香港中文大学（中大）机械与自动化工程学系张立教授，联同深圳大学化学与环境工程学院王奔副教授及中国科学院深圳先进技术研究院（SIAT）研究员徐天添博士等组成的港深联合团队，在SIAT–中大机器人与智能系统联合实验室成功研发全球首个磁控血液凝胶纤维机械人，于颅内肿瘤治疗领域取得重要突破。有关研究成果已在国际知名期刊《Nature Biomedical Engineering》上发表。张立教授、王奔副教授及徐天添博士为是次研究的通讯作者。
突破颅内肿瘤治疗的困境
对位于脑内部或邻近重要功能区的颅内肿瘤长期以来是临床治疗的难题。传统手术由于解剖路径复杂，往往伴随著不可逆转的神经损伤风险；放射治疗则可能导致正常脑细胞坏死；而化疗受限于血脑屏障的低通透性，难以达到有效的药物浓度。因此，如何实现无创、精准和高效的颅内肿瘤治疗，仍然是医学界一项艰巨的挑战。
针对此技术难题，港深团队日前成功研发一种基于患者自身血液的磁控血液凝胶纤维机械人。机械人从患者血液中提取纤维蛋白作为原料，并以仿生凝胶化技术建构与脑内组织结构高度匹配的柔性机械人，有助显著降低免疫排斥的风险。团队在机械人内部加入磁性颗粒，使其能够进行摆动、翻滚、爬行等多种仿生运动模式，可以灵活地在蛛网膜下腔等复杂脑区移动。结合X光成像技术，让治疗过程可以实现即时追踪与精准定位。
另外，团队摒弃了传统的血管传送路径，突破性地选择脑脊液作为机械人运输的「天然航道」，结合特设的多模态磁控运动策略，使机械人能够在脑部结构中精准导航，直达肿瘤病灶。
到达靶点后，机械人在高强度交变磁场的作用下，以磁性引致机械断裂的机制，释放其携带的化疗药物，局部提升药物浓度，增强治疗效果并减少副作用，为颅内深部及邻近的肿瘤提供了一种无创、精准及高效的新治疗方案。
港深团队科研协作 推动临床转化
张立教授表示：「这种创新的磁控血液凝胶纤维机械人系统，融合了生物材料与智能微型机械人等多学科前沿技术，充分体现了香港与深圳在生物材料、软体机械人及医学影像等领域的协同创新和资源分享优势，为颅内深部及邻近功能区肿瘤的医疗，以及精准及无创治疗开辟了全新路径。」
王奔副教授表示：「港深团队早期专注研究以纳米机械人进行溶栓治疗。在探索血栓柔软结构的过程中，研发出磁控血液凝胶机械人，它不仅配备贴近脑内组织的材质，还具备在患者体内狭窄腔体中灵活移动的能力。更重要的是，机械人的生物材料取自患者自身，有效避免了免疫排斥，大大提升了未来临床应用的可行性。」
徐天添博士表示：「港深团队透过结合高精度的磁控系统及即时影像追踪技术，让血液凝胶纤维机械人可以在脑脊液等复杂环境中能够高效且精准地导航至病灶，为微型机械人在医学领域实践自动化治疗提供了一个新范例。」
团队曾在猪只身上试用磁控血液凝胶纤维机械人，进行活体颅内肿瘤治疗。
是次研究不仅展示了深港协同创新的强大实力，也为个人化医疗和智能医疗机械人在医学领域的广泛应用奠定了坚实基础。研究第一作者，深圳大学王奔副教授，于中大张立教授的研究团队中完成了博士学位。由张教授与徐博士联合成立的SIAT–中大机器人与智能系统联合实验室，组织了多学科研究团队，为项目的快速推进和技术突破提供了稳健的支持。未来，深港团队将继续提升生物材料与机械人的运动性能，拓展至不同医疗应用范围，并积极推动临床转化。
是项研究获香港研究资助局（RGC）、裘槎基金会、国家自然科学基金、深圳市科技计划的资助，以及SIAT–中大机器人与智能系统联合实验室和创新香港研发平台（InnoHK）医疗机械人创新技术中心的支持。
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