3D打印微型機械人 體內準確運送細胞

城大新發明

2018/07/11

孫東教授(前排藍衣)與研究團隊花了十年克服不同範疇的挑戰,包括生物醫學、納米科技、機械人學等。

醫學技術發展迅速,不少病症均可以用入侵性手術治療,但由於入侵性手術存在一定風險,而不同病人也因為不同的身體狀況,未必完全適合做入侵性手術。本港城市大學就有研究團隊,開發出以磁力控制的3D打印微型機械人,能準確運載細胞到指定位置,提高治療效果。

據香港城市大學的研究團隊表示,其發出全球首創以磁力控制的3D打印微型機械人,能於生物體內精確地運載細胞到指定位置。

據研究團隊介紹,微型機械人直徑少於100微米,與一根頭髮的直徑相若。為找出最合適的設計,研究人員利用電腦模擬程式,評估不同形狀機械人的效率,發現球形孔狀、表面帶刺的結構能大大提高負載細胞的能力,並適合在血管及其他體液內游走。

運送幹細胞到受損組織

研究人員同時利用3D鐳射光刻技術打印出微型機械人,再鍍上鎳以產生磁力、及鈦以加強生物相容性。此外,研究團隊更自行製作一個外部電磁驅動系統,以磁力控制微型機械人到達體內指定位置。

據研究團隊介紹,這項發明將為細胞層面的治療、再生醫學、更精準的疾病治療包括癌症等,帶來革命性改變。而微型機械人可運送幹細胞到受損組織或腫瘤,進行修補或治療,在入侵性手術以外提供更多選項,亦有助解決藥物引起的副作用及抗藥性問題。而且,今次是全球首宗微型機械人在生物體內傳送細胞的例子。

據負責研究的城大生物醫學工程學系系主任孫東表示,以機械人進行細胞層面的手術是一門新興醫學,今次的研究成果在這方面跨進一大步。

研究團隊現正進行臨床前研究,以微型機械人運送幹細胞到動物體內醫治肝癌,預計兩至三年內可在人類身上進行臨床測試。

人性化機械人 AI系統治療自閉症

據《Techable》報道,針對自閉症兒童,美國麻省理工學院(MIT)研發一種人性化的機器學習方法,讓機器人NAO能夠藉每位孩童的獨有數據而「因材施教」,進行有效的評估和治療。

一般來說,患有自閉症的兒童通常很難或錯誤識別周圍人的情緒狀態,例如,把快樂的臉上辨別出恐懼的臉。為了解決該問題,研究團隊首先透過影像、聲音、生理數據、孩童的診斷結果、能力、性別等相關數據,建構出個別的AI。

傳統治療上,治療師會藉由照片或圖像卡,教導孩童如何辨別表情。而在該實驗中,則是由裝有龐大資料庫AI數據的軟銀機器人NAO來呈現這些情緒,並觀察孩子與機器人相處時表現的情緒。而AI機械人擔任輔助分析角色,其準確率超過6成,可以為個別兒童提供最適合的治療。

編輯︰陳展宏

美術︰陳超雄

微型機械人採用球形孔狀、表面帶刺的結構,適合負載細胞在血液內游走。

除了診斷,MIT更希望機械人和自閉症兒童之間有更多互動。

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