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由香港中文大學（中大）機械與自動化工程學系張立教授、中大醫學院趙偉仁教授及陳啟楓教授，與來自新加坡南洋理工大學的中大榮休講座教授沈祖堯教授所領導的跨學科研究團隊，研發了一種可組裝和拆卸的模塊化微型機械人，具有強大的推動力將細胞靶向遞送至膽管內，且不會在體內留下不可降解的材料。這項合作研究最近已在國際知名研究期刊《Science Advances》發表。

微型機械人同時實現強大驅動力、多功能性和長期生物安全性的挑戰

目前，膽道或肝臟的細胞療法主要透過血管或內窺鏡遞送，但大多數細胞由於非特定的遞送而無法到達目標區域。磁性微型機械人獨有的優勢在於能夠在傳統醫療工具無法到達的人體內部區域中游走，可望為微創細胞治療帶來徹底改變。然而，要在黏液環境中導航，同時整合多種功能到一個微型裝置中，並保證高劑量磁性材料的長期生物安全性，是一項重大挑戰。

多功能並存的模塊化微型機械人

研究團隊的模塊化設計克服了磁性微型機械人於生物醫學應用的問題。該微型機械人可以同時具備卓越的磁性驅動及裝載細胞的能力，而無損兩者的性能，有助膽道疾病微創靶向細胞治療的未來發展。

中大機械與自動化工程學系張立教授解釋道：「模塊化微型機器人由磁驅動（MA）模組和細胞支架（CS）模組組成，如以火箭和衞星作比喻，MA模組是負責推進和導航的火箭，CS模組則是裝戴著標靶治療用細胞的衞星，火箭將衞星送至目標位置後分離。由高劑量磁性材料組成的MA模組，在導航回導管後被內窺鏡回收，而留在體內的CS模組可生物降解，能大大減少潛在風險。透過這種可回收的設計，我們可以使用高劑量的磁性材料來克服消化道中的動態黏液環境，從而更有效地進行細胞治療。這種方法有望用於膽管疾病的靶向治療。」

中大榮休講座教授、新加坡南洋理工大學高級副校長（健康與生命科學）及李光前醫學院院長沈祖堯教授表示：「如同科幻小說成真，這種新型的微型機械人為一些無法進行介入式治療的身體部位提供了一種微創治療方法，它有潛力應用於其他炎症疾病和惡性腫瘤的治療。我們已經成功在活體兔子模型中驗證了磁導航、按需拆卸和術後回收這套方案的成效。」

中大醫學院周毓浩創新醫學技術中心主任趙偉仁教授指出：「在這項合作研究中，我們展示了一種膽管標靶治療的新方法，利用模塊化磁性微型機械人直接經內腔進入膽管，將細胞或藥物持續釋放到病變部位，還可免除高劑量磁性材料殘留在體內的潛在影響，為細胞治療膽管疾病開創了新的可能性。」

周毓浩創新醫學技術中心研究助理教授陳啟楓教授補充：「微型機械人的模塊化設計可按不同的應用所需選擇不同功能的模組組合而成。我們亦展示了模塊化微型機械人與醫院現有的醫學影像技術如X光和超聲波成像系統的相容性，為轉化成臨床應用打下基礎。我們正在就所此技術應用於身體各個部位的治療進行緊密合作。」

團隊預計，研究將發展出具潛力的微創機械人平台，提供各種高效和安全的內腔介入手術，並具有高臨床價值的多樣化功能。