草根影響力新視野 法藍瓷編譯

將身體縮小穿梭體內的冒險科幻片題材可能會在不久的將來實現。澳洲新南威爾斯大學(UNSW) 一群工程師已開發出由奈米引擎驅動的微型潛艇, 搭配人體導航, 微型潛艇能夠無需手術就可將藥物輸送至病變器官進行治療。

『這種微馬達透過不同外部驅動力, 例如像光、熱或磁場來探索人體內特定位置, 』新南威爾斯大學的生醫工程暨化學學院的 Kang Liang 教授在一場院內新聞發布會說道。在研究過程中, 團隊設計出不用透過外部操作即可自動導航至特定位置的微型馬達, 所謂的自動導航也就是利用生物組織環境的變化原理來驅動。

『任何人若想建構身體組織導航圖, 在我們體內其實有許多的生物性接觸點可使用作為導航指引。而對於研究團隊來說, 導航指引就是所謂人體內的pH值水平。畢竟, 人體內的主要組成是水, 而身體透過消耗相當程度能量過後將體內pH值維持於健康範圍內。當微型潛艇在人體內穿梭時會自動調節pH值以便保持機器自身的浮力。』

Kang Liang 教授進一步說道:『大部分的微型馬達以二度空間(two-dimensional)也就是平行的方式移動, 但在我們的研究計劃裡, 我們將馬達設計成能夠垂直移動的機制。我們將這兩個概念結合起來，創造出能夠以3D立體空間方式移動的自動式馬達設計。這樣的設計能夠讓它最終成為體內智慧型藥物運輸載具用途。』

還記得1966年的電影「聯合縮小軍: 奇幻的旅程」(Fantastic Voyage: Strange Journey)嗎? 內容講述一群醫學團隊成員進入人體內協助清除血栓, 而Liang 則是透過操控一群機器人大軍在體內移動。Liang 以及UNSW研究團隊所想像的醫學未來, 就是讓一顆治療用的藥丸能夠乘載百萬個微型機器, 而每個被乘載的機器能夠進一步乘載百萬個以上藥物小分子, 在互相乘載的條件下提升藥物治療的精確性與有效性。一旦偵測到已進入腸胃液中, 微型淺挺所乘載的藥物就會自動被釋放出去。同時間在腸胃液體內，淺挺將可根據患者身體躺臥的方向, 自行推進至上部或底部區域執行進一步治療。過程中, 載有藥物的顆粒可被癌症部位的惡性細胞內化吸收, 一旦進入惡性細胞內, 藥物顆粒就會被分解與釋放有效針對性和有效針對癌細胞來治療。

目前, 醫用微型機器仍處於概念驗證階段, 等到真正入實體應用時, 它們外表將包覆金屬有機框架, 內含載有統稱「過氧化氫酶」的一種生物活性酶在導航的微電機系統中。一般來說，過氧化氫酶是人體中最有效的活性酶之一，能夠每秒分解數百萬個過氧化氫分子。Liang 最後說道他們正計畫應用這個新的發明在其他奈米醫學上, 需要更多的實驗來佐證這種治療方式的信度與效度。

相信不久的將來透過AI與微型機器的結合, 醫療手術將更快速與精準, 就像人類對太空旅行的嚮往與探索一樣, 有一天將會成為普遍的醫學科技。

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