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中大研發全球首個磁控血液凝膠纖維機械人 實現顱內腫瘤精準治療
香港中文大學（中大）機械與自動化工程學系張立教授，聯同深圳大學化學與環境工程學院王奔副教授及中國科學院深圳先進技術研究院（SIAT）研究員徐天添博士等組成的港深聯合團隊，在SIAT–中大機器人與智能系統聯合實驗室成功研發全球首個磁控血液凝膠纖維機械人，於顱內腫瘤治療領域取得重要突破。有關研究成果已在國際知名期刊《Nature Biomedical Engineering》上發表。張立教授、王奔副教授及徐天添博士為是次研究的通訊作者。
突破顱內腫瘤治療的困境
對位於腦內部或鄰近重要功能區的顱內腫瘤長期以來是臨床治療的難題。傳統手術由於解剖路徑複雜，往往伴隨著不可逆轉的神經損傷風險；放射治療則可能導致正常腦細胞壞死；而化療受限於血腦屏障的低通透性，難以達到有效的藥物濃度。因此，如何實現無創、精準和高效的顱內腫瘤治療，仍然是醫學界一項艱巨的挑戰。
針對此技術難題，港深團隊日前成功研發一種基於患者自身血液的磁控血液凝膠纖維機械人。機械人從患者血液中提取纖維蛋白作為原料，並以仿生凝膠化技術建構與腦內組織結構高度匹配的柔性機械人，有助顯著降低免疫排斥的風險。團隊在機械人內部加入磁性顆粒，使其能夠進行擺動、翻滾、爬行等多種仿生運動模式，可以靈活地在蛛網膜下腔等複雜腦區移動。結合X光成像技術，讓治療過程可以實現即時追蹤與精準定位。
另外，團隊摒棄了傳統的血管傳送路徑，突破性地選擇腦脊液作為機械人運輸的「天然航道」，結合特設的多模態磁控運動策略，使機械人能夠在腦部結構中精準導航，直達腫瘤病灶。到達靶點後，機械人在高強度交變磁場的作用下，以磁性引致機械斷裂的機制，釋放其攜帶的化療藥物，局部提升藥物濃度，增強治療效果並減少副作用，為顱內深部及鄰近的腫瘤提供了一種無創、精準及高效的新治療方案。
港深團隊科研協作 推動臨床轉化
張立教授表示：「這種創新的磁控血液凝膠纖維機械人系統，融合了生物材料與智能微型機械人等多學科前沿技術，充分體現了香港與深圳在生物材料、軟體機械人及醫學影像等領域的協同創新和資源分享優勢，為顱內深部及鄰近功能區腫瘤的醫療，以及精準及無創治療開闢了全新路徑。」
王奔副教授表示：「港深團隊早期專注研究以納米機械人進行溶栓治療。在探索血栓柔軟結構的過程中，研發出磁控血液凝膠機械人，它不僅配備貼近腦內組織的材質，還具備在患者體內狹窄腔體中靈活移動的能力。更重要的是，機械人的生物材料取自患者自身，有效避免了免疫排斥，大大提升了未來臨床應用的可行性。」
徐天添博士表示：「港深團隊透過結合高精度的磁控系統及即時影像追蹤技術，讓血液凝膠纖維機械人可以在腦脊液等複雜環境中能夠高效且精準地導航至病灶，為微型機械人在醫學領域實踐自動化治療提供了一個新範例。」
是次研究不僅展示了深港協同創新的強大實力，也為個人化醫療和智能醫療機械人在醫學領域的廣泛應用奠定了堅實基礎。研究第一作者，深圳大學王奔副教授，於中大張立教授的研究團隊中完成了博士學位。由張教授與徐博士聯合成立的SIAT–中大機器人與智能系統聯合實驗室，組織了多學科研究團隊，為項目的快速推進和技術突破提供了穩健的支持。未來，深港團隊將繼續提升生物材料與機械人的運動性能，拓展至不同醫療應用範圍，並積極推動臨床轉化。
是項研究獲香港研究資助局（RGC）、裘槎基金會、國家自然科學基金、深圳市科技計劃的資助，以及SIAT–中大機器人與智能系統聯合實驗室和創新香港研發平台（InnoHK）醫療機械人創新技術中心的支持。
中大機械與自動化工程學系張立教授帶領的合作研究團隊，成功研發全球首個磁控血液凝膠纖維機械人，實現顱內腫瘤精準治療。
磁控血液凝膠纖維機械人結合磁控單元與X光透視技術，有效將機械人傳送患者顱內進行治療。
磁控血液凝膠纖維機械人具備多模式多模態磁控運動策略，使機械人能夠在腦部結構中精準導航，直達腫瘤病灶。
團隊曾在豬隻身上試用磁控血液凝膠纖維機械人，進行活體顱內腫瘤治療。
