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德國沙爾大學（Saarland University）的工程師、醫學研究人員及電腦科學家團隊，近期共同開發出一款創新智慧型植入物。這項結合微型機器人致動器與人工智慧（AI）監測的技術，預計在今年 4 月 20 日至 24 日於漢諾瓦工業博覽會（Hannover Messe）上展示，有望革新骨折癒合的治療方式，加速患者康復。
目前，骨折癒合的評估多仰賴數週一次的 X 光檢查，期間缺乏即時監測。沙爾大學教授 Paul Motzki 領導的工程團隊，聯手 Bergita Ganse 教授的醫學研究團隊，旨在開發能持續監測骨折癒合過程，並動態調整治療的客製化植入物。這項技術的核心，是植入物內的形狀記憶微型致動器，能在骨骼癒合不良時，透過調整硬度或施加精準的微動作，刺激骨骼組織再生。
該植入物的運作原理在於利用鎳鈦合金（nitinol）細絲作為微型致動器與位置感測器。這些鎳鈦合金絲在通電加熱時會收縮，產生微小的擺動或振動，其行程約在 100 至 500 微米之間。Paul Motzki 教授表示，鎳鈦合金擁有所有已知驅動機制中最高的能量密度，使其能在極小的空間內產生強大的拉伸力。這類精細的微動作已足以啟動組織生長過程。
除了刺激骨骼再生，這款智慧型植入物還能監測新骨組織的形成。隨著骨折處硬度增加，植入物能透過內建感測器讀取數據，並將其傳輸至人工神經網路進行分析。Paul Motzki 教授說明，這些經數據訓練的人工神經網路，即使在干擾下也能高效且精確地計算位置資訊，評估骨折部位的硬度變化，進而設定患者個別允許的負重限制。Bergita Ganse 教授補充道，當骨折間隙承受輕微、精準控制的動作，且骨折邊緣組織受到機械刺激時，癒合速度會更快。
這項技術不僅能主動促進骨骼再生，更可望透過 AI 輔助監測，減少對傳統 X 光檢查的依賴。研究團隊規劃，未來在臨床應用中，植入物數據可無線傳輸至智慧型手機，並透過手機進行控制。該研究專案獲得歐盟 Horizon Europe 專案旗下一項 2,100 萬歐元的 SmILE（Smart Implants for Life Enrichment）計畫資助，同時也獲得 Werner Siemens Foundation 800 萬歐元的資金。為了將研究成果商業化，薩爾布魯根（Saarbrücken）的研究團隊已成立公司「mateligent GmbH」。
