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淺談靜電紡絲技術於藥物傳輸應用[趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2020-04-22 10:00
作者:林怡欣/工研院

一、前言

隨著奈米技術逐漸成熟,奈米材料也擴展其應用範疇。靜電紡絲(Electrospinning)是透過靜電驅動所製造產生靜電纖維,其直徑約在幾十奈米至微米之間,藉由其多種排列形成多孔形態結構,可應用在組織工程、生物感測器、過濾、傷口敷料、藥物傳輸和酵素固化等領域。在組織工程方面,靜電紡絲技術可模擬天然細胞外基質(Extracellular Matrix, ECM),提供組織工程支架讓生物材料與生物活性分子結合,加速組織修復和再生。

二、靜電紡絲

靜電紡絲(Electrospinning)技術其原理為將聚合物溶液或熔體填入注射器,在外加電場下聚合物溶液會在針頭下方產生佈滿電荷的圓錐形液滴泰勒錐(Taylor cone),隨著電壓上升,聚合物液滴電荷產生斥力克服表面張力,進而朝向收集器噴射形成奈米纖維。在組織工程應用中,靜電紡絲具有多項優點如較大的表面積、高孔隙率、類細胞外間質結構以及更好的生物相容性來形成組織工程支架,此外靜電紡絲支架也可乘載蛋白質、胜肽和小分子藥物等生物活性物質應用於藥物傳輸研究開發。

三、靜電紡絲支架應用

(一)神經組織工程

周圍神經缺損為臨床上常見的難題,為了解決神經再生能力不足與治療選擇性少的缺點,神經組織工程為治療周圍神經缺損的一種潛在方式。研究人員以共同軸靜電紡絲方式製備附有神經生長因子(NGF)的Core–shell poly(d,l-lactide-co-glycolide) (PLGA)奈米纖維神經導管,並以坐骨神經缺損的大鼠進行實驗,在植入12周後,實驗結果顯示PLGA / NGF導管中神經細胞的再生優於其他試驗組。

(二)血管組織工程

在心血管疾病治療方式中,自體或異體血管移植常常受到捐助者捐贈部位發病或是捐贈短缺而影響治療成效,進而也凸顯人工血管的重要性。研究人員以靜電紡絲技術製備含有肝素(Heparin)與poly(L-lactide-co-caprolactone) (PLCL)之奈米纖維管狀移植物,其實驗結果發現肝素會透過兩階段釋放出來,提高管狀移植物的暢通率。

四、結論

靜電紡絲為一種簡單、快速、具高表面積比與可調控孔隙率的奈米纖維技術,其不同聚合物的特性如物質分子量、濃度、黏度,以及外部施加的電壓、噴射距離、導電度等均會影響纖維形成的型態,透過調控這些參數,可以得到特定應用所需的性能。靜電紡絲纖維除了在組織工程、傷口癒合、藥物傳輸等應用外,也可應用在其他領域如食品封裝、生物感測器、防護衣、化妝品、空氣和水過濾等應用。

完整內容請詳見:【產業技術評析】淺談靜電紡絲技術於藥物傳輸應用
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更新日期:2020-04-28

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