第 434 期 2011-12-20

研究發展
利用規則排列中孔洞奈米結構創造高效率能量轉移作為雙光子激發光動力療法
NHRI researchers establish well-defined mesoporous nanostructure modulates three-dimensional interface energy transfer for two-photon activated photodynamic therapy

本院醫學工程研究組羅履維研究員，協同奈米醫學研究中心楊重熙主任，以及台灣大學化學系周必泰教授、牟中原教授、清華大學工科系曾繁根主任組成之研究團隊，開發出以規則排列的中孔洞奈米結構搭載雙光子吸收染劑以及光敏藥物，成功地以高效率能量轉移創造新型雙光子激發的光動力療法。此研究成果發表在本月奈米學門指標國際期刊Nano Today 2011;6(6):552-563（影響指數 = 11.750）。

光動力療法是目前癌症治療於臨床上普遍使用的療法，目前所使用的光敏藥物皆是利用波長400-700 nm的光源作為激發光，由於受限於光源可穿透之深度，其治療深層腫瘤療效不佳，為改善療效達到深層治療的效果，研究團隊開發出以雙光子作為激發光源的光動力治療。雙光子激發通常使用紅外光超快雷射作為激發光源，其擁有良好組織穿透深度以及空間解析度，但大部分光敏藥物對於雙光子激發的吸收率非常低，因此研究團隊將雙光子吸收染劑以及光敏藥物，同時附載於奈米載體之不同次結構區域中，並利用雙光子吸收染劑作為吸收雙光子激發能量之天線，再以能量轉移的方式，達到雙光子激發光敏藥物的目的。透過規則排列中孔洞奈米結構，準確調控能量轉移配對分子比率，可以創造出高達93%之能量轉移效率，透過此高能量轉移效率，成功地以雙光子激發產生具細胞毒性之單重態氧（singlet oxygen）。經過細胞以及動物實驗，證實此療法確實可以應用在癌症治療上。研究團隊準確地利用規則排列的奈米結構來創造高效率的能量轉移，透過這個概念，可以應用不同種類的雙光子吸收染劑，未來可廣泛地應用在光動力療法上。
《文/圖：醫工組程士勳博士後研究員、羅履維研究員》