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  • 生物纖維素在生醫材料的應用與發展

     水雲膜是奈菲兒公司與工研院生醫所技術合作開發的天然生物纖維素膜。透過專屬菌株所醱酵產生之生物纖維,奈米級生物科技產品,具有高度的柔軟與親膚性,絕非一般來自石化原料、人工合成的材料可以比擬。微生物產出之纖維素(cellulose), 又可稱之為Microbial cellulose (MC) 或 Bacterial Cellulose (BC),為β-1,4 glucosidic bonds,具有高純度、高含水能力、延展性佳及良好的機械強度等特性,且其纖維直徑只有植物纖維素的1/100,僅有2-100 nm左右,而其應用範圍非常廣泛,其中包含生醫材料、導電紙、音響、化妝品等;而其中生物纖維素在生醫材料的應用更是廣泛(見圖),BC被認為是最佳的皮膚替代物之一,被視為明日之星,也已有在商業化的BC燒燙傷敷材產品。BC可以提供傷口保護防止感染、降低傷口疼痛、吸收傷口分泌的膿瘡、縮短傷口癒合時間與改善癒合效果,且不會與組織細胞沾黏,造成二次傷害,擁有絕佳生物相容性與安全性。

     其實早在1982年,全球最大醫療廠商,Johnson&Johnson 公司,即開始研究將生物纖維膜應用於傷口敷材,並發表了專利,但因量產問題而未商品化;直到1987年,一家位於巴西BioFill公司,成功發展並商品化此一以醋酸菌所生產的細菌纖維膜製作敷材,當時乃以乾式生物纖維膜敷材為主要發展的產品,實際應用到燒傷、慢性潰瘍並作為短期替代性的人工皮膚。到了21世紀,美國Xylos公司(Xylos Corporation)才真正啟動濕式生物纖維膜在傷口敷材的應用,也申請多件生物纖維膜的專利應用,包括US 2005/0019380 A1將生物纖維膜用於慢性傷口(chronic wound)的治療與癒合,WO2005018435 A2及US 2007/0286884以生物纖維膜作為可植入式的人體軟硬組織的修復或取代,及EP1849463以生物纖維膜作為藥物經皮傳輸的載體。在在顯示生物纖維素的應用潛力無窮。

     生物纖維素膜之所以能夠有機會成為生醫敷材的優勢與特色,整理如表1,生物纖維素膜可以提供傷口保護防止感染、降低傷口疼痛、吸收傷口分泌的膿瘡、縮短傷口癒合時間與改善癒合效果,且不會與組織細胞沾黏,造成二次傷害,擁有絕佳生物相容性與安全性;而在表2.所做的比較即為生物纖維素膜與其他已商品化的敷材,如collagen等產品,而其中最大一項優勢即是單位價格便宜。

表1. 生物纖維膜作為生醫敷材的優勢



表2. 生物纖維敷材與其他生醫敷材之比較(摘至Biomacromolecules, Vol 8, No.1, 2007)

生物纖維素敷材的製造與研究開發

生物纖維素膜應用於皮膚敷材的種類:

1. 乾式生物纖維素膜

2. 濕式生物纖維素膜

3. 新複合式生物纖維素材料