巴士的專訪｜中大研《毒魔》式磁控「史萊姆」機械人 冀用於微創膽石手術 打造成「醫療Superman」

只用一個無線微型機械人，無需破壞十二指腸括約肌，便可擠入狹小的膽管進入膽囊，在「無創」情況下變形包裹住膽石，並取出患者體內，這便是未來可能達成的微創膽石手術。該機械人是由中大工程學院機械與自動化工程學系教授張立團隊研發，因其形似電影《毒魔》（Venom）的磁控液態機械人，具柔軟、變形能力強和黏彈的特性，被稱作「史萊姆機械人」，而未來團隊更希望能把它打造成「超級醫療機械人」。

中文大學張立教授團隊研發的磁控液態機械人，因變形能力強，又被稱為「史萊姆」機械人。巴士的報記者攝

「我們希望我們的微型機械人，可以幫助醫生完成難度高的任務，把我們的微型機械人打造成Superman『超級醫療機械人』。」張立教授接受《巴士的報》專訪時說。

中大工程學院機械與自動化工程學系教授張立。巴士的報記者攝

張立團隊早在2022年就成功研發「史萊姆」機械人，其形似電影《毒魔》（Venom）中的半液態外星怪物，主要由動態交聯磁性水凝膠組成，實際使用時以機械臂操控永久磁鐵來控制機械人路徑，並配合醫學影像設備追蹤機械人路徑。張立表示，這一機械人的原型來自可變形成任意形狀的阿米巴原蟲。

今年初，團隊又在「史萊姆」機械人基礎上研發出全球首款「抗菌膜」磁控液態機械人。早前，張立團隊希望使用「史萊姆」機械人拾取胃裡的異物，但發現胃酸會腐蝕機械人，便將方向轉為「抗菌膜」。

「在人體植入一些器件的過程中，有時會帶入細菌，細菌繁殖後會形成難以去除的『生物膜』，」張立表示，「調研也發現體內七、八成的慢性感染都是由菌膜導致的，於是我們就確立了這個未來方向。」

張立也希望，日後可將「史萊姆」機械人用於微創膽石手術。目前要到達狹窄的膽管進行膽石手術等治療，主要使用內窺鏡，但難度較大。張立團隊便構想，利用「史萊姆」機械人極強的變形能力，擠進膽囊，包裹住膽石並將其帶出，避免對括約肌等造成破壞；加上這款機械人採用「無纜」遙控，故靈活性更高，手術創口比現時的手術方式更小。張立笑稱，這是一個很「瘋狂」的想法。

「史萊姆」機械人可通過狹窄的管道，包裹住異物並取出。巴士的報記者攝

「史萊姆」機械人進入膽管內去除細菌生物膜感染，目前在豬樣本上已成功試驗。張立希望，之後的臨床試驗可在香港進行，「香港的一大優勢就是背靠祖國，我們可以與大灣區進行多種資源共享。」張立指，目前一個重要任務就是盡快推進首例人體臨床試驗。

張立指，「史萊姆」機械人的自主能力位於Level1到Level2之間，即機械人可以實現簡單的路線規劃，並跟隨路徑到達目的地。巴士的報記者攝

因「史萊姆」機械人可以完成微創機械人難以完成的任務，已有多間本地醫院對此項研究表達興趣。不過，業界仍對機械人「無纜化」控制表現擔憂，「傳統的有纜機械人在人體內活動時更加可控。」張立表示，「有醫院擔心萬一機械人在體內失控，難以快速找回。」

對此，張立在研究微型機械人時確立了「3S」口號，即「Smaller（更小）、 Smarter（更智慧）、Safer（更安全）」。張立團隊亦研發微型機械人後端控制系統，便於後續在商品化場景下的實際操作。

除「史萊姆」機械人外，張立團隊還以蜂群行為模式為靈感，研發出仿生微型機械人集群，該機械人亦可通過磁場控制路徑。張立課題組博士生彭瑜嵩介紹，微型機械人集群目標用於血管介入式治療，目前已在人體胎盤樣本上成功試驗，如在腦內血管瘤治療時，微型機械人集群可助栓塞血管瘤防止血液衝擊，進而降低血管瘤破裂出血風險。

張立團隊以蜂群行為模式為靈感，研發的仿生微型機械人集群。巴士的報記者攝

仿生微型機械人集群用於血管介入式治療示意圖。張立團隊博士生彭瑜嵩供圖

張立團隊過去與多個知名國際團隊展開廣泛合作。早在2017年，就與南韓大邱慶北科學技術院、及瑞士蘇黎世聯邦理工學院成立「創新醫學科技聯合研究中心」，推動微米或納米機械人，以及其他納米技術的研究及發展應用於消化道及心血管疾病的檢測及治療。

2020年，在香港政府支持下，由中大牽頭，與蘇黎世聯邦理工學院、倫敦帝國學院、約翰‧霍普金斯大學和慕尼黑工業大學合作，在香港科學園成立了醫療機械人創新技術中心，作為協助平台將創新的生物醫學工程研究轉化為實質的醫療應用。

醫療機械人創新技術中心。（醫療機械人創新技術中心官網圖片）

中大醫學院利用精準「分子編輯」技術，以銀杏的一種天然化合物成功研發出人工潛在藥物分子BB56，可抑制有害的腦部炎症，有助開發治療中風和阿兹海默症等嚴重神經系統疾病的新藥。相關研究結果已於國際科學期刊《Advanced Science》發表。　

全球估計有超過30億人，即超過4成人口受到神經系統疾病影響。免疫系統原本有助保護大腦，但當其作用紊亂時，則會引發神經炎症，該症狀日漸被視爲導致主要神經系統疾病的重要因素。因此，開發能夠阻斷發炎過程的藥物，對保護核心認知功能，包括記憶、運動及自理能力至關重要。

中大醫學院。

白果內酯是銀杏葉和果實中獨有的天然化合物，具有保護神經細胞和抗炎的作用，但白果內酯分子結構複雜而脆弱，為製藥帶來挑戰。

中大藥劑學院副教授吳濰龍教授帶領研究團隊採用了「分子編輯」技術，選擇性改變白果內酯複雜分子結構中的關鍵部分，同時保留其獨特的核心結構，讓研究人員能夠創造更穩定和更容易進一步改造的分子。團隊以2024年研發前體化合物BB10的研究成果為基礎，進一步開發出其優化衍生物BB56，並在分子結構中策略性加入氟元素，這項結構改造顯著提升BB56在細胞層面的效力，使其更有效抑制發炎。

吳濰龍教授表示，「分子編輯」技術為開發藥物打開新可能性，「這個方法讓研究人員得以從天然化合物開始，系統性地開發原創分子，並探索它們是否有潛力發展為治療如阿兹海默症等神經系統疾病的藥物。」

研究團隊利用實驗室培養的大腦免疫細胞「小膠質細胞」、以及經誘導產生腦部炎症的斑馬魚幼體進行臨床前實驗，成功驗證BB56的抗炎功效，並揭示其背後的生物學作用機制。

小膠質細胞在反應過激時，會增加釋放脯氨酰內切肽酶（PREP），這種酶平時主要作用於調節和維持大腦功能，但過量時就會擾亂保護大腦的信號運作，令發炎反應進一步惡化。團隊發現，BB56能夠與PREP結合並抑制其活性，從而有效阻截其活動。

團隊進一步發現，透過抑制PREP，BB56可減少發炎分子的產生，減弱與發炎有關的信號傳遞，從而抑制小膠質細胞的過激反應。研究顯示，BB56有潛力成爲開發治療神經系統炎症新藥物的先導化合物。研究團隊已就有關發現在中國、美國和世界知識產權組織提交國際專利申請。

吳濰龍教授表示，未來願景是將香港原創的藥物研究成果進一步發展成新藥，惠及全球受神經系統疾病困擾的患者。

中大藥劑學院副教授吳濰龍教授帶領研究團隊採用了「分子編輯」技術以銀杏一種天然化合物成功研發出人工潛在藥物分子BB56， 有助開發治療中風和阿兹海默症新藥。中大提供