「奈米夜明珠」 长效发光肿瘤无所遁形
▲成大叶晨圣讲座教授，研发医用奈米级「夜明珠」，静脉注射入体内，几乎全数群聚于肿瘤处，以低剂量X光照射，肿瘤位置、大小一目了然。（图／记者林悦翻摄）
能在黑暗中发光的「夜明珠」，古人啧啧称奇，成功大学奈米医学研究中心副主任叶晨圣讲座教授，率领跨领域团队，研发出现代医学用奈米级「夜明珠」，静脉注射入体内，几乎全数群聚于肿瘤处，以低剂量X光照射，肿瘤位置、大小一目了然。
成大叶晨圣教授指出，最特别的是，X光照射1次，位在深层组织的夜明珠至少持续发亮3小时，方便影像搜集，大幅提高肿瘤追踪的准确度，有助于非侵入性的诊断。
叶晨圣教授师生与长庚医院生物医学转译研究所苏家豪教授、国家同步辐射研究中心许火顺博士等合作研发的奈米医学研发医疗用夜明珠－低剂量X-ray激发奈米粒子显影探针，进行深层组之长效型放光影像应用，突破医界长期以来诊断型X光影像较不适用于深层软组织显影的困扰，并荣获科技部2019年未来科技突破奖。研究论文更在2019年10月一举登上国际顶尖期刊Advanced Materials。工研院看好该技术产业化的潜力主动接洽，有意整合跨单位力量，将技术推至业界。
叶晨圣讲座教授指出，X光影像对于医疗诊断帮助很大，密度高的硬组织尤其适合，例如骨头，虽然被脂肪、肌肉层层包覆，照出来的影像依然清晰。但软组织的影像就不那么理想。以胸腔X光影像尚可取得肺部影像，但若肺部有小于0.5公分的肿瘤，X光影像容易产生判读不易的情况。该团队为提升X光的应用，开发了X光激发的长效型放光影像奈米粒子探针，可应用于深层组进行长时间放光，于动物实验上验证可以侦测到约为0.2公分之肿瘤所产生的讯号。
「X光影像，无法以简易放光方式探知深层软组织的问题，一定有可改善之道。」叶晨圣讲座教授２年前开始着手相关研究，几经思考、广泛参考文献资料后决定从材料设计着手，博士生王柳钧与硕士生陈正哲执行实验，目标要做出能深入深层组织，并可借由X光激发之长时间放光影像的奈米医材。
叶晨圣表示，从发想到实际做出理想的奈米医材，前后历经1年，其间失败了无数次，花了很多时间、心血做出来的材料，其「晶格结构」都不符学理表现。有的无法以X光激发发光，或是X光照射后，移除光源即不发亮等，好几次想放弃，甚至建议王柳钧可考虑更改研究方向试试。王柳钧说，虽然遇到很多挫折，但实验的过程有好几次明显感受到，距成功就差临门一脚，如果放弃，先前努力就全数付诸流水，「有信心一定会看见预期的结果」。
「奈米级夜明珠」在国家同步辐射研究中心的协助下确认奈米粒子探针于X光激发下之放光光谱后。进一步结合苏家豪教授之生物影像专长，于小鼠动物疾病模式进行验证。经由尾静脉注射将奈米粒子探针注入血管，因肿瘤会造成周边血管增生，且新生血管间隙较大，奈米夜明珠几乎都聚集在肿瘤处，经X光激发，奈米粒子如同夜明珠闪闪发亮，肿瘤无所遁形，而且只需激发一次，发光时间即长达３小时，影像搜集与诊断极为方便。
叶晨圣与苏家豪同时指出，接受医疗辐射检查，最担心辐射会对身体组织如心、肝、肺等造成病变，若以肝脏放射治疗为例，X光的吸收剂量一次约为是80-100毫西弗。奈米夜明珠在小鼠实验上，X光照射之吸收剂量只需1/5约为20毫西弗。接受放射性检测或治疗，最担心不利人体的立即性反应，但在动物实验上，在20毫西弗射剂量下并无立即性不良反应，持续观察一周动物的组织没未发现损伤与病变。
叶晨圣表示，「奈米级夜明珠」若能实际用于临床，定能对医疗诊断带来莫大助益。学术研究要产业化，需要各方的协助，工研究对于将研究成果产业化有很好的经验，有意将团队的研究成果列为「新型态产学研链结计划－价创计划」，希望在不久将来，「奈米级夜明珠」能够落实于病患。另外，团队也会延续奈级夜明珠的成果，从诊断，迈入新型态的X光疾病治疗相关领域。
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