亮澄澄的黃金，是古今中外人人皆愛的寶物，人們想盡辦法將一些基本金屬轉變為黃金，希望製造無窮財富以及長生不老藥。因此，煉金術跨越至少二千五百年，曾存在於古埃及、印度、中國、日本、朝鮮半島、古希臘和羅馬、歐洲等地，直至19世紀之後，才逐漸被現代科學研究引發懷疑，證明黃金是一種元素，是沒有辦法這樣製造出來的。雖然古人使用的一些方法並不是真的將黃金「變」出來，但世人對金的研究興趣可從來沒有消減過。你知道嗎？金，這個人人趨之若鶩的貴重金屬，其實就在你我生活中的生物醫學材料裡。今天，就讓我來介紹其中一項應用在傷口治療的新穎研究。
「哎呀！好痛！」人類是血肉之軀，不免經常磕磕碰碰，留下傷口。受傷的時候，平時保護我們的皮膚受損，細菌便藉機進入體內；當血液中出現細菌，就稱為菌血症。我們的免疫系統通常可以偵測到菌血症而迅速清除入侵的細菌，但有時候，一個小傷口的感染卻會造成嚴重的敗血症（sepsis），使傷者有生命危險。
細菌細胞膜上有一種特別的分子，稱為脂多醣（lipopolysaccharide, LPS），會激活體內的免疫系統─白血球及巨噬細胞─釋放大量的發炎細胞素（inflammatory cytokines）以及一氧化氮（nitric oxide, NO）、過氧化氫（H2O2）等自由基到血液和組織中；所以，受傷的時候，會感覺到傷口紅、腫、熱、痛。發炎反應原先是幫助身體對抗外來細菌與病毒的防線，但細菌與免疫大軍掀起一場你死我活的大戰的同時，細菌破碎後釋出多量的脂多醣，容易引發全身性的免疫反應，併發多重器官衰竭，讓病人和醫護人員無力招架。這時候，為了能消滅細菌，醫護人員派出超級強力的抗生素克痢黴素（colistin）來應戰，這種抗生素的作戰方式就是和細菌細胞膜表面的脂多醣結合，在細胞膜上打洞，使細菌無法存活。這時候，問題來了！好不容易拿出致命武器打算一舉殲滅細菌大魔王，但他臨死前竟然使出絕招來個連環大爆炸！大量的細菌被抗生素殺死，細菌細胞膜裂成萬千碎片，脂多醣釋出的量超級多，不僅使身體的發炎反應更加嚴重，抗生素也被過量的脂多醣黏住，必須提高抗生素劑量，才能再殺死更多細菌。如此一來，細菌容易產生抗藥性，使得後續的治療又更加困難了。
那麼，要如何能殺菌又不使身體產生過度免疫反應呢？治標要治本，就從清除脂多醣下手吧！國衛院林淑宜博士研究團隊研發的「亞奈米金微粒」，其表面經過修飾的化學分子結構可以吸引脂多醣聚集，無數個亞奈米金微粒有效吸附細菌死亡後釋放出的脂多醣，減緩後續連鎖性發炎反應，抗生素也不會被脂多醣黏附，可以降低抗生素的用量，避免細菌產生抗藥性。
亞奈米金是什麼呢？顧名思義，就是把金轉化成比奈米還要小十倍的微粒分子，將分子奈米化，可不只是大小尺寸的改變而已。金，由原先不容易產生化學變化的金色的惰性金屬，轉變成表面積極大的紅寶石顏色微粒。奈米化的金，能當作觸媒，就像沉睡多年的神燈精靈被喚醒，使化學反應效率由走路變成搭飛毯一樣快。
你也許聽過，燒燙傷的病人需要使用高壓氧治療，這是由於人體在發炎傷口部位需要足夠的氧氣來供給細胞修復的能量，促進細胞增生、血管新生，抑制厭氧菌的繁殖。但，外加高濃度氧氣的治療方式，也帶有某些風險，容易造成較高的氧化壓力以及對器官的毒性。因此，若能將傷口部位產生的過氧化氫，轉化為氧氣，便能提供安全的傷口治療方式。亞奈米金微粒就是觸媒，能幫助過氧化氫轉化為氧氣，抑制過度發炎，並促進膠原蛋白分泌且規則排列，促使傷口平整復原。
圖說：受傷用貼的，金有效！使用含亞奈米金的貼布可黏附細菌產生的脂多醣，避免過度免疫反應，還能將過氧化氫轉化為氧氣，促進傷口復原平整美觀
具有黏附脂多醣以及觸媒功能的亞奈米金微粒，可作成傷口滴劑、或製作成貼紙直接貼附傷口，降低激烈免疫反應；而配合低劑量的抗生素藥膏，能對於惡性傷口的復原有良好效果，避免敗血症的發生。此項研究成果榮獲「2020年未來科技獎」，已取得專利，且正與廠商洽談合作。今後，讓你能用貼的就達到傷口消炎、恢復美觀，真正讓你「金」美又「金」有效喔！
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參考文獻：
- 《國衛院電子報》第859期 研究發展
- Nano Lett.2018, 18, 5, 2864–2869
- J. Mol. Sci.2020, 21(5), 1699
- Angewandte Chemie International Edition 2020, 59:1430-1434
- 維基百科—煉金術、菌血症、敗血症
- 奈米金原子—呂雲瑞
撰文者／楊雅伃 |圖片繪製／楊雅伃
資料來源／林淑宜、陳淑萍、楊雅伃 |圖片素材來源／illustAC
文字編輯／劉盈秀、李岳倫 |圖像後製／劉盈秀
圖像來源／iStock.com/kasezo、torn1414、ProArtWork