Research Activities/ 用超音波實驗室

 

 

Date: 2015.12

Topic: 跨入高階醫療器材研發新里程,提供未來精準無創之腦部治療最佳方案 --- 長庚工團隊獲第12屆國家新創獎「學新創」獎項殊榮

 

腦部組織血管由於存在血腦屏障,現有治療藥物中有高於98%之藥物無法穿透進入腦部,造成腦部疾病藥物治療之困難度。目前雖有許多腦部給藥系統技術,但卻具有高侵入性、高風險、非局部式投藥且會造成腦部永久傷害等諸多缺點,只有聚焦式超音波開啟血腦屏障技術具有局部、暫時性以及非侵入性等重要優勢。

長庚醫學工程研究團隊研發超音波腦部局部藥物釋放技術,讓藥物得以在短效內通透血腦屏障並進入中樞神經系統。過程中,藉由手術導航系統進行高精度之聚焦超音波之能量導引,並進行即時能量導引,以達到監控藥物釋放之精治療效果,具有應用於腦瘤、癲癇及其他腦部退化疾病治療之潛力。團隊技術受國際媒體重視,相繼被國際科普雜誌(IEEE Spectrum)及財富(Fortune)雜誌採訪報導,譽為可能改變人類生活五大關鍵發展技術之

本團隊於2015年以「無創式超音波腦部局部藥物監控釋放」技術,參與生策會每年所舉辦的國家創獎業,在本屆超過百件學團隊作品中,經評審團三階段審查,最後評定本技術具高度新穎性、目前完成雛型系統、臨床前測試及完整動物實驗報告,確實具備新創價值,預期未來將對腦部疾病的治療將有重大的貢獻,因此評選獲得「學新創組」獎。未來本團隊將積極規劃在台灣進行技術新創、以及在台灣進行人體臨床試驗。

 

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Date: 2015.11

Topic: 超音波研究成果獲SCI期刊“Journal of Medical and Biological Engineering”選為年度論文

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參考論文發表: AH Liao, HY Chou, YL Hsieh, SC Hsu, KC Wei, and HL Liu*, “Enhanced Therapeutic Epidermal growth factor receptor (EGFR) Antibody Delivery via Pulsed Ultrasound with Targeting Microbubbles for Glioma Treatment,” Journal of Medical and Biological Engineering, Vol. 1, pp. 1-9, Eng. DOI 10.1007/s40846-015-0032-9, 2014 (SCI IF = 0.971, 60/76 in “Engineering, Biomedical”). link

Date: 2015.07

Topic: 超音波腦部藥物標靶基因遞送研究成果獲國際頂級藥物釋放期刊(Journal of Controlled Release)選為封面故事並報導

 

腦神經退化疾病包含萎縮性脊髓側索硬化(ALS) 、帕金森氏症(Parkinsons) 、阿茲海默(Alzheimers)及亨丁頓式跳舞症(Huntingtons)等,肇因為人類大腦中的神經元功能漸漸喪失而引發神經細胞死亡後,因神經元無法複製導致身體產生不協調以及病變等問題。目前為止開發部分治療藥物只能短暫抑制發病時間,且預後狀況普遍不佳,而開發新型治療藥物的進展有限,研究人員也希冀能開發出更有效的治療方法。

長庚跨領域工團隊包含電機系劉浩澧博士、長庚醫院腦神經外科魏國珍醫師、以及放射醫學院醫學影像研究中心林中英博士等,研發比病毒攜帶效率更高之新一代奈米微脂體載體,將具有雙重平台的影像及治療基因進行包裹後,配合聚焦超音波開啟血腦屏障,成功發展出一套以非病毒, 非侵入式之腦內標靶基因遞送於小鼠大腦的高效率技術,其將具有多種醫療功能,一方面可安全的以非侵入法強化基因遞送及表現的療法,讓基因表現效率提高了五倍之多;另一方面還能在同步基因治療時,同步進行影像觀測,發揮加成治療效果,這些特性皆顯示微脂體包覆多重基因效果之生物載體是一種兼具神經退化疾病治療與診斷雙用途的潛力奈米基因載體藥物。此研究成果於六月在控制與釋放期刊(Journal of Controlled Release)發表,並被挑選為該期的雜誌封面與封面故事。控制與釋放期刊為國際間最頂級之藥物釋放期刊,國內僅有少數團隊可將研究成果刊登於此期刊上。此研究成果此次能更進一步獲選為封面故事,顯示長庚工團隊在超音波腦部藥物釋放之研究成果已達國際領先。

本研究未來將鎖定腦神經退化性疾病患者的治療,預期本技術與現有療程整合後,足以產生加乘治療效果,期待未來能為腦神經退化性疾病患者提供新的基因療法。同時本技術產出也能提供我國跨單位與跨領域合作並逐步將學術成果臨床化的良好示範。

 

參考論文發表: C-Y Lin, H-Y Hsieh, W.G. Pitt, C-Y Huang, I-C Tseng, C-K Yeh, K-C Wei, H-L Liu, “Focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening for non-viral, non-invasive, and targeted gene delivery”, Journal of Controlled Release, 2015;212:1-9 (IF=7.705, 10/254 in “Pharmacology and Pharmacy”).

 

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Date: 2015.05

Topic博士班學生柴雯燕及研究員朱伯駿博士榮獲「2015 韓國醫用磁振造影學會」壁報論文比賽最佳海報殊榮

韓國醫用磁振造影學會( Korean Society of Magnetic Resonance in Medicine) 至今已經舉辦19屆,在亞洲醫學影像會議一直扮演舉足輕重角色。今年為第20屆,會議內容包含磁振造影硬體設備改良,顯影劑製程技術研發,以及臨床影像應用,為一跨領域之國際研討會。近年來醫用磁振造影在臨床診斷上的準確性已被當作許多疾病治療之術前後重要觀察工具。最近和正子影像之結合更是能準確觀察目前在世界上日益增加的癌症病患體內的腫瘤變化,是臨床醫師依賴的重要工具。

電機系劉浩教授指導的博士班學生柴雯燕及研究員朱伯駿博士參加2015327-28日於韓國首爾希爾頓飯店的本屆大會。以“DCE-MRI Permeability Study of Focused Ultrasound-induced Blood–Brain Barrier Opening at dierent frequency and Mechanical Index” 以及 “Pharmacodynamic Assessment of Blood-Brain Barrier Opening induced by Focused Ultrasound: The Association with Mechanical Index 發表壁報論文,並在眾多參賽論文中獲得來自學術及臨床領域多位評審青睞,獲得最佳海報獎殊榮。

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Date: 2014.12

Topic: 電機系劉浩教授獲第十屆「永信李天德醫藥科技奬」之「青年醫藥科技奬」

Content:

財團法人永信李天德醫藥基金會為紀念永信藥品創辦人李天德先生,且為奬勵國內研發人才投入醫藥研究、促進醫藥相關學門之教育與研究,自2005年起設置「永信李天德醫藥科技奬」,以促進國內醫藥相關學門之教育與研究。獎項設置了包含於國內醫藥科技有特別貢獻之「卓越醫藥科技奬」、國內醫學科技青年學者且具研究潛力之「青年醫藥科技奬」、以及國內外研究生具傑出醫藥科技研究發表之「傑出論文獎」。每屆獎項均由國內外著名學者及專業人事包括中央研究院、國家衛生研究院、行政院科技部諸多委員學者、多位院士與專業人士,經過嚴格公正地評選過程,從上百位申請者中遴選出獲獎人。近年來,由於「永信李天德醫藥科技奬」之獲獎人日後均對本國之醫療科技有重大貢獻,本獎項已是國內醫藥科學研究公認之最重要之醫藥科技學術研究獎項之一。本校自2007年由魏福全院士、2009年醫學院楊智偉院長二位獲頒「卓越醫藥科技奬」、及2010年鍾文宏醫師獲頒「青年醫藥科技奬」後,於2015劉浩澧教授獲得「青年醫藥科技奬」之殊榮及肯定(今年度共頒發出「卓越醫藥科技奬」一位以及「青年醫藥科技奬」四位)。其中,劉浩教授以電機工程背景專業研究出身、跨入醫學工程研究,還能得到以醫藥開發為主流獎項之肯定,實屬難得,更是此獎項開設以來之首位工程專業背景之獲獎人。

獲獎評語: 劉浩教授主要的研究貢獻在使用聚焦式超音波來開啟血腦障壁,使藥物得以順利進入中樞神經系統。劉教授的研究成果証實此方法的有效性及安全性、也提供相關的生物機轉,不僅發表多篇深具影響力的研究論文,得到2013年國際治療用超音波學會的傑出學術貢獻獎(Frederic Lizzi Award)的肯定,並獲得多項國內外專利,目前已開始將此研究成果產業化。這項新興技術已被國際科普雜誌(IEEE Spectrum)及財富(Fortune)雜誌譽為可能改變人類生活五大關鍵發展技術之一,可望利用於治療腦瘤、癲癇、帕金森氏症、阿茲海默症等,預期未來對腦部疾病的治療將有重大的貢獻。

 

Web link: http://www.ttlbf.org.tw/ysp03.aspx

 

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Date: 2014.09

Topic:長庚大學醫學工程研究團隊獲「2014台灣生醫暨生農產業選秀大賽」之「潛力新秀獎」首獎

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「台灣生醫暨生農產業選秀大賽」今年邁入第8年,經過4個月徵選,2014/09/23下午於遠企飯店舉行頒獎典禮,由吳副總統、中央研究院院長翁啟惠、行政院科技會報執行書鐘嘉德、工研院生材研究所所長邵耀華、時代基金會執行長徐小波擔任頒獎人。為鼓勵生醫生農產業,本計畫由中央研究院翁啟惠院長擔任召集人,邀集具備豐富完整的產業資歷、洞察生技產業全球大趨勢的專家,組成具有高度公信力的評審團,透過公正公平的審慎流程,選出最有潛力之生醫生農產業公司頒發此獎。20072014年的76個得獎企業中,已有23家登錄上市櫃、興櫃及公開發行,足見此些企業的實力。除鼓勵產業外,為鼓勵擁有高市場價值的技術團隊及新創企業,獎項中亦頒發「潛力新秀獎」。生組獎項之由長庚大學醫學工程研究團隊獲獎。本團隊獲獎題目為【手術導航聚焦式超音波腦部藥物釋放】技術開發,關鍵技術為聚焦式超音波腦部藥物釋放。

腦部組織血管由於存在血腦屏障(blood-brain barrier),現有治療藥物中有高於98%之藥物無法透過血腦屏障進入腦部,以至大幅增加了腦部疾病的藥物治療困難度。聚焦式超音波被證實可以局部且暫時性開啟大腦之血腦屏障,是目前所有技術中唯一具有非侵入性、可透骨、以及局部血腦屏障開啟等特性,因此具有相當高之臨床應用潛力、未來發展十分被看好。本研究團隊於全球率先成功開發出一套【聚焦式超音波腦部藥物釋放系統】,系統包含256通道獨立控制之射頻超音波驅動裝置,以及一256陣元之超音波相位陣列。治療監控程序上,開發出獨特之手術導航式導引技術,在技術上有獨特性,且可成功導引聚焦式超音波能量達到2mm之精度,對於腦部腫瘤化療藥物增強釋放或是腦部退化疾病之藥物遞送具有高度臨床可應用性。

本技術具有高度臨床需求(Clinical Unmet Need)。現有治療藥物中,有高於98%之藥物無法透過血腦屏障(Blood-brain barrier, BBB)進入腦部,以至於限制了腦部疾病的治療的用藥選擇性,也導致將藥物遞送到腦部進行腦部中樞神經疾病治療仍然極其困難。目前為止已有諸多腦給藥系統的技術如: (1)通過鼻腔向腦輸送藥物、(2)腦內藥物或放射源植入、(3)將藥物與谷氨酸結合以形成親脂性(lipophilic)透過血腦屏障、或(4)採取顱內注射(Intracranial injection),然均具有高侵入性、高風險、非局部式投藥、以及對腦部永久壞等諸多缺點。目前,唯有超音波開啟血腦屏障技術具有局部、暫時性、以及非侵入性等重要優勢於一身,此技術必將成為下一世代之腦部藥物釋放臨床應用重要技術之

本技術有潛力應用之疾病包括: (1) 腦瘤: 在美國大約為每年有20億美金之腦腫瘤用藥需求,目前化療藥物治療成效不佳,與化療藥物無法順利通過血腦屏障有關; (2) 癲癇:在美國,每年直接和間接癲癇治療費用估計 $176 億,目前無有效藥物可通透血腦屏障進行治療。(3) 腦部退化疾病: 包含帕金森氏症及阿茲海默症。據統計全世界 現有3600萬人患老年癡呆症,且每年,估計有460 萬新病例被診斷出來。由於老人化社會來臨,預估阿茲海默病預測人數將每20年增加一倍。到2050 年,全球預估會有1 1500 萬人患阿茲海默病,也將成為耗費社會成本最之疾病。目前無有效藥物可順利通透血腦屏障達到治療濃度。

 

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獲獎人: 長庚大學電機系劉浩及長庚醫院魏國珍醫師

 

News report: http://www.chinatimes.com/newspapers/20140924000171-260204

 

Date: 2014.07

Topic: 劉浩博士超音波腦部治療技術獲美國財星雜誌介紹報導

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為了保護大腦組織,腦部血管發展出獨有的血腦屏障Blood-brain barrier,簡稱BBB),此結構除了氧氣、二氧化碳和血糖外,幾乎不讓其他物質通過。大部分的藥和蛋白質由於分子結構過大,會經血腦屏障阻絕進入腦部,根據統計現有臨床治療藥物有大約95%以上無法順利穿透血腦屏障,造成腦部疾病如帕金森氏症、阿茲海默症、或是腦瘤疾病等,都難以使用藥物達到有效治療效果,對疾病束手無策。長庚大學電機系劉浩博士研發團隊,成功開創出利用聚焦式超音波精瞄準腦部治療區,並將超音波以無創方式將超音波導入腦部,並可暫時性開啟目標區域之血腦屏障,讓藥物可暫時進入腦部發揮至療效用。團隊更成功開發出聚焦式超音波相位陣列之醫療器材,可以克服頭骨障礙,精將超音波能量穿透頭骨達到腦部深處,達到特定區域藥物釋放以及標靶治療效果。目前研發方向及目標是希望可結合長庚臨床醫療團隊,共同完成全球在人體上之臨床試驗首例。由於研究團隊持續刊出本技術之研究成果,漸受國際矚目,於今年5月受總部位於紐約IEEE Spectrum1科普雜誌之邀請,接受採訪並報導研究成果,並以紙本發行刊出。其後,今年6月美國財星(Fortune)雜誌1也利用相當篇幅介紹報導此項突破性技術,並認為本技術將是五種超音波改變人類治療技術重要手段之其中一項。

 

1:《財星(Fortune)》雜誌是一本美國的商業雜誌,創辦於1930年,擁有專業財經分析和報導,以經典的案例分析見長,是世界上最有影響力的商業雜誌之。現屬時代華納旗下的時代公司。自1954年推出世界500強排行榜,歷來都成為經濟界關注的焦點,影響巨大。財星雜誌全球發行量高達九十萬份,與《商業週刊》、《富比世》共列為美國三大財經雜誌。

 

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Fortune報導連結:

http://fortune.com/2014/06/13/five-ways-focused-ultrasound-is-changing-medicine/

 

Date: 2014.06

Topic: IEEE Spectrum 20146月刊出研究團隊成果,並於當期並網路版報導偕同紙本雜誌刊出

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研究團隊於20144月於IEEE Transactions 刊出團隊研究成果後,受到國際矚目,總部位於紐約IEEE Spectrum也特別邀請團隊接受採訪並報導研究成果。此報導並於2014.06IEEE Spectrum 網路版刊出,同時並以紙本發行40萬冊給IEEE 全球所有會員。不僅對我們團隊是一大鼓勵 也對推廣本團隊超音波研究成果在國際上曝光有正面幫助。

: IEEE Spectrum ,全球月發行量超過40萬,為IEEE society 發行量最大也最具影響力的一本科普型雜誌; IEEE會員每月會免費收到此雜誌,為IEEE最重要的旗艦型雜誌; 曾於2012年與TIME, Bloomberg Businessweek, ....等著名雜誌同獲"美國國家雜誌獎"

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Link:

http://spectrum.ieee.org/biomedical/devices/blasts-of-ultrasound-could-get-needed-drugs-into-the-brain

論文發表:

HL Liu*, CK Jan, PC Chu, JC Hong, PY Lee, JD Hsu, CC Lin, CY Huang, PY Chen, and KC Wei*, “Design and Experimental Evaluation of a 256-Channel Dual-Frequency Ultrasound Phased-Array System for Transcranial Blood-Brain Barrier Opening and Brain Drug Delivery,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.61, No. 4, pp.1350-1360, 2014 (IF = 2.348, 25/79 in Engineering, Biomedical).

 

Date: 2013.11

Topic: 本研究團隊博士後研究員許博泓博士與碩士級研究助理周新翊榮獲「2013亞洲超音波對比劑影像學大會」壁報論文比賽第一名及第三名

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亞洲超音波對比劑影像學大會自1999年於日本京都首次舉辦後,即成為亞洲區該領域重要年度會議,歷經14年於日本、中國及韓國等地舉辦,今年有幸由台灣超音波醫學會(TSUM)主辦。本研討會議內容包含治療用超音波臨床技術應用、對比劑開發、超音波設備研發等,為一跨領域之國際研討會。近年來由於超音波對比劑研發技術的進步,使得超音波在臨床診斷上的重要性直逼電腦斷層掃描(CT)磁振造影(MR),尤其在肝臟疾病患者日益增多的亞洲地區更是臨床醫師的第一選擇。 

電機系劉浩教授指導的博士後研究員許博泓博士與周新翊參加20131019-20日於台北榮總的本屆大會。分別以"Noninvasive and Targeted Gene Delivery into the Brain Using Microbubble-facilitated Focused Ultrasound" 以及"Combined Use Of Focused Ultrasound And Targeting Microbubbles To Enhanced Therapeutic EGFR Antibody Delivery: Observations And Tumor Progression Control From Small-Animal Ultrasound Imaging "發表壁報論文,並在25篇參賽論文中獲得來自學術及臨床領域多位評審青睞,分別獲得第一名及第三名殊榮。

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Date: 2013.09

Topic: 聚焦超音波與奈米石墨完美攜手  長庚研究團隊創新突破  腦瘤患者曙光再現

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惡性腦瘤讓人聞之色變的主因,就是它極具侵犯性的生長方式,除腫瘤團塊本身的增大,會影響到腦部功能,周邊的癌細胞更如散沙般混在正常腦組織之間。即使開刀拿掉大部分的腫瘤,手術後用化學治療對付殘存的癌細胞時,藥物卻會被腦部特有的血腦障壁阻隔而無法產生療效,最後就是腦瘤反覆復發讓病人的生命之光熄滅。

腦部是位在頭部的嬌嫩器官,外有顱骨防範外力所造成的機械性傷害,內有血腦障壁阻擋不當的化學物質進入。如何安全跨越顱骨與血腦障壁這雙重障礙,殺死腫瘤細胞,卻不傷害正常腦組織,始終是腦瘤治療研究的難題。惡性腦瘤是病程進展快速的奪命殺手,但是從發現症狀到診斷確定後的平均存活期只有一年。國內外有許多知名人士如美國參議員愛德華甘迺迪、陽明醫學院前校長韓偉和前教育部長林清江等都因為惡性腦瘤逝世,其難纏程度可見一斑。長庚醫院每年約有100位惡性腦瘤病患,在腦瘤醫療團隊的努力下,這些來自全國各地的病人多數都能接受目前最先進的醫療技術治療,包括手術(手術導航系統、術中同步核磁共振掃描、清醒開顱術)、影像導引放射治療、標靶藥物及化學治療等等,雖然病情可以得到較長時間的緩解,但多數病人的腦瘤依然會復發。有於腦瘤療效不佳的現況,長庚醫院腦瘤研究團隊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。

長庚醫院神經外科由魏國珍醫師所領導的研究團隊,結合長庚大學工學院電機系劉浩教授的聚焦式超音波技術、以及化材系華沐怡老師的先進石墨材料技術,成功開發世界首創的腦瘤聚焦超音波聲熱治療法。在這個系統中有兩大重要組成,首先為聚焦超音波之應用。聚焦超音波近幾年在臨床醫療的研究突飛猛進,主要是因為它的能量可以穿過人體組織後聚集在需要治療的深部器官,因此可以進行非侵入式的熱治療,有機會取代傳統手術,被稱為[無創傷開刀法],更被喻為二十一世紀外科醫學的重要創舉,在2012年被時代雜誌(Times)選為世界上百大重要科技突破之。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劇減,無法提供足夠的能量加熱。為了克服這個問題,長庚研究團隊利用先進石墨烯奈米粒子攜帶化學治療藥物,利用磁場導引使其聚集在腦瘤患部,隨即配合聚焦超音波局部供應能量於腦瘤組織。石墨烯奈米粒子具有極佳的導熱性,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。利用先進石墨烯奈米粒子同時攜帶化學治療藥物,在磁場導引下可使局部藥物濃度大幅提昇二十,加上超音波熱治療的複合加乘效果,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。林口長庚腦瘤研究團隊亮眼的研究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,有效治療腦瘤,並且降低不良副作用,或可大幅度提升病人在治療期間的生活品質。而未來經過適當的調整,這套治療系統更有機會應用在治療其它實質腫瘤,充滿極大的發展潛力。

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,近日發表於電子報及網路新聞,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。

長庚聲熱治療法 成功抑制腦瘤生長

新聞報導連結: http://www.cnyes.com/life/Content/20130828/KH9R4AGKA7ECE.shtml

概念動畫連結: http://www.youtube.com/watch?v=LfWsHmcm378

 

Date: 2010.07

Topic: 奈米磁導加聚焦超音波 腦瘤治療新契機【】長庚醫療團隊突破腦瘤醫療瓶頸 美國家科學院選為重要研究成果

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長庚醫院神經外科研究團隊與長庚大學電機系、化材系專家合作,結合磁性奈米微粒與聚焦超音波克服腦瘤醫療的瓶頸,開啟「血腦障壁」讓藥物可進入腦部發揮療效。這項研究結果於八月九日在美國國家科學院院刊發表,並被挑選為重要研究成果發佈在科學院電子報及網路新聞,是國內研究腦瘤治療的重要成就。
腦瘤是引起國人死亡的主要癌症之。由於惡性腦瘤細胞會散生在正常組織中,以外科手術不易根除,必須輔以化學藥物治療。但是由於血腦障壁的阻礙,多數治療藥物均無法傳送至腫瘤細胞,因此導致病人的平均壽命僅剩一年。所以目前迫切需要的是發展出更有效的輔佐性療法,除針對惡性腦瘤細胞發揮藥效外,並且降低不良副作用以提升病人於治療期間之生活品質。
何謂血腦障壁?大腦掌管人類所有重要的生理機能,為了避免大腦受到外來物質造成不良影響,腦部血管特化出獨有的血腦障壁,除了營養物質之外,僅有少數化學物質可以順利通過血管進入腦部。主持本研究計畫的長庚醫院腦腫瘤神經外科主任魏國珍指出,血腦障壁這個獨特的機制雖然在健康的個體發揮極大的保護功效,但是腦部產生疾病需要投藥治療時,血腦障壁就會形成極大的阻礙使藥物無法順利抵達目標,甚至僅有千分之一的藥物可進入腦部作用。所以長期以來,將藥物輸送到腦部以治療疾病,一直是界難以突破的瓶頸。為了突破這個障礙,長庚醫院神經外科研究團隊與長庚大學電機系、化材系的專家攜手合作,在衛生署國家型奈米計畫及長庚醫院研究計畫的經費、以及長庚醫院分子影像中心的先進設備的支持下,結合磁性奈米微粒與聚焦超音波克服了這個巨大的困難。
長庚大學電機系/長庚醫院分子影像中心副教授劉浩表示,聚焦超音波是一種可控制範圍與強度的能量,當其照射在腦部的特定區域時,可以將該區的血腦障壁暫時打開一段時間,並且不會對健康的腦部造成任何傷害。
    劉浩及負責研究磁性奈米微粒的長庚大學化材系副教授華沐怡解釋,利用聚焦超音波針對患有腦腫瘤的大鼠頭部照射,隨即由靜脈注射帶有抗腫瘤藥物的磁性奈米微粒。把強力磁鐵固定於腫瘤區域上方,可將磁性奈米微粒導引至磁場中央,再配合聚焦超音波開啟血腦障壁的效果,抗腫瘤藥物便可集中在腦瘤病灶。研究人員更利用核磁共振分子影像,即時觀測這些奈米微粒的集中狀況,以評估給藥效率與治療效果。
    血腦障壁的阻礙,讓腦瘤的化療效果並不理想,往往需要給極大劑量的藥物,讓病人承受副作用之苦。研究團隊根據腦瘤大鼠實驗的結果發現,如果配合奈米磁導與聚焦超音波治療,可以把藥物在腦瘤區域的局部濃度增加到二十以上。另外,實驗老鼠的平均存活時間比接受傳統療法的老鼠還長了一點六,是非常顯著的改善。
    長庚團隊致力研發奈米磁導與聚焦超音波療法,以非侵入性方式對腦部疾病有效給藥,現階段已看到一線曙光,研究人員預期未來應用於臨床時可有效治療腦瘤並解決目前進行化療時產生嚴重副作用的問題。而除了腦瘤外,更可以應用於其他腦部疾病的投藥,以提升腦疾之治療效果與病人的生活品質。

 

媒體報導: D:\My Document\長庚\Web\Research Activities.files\pta_1732_131013_65524.mpg

 

論文發表:

H-L Liu, M-Y Hua, H-W Yang, C-Y Huang, P-C Chu, J-S Wua, I-C Tseng, J-J Wang, T-C Yen, P-Y Chen, and K-C Wei, “Magnetic resonance monitoring of focused ultrasound/magnetic nanoparticle targeting delivery of therapeutic agents to the brain,” Proceedings of National Academy of Science USA, Vol. 107, No. 34, pp.15205-15210, 2010 (IF=9.737, 4/56 in “Multidisciplinary sciences”).

 

 

Research Member Recruiting …..

超音波(Ultrasound)除了一般的診斷、探測、品管檢測等用途之外,近年來由於醫學與物理學的互相結合與發展,超音波的各種特性已被大量運用於基因轉植、碎石、止血以及腫瘤切除等醫學相關領域。其中高能量聚焦式超音波(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU),將超音波的能量以聚焦的方式集中於一個小區域中,可以在數秒之內將焦點區域內的溫度提高 30~55°C,在不造成週遭組織的情況下,使局部組織壞死。應用在腫瘤治療上,不但有效、精確、大幅降低醫療成本 ,還具有非侵入式治療的最大優勢。此外,聚焦式超音波亦已被證實具有將局部之腦組織中血腦屏障暫開之功能,因此有潛力進行大分子藥物送入腦組織以進行局部藥物釋放及治療。因此,由聚焦式超音波技術之開發衍生出相當多新的研究領域及方向,包括療法的改善、療程畫、軟體模擬、超音波換能器設計、前端匹配電路設計、以及與分子影像之結合等等(MRISPECT/CTPET)本實驗室即針對此領域,利用陸續增購的設備,結合本校優良的教學資源與長庚醫院完善的醫療體制,訓練產學各方人才歡迎各領域的同學加入我們的行列。

 

超音波相位陣列設計

驅動系統設計

MRI 導引開啟血腦屏障

動物實驗及切片染色

SPECT監控血腦屏障開啟及藥劑定量