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加拿大工程院院士孫東:機器人細胞微操作技術的精準醫療

2019年9月11日上午,由深圳市人民政府主辦,OFweek維科網承辦的“OFweek2019中國智慧醫療產業大會”在深圳會展中心舉辦。在上午的“智慧醫療行業分析與市場趨勢專場”上,醫療領域專家學者、企業領袖各自帶來精彩的主題演講,共同探討智慧醫療產業前沿技術創新。

其中,加拿大工程院院士、香港城市大學生物醫學工程系講座教授孫東帶來了主題為《基于機器人細胞微操作技術的精準醫療》的演講,現場掌聲不斷,精彩紛呈。

孫東:基于機器人細胞微操作技術的精準醫療

加拿大工程院院士、香港城市大學生物醫學工程系講座教授孫東

什么是精準醫療?

所謂精準醫療,它是一種將個人基因、環境與生活習慣差異考慮在內的疾病預防與處置的新興方法。孫東教授表示,精準醫療的重點不在“醫療”,而在“精準”。從生物醫學工程的角度出發,希望通過精準醫療操作工具實現在單細胞層面上的精準診斷與治療。就目前而言,精準醫療面臨的問題是缺乏精度、效率低、一致性差、成功率低、沒有立體視覺等,而對未來的展望是高通量、高效率、高成功率、3D視覺反饋、移植細胞導航、人工智能操作等。

關于機器人細胞微操作技術的運用

隨著機器人技術的快速發展,醫療領域也逐漸有了機器人的一席之地。作為一種手術輔助工具,機器人在醫療行業的作用越來越大,尤其是在細胞手術機器人領域,利用細胞機器人技術實現手術從器官到細胞層面的重大轉變,已成為智慧醫療與精準醫學領域的熱門話題。細胞手術機器人是指采用一種自動化及視覺視像技術,利用微操作工具實現細胞或者亞細胞層面的精準操作的機器人,這是一個新興的概念,與國際上精準醫學的發展趨勢緊密關聯。

運用機器人細胞微操作技術去實現精準醫療,其中一個重要的操作就是如何將治療細胞輸送到指定部位。對此,孫東教授認為,要實現手術從器官到細胞層面的轉變首先要解決的問題是如何操控細胞。在實現精準操作之前,首先要精準地感應到單細胞層面的信息,進行早期診斷和治療,細胞治療是通過單細胞修復,然后放大增值至萬數量級以上,接著進行細胞的傳送,達到治療的目的。

細胞手術機器人是將手術從器官到細胞層面實現的重大轉變,要實現這些首先要解決用什么方法去操作細胞。現有的方法包括體內循環輸送系統,大劑量細胞注入等,但是這些方法容易發生因細胞因子過量,引起嚴重過度免疫反應,造成不良反應。解決這類問題的辦法是通過細胞精準的輸送,應用磁控機器人輸送細胞是一個理想的解決方案,基于機器人細胞微操作技術作為一項革新技術,可在單細胞層面進行各種自動化操作,然后再通過細胞擴增及精準傳輸進行臨床治療。

細胞手術機器人作為一種新技術,可以達到高通量、高效率、高成功率及具有3D視覺反饋等效果,這是把機器人技術應用到細胞手術層面。孫東教授還給大家講解了細胞手術機器人的技術細節,他提到了運用機器人輔助光鑷操作實現單細胞體內自主導航的案例,光鑷通過使用聚焦光束所施加的力量,可作為機器人一種特殊的末端執行器,以非接觸的方式來達到皮牛和納米級別的精度來捕獲、操作細胞。

對于未來細胞手術機器人的發展,孫東教授表示,細胞手術機器人代表了醫療機器人發展的前沿,使用自動化的光鑷、微針進行光機操作,可以實現細胞的精準修復手術,未來細胞手術機器人的應用可以極大程度促進精準醫學和再生醫學的發展。

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