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榮陽交團隊開發蠶絲蛋白材料 讓心臟起死回生恢復跳動

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實習編輯許琬琦/台北報導

台北榮總、陽明交大組成的研究團隊,發現一種以蠶絲蛋白做成的生物材料,可將原本不會放電的心肌細胞,轉換為心臟節律細胞,讓心臟恢復跳動,登上國際專業期刊Nature Biomedical Engineering,這項重大發現改變人們對治療心律不整的看法。

▲台北榮總、陽明交大的研究團隊發現一種以蠶絲蛋白做成的生物材料,轉換為心臟節律細胞。(圖/榮陽交團隊提供)

研究團隊解釋,每分鐘約60-100下的心跳,來自於心臟起搏器節律細胞的放電,自發的電流讓心臟的肌肉能夠收縮把血液打到全身。不過隨著年齡增長,器官用久了總會耗損。因為起搏器節律細胞老化故障,會進而產生過慢的心跳,例如病竇症候群、房室傳導阻滯等,病人就會出現虛弱無力、呼吸困難等症狀,盛行率約1%到2%,如果是65歲以上長者這個數字可能更高。

目前治療這類心臟傳導疾病的方法就是花兩小時的手術,在身體內裝設心律調節器。不過心律調節器大約6到8年需要換電池,侵入性手術也有手術感染的風險。

但是陽明交大生物醫學工程學系教授鍾次文,以及臺北榮總心臟內科主治醫師胡瑜峰所組成的研究團隊,成功利用來自農委會苗栗改良場所培養的蠶絲,經純化製成蠶絲蛋白凝膠,注射到小鼠心臟後,讓原本不會跳動的心肌細胞,轉換為可以放電跳動的起搏器節律細胞。這是首次發現蠶絲蛋白除了力學與生化特性外,還有細胞轉化及製造生物電能的性質。

▲台北榮總、陽明交大的研究團隊發現一種以蠶絲蛋白做成的生物材料,轉換為心臟節律細胞。(圖/榮陽交團隊提供)

研究團隊讓心臟重新生成了放電的細胞。如此一來一旦竇房結老化或病變,新生成的細胞可接續承擔放電讓心臟跳動的重要作用。北榮心臟內科主治醫師胡瑜峰表示:「過去就已經發表將特定基因注射到心肌細胞的基因療法,但這個方法必須用腺病毒做載體,就像現在新冠肺炎疫苗一樣,用病毒做載體的副作用大,而且多少都有疑慮,所以才考慮用生物材料的方法。」

陽明交大生物醫學工程學系教授鍾次文說:「研究團隊嘗試數十種生物材料,最終找到蠶絲蛋白的方法。蠶絲蛋白因為生物相容性高,作為生物材料其實有跡可循,包含人工皮膚、手術縫線、傷口敷料都可以發現它的蹤影。」

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