奈米醫療科技

Author : Justin Mei 梅嘉牧, Tai-Yu Liu 劉泰宇 / Editor : Jarvis Wang 王詠正
近年來,奈米科技在醫療產業的發展越來越具重要性。在過去25年,並無發明任何新品種的抗生素,然而這可能導致超級細菌的產生進而形成一場生物瘟疫及災難。因此,奈米科技成了這場抗生素以及超級細菌戰役中勝利的重要角色。

什麼是奈米科技?


奈米科技是一個研究和使用1 nm 到 100 nm的結構,性質和形狀的科學


自然界沒有的新物理性質

量子效應 Quantum effect
當物體的尺寸縮到奈米等級會多出平時在大自然觀察不到的性質,此外也會改變部分原有的物理性質。例如: 反應性、溶點、附著力、毛吸力、穿隧電流、超順磁效應
表面效應 Surface effect
奈米材料的表面效應是指奈米粒子的表面原子數與總原子數之比隨粒徑的變小而急劇。當粒徑降到1nm時,表面原子數比例達到約90%以上,原子幾乎全部集中到奈米粒子的表面。由於奈米粒子表面原子數增多表面原子配位數不足和高的表面能,使這些原子易與其他原子相結合而穩定下來,故具有很高的化學活性

光觸媒 Photocatalyst

加速光化學反應的催化劑 :
  1. 電子與空氣中的氧分子(O2)相遇
  2. 生成反應性很強的超級氧分子
  3. 電洞與空氣中的水氣相遇
  4. 光化學反應搶奪水中氫氧基的電子
  5. 去電子的氫氧基立刻變成不安定的氫氧自由基(有消毒功用)

 

奈米藥物和生物材料奈米藥物

奈米藥物
在藥物研究方面,科學家們將常規治療藥物奈米化,這樣可以增大藥物的表面積,使其與 人體組織接觸的表面積增大,使藥效大化,同時也能減少用量和副作用
美國近年來發明攜帶型奈米藥物的芯片,將芯片放入體內可在外部加以引導,使藥物集中到患處,提升藥效。

人工心臟瓣膜
目前醫學界廣泛使用人工心臟瓣膜來治療先天性心臟病風濕性心臟病等心臟疾病。目前主要是由鈦金屬和不鏽鋼合金所構成,但長時間仍有損壞的可能性。​结晶纳米氧化镐便是一種新的可能替代材料,可以讓人工瓣膜的使用時間得以延長

血管內的巡航導彈

目前,美國研究小組還指出如果器官外塗上奈米粒子,可預防移植後的排異反應。現在已能製造出包含幾百、幾千個原子的顆粒,表面活性很大,可以在血管中自由移動,就像巡航導彈一樣, 能自動尋找和分解静脈血管壁上的膽固醇,也可以清除心臟動脈內的脂肪沈積物疏通腦血管中的血栓。因此,奈米有很大的潛力成為治療心血管疾病的強力“巡航導彈”

 

 

對抗糖尿病的新型武器

糖尿病是一種代謝性疾病(metabolic disease)。一型糖尿病的患者由於自身胰腺内胰島素產生细胞(β細胞)遭自身免疫破壞而無法製造胰島素;二型糖尿病患者(​T2DM​)的特徵是身體對胰島素有抵抗性或血液中對胰島素敏感性下降。
新型葡萄糖測量
和胰島素輸送方式
兩種糖尿病都只能通過每天皮下注射胰島素來控制。每天注射胰島素帶來了大量的痛苦,甚至可能因為沒有根據醫生吩咐導致胰島素過量的危險。因此非常需要​改善血糖監測系統​或是​“封閉” 血糖​和​胰島素中的輸送循環​
奈米科技的研究學者認為如果改良現有的 Closed-loop systems(閉環系統),一個具有持續監視血糖並自我調節功能的系統,是一種可以取代傳統胰島素皮下注射的方法。其中的好處包括比傳統血糖監控更加精確和嚴格,減少胰島素的注射劑量和糖尿病的併發症。報告指出: 系統在響應性和生物相容性方面已顯示出令人滿意的結果。

冠狀病毒奈米疫苗

中東呼吸症候群 (MERS)

此疾病被 WHO列為首要對抗之新興感染症之 一。可見情況之嚴重和緊急。中東呼吸症候群是人畜共通傳染病 ,主要症狀包括發燒、咳嗽與呼吸急促等。感染者胸部X光通常會發現肺炎,部分重症則出現急性腎衰竭、心包膜炎、血管內瀰漫性凝血等併發症。此外,研究指出部分病患僅出現輕微感冒症狀或無明顯症狀,且可合併其他呼吸道病毒或細菌同時感染

此疾病被 WHO列為首要對抗之新興感染症之 一。可見情況之嚴重和緊急。
冠狀病毒奈米疫苗
國立臺灣大學獸醫學系副教授陳慧文,中央研究院生物醫學科學研究所助研究員胡哲銘和 美國德州州立大學組成國際跨領域團隊,運用尖端奈米科技,模仿冠狀病毒外型,研發 「冠狀病毒奈米疫苗」。
此疫苗以病毒為參照物,將抗原做成奈米大小,且模仿冠狀病毒表面的「皇冠樣突起」, 在薄殼奈米粒子的表面,覆上「蛋白質冠」,再將奈米級STING強效佐劑放入中空聚合物奈米顆粒中,​刺激淋巴结和免疫細胞增强免疫功能​,大幅提升免疫力。
此奈米疫苗目前已經在患有中東呼吸症候群的老鼠身上取得了非常不錯的進步,成功的引起了一秒鐘有效的中和抗體和抗原特異性T细胞的反應,以此證明此奈米疫苗是可行的 。雖然目前該疫苗真正進入市場還需要大約七年左右的時間,但效果是非常強效且持續的,是非常值得期待的新型疫苗。
奈米醫療科技

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *

Scroll to top