中耳炎是常见的小儿感染，会引起中耳积水，一般由上呼吸道感染或细菌感染引致。部分患上中耳积水的病人需要接受中耳导管置入手术，帮助抽出积液。但随导管置放於耳膜时间增加，耳朵产生的分泌物会形成菌膜，阻塞导管，甚至造成反覆感染。

香港中文大学（中大）跨学科研究团队合作，成功开发出「磁控螺旋微机械人」系统，以螺旋形微型机械人为基础，结合机械臂辅助的磁控遥距驱动和及内窥镜递送和观察，清除中耳导管的菌膜。团队已经在人体标本上进行试验，效果理想。研究将有助推动磁控微型机械人的临床转化应用，结果已於国际学术期刊《Science Advances》上发表。

「磁控螺旋微机械人」系统，以螺旋形微型机械人为基础，磁控遥距驱动及内窥镜递送和观察进行。

管道内的螺旋形微型机械人

菌膜易引起反覆感染 耳道曲折增加清理菌膜难度

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，以抽出中耳积水。在香港，不论成人或儿童患者，因患上中耳积水而需要进行中耳导管置入手术的情况是十分常见。

当积液随时间黏附在中耳导管上，形成细菌菌膜并造成阻塞，会导致反覆感染。因此，外科医生需要利用机械工具配合内窥镜为病人清除菌膜或更换导管，但由於耳道狭小曲折，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。

张慧子医生表示当中耳积液随时间黏附在中耳导管上，形成细菌菌膜并造成阻塞，会导致反覆感染，一旦导管堵塞，病人需要通过手术更换新的中耳导管。

中大医学院耳鼻咽喉–头颈外科学系助理教授张慧子医生解释：「耳管感染是中耳炎患者置入中耳导管后常见的后遗症，目前仍欠缺有效的解决方法。为了抑制菌膜生长，病人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。此外，被菌膜堵塞的导管需要通过手术频繁更换，令病人的医疗负担及痛楚增加。」

螺旋微机械人具有机械和化学去除菌膜的能力

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研究，开发磁控螺旋微机械人系统，以助清理菌膜，并降治疗程序的复杂性。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将螺旋形微型机械人置入中耳导管，再操控机械臂辅助的磁控单元，以磁力驱动微型机械人在管道内快速旋转移动，藉此刮除耳道导管内的菌膜和杀死当中的细菌。

张立教授表示菌膜感染是一个存在已久的问题，团队将研究把新技术应用在其他置於体内、有可能产生菌膜感染的医疗仪器。

中大机械与自动化工程学系教授张立教授表示：「我观察到大肠杆菌鞭毛会以螺旋形高速移动，此启发了我在瑞士苏黎世联邦理工学院博士后时期开始建构螺旋形微型机械人，并研究如何通过磁场来精准控制它们的运动，以应用在生物医学领域。我们透过与医学院临床及研究团队沟通，了解到应付中耳导管感染面对的临床挑战，於是开发出具杀菌能力的螺旋形微型机械人。此微型机械人具有机械和化学去除菌膜的能力，能够以『无痛、无损』的方式进行治疗。」

陈英权医生表示团队早前在人体标本上进行试验，利用磁控螺旋微机械人系统成功刮除耳道导管上的菌膜，效果理想，期望五年内能推动至临床应用。

中大医学院耳鼻咽喉–头颈外科学系副教授陈英权医生表示：「我们早前在人体标本上进行试验，利用磁控螺旋微机械人系统成功刮除耳道导管上的菌膜，效果理想。这套崭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。现阶段我们需要进行更多安全及稳定性的验证，以确立临床应用的可能性。」

沈祖尧教授（影片内）表示是次研究是一个重要的突破，将机械和化学研究技术结合。

参与是次合作研究的新加坡南洋理工大学李光前医学院院长及中大荣休讲座教授沈祖尧教授表示：「菌膜感染是一个存在已久的问题，但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。新技术不但将有助清除中耳炎耳管菌膜，更具潜力广泛应用於其他置於体内、有可能产生菌膜感染的医疗仪器。」