開創顱內腫瘤精準治療新紀元

全球首個磁控血液凝膠纖維機械人

2025年5月14日

中大與深圳聯合研究團隊早前成功研發全球首個磁控血液凝膠纖維機械人,於顱內腫瘤治療領域取得重要突破。

團隊由中大機械與自動化工程學系張立教授、深圳大學化學與環境工程學院王奔副教授及中國科學院深圳先進技術研究院(SIAT)研究員徐天添博士組成,他們在SIAT–中大機器人與智能系統聯合實驗室研發是項機械人。

位於腦深部或鄰近重要功能區的顱內腫瘤,長期以來是臨床治療上的重大難題。傳統手術由於解剖路徑複雜,往往伴隨不可逆轉的神經損傷風險;放射治療則可能導致正常腦細胞壞死;而化療受限於血腦屏障的低通透性,難以達到有效的藥物濃度。因此,如何實現無創、精準和高效的顱內腫瘤治療,仍然是醫學界一項艱巨的挑戰。

針對此技術難題,港深團隊日前成功研發一種基於患者自身血液的磁控血液凝膠纖維機械人。機械人從患者血液中提取纖維蛋白作為原料,並以仿生凝膠化技術建構與腦內組織結構高度匹配的柔性機械人,有助顯著降低免疫排斥的風險。結合X光成像技術,治療過程可以即時追蹤與精準定位。

另外,團隊摒棄了傳統的血管傳送路徑,突破性地選擇腦脊液作為機械人運輸的「天然航道」,結合特設的多模態磁控運動策略,使機械人能夠在腦部結構中精準導航,直達腫瘤病灶。到達靶點後,機械人有效釋放其攜帶的化療藥物,局部提升藥物濃度,增強治療效果並減少副作用,為顱內深部及鄰近的腫瘤提供了一種無創、精準及高效的新治療方案。

團隊曾在豬隻身上試用磁控血液凝膠纖維機械人作活體顱內腫瘤治療。手術過程結合磁控單元與X光透視技術,有效將機械人傳送患者顱內

張立教授表示:「這種創新的磁控血液凝膠纖維機械人系統,融合了生物材料與智能微型機械人等多學科前沿技術,充分體現了香港與深圳在生物材料、軟體機械人及醫學影像等領域的協同創新和資源分享優勢,為顱內深部及鄰近功能區腫瘤的醫療,以及精準及無創治療開闢了全新路徑。」

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

研究全文可參閱:https://www.nature.com/articles/s41551-025-01382-z

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