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聯合縮小軍–奈米材料在生醫上的應用

二氧化矽對細胞不具毒性,可在體內停留較長時間,不易被巨噬細胞吞滅。臺大牟中原教授與洪燕博士,利用奈米孔洞二氧化矽材料做為「戰艦」,進入體內執行各種任務。
 
 
 
1966年的科幻電影〈聯合縮小軍〉,敘述5名醫療人員為了替患者進行腦部血塊移除,搭乘一艘潛水艇並縮成微型大小,再經針筒注射進入患者體內。這種進入人體治療的醫學概念,如今透過奈米科技已可逐步實現。

臺灣大學化學系牟中原教授與洪燕博士,便利用奈米孔洞二氧化矽材料做為「戰艦」,進入體內執行各種任務。牟教授表示,以奈米大小的孔洞材料做為多功能載具,植入體內後可進行追蹤、辨識、藥物投放等任務。

他進一步指出,二氧化矽對細胞不具毒性,可在體內停留較長時間,不易被巨噬細胞吞滅,因此能執行長時間追蹤任務。而為了使戰艦能夠進入細胞,不被擋在門外,孔洞表面尚需搭載各種抗體,「芝麻開門、芝麻開門」,牟教授笑稱,這些抗體扮演了鑰匙的功能,讓戰艦來去自如。

牟教授舉幹細胞為例,幹細胞植入人體後四處流竄,其分布與動向無法精確掌握,連帶影響治療效益的評估。若預先在幹細胞中植入奈米孔洞二氧化矽,就可在體內進行追蹤,「就像替細胞上了標記一樣」。這種細胞標定追蹤的原理,是以具奈米孔洞的二氧化矽材料做為載具,搭載有磁性的物質(例如氧化鐵),再利用磁振造影技術(magnetic resonance imaging, MRI)讓它顯影,便能在體內加以偵測追蹤。

牟中原教授與臺大醫院陳耀昌醫師、國家衛生研究院黃東明博士合作研究幹細胞的追蹤技術,發現奈米孔洞二氧化矽材料進入細胞後,不具細胞毒性,而且不影響幹細胞的多重分化能力(如分化為軟骨細胞、脂肪細胞)。奈米孔洞二氧化矽材料無毒、可追蹤、持久的特性,可有效運用於幹細胞追蹤,未來甚至可用於其他生物醫學的研究上。

延伸閱讀
  1. 葉李華(民 91)從縮形到微型,科學發展351期,80-81。
  2. 科幻中的科學:http://sci.nctu.edu.tw/index.php?now=room&page= room_show.php&now_page=1&article_id=153,2/14/2007。
  3. 奈米材料研究展望:http://tol.iams.sinica.edu.tw/tamol/6/work/mo.htm,2/14/2007。
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