生物電漿共振元件於奈米生醫材料之安全與作用機轉之研究 生物組織反應與材料交互作用的測試為奈米生醫科技中重要的

一環，而體外的細胞毒性傷害是快速瞭解材料與生物組織交互作用表 現的重要評估工作。一般而言，體外細胞毒性傷害評估包括細胞活性 與增殖分析、發炎反應因子的分析與細胞貼附分析，目前針對醫療用 途之生醫材料已有諸多不同的測試模型，但多著眼於人體全身組織系 統生物反應的考量，並不適用於牙科材料的評估研究，目前仍缺乏一 個符合牙科醫療需求且標準化的測試評估技術平台。而且現今評估材 料與組織交互作用的研究技術與模型，均為單一時間點的靜態觀測，

對於牙科材料依循不同機轉硬化而使用於牙科醫療的特性，便無法確 實反應材料硬化過程可能釋放的化學產物、材料硬化時產生收縮或是 內應力以及不同硬化程度之牙科材料與口腔組織實際的交互作用，只 能測量材料初期硬化後對組織細胞的作用與影響。因此研發即時動態 的材料與組織交互作用觀測系統，於臨床醫學研究有其重要的價值與 意義。而DP-生醫玻璃為本研究團隊林俊彬教授與林峰輝教授之專 利，其除了應用於牙本質敏感症的治療外，也可以應用於牙根斷裂的 修復，為一個良好封閉性與骨組織相容的材料。目前已知奈米化後可 以提供更理想的細胞貼附環境（Thomas J. Webster, 1999,2000），但是

其機制不明。而材料表面的奈米結構究竟透過什麼樣的機制或路徑控 制細胞的貼附與功能，而驅使這些細胞變動的因子為何？是局部化學 結構差異、表面能不同、機械應力集中還是表面坑洞造成的，而對於 細胞訊號的傳遞與調控是否有所差異。這些問題需要更多的相關研究 以釐清奈米材料或是奈米結構材料對於生物組織交互作用的模式與 機轉，藉此掌握材料生物相容性亦或是誘發生物活性表現的決定控制 因子，作為研發各種生醫材料的重要參考依據。

利用生物電漿共振元件(Bio-Plasmonics)，可經由材料的選擇、

奈米結構的設計、模擬計算以實現奈米感測並應用於生物組織反應評 估。包括生物分子與奈米材料之製備與特性檢測，在具有奈米等級的 結構或材料之特性下評估其光學特性所代表之材料能階與表面電漿 共振之關係，更進一步利用其與分子在近距離作用下之局部反應現象 進行感測之應用。其表現將可利用可見光與近紅光範圍之變化進行快 速與靈敏之檢測。

七、結論

從醫學近數十年發展的趨勢著眼，醫療技術與治療器材的研 發和創新是基礎與臨床醫學研究躍進的重要關鍵。幹細胞與組織工程 的應用已可進行多種組織的再生了，包括肌肉、軟骨、骨組織、肝臟、

心臟、腦神經、肺臟、小腸血液細胞等，牙齒再生更開啟了器官再生 的契機，其發展所帶來治療方式的革新及效果將是令人興奮而可預期 的。組織工程研究領域中,支架材料與細胞的相互作用是主要的研究 課题.支架材料表面的微觀結構對细胞的生物調控作用更為重要。奈 米材料因具有一些獨特的效應,如體積效應和表面效應,有利於细胞 的貼附、增殖和功能的增强,因而作為组織工程支架有良好的應用前 景.藉著奈米材料在組織工程的研究與應用，也將落實學術研究和產 業研究及生產應用。相信對於醫學基礎與臨床研究的提昇以及帶動相 關產業的發展，都有極大的契機。

八、主要參考文獻

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