中大研微型機械人療法 有效對抗頑固鼻竇感染

Table Of Contents

 

光催化微型機械人於鼻竇生物膜感染中的治療機制

鼻竇感染困擾不少都市人，常用方法是利用生理鹽水沖洗或抗生素藥物，不過效果因人而異，香港中文大學研發的微型機械人療法，首次應用在對抗頑固鼻竇感染。

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廣西大學張亞斌教授，成功研發嶄新微型機械人療法，以應對全球最迫切的健康挑戰之一──頑固性細菌生物膜感染。研究結果已於國際權威期刊《Science Robotics》上發表。

根據《刺針》統計，細菌感染已成為全球第二大死亡原因，每年奪去數百萬人的性命。傳統治療方法，如抗生素、沖洗和手術穿刺等的效果往往未如理想，亦容易引發抗藥性與組織損傷。為此，研究團隊研發了創新的治療平台──光催化微型機械人（CBMR），提供一種微創且高度針對性的治療方法，特別適用於鼻竇炎等深層生物膜感染。

光催化微型機械人由單原子銅摻雜的鉍氧碘（BiOI）所構成，並結合精準磁控導航與光激活光催化反應技術。在外部磁場引導下，微型機械人能迅速聚集並導航至感染部位，然後再經光纖引導的可見光啟動抗菌反應，產生光熱效應。這不僅能降低黏液黏度及提升穿透力，亦能產生活性氧（ROS），有效破壞生物膜結構。體外測試顯示，細菌存活率由超過百分之九十大幅下降至低於百分之一，顯示其強大的殺菌效能。

在外部磁場引導下，微型機械人能迅速集結並導航至感染部位，經光纖導引的可見光啟動抗菌反應，促成光熱效應，降低黏液黏度及提升穿透力，亦能產生活性氧（ROS），有效破壞生物膜結構。

研究團隊進一步以兔鼻竇炎模型驗證療效，證實微型機械人能穿透濃稠的炎性分泌物，並分解生物膜。經治療後，鼻竇組織恢復正常，炎症顯著減輕，纖維化程度亦大幅下降。該療法亦展現出良好的生物相容性，在光照二十分鐘後未見黏膜損傷，細胞存活率維持在百分之九十以上。

張立教授表示：「我們的目標是研發一種精準及非入侵性的治療方法，以克服傳統療法的局限。這項微型機械人平台不僅展現出卓越的抗菌效能，更為安全且具針對性的深層感染治療開啟了嶄新可能。這項突破性成果標誌著微型機械人療法的重要里程碑，為慢性感染提供一種創新、微創的治療方式，並為耳鼻喉科及其他臨床應用領域開拓新方向。」

研究獲香港研究資助局（RGC）、裘槎基金會、國家自然科學基金、深圳市科技計劃資助，以及SIAT–中大機器人與智能系統聯合實驗室和InnoHK創新香港研發平台醫療機械人創新技術中心（MRC）的支持。