中大研微型机清洁耳导管 可免却繁复手术并且更安全
中耳炎会引起中耳积水,需要用中耳导管帮助抽出组织液。但随导管放置一段时间,就容易有细菌滋生,形成菌膜阻塞导管,令患者有发炎风险。中文大学跨学科研究团队合作成功开发出“磁控螺旋微机械人”系统,以机械臂辅助的磁控遥距驱动,清除中耳导管的菌膜﹐开发团队希望5年后作临床使用。中大前校长沈祖尧都对机械人抱有信心,认为将来可在其他器官上使用。
中耳炎是常见的小儿感染,六岁以下儿童中,约有7%曾因中耳炎出现中耳积水。一般可在数周内消退,但若情况持续,则需要手术治疗,医生会在患者的耳膜中置入导管抽出中耳积水。但当导管有细菌,形成菌膜,令病人耳管有发炎风险,医生要做手术清除菌膜或更换导管,但耳道狭小曲折,程序需由具经验的医生进行,否则可能令耳膜和听小骨受损。
中大两学科共同研发
有见及此,中大机械与自动化工程学系,与中大医学院耳鼻咽喉-头颈外科学系的专家共同开发磁控螺旋微机械人系统,以助清理菌膜。
系统结合螺旋形微型机械人、耳道内窥镜、机械臂辅助磁控单元及导管技术。医生首先利用内窥镜配合导管,先把双氧水喷进导管作杀菌,再将非常微小的螺旋形微型机械人放入中耳导管。可使用遥控器,以磁力驱动微型机械人,在管道内快速旋转移动,其旋转时,头尾两端会不断向上向下移动,借此刮除耳道导管内的菌膜和杀死当中的细菌。
中大机械与自动化工程学系教授张立表示,机械人之所以会螺旋型,是因为他观察到大肠杆菌鞭毛,会以螺旋形高速移动,螺旋型的移动是最能够清洁管内的一切菌膜。同时机械人利用磁场来遥距控制,可确保其不会失控,同时亦不会令病人在痛楚,“此微型机族人具有机械和化学去除菌膜的能力,能够以‘无痛、无瓶’的方式进行治疗。”他指此机械人主要用石墨和碳纤维制作,所以成本低,用完可以即弃。
机械人有效清除菌膜 对病人更健康
中大医学院耳鼻咽喉-头颈外科学系助理教授张慧子就表示,以往病人耳管感染,需要长期使用含有抗生素的滴耳药水,但有机会衍生细菌耐药性,令疗效愈来愈差。但机械人可更有效清除菌膜,同时用双氧水亦不含药性,对病人是更健康。如果患者是小朋友的话,亦可以令他们更安静地进行清洁“个机械人放入去”、“咕唧咕唧”咁就清洁完,非常方便。
耳鼻喉科副教授陈英权就指,新的技术将可以简化现有的治疗程序,减轻病人需要重复更换导管的生理和心理负担,“起码做手术𠮶笔钱唔使畀”,他希望机械人可以在5年后临床应用。他们现时只曾把机械人放在人体标本(即可作实验的尸体的耳朵部分)上作实验,不过他觉得要对病人作临床实验都算容易,惟他强调确保机械人的安全性好重要“例如机械人唔小心跌落中耳(耳朵内部中间位置,在耳膜后,如掉进去就要做手术拾回),咁我地都唔想会发生。”
助理教授张慧子则补充,团队不只会在人体标本做成功的实验,亦会模拟一切可能发生的意外,并定岀适当的解救方法。
沈祖尧:重要的突破
参与是次合作研究的中大前校长,现为新加坡南洋理工大学李光前医学院院长的沈祖尧认为,过去数十年仍未有已证实能有效清除菌膜细菌的药物面世。是次研究是一个重要的突破,将机械和化学研究技术结合,他希望新技术不只清除中耳炎耳管菌,更可以应用于其他置于体内、有可能产生菌膜感染的医疗仪器,例如尿道或胆管。