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2019年10月20日

2017/11/29 (週三) 12:01上午

中大成功研發螺旋藻機械人 入人體 可降解 治癌新希望

近年微創手術技術普及,不少醫生都會將人工合成的微型機械人,放入病人體內做手術。香港中文大學機械與自動化工程學系一個研究團隊,最近成功研發全球首個可在活體內追蹤及降解、以天然螺旋藻為原材料的生物合成微型機械人,並能夠選擇性攻擊癌細胞。今次研究成果有望應用日後微創及無創的診斷或治療。團隊又希望機械人能成為治癌新趨勢。

肝癌剋星 不殺正常細胞

香港中文大學機械與自動化工程學系副教授張立及博士研究生鄢曉暉,與英國曼徹斯特大學納米醫學Kostas Kostarelos教授的研究團隊,早前利用天然螺旋藻,成功研發全球首個可在活體自然降解的生物合成微型機械人,每個機械人的大小與血液的紅血球相若。螺旋藻機械人特別有效攻擊子宮頸癌、肝癌和皮膚癌的癌細胞,其間亦不會損害正常細胞。

現時生物醫學界微型或納米機械人技術成熟,它們能夠在非常狹小的空間內,包括人體內發揮功用。張立指,螺旋藻機械人主要由天然螺旋藻,再配以人工合成生物相容鐵磁性納米顆粒(四氧化三鐵)組成。每個機械人的大小只有頭髮直徑的20分之一,與血液的紅血球相若。

機械人大小如紅血球

由於現時螺旋藻被廣泛應用為膳食補充劑、安全性高,加上微型機械人在體內降解時,釋出的成分會對癌細胞表現出很強殺傷力,亦不會損害正常細胞,所以張立指以螺旋藻製造的機械人,較市面其餘同類型機械人的安全性亦較高。

他又指出,螺旋藻自發熒光的特性及鐵磁性納米顆粒的核磁性成像性能,有助進行更精確的成像定位和操控。張立補充,螺旋藻的熒光度會受酸鹼值影響,在發出偏酸性物質的腫瘤附近位置,螺旋藻熒光就會變暗。

為使微型機械人在體內發揮更大功效,研究團隊會先將螺旋藻浸泡於「鐵磁性納米顆粒懸浮液」中。基於靜電的吸附作用,鐵磁性納米顆粒會逐漸沉積在螺旋藻表面,形成鐵磁性外層。

在利用磁力共振機器控制下,螺旋藻能夠在血液、胃液和尿液中定向移動,確保它可移動至指定部分進行診斷和治療。

癌細胞存活率減至一成

另外,鐵磁性納米顆粒的厚度能藉着浸泡時間而改變,醫療團隊就能控制螺旋藻機械人的降解速度,從而確保它能在指定時間,移動到指定部位診斷、治療或輸送藥物。

而據早前實驗,螺旋藻機械人降解時會對子宮頸癌、肝癌和皮膚癌的癌細胞造成很強殺傷力,癌細胞存活率最低能減至10%。張立指,螺旋藻機械人有望成為醫學治療新趨勢。

望十年內臨牀試驗

被問及何時進行臨牀試驗時,張立稱需視乎資金而定,又謂有很多工作需進一步研究,如運動追蹤、生物相容性及診療效果等,期望5至10年內可進行。張立又指,機械人製造材料便宜,團隊亦只是改造天然存在的微生物、充分利用其本身特點,而沒有利用複雜的實驗室技術製造。

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