近期英國利茲大學（University of Leeds）的研究人員開發了一種微型機器人，可以深探至肺部和支氣管，檢測以及治療癌症的初期跡象。相較於早期侵入性的治療方式，微型機器人能夠達到肺部更深處，並且減少治療過程對組織造成的傷害，為肺癌治療開闢新的前景。
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根據世界衛生組織（World Health Organization，WHO）2020 年的數據顯示，肺癌為全球癌症死亡率最高的疾病，主要分為兩大類型：小細胞肺癌（Small cell lung cancer，SCLC，占總病例約 15%） 和非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC，占總病例約 85%）。SCLC 通常與吸菸行為有密切關係，而且腫瘤生長快速，使其短時間就能藉由淋巴或血液循環轉移到身體其他部位。因此相較於以手術切除的方式治療，更適合化學治療或放射治療。
NSCLC 腫瘤生長速度相對較慢，因此手術干預是對於該疾病早期患者常見的治療方式。然而，手術通常是高度侵入性的治療方式，切除大部分的肺部組織，可能會影響到肺功能，亦不適用於所有患者。儘管部分診斷已經證明手術切除的生存效益，但也表明仍然迫切地需要找到非侵入性或更靈活的方法來改善早期診斷和治療。
磁性觸手微型機器人，精準肺癌治療里程碑
利茲大學的研究人員開發出一種微型機器人，其外型為極軟的觸手樣式，能夠透過磁鐵控制到達微小的支氣管，改善肺癌的治療。除此之外，機器人允許臨床醫師只瞄準惡性細胞，使健康的組織和器官不受到損傷，為雷射治療提供具有針對性的新方法，能夠用於治療肺部外周區域的腫瘤。研究中，團隊測試了微型機器人在肺部運作的能力，發現它可以比標準裝置更深入肺部達 37%，並且減少組織位移。
a – h 八個微型觸手皆到達支氣管中預計抵達位置。藍色圓圈為支氣管鏡頂端位置，紅色圓圈為觸手頂端位置，完成時間標示於各圖下方。（圖片來源：University of Leeds）
透過利用矽膠製成的微型機器人，結合安裝在病人體外機械臂上的磁鐵引導，可以有效減少組織損傷。研究團隊已成功地使用兩台微型機器人進行了腦內手術實驗。此外，基於這項新技術，外科醫生能夠通過鼻腔進行顱前和顱頂部的手術操作。
研究團隊希望這兩台微型機器人能夠在彼此之間獨立移動，同時在人體狹窄區域協同工作。其中一台機器人負責操控移動相機的影像，另一台則控制雷射以切除腫瘤。然而，當這兩個裝置被緊密放置在一起時，磁鐵會相互吸引，給團隊帶來了挑戰。為克服這個問題，團隊將機器人設計成觸手的外型，使其只能往特定方向彎曲，並且透過重新定位每個磁性機器人中的正極和負極來克服這個問題。這樣的方式能夠模擬切除位於顱底垂體上的良性腫瘤，首次證明在身體的密閉區域內操控兩個機器人的可能性，亦是對磁控機器人領域的重大貢獻。
開拓肺癌微創療法新前景
此次研究的成果將有助為肺癌病人量身定製更準確、侵入性更小的治療方式。隨著微型機器人技術的改進，未來或許可以推動靶向微創療法，針對惡性細胞起作用，使健康的組織和器官能夠不受影響繼續正常運作。
研究結果獲得歐洲研究院（European Research Council，ERC）和英國工程和物理科學研究委員會（Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC）的共同贊助，並發表於 《Advanced Intelligent Systems》期刊。該由研究的合著者 Giovanni Pittiglio 博士表示：「這項研究的目標是希望為患者將治療過程造成的疼痛降到最低。透過遠端磁動，我們能夠使用超柔軟的觸手到達支氣管更深處，同時配合病人的解剖結構並減少治療導致的損傷。」該團隊接下來將著手彙整研究中獲得的各項資料，並預備展開人體試驗。
延伸閱讀：微型機器人出動，或成治療細菌性肺炎新利器！參考資料：
1.https://seer.cancer.gov/statfacts/html/lungb.html
2.https://www.nature.com/articles/s44172-023-00098-9
3.https://www.leeds.ac.uk/news-technology/news/article/5354/tiny-surgical-robots-could-transform-detection-and-treatment-of-cancers
4.https://www.canceraway.org.tw/page.php?IDno=2218
5.https://www.mmh.org.tw/taitam/che_int/index4_1_LC04.html
6.https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/lung-cancer
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