複雜骨折新解方?日本與瑞典研發「造骨微型機器人」

本文經授權轉載自友站科技新報文/ Daisy Chuang 

通常骨折可以用石膏或是鋼板固定,等待人體自癒,但若是範圍較大、嚴重性骨折就難以自行癒合,而現在瑞典與日本的實驗性材料「造骨微型機器人(microrobots)」,或許可以提供另一個治療方案。

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瑞典林雪坪大學與日本岡山大學從嬰兒的囪門(fontanelle)獲得靈感。其中嬰兒必須要通過狹窄的產道才能呱呱墜地,因此一開始嬰兒的頭骨並非一整塊,頭骨之間還有縫隙「囪門」,保留彈性與空間,之後才會逐漸硬化並關閉。

跨國團隊希望能研發出可以改變硬度的材料。林雪坪大學物理化學生物系(IFM)副教授 Edwin Jager 表示,得在不同時間點具備不同屬性,且必須​饒有彈性,硬化時又能固定到位,這樣一來材料才有用處,好比應用在複雜骨折處理,當成人體體內的微型機器人,注射進體內後可展開並發展成「骨骼」。

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這個神奇材料是條狀的海藻酸鹽水膠,水膠兩側分別附塗導電聚合物聚吡咯(Polypyrrole,PPy)、生物分子。團隊指出,當低壓電流經過 PPy 時,PPy 體積也會隨之增加,讓條狀水膠彎曲,如果在材料上切割出不同圖案,就可彎成不同形狀;團隊使用的生物分子則取自骨骼生長的重要細胞膜,希望最終注入微型機器人到體內後,可以像骨骼一樣自然礦化和硬化。

目前團隊也在實驗室用化學性質跟人類最相似的雞骨進行實驗,最後也成功融合。團隊盼有朝一日,由上述材料製成的「微型機器人」可以成為治療複雜骨折的方式之一,透過施加電流使材料擴張,最終硬化填補原本骨骼的缺口。

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