新研發「神奇」噴霧令物件變身微型機械人  有助精準傳輸藥物

香港城市大學（城大）科學家領導的團隊研發出一種「神奇」噴霧，在物件表面噴塗後便可輕易將其變為微型機械人，能在活體內精準傳輸藥物。

這項嶄新發明運用「M-spray」，一種特別合成、像膠水般的磁性噴霧。當物件表面噴塗M-spray後，透過磁場的驅動，可於不同的表面移動。這項技術於生物醫學上極具應用潛力，例如在導管插入和傳輸藥物方面。

研究團隊由城大生物醫學工程學系副教授申亞京博士領導，獲得國家科學基金會與香港研究資助局的資助。研究成果剛於最新一期科學期刊《科學•機械人學》上發表，題為「凝集磁性噴霧將無生命物體轉化為用於生物醫學的微型機械人」。

M-spray的成份是聚乙烯醇、小麥蛋白粘粉和鐵顆粒。這種噴霧可以瞬間穩定地緊貼於一維、二維和三維物件上，所形成的一層厚度只有0.1至0.25毫米的薄膜，並不會影響物件原來的大小、形態及結構。這種磁性噴霧具生物兼容性，所形成的外層更可於有需要時崩解成粉末。

申博士解釋說：「M-spray可以黏在物件表面，然後透過磁場的驅動，『激活』該物件。」

已噴有M-spray的物件受磁場驅動，能在玻璃、皮膚、木頭或沙礫等表面上，以爬行、翻轉、行走或滾動等不同方式移動。

團隊研發的這種方法，特別之處在於機械人可以按照需要而重新編程，以改變其移動模式。

論文共同第一作者之一、生物醫學工程學系博士生楊雄解釋，只要令固化後的磁性噴霧層完全濕透，再施加強力磁場，就可以改變M-spray塗層內磁性粒子的分佈和排列方向。

這個重新編程驅動模式的特性，對目標導航大有幫助。團隊證明了不論是管道中有大幅度的急轉彎抑或圓滑的轉彎位，噴有M-spray塗層的導管均可順利通過；而且噴有M-spray塗層的導管的活動能力和穩定性，不會因為管道內的血液或液體的流動而受太大影響。

申博士說：「這個可視乎需要而重新編程的特性，令噴上M-spray塗層的導航導管在複雜的部位如食道、血管和尿道的操作應用上，具有很大潛力。」

這項研發的另一重要特色，是可以通過控制磁場，按需要將M-spray塗層分解成粉末。申博士解釋：「M-spray使用的所有材料，即聚乙烯醇、小麥蛋白粘粉和鐵顆粒，都是生物兼容的，塗層崩解後可以被人體吸收或排出體外。」

研究團隊於兔子身上進行活體實驗，測試其藥物傳輸能力。結果顯示M-spray塗層微型機械人能準確到達兔子胃部位置，研究員並施加振動磁場，令塗層崩解。

申博士解釋：「M-spray這種可控崩解的特性，令藥物可以到達目標位置才被釋放，而非在器官中四處散落。」

「我們希望這種構建方法，可以開拓微型機械人在不同範疇的發展和應用，例如傳輸、可移動的傳感器和裝置等等，特別是應用於在有限空間內進行的任務。」

申博士和中國科學院深圳先進技術研究院（SIAT）吳新宇博士是論文的通訊作者。其他共同第一作者包括SIAT的尚萬峰博士，其他共同作者包括申博士團隊的博士生及博士畢業生：陸豪健博士、劉雁婷博士、楊柳、譚蓉。

本錄像顯示微型機械人的製作、不同移動模式、應用（包括導管導航和藥物傳輸）。

新聞界查詢：城大傳訊及公關處蔡卓慧（電話：3442 9325或9787 7671）