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抑菌、除疤與抗發炎的新利器–精碳點

精碳點製備簡易、成本頗低、合成方法快速又環保,且試驗已證實精碳點可有效破壞多重抗藥性細菌及克服抗生素抗藥性的問題。
 
 
奈米藥物製成眼藥水劑型,可迅速抑制細菌性角膜炎,防止角膜潰爛,其醫療效果遠勝於市面上現有含抗生素的眼藥水。(圖片來源:種子發)
▲奈米藥物製成眼藥水劑型,可迅速抑制細菌性角膜炎,防止角膜潰爛,其醫療效果遠勝於市面上現有含抗生素的眼藥水。(圖片來源:種子發)
人體因意外產生傷口感染,或組織及器官因細菌感染造成嚴重的發炎反應時,治療上會針對不同的菌類選擇適合的抗生素(常見的如:克林達黴素、磺胺類藥物、青黴素、紅黴素、四環素等),以抑制細菌的生長。然而這些抗生素容易引起生理不適或代謝方面的副作用,另因使用時並未落實嚴密的管控措施,使菌體的基因產生變異而造成抗藥性。某些擁有頑強生命力及散播性的抗藥性菌株甚至造成醫院及社區感染,或成為人畜共通傳染病的病原,對公共衛生形成重大的威脅。

 

近年雖已研發出一些有效抗菌的奈米材料,如奈米銀與奈米二氧化鈦粒子,但因它們的生物毒性高且與人體相容性低,尚無法做為食品抑菌或人體治療使用。為改善上述奈米粒子與抗生素的缺點,提升藥物的市場價值與產業應用性,臺灣海洋大學生命科學暨生物科技學系黃志清與林翰佳教授和長庚大學生化與生醫工程研究所賴瑞陽教授的團隊合作,以多胺類(亞精胺)為材料製備了高正電性碳量子點。由於這種碳量子點藥物帶有多胺結構,且具備高螢光強度與甚佳的光穩定性,因而命名為多胺碳量子點(又稱為精碳點)。

抗菌、除疤、抗發炎的新利器
▲抗菌、除疤、抗發炎的新利器
黃志清教授指出:精碳點製備簡易、成本頗低、合成方法快速又環保,且試驗已證實精碳點可有效破壞多重抗藥性細菌及克服抗生素抗藥性的問題。另在傷口復原的成效上,經由細胞形態、組織切片染色、動物活體等試驗都顯示,精碳點也有較高的生物相容性,可顯著促進膠原蛋白合成,且能增強血管新生速度及角質細胞的活性,組織修復的時間較傳統的傷口敷料法或銀奈米粒子都快速許多,皮膚表面也不會殘留疤痕,以它做為新一代的抗疤傷口敷料將深具市場價值。

 

為了進一步拓展精碳點在生物醫藥上的應用,在研究團隊的努力下已成功把這種奈米藥物製成眼藥水劑型,可迅速抑制細菌性角膜炎,防止角膜潰爛,並保有原先的型態與清澈度,其醫療效果遠勝於市面上現有含抗生素的眼藥水。黃教授強調說:一般金屬性奈米藥物在細胞學試驗上,即使有抗菌功能也無法開發成藥水滴劑,因此在人體內能發揮的療效有限,其原因在於眼角膜細胞間排列整齊且緊密,間隙大約在1~2奈米之間,而一般奈米粒子直徑卻大於5奈米,幾乎不可能通過角膜上皮細胞層發揮作用。比較之下,精碳點可以很輕易地通過於細胞間隙,迅速發揮療效。

 

由於精碳點集結了高生物相容性、無生物毒性、無抗藥性、傷口療效強、抗菌效果佳等優點,黃教授指出目前已針對市場需求逐步把產品開發成傷口敷料,未來將擴展到作物防治、水產養殖業、畜牧業、清潔品、濾材、保養品抗菌劑等方面,或做為治療敗血症等細菌感染的用藥。

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