聲熱石墨烯 治療腦瘤新契機

長庚大學工學院電機系： 劉浩澧主任

長庚大學工學院化材系： 華沐怡教授

惡性腦瘤是病程進展快速的奪命殺手，從發現症狀到診斷確定後的平均存活期只有一年，且兩年內復發率幾乎為百分之百。腦瘤讓人聞之色變的主因，就是它極具侵犯性的生長方式，雖然開刀拿掉大部分的腫瘤，手術後的化學治療卻會被腦部特有的血腦障壁阻隔而無法產生療效，造成腦瘤不斷復發奪去病人生命。有鑑於腦瘤療效不佳的現況，長庚醫院腦瘤研究團隊一直致力開發新的治療方式，試圖打破醫療科技的限制，造福病人。

長庚醫院腦神經外科系和長庚大學工學院電機系及化材系為研發新穎治療系統，選用低頻安全的聚焦超音波及新穎石墨烯奈米粒子進行研究，成功開發高效能腦瘤聲熱治療法。在這個系統中有兩大重要組成，首先為應用聚焦超音波開啟血腦障壁並進行化學治療，其次為利用奈米石墨烯以加強超音波之熱治療效果。我們先前已成功利用聚焦超音波開啟血腦障壁，促進藥物進入腦組織以治療腦瘤。由於聚焦超音波在臨床醫療也被大量應用於非侵入式的熱治療，利用此作用可以強化腫瘤治療效果。但要利用聚焦超音波對腦組織進行熱治療，會因為頭骨的保護作用使得進入腦組織的能力遽減，無法提供足夠的能量加熱。為了克服這個問題，本研究團隊利用石墨烯奈米粒子作為產熱媒介，即可利用低能量超音波產生震盪在腦瘤產生熱能。

奈米石墨烯近年來在生物醫學領域大放異彩，更為2010年諾貝爾物理獎的主題。奈米石墨烯具有極佳的導熱性，外加的超音波能量可以有效率的提升目標區域的溫度，加熱效率比傳統光熱治療高三倍以上，可治療的目標深度也比傳統技術深至十倍以上。利用石墨烯奈米粒子表面積大的特性，攜帶大量化學治療藥物，由靜脈注射到腦瘤動物體內，在磁場導引下可使局部藥物濃度大幅提昇二十倍，隨即配合聚焦超音波震盪產熱治療腫瘤，在實驗動物上可以完全壓抑腦瘤的生長，達到前所未見的高效率治療成果。

這項石墨烯奈米粒子與聚焦超音波的研究，被材料學界頂尖期刊『先進材料(Advanced Materials)』挑選為重要研究成果，於今年2013年七月發表於所屬電子報及網路新聞，是國內腫瘤轉譯醫學的一大成就，也為腦瘤治療的前景帶來了一線曙光。

台灣每年約有六百人被診斷出罹患惡性腦瘤，雖然發生率看似不高，但它沒有特定的危險因子，任何人都有可能發生，無法預防，目前科技仍沒有理想治療之道。長庚腦瘤研究團隊延續前期開啟血腦障壁的成果，發展出這套有效的輔佐性療法，使熱治療與化學治療可以協同作用在局部區域，以非侵入式療法有效治療腦瘤，降低不良副作用，可大幅度提升病人在治療期間的生活品質。而未來很有機會應用在治療其它實質腫瘤，造福更多癌症病人。