團隊主持人:葉晨聖教授 (國立成功大學奈米醫學研究中心、化學系)

 

奈米醫學是隨著奈米生物醫藥發展蓬勃興起的新領域,是屬於利用奈米科技來解決醫學問題的科學。奈米技術可以使醫學的診斷更精確,以及治療更有效。奈米技術提供了特殊的材料作為奈米載體,並以傑出的策略,革新了醫學,主要是在對抗癌細胞和心血管疾病方面,皆有重要的意義。奈米材料具有一般材料所不同的物理性質。我們的研究團隊是由葉晨聖教授領軍的實驗室,他目前是化學系系主任,且具有講座教授的最高榮譽,從事奈米生醫的研究領域二十多年,有相當豐富的實戰經驗。研究團隊以奈米生醫為主軸,以專業的奈米合成技術,開發置備具發光性之奈米材料,在光的誘導下,將其應用在第一、二、三之生物視窗做光熱治療或是氣體治療。氣體治療是醫學界重要領域之一,因為它是屬於非侵入性治療。例如:我們提出經由近紅外光(NIR)誘導含聚乙二醇羰基鐵衍生的普魯士藍(m-PB-CO/PEG NPs)奈米材料,裂解後可以控制一氧化碳(CO)的釋放,輔助光熱效應用於癌細胞的治療,此研究結果已發表於ACS Nano 2016, 10, 11027−11036。另外,我們設計並證明,在光響應下S-亞硝基穀胱甘肽的硫化銅聚合物(GSNO/Cu1.6S–PLGA polymersomes)之奈米粒子,經光熱觸發分解,可以控制釋放一氧化氮(NO),其對斑馬魚的血管產生擴張的現象,可用於治療血管收縮的相關疾病,此研究結果已發表於Chem. Sci., 2017, 8, 291–297。再者,我們開發了空心硫化銅奈米殼(h-CuS),在表面上配位鍵結多巴胺並與烯二醇的化合物鍵結,利用雙螯合配體來配位三價鐵離子(Fe3+),並以單芽螯合之配位方式與碳酸氫鹽離子配位,形成三價鐵離子配體配位之硫化銅奈米殼材料,並揭示了經由暴露於近紅外燈下,即可產生二氧化碳,進行傷口癒合的治療。給藥時,僅須局部地將膠體溶液滴在切開之傷口上,並且可以觀察到傷口加速癒合的現象,此研究結果已發表於ACS Nano 2017, 11, 5826−5835。

 

 

 

 


專案研究主題:商品化含一氧化氮氣體之類普魯士藍奈米粒子用於傷口治療

 

成功修復傷口是醫療保健行業的主要挑戰。當傷口變成慢性時,功能能力的喪失和疼痛的增加是病人的負擔。急性傷口癒合的過程,通常涉及三個階段:炎症,增生和疤痕重塑。奈米技術提供了許多有前途的材料和戰略,以革新醫學。利用特有的奈米材料,提供了先進的治療方法,可以加速傷口修復,最大限度地減少疤痕。目前,已有文獻提出了奈米載體和功能性不同的奈米材料,可以用來針對傷口癒合過程的特定階段。傳統的傷口護理方法大多數是昂貴的,並且治療結果是多變的。因此,必須主動開發改善傷口癒合的方法,以根治傷疤的修復。一氧化氮(NO)作為醫用氣體的發現,可以開啟細胞內各種信號傳導,包括血管舒張,抗炎和抗菌。因此,以NO作為加速傷口癒合的手段,受到了極大的關注。現階段,以NO的策略治療後,顯示NO氣體和NO供體先天穩定性低,使用不方便且效果差。因此,開發具高穩定性且可以控製的NO釋放平台,對於臨床NO治療是必要的。我們研究團隊成功地開發以無機普魯士藍奈米粒子(PB NPs)作為了NO的載體,其提供高表面積,優越的生物相容性和雷射光吸收的特性。經由還原反應,將PB NPs表面的氰化物基團還原為胺基,並利用氯化血紅素分子,其具有Fe-卟啉結構,對一氧化氮具有強烈的親和力,可以與PB NPs上之胺基鍵結,並進一步加載最大量之NO氣體分子。這種攜帶NO的PB NPs顯示出優異的穩定性,經由雷射光觸發,可控制釋放NO的量。由雷射光都普勒成像分析表示,用PB-NO NPs和雷射光照射處理後,發現顯著的血液灌注,經連續三天的傷口治療,顯示出傷口恢復加速的現象。此外,這種NO的傷口治療,在癒合期間有顯著的膠原生成和血管增生的現象。就總體而言,經所有證據顯示,雷射光照射的PB-NO PB NPs,似乎是各種疾病臨床NO治療的最理想手段。