研究背景:糖尿病已然成为全球常见病多发病,且正快速蔓延中。根据国际糖尿病联盟(International Diabetes Federation,IDF)最新估算,全球糖尿病人口已突破4.15亿大关,亦即每11位成人就有一位是糖尿病患者。台湾的糖尿病患者有178万人,创下新高。糖尿病很重要的一个并发症是伤口愈合不良,严重时甚至导致截肢,现阶段许多研究发现,当糖尿病发生时,会有多种分子及细胞功能受损,例如生长因子、活性氧分子、一氧化氮、基质金属蛋白酶、micro RNA、内皮祖细胞等,最终导致糖尿病伤口愈合不良。姜黄属于姜科类药草,是一种常用的中药,具有活血、化瘀、行气、止痛、通经等效果。姜黄素,英文名称Curcumin;是姜黄的根茎中提取出的一种多酚类化合物,味微苦,为橙黄色。多年来对姜黄素的深入研究,发现姜黄素确具有多种的生物活性,包括抗炎、抗癌、抗菌、抗氧化、抗衰老、抗病毒、抗溃疡、抗突变、抗凝血、抗动脉粥样硬化、抗类风湿、抗肾损害、消除自由基、降血脂、降压、降糖等作用。紫草为紫草科紫草属的植物。紫草根,成分:为色素成分,萘醌衍生物,内含紫草素、紫草烷、乙酰紫草素、紫草红脱氧、脂肪酸以及紫草多糖等。药理作用:在抗菌方面,针对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、皮肤真菌以及流感病毒皆有抑制作用。口服或局部用药方面均有抗炎作用,对炎症急性渗出期的血管通透性亢进。由紫草萃取物成分制备软膏局部药用,对肉芽组织有增生之效果,且可明显加速创伤愈合能力以及轻度解热的作用。静电纺丝(electrospinning)近年则被广泛的应用在各医学领域里,例如应用在组织工程支架,皮肤修复材料,药物释放,血管置换等领域。研究目的:糖尿病患者常因生长因子分泌减少,且其细胞增殖迁移能力降低,蛋白分泌量下降等缺陷,使其伤口不易愈合,修复期间,又常因照护不佳或是敷材选择不当,可能会使得伤口细菌感染,替换敷材时产生二次伤害,延长复原时间,因此,为了降低伤口感染及加快伤口修复,选择一适合之良好创伤肤材是必要的。本研究使用静电纺丝之技术制备奈米纤维薄膜,以模拟细胞外基质,促进细胞贴附及生长,并于材料内添加姜黄素及紫草,以进行受伤皮肤组织再生之研究,进而评估其做为伤口敷材之可行性,并期望能实际于临床之应用,以达到缩短病患伤口修复时间。研究方法:(1)首先将不同浓度的姜黄素与纤维母细胞(L929细胞株)共培养,进行细胞存活性分析,再辅以姜黄素的自由机清除率及酪胺酸脢抑制率,来找寻最佳姜黄素之浓度。(2)将最适化之姜黄浓度添加至明胶及聚乙烯醇溶液,以静电纺丝技术制备成奈米纤维材料,再分别评估材料物化性质及生物兼容性,包括奈米纤维形态观察、结构分析、傅立叶转换红外线光谱分析、药物释放分析、细胞贴附观察、细胞毒性测试。(3)以材料植入糖尿病老鼠皮肤之动物实验进一步评估本研究所研制之创伤敷材之体内生物适应性及促进组织修能力。研究结果:(1)姜黄素浓度在2μg/ml以下,对L929没有促进增生或抑制的效果,但当姜黄素浓度超过20μg/ml,则对L929有明显的毒杀性。(2)姜黄素浓度在2μg/ml开始有清除自由基的效果,浓度到达2mg/ml效果最好。(3)姜黄素浓度在20ng/ml~20μg/ml时具备抑制酪胺酸酶的效果,其中以浓度为2μg/ml时效果最佳。(4)各组电纺薄膜与L929细胞株共培养2天后之SEM图可发现L929细胞的伪足已伸出,表示各组之细胞均有良好之贴覆效果,材料具备生物兼容性。(5)材料植入老鼠皮肤2周后,修复效果依序为Gel/PVA/姜黄素组>Gel/PVA组>Gel/PVA/紫草组>Gel/PVA/紫草/姜黄素组>对照组>人工皮组,其中Gel/PVA/姜黄素组与对照组及人工皮组相比较,达统计之差异(p<0.01)。(6)术后1、2周,取下老鼠皮肤分析TGF-β含量,以Gel/PVA/姜黄素组最多,空白组最少。结论:(1)本实验以静电纺丝中加两种中药(姜黄、紫草)对糖尿病伤口的修复确实有明显效果,此材料之制备极具创新性,并确实达到预期效果。(2)姜黄素具有抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老、抗凝血、降糖等作用,紫草具有抗菌、加速伤口愈合能力,综合两种中药的优点,制备皮肤敷材,更能符合临床所需。(3)姜黄素能促进转化生长因子β及胶元蛋白的生成,故能加速皮肤伤口的愈合。(4)静电纺丝之奈米纤维结构能调控药物之稳定释放(5)材料植入后2周,老鼠皮肤修复效果依序为Gel/PVA/姜黄素组>Gel/PVA组>Gel/PVA/紫草组>Gel/PVA/紫草/姜黄素组>对照组>人工皮组。(6)本研究可看见添加姜黄素所制备的电纺薄膜具备修复伤口之潜力,但其经济价值及是否值得量产,仍有待评估。