葉晨聖講座教授講解奈米「夜明珠」應用在老鼠試驗。(曹婷婷攝)
葉晨聖講座教授講解奈米「夜明珠」應用在老鼠試驗。(曹婷婷攝)
葉晨聖講座教授講解何謂奈米「夜明珠」。(曹婷婷攝)
葉晨聖講座教授講解何謂奈米「夜明珠」。(曹婷婷攝)
奈米夜明珠在動物試驗上,可持續發光3小時。(曹婷婷攝)
奈米夜明珠在動物試驗上,可持續發光3小時。(曹婷婷攝)

成功大學奈米醫學研究中心副主任葉晨聖講座教授率校內外跨領域團隊,全球首創現代醫學用奈米級「夜明珠」,以x光激發放光顯影劑,靜脈注射入體內,80%群聚腫瘤處,以低劑量X光照射,腫瘤位置、大小一目了然,動物實驗可偵測到約0.2公分肝臟腫瘤,且一次照射,位在深層組織的夜明珠至少持續發亮3小時,大幅提高腫瘤追蹤準確度,有助非侵入性診斷,預計5年內進入臨床試驗。

葉晨聖說,夜明珠又稱夜光石,裡面含有稀土元素,光照後,移除光源仍持續發光。葉晨聖指出,一般人照x光片、磁振造影等,都需要醫生專業判斷,他發想若腫瘤能發光,任何人一看就能知道,於是從夜明珠找到靈感,擷取相片就能知道發光標記的腫瘤位置。目前動物實驗對肝臟非常準確,後續將延伸到胰臟等其他器官。

葉晨聖率師生與長庚醫院生物醫學轉譯研究所蘇家豪教授、國家同步輻射研究中心許火順博士等合作研發奈米醫學研發醫療用夜明珠-低劑量X-ray激發奈米粒子顯影探針進行深層長效型放光影像應用,突破醫界長期以來診斷型X光影像較不適用於深層軟組織顯影的困擾。

這項創新成果榮獲科技部2019年未來科技突破獎,研究論文10月更登上國際頂尖期刊Advanced Materials。工研院看好該技術產業化的潛力主動接洽,有意整合跨單位力量,將技術推至業界。

團隊指出,X光影像對醫療診斷幫助很大,但軟組織影像就不那麼理想,以胸腔X光影像尚可取得肺部影像,但若肺部有小於0.5公分腫瘤,X光影像易產生判讀不易情況,團隊為提升X光應用,開發X光激發的長效型放光影像奈米粒子探針可應用於深層組進行長時間放光,於動物實驗上驗證可以偵測到約為0.2公分之腫瘤所產生的訊號。

葉晨聖2年前開始著手相關研究,決定從材料設計著手,博士生王柳鈞與碩士生陳正哲執行實驗,目標做出能深入深層組織,可藉由X光激發長時間放光影像的奈米醫材。

葉晨聖表示,從發想到實際做出理想的奈米醫材,前後歷經1年,其間失敗無數次,花了很多時間做出來的「晶格結構」都不符學理表現,例如圓形只能發光20分鐘、有的則無法以X光激發發光,或X光照射後,移除光源即不發亮等,好幾次想放棄,但不甘心距成功就差臨門一腳,如果放棄,先前努力就全數付諸流水,「有信心一定會看見預期的結果。」

「奈米級夜明珠」在國家同步輻射研究中心的協助下確認奈米粒子探針於X光激發下之放光光譜後。進一步結合蘇家豪教授之生物影像專長,於小鼠動物疾病模式進行驗證。經由尾靜脈注射將奈米粒子探針注入血管,因腫瘤會造成週邊血管增生,且新生血管間隙較大,奈米夜明珠幾乎都聚集在腫瘤處,經X光激發,奈米粒子如同夜明珠閃閃發亮,腫瘤無所遁形,而且只需激發一次,發光時間即長達3小時,影像蒐集與診斷極為方便。

葉晨聖與蘇家豪同時指出,接受醫療輻射檢查,最擔心輻射對身體組織如心、肝、肺等造成病變,若以肝臟放射治療為例,X光的吸收劑量一次約為是80-100毫西弗。奈米夜明珠在小鼠實驗上,X光照射吸收劑量只需1/5約為20毫西弗。接受放射性檢測或治療,最擔心不利人體立即性反應,但在動物實驗,20毫西弗射劑量下並無立即性不良反應,持續觀察一周動物組織沒未發現損傷與病變。

葉晨聖表示,「奈米級夜明珠」若能實際用於臨床,定能對醫療診斷帶來莫大助益,工研究對於將研究成果產業化有很好的經驗,有意將團隊研究成果列為「新型態產學研鏈結計畫-價創計畫」,希望不久將來能夠落實於病患,團隊也會延續奈級夜明珠的成果,從診斷,邁入新型態的X光疾病治療相關領域。

(中時 )

#奈米 #夜明珠 #腫瘤 #影像 #研究 #養生 #醫療 #養生日記