好萊塢賣座科幻電影「X戰警」主角金鋼狼擁有超強自癒能力，可以從各種創傷快速癒合復原。常人雖然無法像金鋼狼那般百害不侵，但成功大學研究團隊研發近紅外光照射最新療法，經動物試驗證實可加速傷口癒合。這項技術究竟是突破哪些傷口照護瓶頸？運用了哪些原理呢？

 

 

傷口癒合的關鍵角色——氧氣

要提升傷口癒合速度，就得先找到關鍵影響因素。傷口癒合過程分為炎症期、增生期和成熟期等三個階段，氧氣在每個階段都是不可或缺的角色。Ｔ細胞和B細胞等免疫細胞在炎症期消耗氧氣以吞噬消滅入侵細菌，纖維母細胞則開始增生並移動到傷口處。

進入增生期後，因之前大量耗氧，組織出現短暫缺氧，纖維母細胞就吸引鄰近血管形成新血管輸送氧氣，並分泌更多膠原蛋白填補傷口；上皮細胞也開始變形移動到肉芽組織上面，將傷口覆蓋；粒線體供應細胞運作所需能量等過程，直至成熟期傷口收縮復原，都需要足夠的氧氣協助。

氧氣對傷口癒合如此重要，但受傷後，因傷口組織血管破裂，紅血球輸送氧氣的通路被阻斷，科學家於是開始思考利用氧氣治療的可行性，積極嘗試各種提高傷口組織氧氣濃度的方式。

如何運用氧氣治療傷口？

1960年代，科學家開始使用氧氣治療傷口。病患需要待在特殊的壓力艙，呼吸純氧來增加血液含氧濃度，藉此提高傷口組織的氧濃度。但這種方式不僅成本高昂，且因是全身性供氧，可能造成身體其他部位氧氣濃度過高，產生氣胸或腦血管栓塞等副作用。

 

 

科學家於是改採在傷口組織局部增加氧濃度，避開高壓氧治療風險，降低醫療成本，機動性也高。但氧氣難溶於水，無法抵達傷口深處，對較深傷口療效有限。為達到局部增加氧氣濃度，又能讓深入傷口組織，就必須克服水溶性的問題。科學家也因此把腦筋動到二氧化碳身上！

二氧化碳神奇的波爾效應

大家都知道二氧化碳是造成溫室效應的兇手，但對傷口癒合卻是神奇救兵。1904年丹麥生理學家克里斯蒂安．波爾（Christian Bohr）提出「波爾效應」，證實透過紅血球調節血液酸鹼值，提高二氧化碳濃度，讓血液酸鹼值偏酸，便能促使血紅素釋出氧氣。

二氧化碳療法便是運用「波爾效應」，促使血紅素在肌肉組織及末梢組織釋放出更多氧氣，活化細胞並促進血液循環，已被證實能促進新陳代謝和組織再生。療法是把少量二氧化碳，經過皮内或皮下注射到體内，誘發局部區域產生較高濃度氧氣，藉此治療傷口。

奈米光療癒合效果加乘

「波爾效應」為傷口治療開啟新窗，成功大學化學系講座教授葉晨聖則帶領研究團隊，結合近紅外光與奈米藥劑，讓二氧化碳療法更上層樓。經小鼠試驗顯示，傷口接受五分鐘照射治療，癒合時間就可縮短三分之一。

 

 

研究團隊把硫化銅奈米粒子孔洞化，增加接觸表面積，裡外吸附碳酸氫鈉（NaHCO₃ ，俗稱小蘇打），製作成奈米藥劑。在小鼠背部劃出2公分傷口，把藥劑滴在傷口表面，再用波長700-2000奈米近紅外光照射約五分鐘，當藥劑溫度升高至攝氏40-42度左右，小蘇打受熱分解產生二氧化碳，促使血液酸鹼值轉為弱酸性，進而誘發血紅素釋出氧氣。

研究團隊追蹤小鼠傷口組織血液循環及癒合狀況，發現藥劑釋出的二氧化碳，不但使血管擴張，促進血液循環，更令人驚豔的是「波爾效應」的加乘效果，進行一次性的五分鐘治療，便可讓傷口癒合時間從三周縮短至兩周。

 

 

葉晨聖研發的奈米藥劑，不但順利解決傳統氧療法的溶氧障礙，也成功改善二氧化碳侵入性療法的疼痛問題。研究團隊預定把奈米藥劑進一步從滴劑轉化成貼片，讓傷口治療能更簡易且迅速。