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納米技術(shù)于醫(yī)用繃帶的新型應(yīng)用及市場

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納米技術(shù)于醫(yī)用繃帶的新型應(yīng)用及市場
 
納米技術(shù)是透過對柰米(小于100nm)結(jié)構(gòu)物的操控，或是在納米尺寸下的環(huán)境接口，利用只有在納米才會出現(xiàn)的物理、化學(xué)特性，用來提升或改善現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用性科技；近年來，全球已有許多資源投入在納米技術(shù)與生技制藥的整合研發(fā)，亦有許多成熟商品上市，根據(jù)美國國家科學(xué)基金會的預(yù)測，在2015年，全球約有1,800億美元的市場；納米技術(shù)同時也被用來提升傳統(tǒng)醫(yī)療器材的效能，以本文欲討論的主題為例，即是納米技術(shù)在繃帶的新型應(yīng)用，利用納米的結(jié)構(gòu)特性，讓傳統(tǒng)繃帶能提升其抗菌性、防水性，還能促進(jìn)傷口愈合的速度、避免留下疤痕；納米技術(shù)的加值，也讓醫(yī)用繃帶已高度成熟的市場里，出現(xiàn)新的商機(jī)空間。
 
納米科技加值繃帶技術(shù)發(fā)展
繃帶的用途，是在一般創(chuàng)傷、外科手術(shù)后，用來包覆、固定、止血、預(yù)防感染及保護(hù)傷口，發(fā)展至今已有上百年的歷史，在技術(shù)上已然成熟，目前主要的產(chǎn)品發(fā)展，朝向透氣、防水、不會造成過敏的黏膠研發(fā)，堅固但容易撕黏的貼片設(shè)計等，然而，病人及醫(yī)療機(jī)構(gòu)對于繃帶仍有其它需求尚未被滿足，例如抗菌功能、防水功能、以及協(xié)助傷口的修復(fù)；在抗菌性方面，由于一般繃帶是借著消毒過的紗布覆蓋傷口，來避免傷口因接觸外界而感染，但繃帶的材料本身并無抗菌效果；在防水方面，日常生活中仍有洗澡或有戶外水上活動的需求，但因接觸水或其它液體而造成繃帶的潮濕，會影響傷口的愈合；另外，協(xié)助傷口愈合是新興的重要功能，某些特殊案例如糖尿病患者、免疫力過低患者，其患者本身的傷口愈合能力不足，需藉由外力介入始能令傷口正常復(fù)原，大面積燒燙傷患者亦有此方面的困擾與需求。
 
納米技術(shù)在近年來的發(fā)展，已有幾項重要技術(shù)應(yīng)用于上述繃帶的新興功能需求，其中已有產(chǎn)品上市，并改變了傳統(tǒng)繃帶市場的生態(tài)，部分技術(shù)亦已開始進(jìn)行臨床試驗，未來成功產(chǎn)品化上市后，應(yīng)能滿足消費(fèi)者的需求并提升醫(yī)療質(zhì)量，以下為最近幾項應(yīng)用于醫(yī)用繃帶的新興納米技術(shù)。
 
1、壁虎腳構(gòu)造的超黏防水納米繃帶。
美國麻省理工學(xué)院(massachusetts institute of technology, MIT)今年發(fā)表了一種超黏防水繃帶，此繃帶的靈感來自于能飛檐走壁的壁虎，它參考了壁虎腳掌表面的微結(jié)構(gòu)，再以納米技術(shù)與材料將之研發(fā)而成的一種納米微組織，并覆蓋一層能在濕潤人體環(huán)境內(nèi)保持黏性的蛋白質(zhì)涂劑，且有生物分解的特性，預(yù)計能夠成為手術(shù)室的新興繃帶材料。這種納米繃帶主要由一種生物兼容性橡膠組成，利用納米制程開發(fā)出類似壁虎足部如山丘般高低起伏的規(guī)律構(gòu)造，該團(tuán)隊以豬細(xì)胞組織進(jìn)行測試后，發(fā)現(xiàn)此柱狀相隔的結(jié)構(gòu)是黏性最佳的一種設(shè)計、足以抓牢并嵌住覆蓋之細(xì)胞組織。此繃帶的彈性及分解速度可以微調(diào)，繃帶也能折迭再打開，僅需透過非常小的切口即可置入，可用于補(bǔ)綴潰瘍等造成的創(chuàng)口及難以縫合的侵入性手術(shù)等。
 
2、抗菌性的銀納米覆蓋材料。
加拿大埃布爾達(dá)大學(xué)Robert Burrell教授，領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊開發(fā)以納米銀晶體(silver-based nanostructure biomaterial)為材料的抗菌性繃帶，此納米晶體繃帶的臨床特性是能殺菌(抗菌)、加速傷口愈合速度、減小疤痕范圍，對于嚴(yán)重的傷口，如開放式創(chuàng)傷、燒燙傷、慢性病傷口等，非常有效果。
 
3、以靜電紡絲(Electrospinning)制成的納米生物纖維材料。
靜電紡絲技術(shù)是近年新穎的納米科技，利用高電壓、低電流輸出、液態(tài)擠壓噴射，快速且直接地將高分子材料轉(zhuǎn)變成納米纖維。美國俄亥俄州阿克隆大學(xué)（UniversityofAkron）就以靜電紡絲的極細(xì)致聚合纖維，應(yīng)用在繃帶，在其中加上透氧分子、一氧化氮（NO）分子，能減緩傷口發(fā)炎反應(yīng)、殺菌、加速傷口復(fù)原等，對傷口不易愈合的糖尿病患者幫助相當(dāng)大。美國維吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)則運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)將人造血纖維蛋白原(Fibrinogen)制成平均直徑為80nm的纖維，再加工成厚度100μm的繃帶，此項研究的價值是把人造的血纖維蛋白原，合成為大小規(guī)格類似體內(nèi)天然血纖維蛋白，此材料能加工成具備繃帶功能的產(chǎn)品，且能被人體組織吸收。
醫(yī)用繃帶市場概況與機(jī)會
醫(yī)用繃帶的市場目前仍以美國為主，美國在2006年的醫(yī)用繃帶產(chǎn)值為7億3千9百70萬美金，估計到2013年會成長至9億1千萬美金(如圖2)，繃帶市場目前已非常成熟，尤其在居家、一般用途的傷口護(hù)理上。在主要競爭廠商方面，Johnson & Johnson (J&J)、 3M 和 Beiersdorf.為前三大廠商，合占75%以上的市占率(如圖3)，其中又以J&J占了約50%為最大，另外，自創(chuàng)品牌繃帶也創(chuàng)造了一個以低價策略的利基市場，透過藥局、雜貨店、傳銷的通路，用低于國際品牌的價格銷售至消費(fèi)者，也合占了近20%的市占率。
 
雖然目前繃帶市場已經(jīng)高度成熟，但應(yīng)用納米技術(shù)的繃帶因具備傳統(tǒng)繃帶所沒有的特殊功能，能協(xié)助大面積燒燙傷的傷口修復(fù)、抗菌性、防水及人體可吸收，能切入不同層級的應(yīng)用，亦可提供病患更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品選擇，以Robert Burrell教授的抗菌性的銀納米覆蓋材料為例，估計此單一技術(shù)即有3千3百萬美金的技術(shù)價值，而產(chǎn)品上市后所產(chǎn)生的市場價值應(yīng)更能有數(shù)十倍以上的效益，目前此一臨床應(yīng)用的費(fèi)用為傳統(tǒng)繃帶護(hù)理的兩倍，但能夠加快一倍以上的傷口復(fù)愈速度，市場接受度極高。
 
納米科技因達(dá)分子級的微小結(jié)構(gòu)，具備特殊的物理及化學(xué)特性，尤其在生醫(yī)制藥的應(yīng)用方面，一直備受期待，無論是在前瞻的藥物開發(fā)，或是傳統(tǒng)技術(shù)的提升，有無限的開發(fā)空間，繃帶雖然是傳統(tǒng)且成熟的醫(yī)療器材，但經(jīng)納米的技術(shù)加值之后，亦能產(chǎn)生高附加價值的市場空間。
 

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