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城大研究嶄新光鑷機械人改進血液疾病治療方法

黃錦佳
香港城巿大學(城大)機械及生物醫學工程學系的講座教授兼署理系主任孫東教授獲研究資助局近600萬港元撥款,用以資助對造血細胞微操作的研究,有助改進急性白血病等血液病的治療方法。
孫東教授領導一個跨學系團隊,並與香港大學合作,研究如何運用機械人、光學鑷子、微流結構等技術,研發出嶄新的細胞操作與測試系統,用以探索造血細胞的功能機理;該研究將促進發展血液相關疾病的治療方法。
細胞是生物的基本功能單位,但限於目前技術,科學界對單個細胞的機理仍缺乏了解,只能側重研究多個細胞構成的細胞組織,以致對某些疾病的認識不足。為改變這一狀況,研究團隊首次綜合運用機械人、光學鑷子、微流結構等多項技術,研發出嶄新的細胞測試系統,用以測試細胞的拉伸、黏合、遷移控制等操作,令研究人員得以同時對單一細胞或多個細胞進行實驗,可望加深對單細胞運作機理的了解。
光學鑷子是一種新興技術,利用高度集中的低功率鐳射束,對微米或納米尺寸的物體進行操作。孫東教授解釋道,控制細胞的操作必須精細、準確、劃一,人手操作難以達到這一要求。採用機械人自動化控制並結合光學鑷子技術而形成的作業系統,就可確保細胞的測試程序統一而準確,大大減低多次實驗結果之間的差異,令研究人員重複進行單一細胞或多個細胞的測試時,能夠取得一致的研究結果。
這項研究以造血細胞為主要研究對象。孫教授解釋說,造血細胞對人體運作的意義重大,因此造血細胞的功能一旦失調,將引發足以致命的血液病等重病。當前平均每250人中就有一人可能受血液病影響。以「血癌」即急性髓系白血病(AML)為例,只有三成患者能夠接受化療、移殖骨髓等方法醫治。
孫教授期望這項新研究可以達到三個目標,他說:「一是研發出細胞變形測試技術,以探究造血細胞的生物力學特性與細胞功能之間的的關係,從而了解其畸形分化的機理;二是藉助細胞黏合的操作,在單細胞層面上探討調節造血細胞及基質細胞之間的互動關係;三是研究細胞的遷移機理,並測試細胞的運輸過程,以了解造血細胞進出骨髓的模式。」
孫教授強調,這一新的研究可使科學家及醫學界人士加深認識造血細胞的機理,並為其他有關細胞組織的研究提供可靠的資料,有助研究出相關疾病的治療方法。