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113學年度 MINT 計劃3_胡尚秀教授

植入式微針系統加載磁電有機金屬框架粒子應用於腦創傷神經修復

胡尚秀 教授     廖倫德 副研究員

E-mail: shhu@mx.nthu.edu.tw
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NTHU-Hu Lab BMES
       全球約有5000萬創傷性腦損傷的病患,由於其長期影響情緒和行為功能,在全球範圍內造成的經濟損失高達4000億美元。由於中樞神經系統損傷後,組織幾乎無法再生,在損傷腔中,沒有物理基質支持組織再生,並大量浸潤的巨噬細胞和活化的星形膠質細胞會增加炎症,導致創傷周圍區域的膠質瘢痕形成和神經元死亡,導致腦運動、感覺皮層腦萎縮。因此,本計畫將開發一種可植入型微針系統,其裝載磁電有機金屬框架(MOF,如 MoCx-Cu)粒子應用於腦創傷神經修復。使用光敏感型蠶絲材料(Sil-MA)、MoCx-Cu 及 S-亞硝基穀胱甘肽 (GSNO) 材料,結合 3D 列印所印製出的微針模型,包載 MoCx-Cu 與 GSNO 的蠶絲微針系統來治療腦部創傷。在製作微針中,將藥物–普羅布考 (Probucol) 包覆,降低環境中免疫反應,保護神經細胞。在傷口處植入蠶絲微針系統,針狀系統可穩固並擴排除傷口疤痕所造成的阻礙深入患部治療。當微針系統在高頻磁場 (HFMF) 環境下,MoCx-Cu 因其導體特性可以產生渦電流,而電場的改變可促進神經細胞的細胞分化和神經突向外生長,促使腦神經的生長與修復。此外,MoCx-Cu 在磁場的感應下,也同時刺激了 GSNO 中 S-NO 的斷鍵,進而釋放出 NO 氣體,NO 可以抑制發炎反應、促進血管新生以及推進突觸的生長。期盼利用此系統達到腦神經修復的目的,與未來推向臨床的可能性。