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2016年4月21日 星期四
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裘槎科研獎:蔡宗衡研納米粒子偵測腎病


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■蔡宗衡發現75nm大小的納米粒子最能積聚於腎臟的腎小球膜上,繼而可大量進入系膜細胞。曾慶威 攝

發現最有效聚腎小球膜粒子 助藥物輸送獲裘槎獎

生物納米技術發展蓬勃,現今科技下可以利用納米粒子將藥效注入身體,然而進入身體後會流向那個器官,目前所知不多。中文大學電子工程學系(生物醫學工程)助理教授蔡宗衡成功發現,75納米(nm)大小的粒子經靜脈注射後能累積在腎小球膜上,繼而可大量進入系膜細胞,為腎臟相關疾病的檢測診治技術開創新一頁,因此榮獲2016年度「裘槎前瞻科研大獎」。其團隊正以此設計能偵測腎病的發光納米粒子,並計劃進一步擴展至藥物輸送,助患者及早發現接受治療。■記者 姜嘉軒

納米是極為細小的單位,一納米等於十億分之一米,為頭髮直徑的五萬分之一,除非肉眼所能見,就連光學顯微鏡亦無用,只有使用電子顯微鏡才可看到。蔡宗衡進一步用足球作例解釋,「以一個正常足球而言,將它放大一千萬倍,大約相等於地球的大小;而將足球縮細一千萬倍,那就是納米級的大小。」

如《木馬屠城記》繞避達患處

蔡宗衡指,將納米級微小粒子用於生物醫學盛載藥效的做法,早在十年前甚至更早已出現,當中涉及要「繞過」身體的抗藥性,例如一個30納米大的膠囊,內裡盛載多個只有2納米至3納米大的藥效成分,透過針筒注入身體,再經由血液流入指定器官發揮藥力,情況就如希臘《木馬屠城記》故事般,「因人體會抗拒藥效,因此需要納米粒子化身『木馬』,覆蓋象徵『士兵』的藥效成份,『瞞騙』身體讓藥效能順利到達患處,與疾病『開戰』。」

不過,對科學家來說,納米粒子進入體內的走向,卻如同對荂u黑盒」般難以確定,而有關難題正是蔡宗衡的研究方向所在。

他以治療慢性腎病作對象,從生物工程角度,不同物料製作不同大小和形狀的納米粒子進行測試,了解哪種大小及樣式的粒子可最有效進入腎臟,「腎臟是個很大器官,我們還要知道納米粒子能進入腎臟哪個組織,甚至組織裡面哪個細胞。」結果發現,原來75納米大小的粒子最能積聚於腎臟的腎小球膜上,繼而可大量進入系膜細胞,效果明顯較其他尺寸粒子顯著。

他進一步解釋,慢性腎病技術上其實無專門藥物可醫,醫學界一般只把它視作發炎,處方抗炎藥物處理,但實際上部分藥效卻會轉往身體其他部位,不論好壞把細胞消滅,帶來副作用。但假如掌握到納米粒子「大小」、「形狀」、「是否水融」等資料,驗證出哪種設計最為有效進入指定患處,那就能發揮最大藥效,達到「標靶治療」效果。

擬用獎金研載治腎病藥效粒子

基於以上成果,蔡宗衡跟團隊進一步研究可偵測腎臟疾病的發光納米粒子,「腎病其實有指定的基因表達方式,設計出獨特形狀的納米粒子進入腎臟,一旦偵測到細胞中出現指定基因時就會發光,告知我們有否疾病。」他指有關研究目前仍處於老鼠實驗階段,得獎後打算把獎金資助用於繼續研發這種檢測腎病的納米粒子,未來更會以盛載治療腎病藥效的納光粒子為目標,並嘗試利用糖或水融性物料製作粒子,讓他們完成運藥任務後自動在身體分解,以免因物質殘留身體而帶來負面影響。

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