美國著名物理學家、諾貝爾物理學獎得獎人理查德‧費曼（Richard Feynman）在1959年的著名演講「底下還有廣大空間」中，預言將來會發展出微型機械，沿人體血管游走到心臟檢查，並形容這猶如「將外科醫生吞下去」，這篇前瞻性的演說，可謂開拓了納米技術這個新的研究領域。

天馬行空的意念，經過近四十年的研究和試驗，竟逐步實現。應用類似概念的膠囊式內視鏡約於2000年面世，主要用作拍攝小腸內壁情況，但它要靠小腸蠕動來推進，而控制膠囊移動途徑的技術仍未發展成熟。

機械與自動化工程學系張立教授與韓國大邱慶北科學技術院及瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員合作，最近成功研發一款以磁力操控的微型機械裝置，可穿梭於人體內，預計將來可精準傳送幹細胞及藥物至人體的特定部位作靶向治療，以及協助細胞組織再生，使無線操控微型醫療機械的發展邁進了重要的一步。研究結果刊登於國際知名學術期刊《先進材料》11月6日號的封面。

微型機械的發展涉及機械電子學、材料科學、生物科學、控制及自動化等多種前沿學科的知識。由於裝置體積太小，長度只有一百微米左右，厚約四十微米，即約一條髮絲的半徑，要在其上裝設馬達等機電零件，驅動它在人體血管或液體中前行，近乎不可能。研究人員發現以磁場控制這種無線驅動模式是可行方法，所以在設置塗上鎳。而為了確保體內應用的生物穩定相容性，塗層也加進了鈦。

然而，可以如何在體液中前進，張教授參考了微生物的移動方式和各種可變因數，包括流體的黏性和速度、機械的形狀和體積，再考慮磁場強度會隨着與機械距離漸遠而急速減弱這限制，經過多方實驗及複雜運算，得出以螺旋式的模式前進，是機械在活體內最佳的推進方式之一。

機械裝置的形狀設計亦經過不斷改良，過往此類微型機械多是螺旋型，盛藥量有限，在最新發表的研究中，張教授與合作者建構了一個三維的光聚合高分子多孔微型支架，孔隙大小形狀可因應不同的醫療目的所需的藥量而控制。他說新設計突破了原有微型機械載藥量不足的限制，他形容：「我希望可設計一輛貨車，而非只是私家車。」此外，三維結構相較平面的二維結構，更接近活體環境，在微型支架上培殖細胞，可保存所培殖細胞結構和功能上的複雜性。

新的微型機械在微創醫療方面有極大的應用潛力，有望應用於治療癌症、腦梗中風和視網膜退化。張教授表示，如開腦手術或眼部手術，病人要面對開刀風險，使用微型機械便可直接治療或修復壞死細胞，減少入侵性醫療方式所引發的副作用。

張教授坦言，現時研究只屬起步階段，還要在動物及人體測驗其功效，預計至少要十年始能應用。張教授一直專注研究微納米機械的運動方式及動力學特性，現時與中大的研究團隊致力從微型機械的結構設計及材料特性，改善其智能及性能。他的研究結果曾多次登於著名期刊，如《晶片實驗室》、《先進材料》和《今日材料》。