成大洪飛義團隊研發具全球創新性的血管支架新材質 PLAM
文／成大新聞中心 圖／成大新聞中心、洪飛義提供
治療心血管疾病的重要醫材血管支架，材質有革命性的研發！成大材料科學及工程學系特聘教授洪飛義團隊結合鎂（Mg）與聚乳酸塑料（PLA），研發出全新材料 PLAM，植入人體後不僅可以完全降解吸收，過程中又能以攝影追蹤，可彌補目前臨床上金屬支架無法降解，塑料支架卻又無法追蹤的缺點，目前即將進入動物試驗階段，為台灣積極發展醫材科技注入強心針。
成大團隊利用結合鎂與聚乳酸塑料的新型材料 PLAM，製作的血管支架，兼具易降解及可攝影追蹤特性
「這項創新材料如果未來能夠進入市場，不僅能做為血管支架，在骨科等醫材上，也可以很好的被利用。」洪飛義對這項研發感到振奮；在多年努力過程中，成大團隊與高雄榮總心臟內科主任郭風裕合作，了解臨床上的需求，並由國立嘉義高工機械科自主設計製造精密微型射出機，以高效率做出成品，兼顧市場與產業。
洪飛義表示，血管支架是重要的醫材研發，讓許多心血管疾病患者免於開大刀，就能獲得治療，目前臨床上以不鏽鋼、鈷鉻合金及鎳鈦合金等金屬製成，但缺點是植入人體後，就要跟著患者一輩子，因為是異材質，對於逐漸老化的血管，有出血、影響免疫等風險。
他表示，醫材界也嘗試以 PLA 材料製作血管支架，具有極佳的降解性，一段時間後就被人體吸收，不影響血管彈性，但是術後卻無法以X光攝影追蹤，業者以黃金粉末畫點標記，但仍容易脫落，市場反應並不好。
成大材料系特聘教授洪飛義（左）與博士生黃嫈庭研發血管支架全球創新材料 PLAM，未來有機會嘉惠心血管疾病患者，前方為製作支架的精密微型射出機
洪飛義與實驗室博士生黃嫈庭等組成的研究團隊，從黃金粉得到靈感，使用可以被人體吸收的鎂，先在粒徑約20微米的鎂粉表面，鍍上奈米磷酸鹽陶瓷膜 （600nm），再摻入聚乳酸塑料，形成 PLAM，以精密微型射出機，製造出 PLAM 血管支架材料，支架主體是 PLA，內含鍍奈米膜的鎂粉，因此是可降解、又能被攝影偵測的創新性植入性心血管支架材料，具全球創新性，目前相關技術已在申請專利中。
洪飛義表示，鎂目前也應用在骨材上，但在降解被人體吸收的過程中，會產生氫氣，造成傷口鼓脹，無法用於血管支架，同時鎂金屬本質之延伸性較低，不容易被加工成支架，導致鎂金屬支架外型設計受到侷限。
成大材料系特聘教授洪飛義團隊研發血管支架全球創新材料 PLAM，圖為博士生黃嫈庭操作製作支架的精密微型射出機
但鎂粉包覆奈米磷酸膜，可大幅減緩降解速度與析氫現象，當鎂粉的鍍層降解後，鎂粉才會開始降解並釋放出鎂離子，最後，PLAM 血管支架會變成多孔質結構，持續被人體降解吸收直到完全消失，三段降解過程約 18 個月，而因為有鎂的存在，在 PLAM 完全被吸收前，醫師都可從攝影中看到鎂的粉末，以追蹤療效。
而鎂離子不僅是人體需要的成分，同時可以形成偏鹼性的環境，中和聚乳酸塑料的酸性，並能抑制發炎，效果多重。洪飛義指出，鎂運用在醫材上，成大實驗室累積多年努力成果，探討應用領域包含牙科與骨科，對鎂金屬的物理與化學應用性質具有經驗，特別是在體內的降解機制。
成大團隊研發的新型 PLAM 血管支架，植入人體後，在 X 光攝影追蹤下，可以看到閃亮的鎂金屬粉末
而 PLAM 材料關鍵技術有三，一、不是塊材，而是選用圓球形鎂粉，由於金屬鎂細粉具有危險性，經表面鈍化後可提高安全性，再進行粉體表面的奈米磷酸鹽薄膜處理，而獲得奈米鍍層鎂粉 (陶瓷膜包覆鎂金屬)，二、 在 PLA 塑料中加入奈米鍍層鎂粉形成 PLAM，把兩種材料混合在一起需要考慮很多條件，包含兩材料混合比例、兩材料密度差異、混合後均勻度，以及兩材料界面親合性等參數，從而以精密微型射出機在最佳化的擠壓溫度與速度條件下製造 PLAM 支架材料，三、 PLAM 支架材料之物化與體內外試驗，包含力學試驗、降解機制、以及動物試驗等。
洪飛義表示，PLAM 就產品特性而言，兼具機械，材料，醫學跨領域專業。後續，將把微型射出機持續升級外，並與醫師合作跨進臨床應用，嘉惠心血管病患。
成大團隊利用結合鎂與聚乳酸塑料的新型材料 PLAM，製作的血管支架，兼具易降解及可攝影追蹤特性
維護單位:
新聞中心
更新日期:
2023-10-23
