二○一八/一九年度研究影響基金獲資助之研究項目摘要

項目編號: R1020-18
項目名稱: 開發微流控集成系統用於多層次高內涵抗腫瘤藥物篩選
項目統籌員: 楊夢甦教授(城大)

摘要

藥物發現和開發過程往往需要10-15年時間,耗費數億美元。近年來,隨著生物學和資訊學的急速發展,對於疾病基因和涉及的信號通路有了更深刻的認識,為藥物發現提供了大量的靶點。然而,篩選技術發展的滯後已成為新藥研發的主要障礙之一。因此,目前迫切需要開發新型的藥物篩選技術,在多階段(初篩和複篩)和多層次(分子、細胞、組織器官和模式動物)開展高通量、高內涵、高效率、低成本的藥物篩選,以配合生物醫學、電腦輔助藥物設計和組合藥物化學技術的發展,更為快速有效地發現具有藥物活性的化合物,以推動藥物開發過程。由於微流控晶片技術在精確操控微小體積液體、模擬基於細胞或組織的生理/病理環境、獲取多維度理化和生物資訊、以及降低檢測時間和試劑成本等方面的潛在優勢,為高通量高內涵藥物篩選提供了一個有效的創新技術平台。

本項目將嘗試根據藥物篩選不同階段多種篩選指標的要求,實現高通量、高內涵的微流控晶片抗癌藥物篩選平台的集成,從而建立藥物篩選過程的多階段(初篩和複篩)、多層次(分子水準、細胞水準、組織器官水準和整體動物水準)、高效率、高內涵、高通量、低成本篩選技術,在藥物篩選技術開發層面上具有創新性。


項目編號: R2010-18
項目名稱: 促進香港和中國内地健康老齡化–輕排球推廣
項目統籌員: 梁家文博士(浸大)

摘要

鑑於中國内地和香港的人口老齡化趨勢持續,在長者人口中推廣體能活動已經成爲中國内地和香港的重要健康推廣策略。

在不同種類的體能活動中,由傳統排球改良而來的輕排球,比傳統排球更安全和更容易操控的一項運動。與傳統排球相比,輕排球的重量較輕(輕排球重120-140克 ,傳統排球重250克),球面體積較大(輕排球圓周為70-75厘米,傳統排球圓周為65-67厘米)。因此輕排球在空中飛行的速度較慢,停留在空中的時間較長,可以增加參加者對球的操控和回擊的時間。因此,輕排球十分適合因身體退化的老齡人士(例如:較慢的移動和反應時間)。在先前的先導研究結果(Leung, Chung, & Hagger, 2018)顯示,與對照組相比,參與輕排球組的長者在敏捷性、心肺耐力、上肢和下肢的肌肉力量和體能活動享受方面都有顯著的提升。

結合輕排球先導研究的正面結果與中國内地和香港優先分配給預防老齡身體退化的資源,本研究目的是延續上述的工作,使用更大的樣本,採用定量和定性兩種方法,研究輕排球干預計劃對香港長者身體和心理的影響。我們將採用隨機對照實驗,進一步以比較活動對照組(即太極)和對照組的方法來評估輕排球干預對長者健康結果的有效性。我們將會通過,(一)輕排球導師培訓班、(二)輕排球課程(香港和中國内地)、(三)中國内地和香港的輕排球比賽(深圳和福州)在中國内地和香港推廣輕排球運動。此外,我們也會製作輕排球的教材和網頁來幫助推廣。


項目編號: R2018-18
項目名稱: 為香港社交焦慮症患者開發一個網絡認知行為干預計劃及其效果評估
項目統籌員: 潘佳雁博士(浸大)

摘要

社交焦慮症,又稱社交恐懼,是最普遍的精神疾病之一。在香港,12個月的發病率是3.2% (李,李 & 郭,2005),大約有23萬多的社交焦慮症患者。但是,只有8.7%的患者接受過治療(李等人,2005)。換句話說,大部分的社交焦慮患者沒有得到診斷和治療。認知行爲療法(CBT)是治療社交焦慮症的有效方法之一。研究證明網絡認知行爲治療能有效降低社交焦慮症患者的一般焦慮和社交焦慮水平,及提升他們的生活質素(例:Carlbring et al., 2007; Tillfors et al., 2011)。網絡心理諮詢在北美和北歐發展迅速,但在香港卻發展緩慢。

本研究的目的是為香港社交焦慮患者開發一個網絡認知行爲治療系統(包括網站和手機應用程式),及評估該系統在減低患者焦慮症狀和心理壓力,提升其生活質素上的效用。我們將參考一個瑞典的網絡心理諮詢系統,開發一個適合香港本地文化的系統。我們將為香港的社交焦慮症患者提供一種混合服務模式,包括9個網絡模塊、兩次面談和兩次電話訪談。在其中的一次面談中將使用虛擬現實暴露療法。參加者將公開招募及由本地社會服務機構轉介,他們將通過網上問卷和面談進行篩選。本研究將招募600個合資格參加者,他們將被隨機分配到兩個實驗組(網站諮詢和手機應用程式諮詢)和一個等待控制組(手機應用程式諮詢),每組200人。所有參加者將填寫一份前測、後測、3個月和6個月後的跟蹤問卷。認可的認知行爲治療師將為參加者提供服務。數據將用重複測量MANOVA來檢測該項目的有效性。

在理論層面,該項目將有助於香港在網絡心理諮詢方面的發展和評估。在實踐層面,該項目將填補香港精神疾病患者高服務需求和精神服務專業人員不足的服務缺口。


項目編號: R4005-18
項目名稱: 植物生物反應器生產藥物蛋白
項目統籌員: 姜里文教授(中大)

摘要

使用生物反應器生產重組蛋白用於疾病治療已成為醫學,研究和生物技術的重要趨勢。與其他蛋白質生產系統(例如大腸桿菌,酵母和哺乳動物細胞培養物)相比,植物生物反應器具有明顯的優勢並具有巨大潛力生產出重組藥物。在這個項目中,利用我們在植物細胞中的蛋白質運輸和細胞器生物發生的知識和技術,我們將測試和開發用於生產特定藥物蛋白質的各種植物生物反應器系統。我們還將與植物生物技術公司密切合作,推廣和使用新開發的平台,以便植物衍生的藥物蛋白的未來應用和商業化。


項目編號: R4012-18
項目名稱: 轉化多種創新生物標記物以改善糖尿病治療及減少糖尿病併發症
項目統籌員: 馬青雲教授(中大)

摘要

糖尿病是一個重要的全球公共衛生問題,影響著香港超過70萬人,僅中國就有超過1億人。與糖尿病管理相關的大部分負擔是由於治療昂貴的併發症,包括充血性心力衰竭、冠心病和糖尿病腎病。當前糖尿病管理中的一些挑戰包括預防和治療糖尿病併發症的有限治療選擇,難以識別高併發症風險的患者,以及激勵患者堅持治療並使臨床醫生減少臨床慣性導致的挑戰及提供個人化的治療。

我們最近經主題研究合作計劃的支持下,進行了詳細的多學科研究,以確定一組與糖尿病心血管和腎臟併發症相關的遺傳標記和表觀遺傳標記,以及其他臨床表型 。我們還建立了一個多中心前瞻性隊列 - 香港糖尿病生物庫。在這個項目中,我們的目標是利用這些發現以描述新發現的糖尿病併發症候選基因的生物學功能,探索它們開發新型治療策略的潛力。此外,我們的目標是對廣泛的基因型 - 表型數據進行大規模數據挖掘,以提供精準的糖尿病護理 。我們將使用香港糖尿病生物庫進行前瞻性隨訪檢查,比較新型遺傳和其他生物標誌物用於預測糖尿病併發症和疾病進展的效用,以確定最有效的預測算法。最後,我們計劃通過一項大型多中心隨機臨床試驗評估將遺傳標記納入糖尿病臨床管理的效用,該臨床試驗將我們的多基因風險評分納入臨床糖尿病管理。

我們提出的工作建基在我們最近的主題研究計劃奠定的基礎之上,並涉及項目團隊的主要成員,他們擁有多年作為密切合作者和富有成效的合作夥伴的經驗。該項目將研究如何將基因組信息納入臨床實踐以改善糖尿病護理。此外,我們還獲得項目成果的潛在用戶的支持,包括參與基因分型陣列的生物技術公司、生物標記物即時檢測試劑盒製造商,以及心臟代謝疾病的製藥公司,支持探索基因組數據集用於糖尿病的精準醫學和進一步的藥物開發。

總體來說,我們提出的工作將把我們新的多學科發現從患者到藥物發現實驗再回到精準的臨床糖尿病護理。我們的基因組將把發現轉化為臨床護理,並鞏固香港作為創新生物醫學研究和長期護理卓越的中心。


項目編號: R4017-18
項目名稱: 開發轉移性癌症研究的臨床前模型: 建立香港基因組醫學生物技術中心
項目統籌員: 王昭春教授(中大)

摘要

癌症是一個世界性的主要健康問題。可以預見,在未來的數年裡,癌症的發病率和死亡率仍然居於各種重大疾病的前列。癌症也是一種基因組疾病,通常與大量的基因突變,異常的基因表達和表觀遺傳變化相關。儘管在過去的幾十年裡,靶向遺傳改變的新藥研發取得了重大進展,但由於缺乏可以評估藥物效用的可靠模型,有效治療手段的開發仍然受到很大的限制。因此,建立能夠充分表現病人腫瘤特徵的離體模型,可以為尋找預測藥物反應的指示物、治療的生物標記物,以及新的藥物標靶奠定基礎。在腫瘤學領域,病人腫瘤來源的細胞(PDC),尤其是三維的類器官和人源性異體組織移植,已經發展成為能夠反映病人對藥物反應的可靠模型。這種直接來源於病人組織的離體模型,能夠充份概括病人腫瘤的組織學、基因組和轉錄組特徵,並且可以作為臨床前藥物篩選的平台。在這個項目裡,我們提議建立一個癌症生物資源中心,該中心將為多種癌症的藥物開發提供一個創新性的離體篩選平台。通過在遺傳註釋的PDC, 對候選藥物進行高函量篩選和利用新的成像技術,我們可以更準確地預測「對的藥用於對的人」。這個項目配備了一系列前沿的技術,並建立於團隊成員已有的優勢基礎上。在轉化新的治療手段的同時,該項目的成果也將影響基礎癌症研究。除了建立一個包含多種癌症類型的生物標本庫以外,我們將著重關注亞洲常見的胃腸癌。我們的目標是為癌症病人創建基於遺傳組成和腫瘤離體反應的個人化治療方案。


項目編號: R4022-18
項目名稱: 為中風後多肌肉刺激療法而設計的穿戴儀器
項目統籌員: 張智鈞教授(中大)

摘要

此跨學科項目希望發明一種可個體定製、可商品化生產的穿戴儀器,以肌肉本身的協調模式對多塊肌肉施加電刺激,從而解決一項重要的公眾健康問題—如何有效改善長期中風患者的步態。

中風是全球造成成年人長期殘疾的主要原因之一。中風後受損的步行功能嚴重限制了日常活動和生活質量。近年來所發展的步態輔助技術在效果上僅略微優於傳統治療方法。因此,我們急需一種創新的、具備臨床可行性且有效的步態康復策略來為不同步態表現的中風患者提供更好的功能恢復。

在眾多新興的中風後干預方式中,肌肉功能性電刺激(Functional Electrical Stimulation, FES)仍具有研究價值 。作為一項神經康復技術,功能性電刺激通過外部儀器來控制神經肌肉系統的傳入信號。越來越多人認為康復方案應使患者的肌肉協調方式在訓練中逐漸趨於正常;如果能將功能性電刺激應用在協調受損的肌肉上,則可以達到這個目的。但是,過去的臨床試驗表明,目前已存在的功能性電刺激方法療效不明,尤其是對慢性中風患者;這很可能是因為現有的功能性電刺激僅針對單個或少量肌肉給予刺激,或是因為電刺激沒有遵循肌肉在步態中本來的相互協調模式。如果能把功能性電刺激應用於更多的肌肉,且以它們之間本來的協調模式加以刺激,則功能性電刺激可以通過神經可塑性原理引導肌肉向正常模式激活,從而恢復肌肉激活水平的損傷。

目前,該團隊由四位共同項目統籌員和一位合作者組成,他們均為運動神經科學、康復科學、步態生物力學、電子和生物醫學工程的專家。該團隊希望找到一種更創新的方法使功能性電刺激在步態康復上的治療潛力最大化。首先,我們會發明一種可個體定製且可商業化生產的功能性電刺激穿戴儀器來為多塊腿部肌肉提供刺激信號。然後,我們將嘗試在患者身上使用這種穿戴儀器,它將以肌肉本身的協調模式施加電刺激,從而幫助慢性中風患者恢復步態功能。如果我們的多肌肉功能性電刺激方案有效,則該發明能夠幫助大量殘疾的慢性中風患者重獲步行能力,並在接下來的幾十年中以更高的質量生活。因此,我們的研究具有重大的臨床和社會意義。


項目編號: R4032-18
項目名稱: 提供一個安全性的物聯網系統:存儲安全的操作系統驅動程序,動態污點分析工具和代數拓撲理論
項目統籌員: 呂自成教授(中大)

摘要

該研究項目的目標是解決物聯網(IoT)系統的安全問題。 特別是,我們計劃開發理論基礎以及軟件系統,以檢測和防禦物聯網病毒和隱私洩漏問題。 該提案旨在開發物聯網(IoT)安全技術,包括分析現有物聯網應用程序惡意行為的新技術,強化設備驅動程序內核安全性的新技術,以及防止信息洩露的新數學理論。該研究不僅將提供物聯網服務和系統的新技術,還將為如何開發具有安全和隱私保護的新嵌入式軟件提供新的基礎。


項目編號: R4046-18
項目名稱: 在未來的氣候變化下,增強極端天氣對老年人健康影響的應變能力
項目統籌員: 吳恩融教授(中大)

摘要

未來氣候變化相信會為香港帶來更多的極端炎熱天氣,而影響更會因高密度城市內的城市熱島效應而加劇。老年人的身體機能下降,行為和反應令他們尤其受影響。因此,我們急需能協助「紓緩」和「應變」的計劃。

大量研究皆指病發和死亡率與極端炎熱天氣有關。社會各界都應積極採取行動,但要成功必須解決三個問題:

(1) 缺乏數據,難以了解香港的極端炎熱天氣。香港城市密度高,並有複雜的都市環境。都市內的溫差可以非常大,因此我們需要高解析度的空間和溫度數據去評估在極端炎熱天氣下市民的承受能力。

(2) 欠缺實證的減緩極端天氣行動計劃。建築物和社區設計對市民的日常生活及緩和氣候變化都很重要。最迫切需要知道的是:極端炎熱天氣如何影響老年人的生活環境。

(3) 欠缺實證的應變計劃。對極端天氣能及時反應可保障老年人的健康和福祉。要建立有效的應變計劃,我們首先需要全面理解極端炎熱天氣如何影響健康及心理反應。

本研究旨在:(1) 精細全球氣候數據至都市規模尺度,令其可用於天氣資訊服務和健康影響評估; (2) 建立減緩極端天氣的行動計劃,包括改良都市規劃和建築物設計;(3) 建立極端天氣的應變行動計劃,提供老年支援服務,以增強他們應對極端天氣的能力。本研究將提供一個研究框架,把極端天氣的科學知識及其對老年人健康的影響結合成一個全面的應對計劃。

本研究的影響包括:

(1) 研究結果可幫助香港天文台改善資訊系統,由現時只提供簡單天氣資訊提升至可以覆蓋不同區域的適時天氣狀況的全面系統。

(2) 為都市規劃人員、建築師、發展商和其他人士提供指引,協助業界邁向在香港2030+的願景下的可持續和健康城市。這能填補現時業內對極端天氣的知識和意識的不足。

(3) 結合新的天氣預警系統將改善現時的老年支援服務。建立有關房屋設計及應用的草案,可以更好照顧老年人在極端天氣下的需要。社工和義工亦會接受訓練,學習在極端天氣下更適切地照顧老年人。


項目編號: R5001-18
項目名稱: 下一代數碼相機成像技術:以人為本的圖像重建,增強和評估
項目統籌員: 張磊教授(理大)

摘要

智能手機、網絡和監控攝像機等數碼成像設備現如今已經成為我們生活的一部分,每天都有數以億計的圖片被記錄並分享到互聯網上。如何滿足用戶不斷增長的對圖片質量的需求,以及如何確保用戶能方便快捷地在各種環境下拍出高質量的照片是相機廠商和使用者最關心的兩個問題。傳統的數碼成像系統由一系列級聯的模塊組成,先將傳感器捕捉的原始信號重構成可顯示的數字圖像,然後經過一些其他操作進一步增強圖像質量。這種分而治之的處理流程可能導致成像過程中的誤差不斷累積並可能產生視覺上的瑕疵。此外,現有圖像質量和美學評價標準也並不能忠實的反應用戶的主觀感受,進一步限制了這些成像設備的用戶體驗。

本項目中,我們擁抱大數據和人工智能領域的最新進展,開發下一代數字成像技術。首先,我們將利用當下快速發展的深度學習技術,通過數據驅動和端到端的方式學習一個完整統一的機內成像系統。這一系統有望即便在極端光照環境下也能忠實的還原自然場景,呈現高質量的圖像。然後,我們將基於深度神經網絡開發高效、輕便且對人類感知友好的智能圖像增強模型。這一模型將能夠讓用戶通過更少的交互獲得更佳的照片。同時,我們將構造新的圖像質量和美學數據集,並開發穩健的學習算法來訓練以人為本的圖像質量和美學評價模型,這些模型將用於預測拍攝和增強後的圖像的質量和美學屬性,以及引導學習以人為本的成像系統和增強模塊。最後,我們將開發一個包含上述技術的原型系統。

我們的初步結果顯示了本項目的可行性和巨大的潛力。本項目研發的成像系統所帶來的高成像質量將是數碼成像技術的一次重大突破,研發的深度圖像增強算法相比現有解決方案,能夠通過更少的交互呈現更生動的視覺效果。這些技術將造福廣大數碼成像設備和圖像編輯軟件的用戶群體。


項目編號: R5007-18
項目名稱: 為促進香港可持續發展和智慧城市建設的環保、智慧裝配式路面--關鍵科學技術問題及解決方案
項目統籌員: 王予紅博士(理大)

摘要

與世界上許多其他城市一樣,香港的公共區域大多覆蓋著道路和街道。路面就像是城市的皮膚一樣,佔據著大量的面積,影響著城市的環境。目前,城市的路面系統與其它道路上使用的類似。在設計和施工過程中,重點集中在工程性能和成本節約方面。

然而,影響香港可持續發展的一個關鍵問題是有限的土地難以滿足不斷增長的人口和經濟活動的需求。在核心城區,土地價格遠遠高於同一地區的路面成本。此外,城市地區的傳統路面帶來各種問題。這對政府、行業和研究人員提出了一個具有挑戰性的問題:是否可以對路面技術進行革命性的轉換,以最大限度地發揮城市土地的價值,並解決與當前城市路面相關的各種問題?

該研究旨在開發新的技術,創造全新的城市路面系統,以有效利用道路及其佔用的空間。擬研發的新路面系統具有以下特點:(1)預製結構—以便於施工、維護和更換,並為智能和供電系統提供平台;(2)複合路面材料—以提高性能和促進環境友好性;(3)智慧系統—以協助智慧城市發展,包括綜合智能交通系統(ITS)和物聯網(IoTs)感應器;(4)能源及照明系統—以用於太陽能收集、交通控制和城市美化。

該研究的短期受益者是本地產業。通過將研究成果轉化為新產品和技術知識,本地產業將獲得競爭優勢。中期受益者是城市居民、遊客和香港政府。因為新的路面系統將帶來諸如減少交通擁堵、提高安全性、智能性、生命週期成本效益、環境友好性等好處。據聯合國(UN)估計,到2050年,發展中國家63%的人口和發達國家85%的人口將居住在城市。一旦新的路面技術在香港成熟,它們可能被其他類似的城市採用。因此,長期受益者是全球其他城市。


項目編號: R5011-18
項目名稱: 開發一種治療多耐藥病原菌的低毒性和高效力的多粘菌素/佐劑抗菌方案
項目統籌員: 陳聲教授(理大)

摘要

對多粘菌素耐藥的耐碳青黴烯的腸桿菌科(CRE)菌株的出現,使得多粘菌素作為治療CRE引起的感染的最後一道防線受到巨大的挑戰。 為了保證多粘菌素的治療效果,我們最近的研究發現了三種化合物,即氯化十六烷基吡啶(CET),溴化二苯甲醚(DOM)和益康唑(Econ), 它們能夠與多粘菌素產生有很強的協同抗菌作用。 通過聯合使用多粘菌素和這些佐劑,對於多粘菌素敏感的腸桿菌科菌株,在治療中可以使用劑量較低的多粘菌素,並最大限度地減少對重症患者的毒副作用。 而對多粘菌素耐藥的腸桿菌科菌株,多粘菌素重新變得有效。動物實驗證實,在小鼠大腿感染和敗血症模型中給予這些化合物以及粘菌素對於多藥耐藥性感染具有顯著的保護作用。對這些化合物作用機理的研究表明,CET和DOM競爭性地阻斷細菌磷酸乙醇胺轉移酶(包括MCR-1)中的疏水口袋,阻止脂質A尾的插入從而抑制對脂質A進行識別和修飾,並顯著增強粘菌素的抗菌效力。 Econ的作用機制尚未明確,但可能涉及破壞細菌膜的完整性。我們的初步結果還表面聯合使用粘菌素和這些化合物表現出低毒性以及不會選擇細菌的耐藥性。這些特性使CET / DOM / Econ成為優秀的佐劑候選物,有助於將粘菌素轉化為高效抗菌劑,用於治療革蘭氏陰性細菌感染,包括由粘菌素抗性菌株引起的感染。根據以上的研究結果,我們擬議兩個目標:(1)進行臨床前研究以優化抗菌效力並進一步降低粘菌素和佐劑組合的毒性,以及測試和優化藥代動力學和藥效學特性,以促進這種新藥物方案的劑量和配方的設計;(2)研究CET / DOM / Econ增強粘菌素抗菌活性的作用機制。 我們預計這項工作的可交付成果將產生一系列新的粘菌素和基於佐劑的抗菌藥物方案,可用於臨床試驗。


項目編號: R5017-18
項目名稱: 使用新型三維超聲成像對進展性青少年脊柱側彎的早期甄別及其非手術治療的優化
項目統籌員: 鄭永平教授(理大)

摘要

青少年特異性脊柱側彎是在青少年中最常見的脊柱疾病,其定義是脊柱在站姿X光片上的側彎度數超過10度。脊柱側彎患者以女性為主,而且通常脊柱在其它平面的異常彎曲。根據報道,香港的青少年脊柱側彎的發病率約5%,而最近在中國內地的一個大型篩查結果顯示14-15歲女性中脊柱側彎發病率高達14%。目前臨床診斷的金標准是X光檢查,但其有輻射危害。根據最近丹麥的一個25年追蹤研究報道,脊柱側彎患者作X光檢查使得癌症發病率增加了5倍。另一方面,最近多個國際組織提議對脊柱側彎應進行早診斷早治療,以避免側彎度數太大需要手術治療,但這也同時讓更多的青少年攝入更多的X射線。所以,我們迫切需要一種無輻射可靠的成像工具對脊柱側彎進行診斷、治療效果的評估,進而可以對進展性的脊柱側彎進行甄別和預測。基於研究小組在使用超聲成像對脊柱側彎檢測已經取得的成果和經驗,以及已經有多個國家安裝了脊柱側彎檢查超聲系統,此項目的目標是研發一套使用由三維超聲成像獲得的脊柱三維彎曲信息來評估脊柱側彎,開發的方法可以融合到已經有的脊柱超聲成像系統中。

新的系統可以提供脊柱側彎進展性的甄別和評估、脊柱側彎支具及運動治療的優化,以及治療效果的準確評估。預計在接下來的10年間會有約6000台三維超聲脊柱檢查儀在全球安裝,約3百萬脊柱側彎患者可以受惠。所以這一技術的開發可以最終大大減低X射線在脊柱側彎患者中的使用,同時提供目前的X光片不能提供的脊柱的三維變形信息。這是一個由香港、中國內地、及國外的大學、醫院及工業界共同參與的多學科的合作項目。


項目編號: R5020-18
項目名稱: 保障鐵路系統安全性、準時性及舒適度技術與方法研究:從城市地鐵系統到全國高鐵網絡
項目統籌員: 倪一清教授(理大)

摘要

為了在港鐵網絡不斷擴展和高速鐵路開通運營的背景下維持高水準的運營服務,我們亟需提升列車運行安全性、準時性和乘客舒適性。其中,安全性是鐵路運輸的重中之重,因為鐵路系統中部件的失效可造成脫軌乃至致命事故;準時性是保障運營服務質素和乘客滿意度的關鍵考量指標,尤其對於平日日均客流量逾五百萬人次的港鐵網絡而言更是如此。而關於舒適性,無論對於城市地鐵系統還是全國高鐵網絡,車內振動和噪聲問題都是需要重點關注的問題。

本項目將從安全性、舒適性、準時性的角度出發,重點解決車輛關鍵部件、軌道基礎設施、牽引供電系統及通信信號系統的技術難題。研究團隊具有不同的專業背景,涵蓋結構健康監測、先進傳感、振動及噪聲控制、牽引供電、智能材料和能量擷取。本項目直接成果包括新型監測控制系統、智能器件、材料設計及其在鐵路系統中不同於以往經驗和標準的應用。具體而言,本項目將發展:(1)高精度三維輪軌接觸模型;(2)自供能自適應的列車懸掛系統;(3)可提供鐵路供電系統電-磁-機一體化傳感的智能材料和器件;(4)用於檢測列車車輪故障的道旁先進傳感系統;(5)用於路軌短波長磨耗檢測的多重解析檢測方法;(6)用於監測路軌裂紋的長距離混合傳感系統。本項目的實施在短期內將有效地提升本港鐵路運輸安全性和服務水平的作用,遠期可助未來鐵路系統的可持續發展及惠及全社會。


項目編號: R5029-18
項目名稱: 城市道路網不確定性條件下,基於可靠性的智能交通系統
項目統籌員: 林興強教授(理大)

摘要

不斷增長的出行需求會帶來各種各樣的問題,包括交通擁堵、能源、環境和安全等。最近,湯姆資訊公司報導了全球390個主要城市的交通擁堵帶來經濟損失的情況。據報導,由於香港的交通擁堵,通勤者平均每天在出行上會多花高達45分鐘。道路網絡也相當脆弱,容易受到諸如事故、惡劣天氣等非經常性因素的影響。過去十年間,香港的道路交通意外的每年平均次數超過15,000次,而每年的平均降雨天數約為143天。如果這些非經常性交通擁堵問題得不到妥善處理,所帶來的交通延誤和經濟損失將會非常巨大。然而,由於財政、土地和環境方面的限制,興建新公路將不再是一種可持續的解決方法。因此,許多主要城市都在探索如何更好地利用和管理現有的道路網絡資源。隨著2017年《香港智慧城市藍圖》的發佈,智能交通系統(ITS)的改進與提升備受關注。與許多事故率及年降雨量相對較高的亞洲主要城市一樣,研發面向提升香港道路網絡可靠性的智慧交通系統具有顯著的潛在效應。本項目將為香港和其他亞洲城市研發與部署以可靠性為基礎的ITS試驗平台(稱為R-ITS)開拓了新的思路。該項目探索了在交通事故和惡劣天氣導致出行時間不確定的情況下,提升現有智能交通系統以改善城市道路網絡有效性和可靠性的新方法、新技術,以及可行的新理論。

本項目提出了一種利用多種線上和離線數據開發全網絡隨機交通資訊系統的新概念框架。我們將開發一套先進的數據分析和交通建模技術,以充分利用歷史數據以及從多個檢測系統收集的實時測量結果。該系統的最終目標是在考慮惡劣天氣或交通事故造成的需求和通行能力不確定性情況下,預測擁堵道路網絡的日內和日常的平均行車時間及其不確定性。特別是,我們將採用一種數據驅動和基於模型的集成方法,這種方法的顯著特徵是基於隨機基本圖表的新概念來刻劃道路交通的特徵,以描述供給和需求不確定性情況下的道路網絡流量和密度的關係。

本項目首先建立了可以整合從不同管道收集的所有相關交通、事故和天氣資料的數據庫。然後利用這些數據推導出交通流的隨機基本圖,以及在不同道路和天氣條件下不同類型車輛日出行時間變化的預測演算法。接著將所提出的模型和預測演算法整合到一個可靠路徑導航系統中,利用隨機路徑搜索演算法為不同目標或要求的使用者提供最優的出行路徑。最後,我們會開發網站及手機應用程式,建立R-ITS試驗示範平台。該平台能為系統使用者通提供出行時間的預測及可靠路徑導航服務,以及準時抵達目的地的概率、最晚從起點出發的時間、最早到達目的地的時間等資訊。


項目編號: R5032-18
項目名稱: 光療法,近視散焦和阿托品控制學童近視眼增長的組合功效:隨機臨床試驗
項目統籌員: 杜嗣河教授(理大)

摘要

香港和很多東亞地區有超過八成的年輕人口受到近視影響。眾所周知,高度近視與一系列的致盲疾病如青光眼和視網膜退變有莫大的關連。隨著人口老化,我們預計超過八成的人口將會患有近視,而其中的百分之十更是高度近視患者。近視人口的增加將給醫療系統和社會帶來越來越高的社會經濟負擔。事實上,中國教育部於2018年宣佈,控制和預防近視已成為國家的戰略重點。

以往用來控制近視和延緩近視發展的藥理和光學方法只有低至中等的效用。我們渴望能夠找到一個嶄新而非入侵性的治療方法。最近有關視網膜多巴胺訊息傳遞路徑在近視機制上所發揮的作用的研究顯示,光照治療法(BLT)對治療近視方面有潛在的幫助。BLT透過視覺途徑來刺激多巴胺釋放,已被視為一種有效及非入侵性的方法去緩解抑鬱症。與此同時,流行病學研究報告亦指出,受陽光照射量較高的兒童的近視發病率會較低。

本研究旨在確定光照治療對抑制學齡兒童的近視發展的臨床成效,並確定使用光照治療近視離焦和低劑量阿托品的綜合治療是否比單一療法更有效。此外,本研究還會分析與控制近視相關的潛在因素。這研究是一項為期二十四個月的多組隨機臨床試驗。 研究對象將是健康和患有中低度近視的在港華裔學齡兒童。

若我們的假設正確,而BLT在近視單一療法和綜合療法的試驗中有效,將會對公共醫療產生巨大的影響。這些新發現可能會對目前近視的臨床管理產生革命性的改變,並可能影響我們的公共政策如上學時間、教室和家居的室內設計。這研究將可能為香港和全球帶來一種嶄新、有效及非侵入性的近視控制方法。一些經測試後的裝置或療法也可能適用於民用生產或商業化上。


項目編號: R5034-18
項目名稱: 應對食品安全中的重大挑戰:一種基於大數據和物聯網的方法
項目統籌員: 曹建農教授(理大)

摘要

學術界數十年的研究將物聯網演變為智能物聯網,其中我們將採用無線感知、大數據、區塊鏈和雲計算等技術實現世界萬物的交互,從事物和數據創造更多價值。多年來,項目研究團隊在香港研究資助局以及其他部門項目的支持下一直積極開展相關領域的研究,並取得了非常突出的學術和實踐成果。我們現在有能力整合已經取得的研究成果解決現實問題、為社會做出重大貢獻。

在這個項目中,我們將研究成果應用於食品安全領域,解決食品安全中的生物風險、化學品風險和食品欺詐等關鍵問題。當前的解決方案(例如抽樣檢查)不能很好地解決這些問題。首先,雖然能夠發現生物和化學風險,但不能以安全和可靠的方式追蹤食品狀況以避免食品欺詐;第二,抽樣檢查通常是由人工完成的,十分耗費人力資源和時間;第三,抽樣檢查只能檢測食物狀態,即使發現問題也不知道問題源頭,同時也無法預測食物未來的狀態。

為解決上述食品安全問題,我們將研發一個基於大數據和物聯網的系統,提供三種食品安全服務,即追蹤溯源、狀態檢測和風險預測。具體而言,可追溯性是指在生產、加工和分銷等所有階段跟蹤食品狀態的能力。為了實現食品的可追溯性,我們計劃在食品上部署射頻標簽作為其標識,食品供應鏈上的產生的交易記錄將被存儲在區塊鏈中。狀態檢測服務是準確發現食品腐敗,及時監測食品生產,倉儲和運輸中的環境信息。我們在存放食品的環境中部署大量的傳感器節點監控溫度、濕度等信息。這些感知數據可以幫助我們檢測食品狀態。風險預測服務是預測食品安全風險,其包括生物安全風險和化學風險。在該方面,我們將融合異構的食品安全數據,使用大數據的技術方法挖掘潛在的關聯,從而定位食品安全問題的源頭和預測食品未來狀態。


項目編號: R5037-18
項目名稱: 粵港澳大灣區超快大面積經濟填海造地發展房屋和基礎設施之研究
項目統籌員: 殷建華教授(理大)

摘要

房屋短缺是香港最迫切需要解決的社會問題之一。香港急需建房屋和基礎設施大面積土地。該項目的研究就是要提供解決土地短缺問題的一個新的可行方案。該項目的主要目標是通過對一些基礎科學問題和關鍵技術問題的研究來研發一個適合粵-港-澳大灣區的,特別是針對香港,超快-大面積-省錢的填海造地的新方案。新方案有以下創新要點:(1)我們將用本地的海洋土(或一般土壤填料和建築廢料)來填海造地,而不是採用進口砂石,因此減少建築時間和成本;(2)我們將採用超快挖泥船挖海洋土,用泥泵輸送填海造地,而不是用船慢慢地運進口砂石和慢慢地卸載填海造地;(3)我們將用垂直排水板加真空預壓來很快地加速軟海洋土的固結,而不是用進口砂來預載加壓;(4)我們將用FRP(纖維增強聚合物)管樁(或鋼管樁)加水泥攪拌海洋土來快速建造不透水的海堤,而不是慢速的常規方法來建造海堤。因此,為了達到上面的主要目標和創新要點,該項目要進行六項子課題的具體研究。

可見該項目對香港有重大正面的社會意義和經濟影響。短期影響將是在香港海洋地段很快試用我們新方案來填海造地。中期影響將是香港政府,設計公司和建造商,在香港「明日大嶼」中採用我們新方案、新的理解、新方法和模型來填海造地。長期影響將是為香港提供解決土地短缺的有效方案,提供足夠的建屋和基建土地,對香港、「大灣區」 和世界其它海洋城市的社會和經濟有重大正面影響和提高人民的生活質量。


項目編號: R5050-18
項目名稱: 對自噬進行雙向精細調節作為癌症治療的新型補充途徑
項目統籌員: 趙燕湘教授(理大)

摘要

肝細胞癌(HCC)是最常見的原發性肝癌,通常發於晚期肝硬化患者中,與HBV、HCV、酒精和黃曲霉毒素等危險因素引起的慢性肝損傷有極高的相關性。 HCC是全球第六大常見癌症,致死率則是第四高。中國內地和香港是HCC高發地區,每年合計新發病例和死亡人數均佔全世界半數以上。

肝細胞癌患者的治療手段相當有限。其中只有不到5%的患者能在早期被診斷,可以接受手術切除或肝移植等治愈性療法。大多數患者確診時已屬中晚期,預後極差,治療方案僅限於舒緩治療和少數幾種靶向療法。索拉非尼(Sorafenib)和樂伐替尼(lenvatinib)等酪氨酸激酶抑製劑(TKI)只能延長生存期2-3個月。免疫療法比如抗PD-1單克隆抗體(mAb)納武利尤單抗(nivolumab)可以顯著延長生存期,但不足之處是應答率僅為14%,以致大多數病人無法受益。

基於我們團隊在細胞自噬和HCC發病機制方面的前期研究成果,我們計劃通過對自噬進行雙向精準調節作為治療HCC的新型補充途徑。自噬是細胞的一種分解代謝過程,以「自我吞食」的方式將特定細胞質運送到溶酶體進行降解和回收。自噬與腫瘤的發生和發展有錯綜複雜的關係。在癌變前期,自噬通常被視為一種維持細胞穩態和預防細胞癌變的保護機制,從而起到抗腫瘤的作用。但是在癌變發生之後以及腫瘤增生期間,自噬反而轉為扮演促進腫瘤發展的角色。這是因為癌細胞通過增強自噬來緩解腫瘤微環境下的代謝壓力,從而維持惡性增殖。

我們的研究團隊在多個研資局資助的前期項目中對Beclin1基因進行了廣泛深入的機理研究。 Beclin1是一種具有腫瘤抑制功能的重要自噬蛋白。我們的蛋白結構研究表明,Beclin1捲曲螺旋結構域擁有「不完美」的雙聚體界面,可以特異性調節Beclin1與關鍵自噬調節蛋白Atg14L和UVRAG的相互作用。基於這些機理研究,我們設計了一系列靶向Beclin1基因的訂書肽作為自噬調節劑並申請了專利保護。我們的實驗結果證明這些訂書肽不僅可以增強細胞的自噬活性,而且能在多個腫瘤細胞株中有效降解癌症治療靶標EGFR。

本項目計劃以這些訂書肽作為原型來設計和構建具有更強活性和特異性的靶向Beclin1基因的自噬增強劑。這些新化合物的抗肝癌細胞增值的功效將通過單獨給藥或與現有HCC治療劑(如TKI或mAb)組合的形式在HCC細胞和動物模型上進行測試。我們的研究團隊已成功建立了人源腫瘤移植(PDTX)的免疫缺陷小鼠模型和通過睡美人轉座子(SB)系統產生的轉基因小鼠模型。這兩種模型都可以比較完整地表徵和維持HCC腫瘤的臨床特徵,從而為我們設計的訂書肽提供了良好的藥效評估平台。如果我們的研究能夠證明通過靶向Beclin1基因而增強自噬活性的策略可以有效地補充和提升現有的HCC療法,那將會對HCC的治療和藥物研發帶來巨大的轉化影響力。


項目編號: R6008-18
項目名稱: 寬禁帶半導體功率電子研究中心
項目統籌員: 陳敬教授(科大)

摘要

我們計劃建立一個世界領先的寬禁帶半導體功率電子技術研究與教育中心。該中心將專注於先進的氮化鎵與碳化硅功率半導體器件與集成電路技術,而這些技術將為高效率高功率密度的功率轉換系統的實現發揮關鍵作用。寬禁帶半導體氮化鎵與碳化硅得以帶來顯著的性能提升,是源於這兩種材料本身的優異特性。

電子功率轉換系統是人類現代文明的一塊基石,亦是過去一個多世紀一直在發生並在二十一世紀呈現加速趨勢的電氣化進程的驅動力。如果在作為功率轉換系統的核心元件的功率半導體器件中,使用寬禁帶半導體替代傳統的硅材料,那麼將帶來功率轉換系統的電能轉換效率的大幅度提升與系統體積的顯著減小。因為在能源使用效率上的顯著優勢以及隨之帶來的二氧化碳排放量的降低,寬禁帶半導體功率器件將成為大量新型電子電氣應用的核心驅動力,包括可再生能源系統、電動汽車、自動駕駛、機器人、數據中心高效電源管理、微型化電源等。

我們計劃成立的研究中心,將致力於開發核心技術方案以解決氮化鎵與碳化矽功率器件技術中的關鍵性難題。通過與產業與研究機構的廣泛合作,尤其是在大中華地區的合作,更尤其在粵港澳大灣區的合作,我們將開發創新性的方案以解決氮化鎵與碳化矽功率器件技術商業化過程中面臨的主要挑戰。通過本項目所開發的技術,我們將展示寬禁帶半導體功率器件無可比擬的性能優勢以及其優異的可靠性。


項目編號: R6011-18
項目名稱: 實時大氣顆粒物污染源解析
項目統籌員: 郁建珍教授(科大)

摘要

空氣中的顆粒物(PM)可以滲透並嵌入肺臟深處,對健康產生多方面的有害效應。因此,世界衛生組織將大氣顆粒物列為全球過早死亡的最大環境因素和全球死亡的第七大主要風險因素。大氣顆粒物還具有顯著的氣候與環境效應,它可以吸收和散射太陽光,影響地球對太陽輻射的吸收,干擾水循環,以及降低能見度。觀測數據對檢測我們吸入的空氣質量、跟踪大量污染源的來源、確定污染源的距離尺度,和定量源貢獻的時間變化至關重要。基於觀測的污染源定量識別可以為有效防治顆粒物污染提供重要科學前提。

在本項目中,我們計劃強化和拓展團隊在過去15年間在顆粒物成分監測、源解析模型和空氣質量模型方面累積的專長,建立適合於24小時不間斷操作的可靠在線監測平台,實現實時顆粒物來源的識別和定量。具體來講,我們將開發新儀器並集成使用一系列高端監測儀器在線分析顆粒物的主要成分(水溶性離子和元素碳、有機碳)以及各類污染排放源相對應的無機和有機示踪物,之後整合在線監測平台所提供的龐大數據集,利用受體模型和化學傳輸模型建立具有高時間分辨率的大氣顆粒物在線來源解析方法。本項目所研發驗證的監測平台和整合觀測大數據的分析方法,將為更有效地監測及應對重污染事件及實現空氣質量的動態管理提供堅實的技術支持,從而改善大氣顆粒物污染,加強保障公眾健康。


項目編號: R6015-18
項目名稱: 微波及超低频機械波寬頻吸收器
項目統籌員: 沈平教授(科大)

摘要

此研究影響基金項目旨在實現我們早前在基礎物理領域兩項創新的實際應用轉化。第一項是具有理論極限厚度的超薄寬頻段微波吸收裝置。該裝置可用於阻斷對通信設備所留下電子痕跡的追蹤,增加未授權情形下搜集個人信息的成本,以保護用戶隱私;同時也可以用於減少人體對微波能量的接觸,在一定程度上消除相關的健康憂慮。第二項成果為一種適用於0.1至300 Hz範圍內的極低頻機械波吸收裝置,而此頻段在聲波及機械波吸收中向來被認為是難以攻克的「無人之境」。此裝置可用於衰減低頻振動和水下鉆井噪音之類的低頻聲噪。其小尺寸優勢意味著可被大規模生產並被靈活運用至多種實際場景中,具有潛在的商業價值和廣闊的市場前景。


項目編號: R6021-18
項目名稱: 了解和提高有機光伏電池的穩定性 - 邁向低成本和商業上可行的光伏技術
項目統籌員: 顏河教授(科大)

摘要

有機光伏(OPV)具有柔韌性、重量輕、半透明且不含任何有毒物質。這些特性使OPV適用於新的太陽能電池應用(例如建築集成PV,BIPV),這是現有矽技術無法實現的。然而,基於富勒烯受體的OPV具有固有的穩定性問題。因此,富勒烯OPV的最佳穩定效率僅為約4%,器件壽命約為7年。

在過去的五年中,OPV領域出現了非富勒烯受體材料的快速發展,這不僅提高了功率轉換效率(迄今為止高達17.3%),而且延長了OPV器件的壽命。報告顯示,通過用非富勒烯分子替換有問題的富勒烯受體,OPV可以消除壽命問題。因此,研究人員認為OPV的壽命至少為10年,可能超過20年,這足以滿足商業應用。

該項目不僅有助於解決OPV穩定性問題背後的科學問題,而且還將促進香港靈活光伏發電的部署,從而產生重大的技術和社會影響,配合政府最近推出了極具吸引力的上網電價計劃,加速光伏安裝。為了發揮我們研究的商業和社會影響,我們將與我們的行業合作夥伴密切合作,以轉移我們的工業升級和原型開發的研究成果。


項目編號: R7017-18
項目名稱: 華人社會認知障礙症行動策略工具
項目統籌員: 黃凱茵博士(港大)

摘要

認知障礙症是慢性腦部疾病的其中一類,患者日常生活功能受到影響而需要接受長期照料,為照顧者及醫療社福體系帶來一定的壓力。有見認知障礙症為社會帶來沉重的經濟負擔,很多國家已為此制定相關的政策,以應付這挑戰。作為全球認知障礙症人口最高的地方,華人社會非常需要一個以實證為本、對應持份者需要及期望而制定的方案。

本項目為期三年,旨在收集各方面的數據,為華人社會制定有關認知障礙症服務政策提供策略工具。研究項目將包括三個主要部分:(1)與持份者分析及評估目前社會對認知障礙症的服務及支援;(2)通過收集所得的數據估算社會對認知障礙症所需的成本;(3)透過模擬分析不同的疾病流行率、服務模式及照顧路徑,對未來的財政、組織和勞動力需求進行評估。研究將會為香港及其他華人社會帶來與持份者共同發展並易達易用的政策工具、數據及策略,用以支援制定有關認知障礙症的政策和計劃。


項目編號: R7027-18
項目名稱: 組裝合成建築法2.0+研究:以先進結構工程、創新建築材料及智慧項目管理實現高質量高效率的高層住宅建築
項目統籌員: 潘巍博士(港大)

摘要

香港是全球密度最高的城市之一且可供開發的土地資源極其有限,因此,發展和建造高層住宅已成為香港的常態。但是,香港建造業為勞動密集型產業並且建造成本昂貴。模塊化建築法作為一種創新的樓宇建造方法優勢顯著,已經被許多國家推廣應用。雖然模塊化建築法目前已被廣泛應用,但是高層模塊化建築的實例卻非常少。基於模塊化建築法,香港提出「組裝合成建築法」,並將其納為一項最新施政措施。儘管一些組裝合成建築法的試點項目已進入規劃設計階段,但是這些試點項目均低於20層,且採用的是市場上現成的模塊化建築體系。目前,針對組裝合成建築法全生命週期的系統性探索,以及高密度城市中高層模塊化建築的深入研究仍然十分缺乏。

本項目提出「組裝合成建築法2.0+」,旨在實現對40至50層模塊化住宅的高品質高效率地智慧交付,對組裝合成建築法現階段應用的突破。首先,項目將分別針對先進的結構工程、創新的建築材料和智慧項目管理,建立MiC 2.0+ 的理論基礎和方法論。其次,項目將提出組裝合成建築法解決方案,在大學實驗室進行方案測試,並在實際建築項目中進行方案驗證和展示。然後,項目會實質性地實現研究成果對於高層住宅供應和交付的影響力。項目由香港大學統籌,聯同香港理工大學和香港科技大學進行多學科合作,並獲得業界合作夥伴支持。項目將於60個月內完成。


項目編號: R7033-18
項目名稱: 微生物耐藥的綜合病因學研究
項目統籌員: 福田敬二教授(港大)

摘要

抗菌素耐藥性目前正對人類和動物健康以及食物安全和經濟造成嚴重威脅。近年,某些耐藥菌的數量不斷上升,而且人類正面臨因受部分細菌感染而無藥可醫的困境。為制定和實施有效防控抗菌素耐藥性的政策及措施,我們需要了解動物、食物和環境對人類耐藥菌感染的影響。因此我們計劃在香港兩個高人口密度社區進行一項前瞻性研究,以調查該地區抗菌素耐藥性的分佈模式以及探索影響耐藥性的相關因素。具體而言,本研究將記錄人類和動物接觸抗生素及細菌在人和動物中的耐藥情況,了解抗生素使用及細菌耐藥性隨時間變化的情況,並通過分析耐藥基因進一步研究抗菌素耐藥性的潛在傳播途徑。我們將會在人、食物、動物和環境收集抗生素使用和抗菌素耐藥性的數據,探討人類不同耐藥菌感染之間的關係以及相關的潛在風險,例如接觸抗生素或者接觸食物和環境中的耐藥菌。本研究將為進一步了解抗菌素耐藥性在本地、中國以及全球的發展和傳播建立一個系統的研究框架。香港具有緊密相連的社區環境以及與抗菌素耐藥性相關的生態系統,為我們提供一個研究這些生態系統之間的潛在關係以及相互作用的良好機會。是項研究將通過本地社區持份者、民間團體以及與國際組織(如世界衛生組織、聯合國粮食及農業組織和世界動物衛生組織),持久而直接地影響香港以及國際社會有關預防和管理抗菌素耐藥性的政策和措施。


項目編號: R7054-18
項目名稱: 平衡金融技術的機遇和風險:金融科技的監管和政策
項目統籌員: Douglas Wayne ARNER教授(港大)

摘要

技術正在改變世界各地的金融及其監管。本研究項目將分析金融技術(FinTech)的監管和法律方法,從而對香港的金融法律和監管產生影響。本研究項目建基於最近完成的研資局主題研究計劃項目「提升香港全球競爭能力,打造世界一流金融中心」,該項目集合金融法律和監管方面的世界級專家與金融和新興技術專家,旨在提升香港作為主要國際金融中心的地位。我們的團隊將會研究金融科技(FinTech)在香港的法律和監管挑戰,集中探討四大技術及其影響:(1)分佈分類帳技術(DLT)和區塊鏈;(2)大數據和人工智能(AI),特別是它們與數字報告和合規性的關係;(3)移動互聯網和雲端,特別在網絡安全和數據保護方面;以及(4)生物識別和數字識別,特別是了解其客戶(KYC)系統和獲得有關融資的信息。

金融科技理論和政策所面臨的新挑戰說明新思維對於為香港及其他地方制定成為競爭性國際金融中心新政策的重要性。團隊希望透過本項目確立香港法律和監管改革的總體目標,以支持香港作為國際金融中心的競爭力,同時平衡金融穩定、金融包容性、市場誠信和保護消費者的目標。


項目編號: R7066-18
項目名稱: 新型低成本超高強高延性鋼鐵材料
項目統籌員: 黃明欣博士(港大)

摘要

全球汽車行業都在積極嘗試使用新型低成本、高性能鋼鐵材料來生產更輕及更安全的汽車。高性能輕量化鋼鐵材料應同時兼備超高的強度和良好的延展性。然後,強度和延展性之間常常是魚和熊掌的關系。要開發同時兼備超高強度和良好延展性的鋼鐵材料,需要克服非常高的技術難關,尤其是當屈服強度進入2GPa(Gigapascal吉帕斯卡)的超高範圍時,要獲得良好的材料延展性更是難上加難。最近,本項目統籌員及其團隊取得一項重大科研突破,成功研發一種「變形及配分」(D&P)鋼,獲得了前所未有的2.2GPa的屈服強度和16%的均勻延伸率。這項重大科研成果於2017年在全球頂尖的《科學》雜誌發表。

初步的計算表明,如果採用D&P鋼製造汽車的門檻加強等碰撞關鍵零件,與目前所採用的汽車鋼鐵材料相比,D&P鋼具有相同的碰撞安全性和幾乎一樣的成本,但採用D&P鋼的零件可以減重30%,達到優良的減重效果。基於D&P鋼的優異性能、低成本、工藝簡單等特點,可以預計D&P鋼將有可能在汽車行業得到廣泛應用。本項目將深入探索和研究D&P鋼工業化生產及應用的可能性,將進行一系列的與工業化相關的實驗及理論研究,為D&P鋼的工業化及其在汽車行業的應用推廣提供科學研究依據。


項目編號: R7070-18
項目名稱: 聯合療法對付金屬-β內酰胺酶阳性菌
項目統籌員: 孫紅哲教授(港大)

摘要

抗生素抗藥性(AMR)對全球人類健康構成巨大威脅。香港的公立醫院每20分鐘就會發生一次新的抗藥菌引起的感染。產生金屬β-內酰胺酶(MBL)的超級細菌引起的感染已成為腸桿菌科中最顯著的抗性決定因素。本項目旨在開發鉍化合物,包括臨床使用的鉍藥物作為抗生素佐劑,以保護現有的抗生素。由抗生素和鉍化合物組成的聯合療法將會在目前新抗生素開發非常緩慢的時代成為抗菌性的經濟替代品。本項目的數據有望促進本地和大灣區製藥業的發展。


項目編號: R7072-18
項目名稱: 基於全水相微流控技術製備復相材料及其生物醫學應用
項目統籌員: 岑浩璋博士(港大)

摘要

水凝膠是高分子鏈的大分子網絡,通常通過化學交聯或物理相互作用而形成,在藥物傳遞、組織工程和再生等生物醫學領域被廣泛應用。化學交聯涉及聚合物骨架和交聯劑的混合步驟,因此難以滿足臨床快速凝膠化的需求,而交聯反應亦有可能干擾被水凝膠包裹的藥物的生物功能。雖然物理水凝膠無需經過交聯步驟,但因聚合物骨架必須能夠與自身進行相互作用,從而限制了組成材料和活性成分的選擇。因此,研發一種簡單方法以製備物理交聯凝膠對臨床應用非常重要。

當具有高柔性、高長徑比的微纖維被流體剪切時,這些微纖維會在拓撲結構上纏住,被稱為「機械聯鎖」,並形成水凝膠。由於不需要經過化學交聯或物理相互作用,水凝膠只需用注射器針頭注射,方便生產及局部應用。此方法特別適合用於傷口愈合等需要快速、簡易凝膠化的臨床應用。

我們的團隊由微纖維製造和組裝、全水相體系和傷口愈合方面的專家組成。本研究旨在:(1)製備一種生物相容性水凝膠,以無油、無反應、無交聯的方式包裹生物分子;(2)開發一種可注射、具備良好生物相容性的水凝膠以用作傷口癒合;(3)設計傷口敷料,增強組織恢復能力。團隊將會透過與公司、醫院和臨床醫生夥伴合作,開發一種全新而具有獨特傷口癒合性能的水凝膠產品,發展其生物醫學及商業用途。