【材料應用】給傷口更好的保護─奈米薄膜於生醫上的應用

■你是否曾經覺得在手指關節貼OK蹦或繃帶很容易脫落?又或是受傷部位的皮膚有較多皺摺很難包紮?或許這在將來不會再是個問題……

nanosheetshr
聚左乳酸奈米薄膜 圖片來源:《Advanced Materials》期刊

 撰文|方程毅

包紮,是門很大的學問。要如何包覆的好傷口並隔絕外界感染並不是件簡單的事,就拿燒燙傷來說,如何在術後讓燒燙傷部位免於感染令醫學界傷透腦筋。在燒燙傷之後因為無法有效隔絕病菌感染而引起的敗血症具有相當高的致死率。在相對平滑或是大面積的表面隔絕病菌並不是什麼大問題,但是像手指、腳趾或是會陰部這些較不規則的部位便非常難做到完整的保護。因此近年來許多科學家致力研究出奈米等級的可分解高分子薄膜,因為這些薄膜面積較小且薄,因此可以與患部更密合,使受傷部位可以得到更好的保護。

今年(2014)八月在美國化學協會(American Chemical Society ,縮寫ACS)第128屆National Meeting & Exposition上,來自日本東海大學(Tokai University)的岡村洋介(Yosuke Okamura)博士在會上發表演說,介紹一種新穎的生醫材料能有效保護具有皺褶、彎曲或是形狀不規則的部位,且同時有很好的彈性及很好的包覆性。岡村洋介博士實驗室成功利用聚左乳酸(poly(L-lactic acid) 縮寫: PLLA)製造出奈米等級的薄片,由於聚左乳酸生物具可分解性,因此相當適合用於醫學治療。這種奈米薄片並不像紗布一樣能用鑷子將一整片覆蓋於傷口上,而是先利用化學合成一些小片狀後懸浮於水中,要使用時再將這個含有小片狀聚左乳酸的液體倒在想要覆蓋的表面,水在蒸發的同時,這些小片狀的左乳酸便會自動互相密合,形成較大片類似補丁狀的薄膜。而這種自動聚集而成的奈米薄片可以包覆各種奇形怪狀的表面,包括老鼠的指頭跟金屬針尖,這項研究被發表在知名期刊《Advanced Materials》上。

岡村洋介博士的研究團隊更進一步測試這種聚左乳酸奈米薄膜抵抗病菌的能力。根據美國疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的統計,在美國,每30分鐘便有一個人因為燒燙傷送醫。綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)便是一種常見造成燒燙傷後皮膚感染的病原體,因此岡村洋介博士便研究聚左乳酸奈米薄膜隔絕綠膿桿菌的能力。他們在受試的老鼠皮膚上鋪上聚左乳酸奈米薄膜以隔絕綠膿桿菌,三天後綠膿桿菌並未進入真皮層,代表老鼠並未感染。而另一組沒有鋪上聚左乳酸奈米薄膜的受試老鼠,綠膿桿菌已經進入真皮層及皮下層,代表老鼠已經受到感染。然而六天後,就算鋪上聚左乳酸奈米薄膜的老鼠也受到綠膿桿菌的感染,這也是因為薄膜仍然有些許破洞或披覆不完全所致,岡村洋介博士也指出這層薄膜會因為燒燙傷皮膚滲出的液體而逐漸分解。但在經過表面特殊的處理過後,也可以將防止感然的時效性延長到六天。

除了聚左乳酸奈米薄膜之外,岡村洋介博士的研究團隊也致力於各種不同醫療用的新穎材料。他們過去也研發出可自我分解聚乳酸奈米薄膜作為手術後後包紮用的材料。除了包紮與保護傷口之外,他們也正在研發同樣彈性佳、透明的磷酸膽鹼(phosphorylcholine)高分子薄膜,這種材料和血液具有相容性,在醫療上會有更多的用途,例如做為導尿管表面的塗層。更進一步的應用也包括如何使這種奈米薄膜表面攜帶抗生素,使傷口恢復的更迅速,更能減低感染的機率。

參考資料:
1. http://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2014/august/like-cling-wrap-new-biomaterial-can-coat-tricky-burn-wounds-and-block-out-infection.html
2.Y. Okamura, K. Kabata , M. Kinoshita , D. Saito , S. Takeoka , Adv. Mater. 2009 , 21 , 4388.
3.Y. Okamura, K. Kabata , M. Kinoshita , H. Miyazaki , A. Saito ,T. Fujie , S. Ohtsubo , D. Saitoh , S. Takeoka, Adv. Mater. 2013 , 25 , 545.

--
延伸閱讀:
【創新材料】它是奈米材料!不是鋼筋水泥!
【化學技術】看植物如何將鈀廢液變奈米粒子

--
作者:方程毅 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。
責任編輯:Kerina Huang

5,027 人瀏覽過

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 *

為了避免你是機器人,請在留言前回答以下問題: