中大研水凝膠彈射器 進入人體深層組織採樣 免病人開刀之苦
2024年07月24日 13:14
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技術在設計上不涉及複雜結構,成本亦不算高。
香港中文大學今日(24日)發布一項破裂誘導的功率放大機制,中大稱是受植物原理啟發的新研究,可開發為進入人體深層組織採樣的臨床醫學用微型機械人,免卻病人開刀之苦。中大研究團隊表示,該技術的原理就如射箭,此項技術的結構不算複雜,成本相對便宜,除了作為醫療器械,還能應用在太空探索、農業等方面,惟目前開發的裝置只能使用一次。
這項技術是受到噴瓜種子的傳播模式啟發,以此為基礎開創了破裂誘導的功率放大運動機制,並藉此研發了光驅動水凝膠彈射器。採用這種新技術,一個直徑僅7毫米、厚3毫米,如鈕扣型電池般大小的水凝膠彈射器,起步速度可達時速約27公里,垂直發射距離可接近兩米。
中大工程學院機械與自動化工程學系教授張立表示,技術在設計上不涉及複雜結構,製造過程簡單,對物料要求不高,成本相宜。現時由於運用這技術時彈射器底部會破裂,每個彈射器只能用一次。研究團隊正嘗試改用可「自癒」的水凝膠物料製作,使其可重複使用。對於新技術的原理,張立用射箭作類比,以射箭為例,當手指拉開弓弦時就會逐漸累積能量,一鬆手便瞬間釋放大量能量。
張立還表示新技術有望取代現有微型機械人內的驅動部件,大幅增加其功率輸出,使微型機械人在人體內執行支架運載、在腸道等深層組織內採樣及切除組織等任務,讓更多病人受惠。在農業範疇,光驅動水凝膠發射器讓機械人有足夠的驅動和輸出能力,攜帶種子及RFID彈射至遠處,配合在農地設置的RFID讀取設備實現定時供水,彈射器的水凝膠吸收水分並膨脹後,可以釋放裝載的種子,達到自動播種功能。此外,因應新技術的運動能力,它也可能應用於無重力或微重力的環境,在月球或外太空探測中驅動機械人進行任務。