草根影响力新视野 法蓝瓷编译

将身体缩小穿梭体内的冒险科幻片题材可能会在不久的将来实现。澳洲新南威尔斯大学(UNSW) 一群工程师已开发出由奈米发动机驱动的微型潜艇, 搭配人体导航, 微型潜艇能够无需手术就可将药物输送至病变器官进行治疗。

‘这种微马达透过不同外部驱动力, 例如像光、热或磁场来探索人体内特定位置, ’新南威尔斯大学的生医工程暨化学学院的 Kang Liang 教授在一场院内新闻发布会说道。在研究过程中, 团队设计出不用透过外部操作即可自动导航至特定位置的微型马达, 所谓的自动导航也就是利用生物组织环境的变化原理来驱动。

‘任何人若想建构身体组织导航图, 在我们体内其实有许多的生物性接触点可使用作为导航指引。而对于研究团队来说, 导航指引就是所谓人体内的pH值水平。毕竟, 人体内的主要组成是水, 而身体透过消耗相当程度能量过后将体内pH值维持于健康范围内。当微型潜艇在人体内穿梭时会自动调节pH值以便保持机器自身的浮力。’

Kang Liang 教授进一步说道:‘大部分的微型马达以二度空间(two-dimensional)也就是平行的方式移动, 但在我们的研究计划里, 我们将马达设计成能够垂直移动的机制。我们将这两个概念结合起来，创造出能够以3D三維空间方式移动的自动式马达设计。这样的设计能够让它最终成为体内智慧型药物运输载具用途。’

还记得1966年的电影“联合缩小军: 奇幻的旅程”(Fantastic Voyage: Strange Journey)吗? 内容讲述一群医学团队成员进入人体内协助清除血栓, 而Liang 则是透过操控一群机器人大军在体内移动。Liang 以及UNSW研究团队所想像的医学未来, 就是让一颗治疗用的药丸能够乘载百万个微型机器, 而每个被乘载的机器能够进一步乘载百万个以上药物小分子, 在互相乘载的条件下提升药物治疗的精确性与有效性。一旦侦测到已进入肠胃液中, 微型浅挺所乘载的药物就会自动被释放出去。同时间在肠胃液体内，浅挺将可根据患者身体躺卧的方向, 自行推进至上部或底部区域执行进一步治疗。过程中, 载有药物的颗粒可被癌症部位的恶性细胞内化吸收, 一旦进入恶性细胞内, 药物颗粒就会被分解与释放有效针对性和有效针对癌细胞来治疗。

目前, 医用微型机器仍处于概念验证阶段, 等到真正入实体应用时, 它们外表将包覆金属有机框架, 内含载有统称“过氧化氢酶”的一种生物活性酶在导航的微电机系统中。一般来说，过氧化氢酶是人体中最有效的活性酶之一，能够每秒分解数百万个过氧化氢分子。Liang 最后说道他们正计划应用这个新的发明在其他奈米医学上, 需要更多的实验来佐证这种治疗方式的信度与效度。

相信不久的将来透过AI与微型机器的结合, 医疗手术将更快速与精准, 就像人类对太空旅行的向往与探索一样, 有一天将会成为普遍的医学科技。

Reference :  Micro-Submarines Could Deliver Medicine in the Body Without Surgery