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??本校电机系、化材系与长庚医院神经外科研究团队合作,结合磁性奈米微粒与聚焦超音波克服脑瘤医疗的瓶颈,开啟「血脑障壁」让药物可进入脑部发挥疗效。这项研究结果於
八月九日
在美国国家科学院院刊发表,并被挑选為重要研究成果发佈在科学院电子报及网路新闻,是国内研究脑瘤治疗的重要成就。
脑瘤是引起国人死亡的主要癌症之一。由於恶性脑瘤细胞会散生在正常组织中,以外科手术不易根除,必须辅以化学药物治疗。但是由於血脑障壁的阻碍,多数治疗药物均无法传送至肿瘤细胞,因此导致病人的平均寿命仅剩一年。所以目前迫切需要的是发展出更有效的辅佐性疗法,除针对恶性脑瘤细胞发挥药效外,并且降低不良副作用以提升病人於治疗期间之生活品质。
??何谓血脑障壁?大脑掌管人类所有重要的生理机能,為了避免大脑受到外来物质造成不良影响,脑部血管特化出独有的血脑障壁,除了营养物质之外,仅有少数化学物质可以顺利通过血管进入脑部。
?主持本研究计画的长庚医院脑肿瘤神经外科主任魏国珍指出,血脑障壁这个独特的机制虽然在健康的个体发挥极大的保护功效,但是脑部产生疾病需要投药治疗时,血脑障壁就会形成极大的阻碍使药物无法顺利抵达目标,甚至仅有千分之一的药物可进入脑部作用。所以长期以来,将药物输送到脑部以治疗疾病,一直是医界难以突破的瓶颈。
為了突破这个障碍,长庚医院神经外科研究团队与本校电机系、化材系的专家携手合作,在卫生署国家型奈米计画及长庚医院研究计画的经费、以及长庚医院分子影像中心的先进设备的支持下,结合磁性奈米微粒与聚焦超音波克服了这个巨大的困难。
本校电机系刘浩澧副教授表示,聚焦超音波是一种可控制范围与强度的能量,当其照射在脑部的特定区域时,可以将该区的血脑障壁暂时打开一段时间,并且不会对健康的脑部造成任何伤害。
??负责研究磁性奈米微粒的化材系华沐怡副教授解释,利用聚焦超音波针对患有脑肿瘤的大鼠头部照射,随即由静脉注射带有抗肿瘤药物的磁性奈米微粒。把强力磁铁固定於肿瘤区域上方,可将磁性奈米微粒导引至磁场中央,再配合聚焦超音波开啟血脑障壁的效果,抗肿瘤药物便可集中在脑瘤病灶。研究人员更利用核磁共振分子影像,即时观测这些奈米微粒的集中状况,以评估给药效率与治疗效果。
??血脑障壁的阻碍,让脑瘤的化疗效果并不理想,往往需要给极大剂量的药物,让病人承受副作用之苦。研究团队根据脑瘤大鼠实验的结果发现,如果配合奈米磁导与聚焦超音波治疗,可以把药物在脑瘤区域的局部浓度增加到二十倍以上。另外,实验老鼠的平均存活时间比接受传统疗法的老鼠还长了一点六倍,是非常显着的改善。
??长庚团队致力研发奈米磁导与聚焦超音波疗法,以非侵入性方式对脑部疾病有效给药,现阶段已看到一线曙光,研究人员预期未来应用於临床时可有效治疗脑瘤并解决目前进行化疗时产生严重副作用的问题。而除了脑瘤外,更可以应用於其他脑部疾病的投药,以提升脑疾之治疗效果与病人的生活品质。
参考论文发表: H-L Liu, M-Y Hua, H-W Yang, C-Y Huang, P-C Chu, J-S Wua, I-C Tseng, J-J Wang, T-C Yen, P-Y Chen, and K-C Wei, “Magnetic resonance monitoring of focused ultrasound/magnetic nanoparticle targeting delivery of therapeutic agents to the brain,” Proceedings of National Academy of Science USA, 2010, Accepted (IF=9.43, 3/48 in “Multidisciplinary sciences”).
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