視神經修復目前醫療難突破...台大研發「電紡紗人工角膜」可促神經再生

醫療科技

根據世界衛生組織(WHO)預測,2040年中樞神經退化造成的死亡將超過癌症,僅次於心血管疾病;而周邊神經的疾病,例如糖尿病、角膜神經退化,更將嚴重影響人類的健康。

「周邊神經的傷害或退化,迄今無有效的療法。」台大醫院眼科教授、高階眼表面與角膜神經研究中心主持人陳偉勵指出。

角膜神經密度佔全身之冠,任何傷害所造成的病變,不僅造成嚴重的視力障礙,需要很長的時間才可能修復,也可能永久無法復原。陳偉勵也提到,目前的療法倚賴長期且頻繁使用的昂貴眼藥,臨床上使用不便。

為突破現況,台大醫院及台灣大學團隊成功研發「電紡紗」人工角膜,在動物實驗中證明,移植後可成功促進角膜神經再生。團隊研究結果獲得本屆國家新創獎肯定,並已發表多篇論文在「國際分子科學雜誌」、「美國化學學會應用生物材料」等國際期刊上。

究竟這項研究有何厲害之處?未來將如何應用在臨床?

視覺相關神經修復目前醫療仍難突破 

台大醫院眼科部主任王一中先解釋,角膜、網膜或視神經等主控視覺的相關組織,都佈滿了重要的神經組織。「一旦神經受到損傷,目前的醫療技術極難成功修復,這也是眾多病患視力受損的主因。」

王一中指出,目前視覺神經修復的治療以昂貴但成效有限的藥物為主,國內在法規限制下許多藥物也無法使用。

他表示,台大醫院眼科陳偉勵教授、廖述朗教授、陳達慶醫師、台大工學院林唯芳教授、中研院唐堂研究員及郭紘志研究員,多年來研發的電紡紗生醫材質,可作成層狀人工角膜移植片或層狀幹細胞其神經細胞分化載體,比其他市售或研發中的人工角膜移植片,有更卓越的神經修復功能,目前也與哈佛大學團隊合作,往管狀材質、水凝膠材質促進視神經發展的方向前進。

陳偉勵提到,此次團隊研發的其他電紡紗生醫材質,也證明有促進「視網膜神經節細胞」分化及視神經修復的潛能。

陳偉勵提到,此次團隊研發的其他電紡紗生醫材質,證明有促進「視網膜神經節細胞」分化及視神經修復的潛能。(圖片來源/台大醫院提供)

台大團隊研發「電紡紗」人工角膜,可促進神經再生

台大工學院教授、台大團隊電紡紗材質主要研發者林唯芳指出,團隊所研發的視覺相關電紡紗材質,由微米等級的胜肽鏈支架紡織而成,「不僅可誘導神經延絲狀材質方向性生長,更可以穩定釋出促進神經生長的傳遞物質。」

林唯芳強調,台大眼科部團隊與台大材料所,及中研院研發出高度生物相容性,且具備產學合作潛力的「電紡紗生醫支架-PBG」生醫材質。「我們在神經細胞培養,以及角膜受損動物實驗中,證實此生醫材質的高效能神經修復能力,穩定性及生物安全性。未來有卓越的商業發展潛能。」

陳偉勵也補充,比其他市售或研發中的人工角膜移植片,此生醫材質有更卓越的神經修復功能。「目前人工角膜層片不僅動物實驗顯示安全無虞,治療成效也相當優越。」並強調目前正穩定往「人工角膜醫材商品化」的方向前進,審慎樂觀地往其他神經修復領域努力中。

具備產學合作潛力的「電紡紗生醫支架-PBG」生醫材質。(圖片來源/台大醫院提供)
林唯芳指出,團隊所研發的視覺相關電紡紗材質,不僅可誘導神經延絲狀材質方向性生長,更可以穩定釋出促進神經生長的傳遞物質。(圖片來源/台大醫院提供)

MIT技術哈佛也搶合作

台大醫院眼科部主治醫師陳達慶表示,「視網膜神經節細胞」和視神經的損傷也佔失明病患的大宗,但目前有效的治療方法不多。台大團隊研發的電紡紗材質目前在「誘導性全能幹細胞神經研發中心」分化為「視網膜神經節細胞」的研究上,在細胞培養層次有極優越的表現。     

陳偉勵表示,團隊目前研發出可促進角膜神經修復的人工角膜層片,若能成功進入臨床,對病患來說是很大的福音。她提到目前與哈佛大學陳東風實驗室、科羅拉多州醫學院蘇安傑實驗合作,分別在動物實驗中發現「電紡紗生醫支架-PBG」對於受損視神經軸、受損大腿神經修復有顯著的幫助效果,皆準備發表於國際期刊。

台大團隊研發電紡紗人工角膜可促進神經再生,獲國家新創獎肯定並刊登國際期刊(圖片來源/台大醫院提供)

王一中強調,此次研發電紡紗人工角膜可促進神經再生,不但獲國家新創獎肯定並登上國際期刊,未來也將往人體試驗階段方向努力,期待能造福更多有需要的病友。