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奈米飛彈抗癌 送藥入腫瘤深層

李昀澔 2013/10/16 18:36 點閱 3043 次
交大材料系教授陳三元研發奈米藥物載體,可透過磁場控制藥物流向,並搭載雙藥物,可望改善現行癌症藥物運送模式。(photo by李昀澔/台灣醒報)
交大材料系教授陳三元研發奈米藥物載體,可透過磁場控制藥物流向,並搭載雙藥物,可望改善現行癌症藥物運送模式。(photo by李昀澔/台灣醒報)

【台灣醒報記者李昀澔台北報導】「磁性奈米藥物載體就像巡弋飛彈一樣,能夠精準命中目標。」交通大學材料科學與工程系特聘教授陳三元16日於國科會發表研究成果指出,透過磁場控制載體流向,可使載體正確「命中」腫瘤,減少藥物副作用;另以氧化鐵外殼精密包裹藥物,結合核磁共振技術即時監控藥物流向,並能搭載雙藥物,以「火箭」方式階段性釋藥,將藥物送入腫瘤深層。

過去不論化療或標靶藥物,透過血液輸送流遍全身,送到腫瘤位置的藥物濃度可能僅剩1成,藥效被大幅削弱,流往其他部位的藥物也可能造成副作用。

「我認為尋找一個更有效率的輸送方式,會比研發新藥更快。」陳三元說,「也較符合台灣現有的研究資源。」於是他自2008年開始,從材料科學的角度切入,展開「舊藥」結合「新載體」的奈米藥物載體研究。

首先,陳三元著手研發奈米大小的載體外殼。他指出,腫瘤細胞具有快速增生的特性,需要大量供血,因此腫瘤會使附近的血管壁產生許多小於400奈米的孔洞;陳三元設計出直徑約100奈米的載體,除了能夠穿過血管壁,還能緊密包裹藥物,避免藥物在血液輸送過程中漏失。

緊接著陳三元克服藥物隨血液流遍全身的問題,他利用磁鐵的概念,以氧化鐵為主要材質製造載體,一旦載體進入生物體內,即可運用磁鐵控制載體的流向,將藥物聚集在腫瘤的位置。陳三元補充,成大機械系團隊已著手研發能應用於人體的磁場控制系統。

陳三元選擇氧化鐵作為載體材質的另一個目的,是因為氧化鐵是磁振造影技術的顯影劑;當研究人員以磁鐵控制載體流向時,同時啟動磁振造影,即時監控藥物流向。

另外,中晚期的癌症常已發展出缺氧性的腫瘤,這些腫瘤細胞不需要仰賴血管供給氧氣,因此通常位於相對血管較為深層的部位,連帶使藥物不易送達。陳三元於是研發另一種更微小的奈米載體,直徑僅15奈米,可穿越腫瘤細胞之間40奈米的間隙,並於載體表面包裹一層脂質,使藥物不會在水溶性環境裡釋出,而是進入腫瘤細胞內部,由細胞內酵素分解外圍脂質後才釋出。

陳三元並將直徑100與15奈米的大小載體結合在一起,「就像火箭有好幾節一樣」,利用物質親水與疏水性質「分包」,讓大載體可以先鎖定腫瘤位置釋放藥物,而小載體則可以深入至深層腫瘤,且大小載體能夠搭載「雙藥物」,透過細胞與動物實驗都已證實,雙藥殺死癌細胞的效率比單藥更好,也更有效地縮小腫瘤體積。

陳三元是國內相當優秀的研究者,曾於2008年獲得國家生技醫療產業國家新創獎第2名、2008年國科會傑出研究獎、2009年有庠科技論文獎、2013年李昭仁基金會傑出研究學者等學術肯定。其奈米藥物載體的相關研究,5年來已獲得8項專利,另有28件已在審核當中,他共發表71篇國際論文,其中47篇刊載於相關領域排名前10%的重量級學術期刊。



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