科學家運用奈米科技將黃金打造為抗癌的「黃金子彈」

作者 | 發布日期 2017 年 05 月 28 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

從古至今,黃金一直是高貴的象徵,閃閃發光的黃金飾品總能吸引眾人目光。醫學上,由於黃金性質穩定又有極佳的生物相容性,也被用於製作假牙、心血管支架等醫療物品。而隨著奈米科技的進步(註 1、2),黃金奈米粒子還能變身成為對抗癌症的「黃金子彈」。



一般癌症早期發現時,醫師通常以手術的方式將腫瘤切除並盡可能將危害健康的癌細胞移除。有時腫瘤科醫師還會在手術後以放射線或化療方式毒殺可能殘留的癌細胞以降低癌症復發的機率。不過放射線或化療也傷害正常的細胞而導致疲倦、噁心、嘔吐或掉髮等副作用。近十年來,生物醫學家巧妙的利用奈米技術開發出黃金奈米手術(nanosurgery),希望能降低治療癌症的副作用而且更有效的減少治療後的復發。

黃金奈米粒子並不具區分癌細胞與正常細胞的能力,但是若想有效殺死癌細胞必須有方法讓更多的黃金粒子進入癌細胞而不要進入正常細胞。為達此目的,科學家在奈米粒子外包覆上能專一辨認癌細胞表面蛋白的抗體,如此可大大提升黃金粒子進入癌細胞的效率,相較於正常細胞的粒子多達 100 倍。

(Source:Physics Central

經過多年試驗,科學家發現以波長為 782 奈米的近紅外光(註 3)照射組織內的黃金粒子極短的時間(30 微微秒)(註 4),能使黃金粒子迅速發熱,如果癌細胞內的黃金粒子累積夠多,則雷射光照射所產生的熱就足夠破壞並使癌細胞死亡。

科學家也發現若黃金粒子小於 10 奈米(10nm)癌細胞會很快將它排出細胞外,若大於 100 奈米則很不容易進入細胞。因此 60 奈米大小的黃金粒子效果較好。

2016 年德州萊斯大學(Rice University)的 Lapotko 教授成功運用此技術偵測到小鼠體內手術後殘存的癌細胞並將之殲滅,更重要的是小鼠的癌症因此不再復發,他們的研究成果已發表於《自然奈米技術》期刊。

中研院院士洪明奇博士在《科學》期刊評論,這是非常有趣的研究,雖然許多在動物上可行的實驗到了人類身上不一定有效,但如果這次最後成功了,將為腫瘤切除手術後的治療開創一條嶄新的道路!

註 1:古代人類早已經應用奈米黃金於製造花窗玻璃時產生紅色或紫色的色澤。由玻璃器皿等古文物推測,人類運用奈米黃金可以追溯到古羅馬時期(四世紀羅馬酒杯)。
註 2:奈米是長度單位, 1 奈米等於十億分之一公尺,約是人類頭髮直徑的十萬分之一。
註 3:此波長的雷射穿透組織的能力極好。
註 4:微微(pico)是一兆分之一。

(首圖來源:shutterstock)