纳米技术于医用绷带的新型应用及市场

纳米技术于医用绷带的新型应用及市场

纳米技术是透过对柰米(小于100nm)结构物的操控，或是在纳米尺寸下的环境接口，利用只有在纳米才会出现的物理、化学特性，用来提升或改善现有技术的应用性科技；近年来，全球已有许多资源投入在纳米技术与生技制药的整合研发，亦有许多成熟商品上市，根据美国国家科学基金会的预测，在2015年，全球约有1,800亿美元的市场；纳米技术同时也被用来提升传统医疗器材的效能，以本文欲讨论的主题为例，即是纳米技术在绷带的新型应用，利用纳米的结构特性，让传统绷带能提升其抗菌性、防水性，还能促进伤口愈合的速度、避免留下疤痕；纳米技术的加值，也让医用绷带已高度成熟的市场里，出现新的商机空间。

纳米科技加值绷带技术发展

绷带的用途，是在一般创伤、外科手术后，用来包覆、固定、止血、预防感染及保护伤口，发展至今已有上百年的历史，在技术上已然成熟，目前主要的产品发展，朝向透气、防水、不会造成过敏的黏胶研发，坚固但容易撕黏的贴片设计等，然而，病人及医疗机构对于绷带仍有其它需求尚未被满足，例如抗菌功能、防水功能、以及协助伤口的修复；在抗菌性方面，由于一般绷带是借着消毒过的纱布覆盖伤口，来避免伤口因接触外界而感染，但绷带的材料本身并无抗菌效果；在防水方面，日常生活中仍有洗澡或有户外水上活动的需求，但因接触水或其它液体而造成绷带的潮湿，会影响伤口的愈合；另外，协助伤口愈合是新兴的重要功能，某些特殊案例如糖尿病患者、免疫力过低患者，其患者本身的伤口愈合能力不足，需藉由外力介入始能令伤口正常复原，大面积烧烫伤患者亦有此方面的困扰与需求。

纳米技术在近年来的发展，已有几项重要技术应用于上述绷带的新兴功能需求，其中已有产品上市，并改变了传统绷带市场的生态，部分技术亦已开始进行临床试验，未来成功产品化上市后，应能满足消费者的需求并提升医疗质量，以下为最近几项应用于医用绷带的新兴纳米技术。

1、壁虎脚构造的超黏防水纳米绷带。

美国麻省理工学院(massachusetts institute of technology, MIT)今年发表了一种超黏防水绷带，此绷带的灵感来自于能飞檐走壁的壁虎，它参考了壁虎脚掌表面的微结构，再以纳米技术与材料将之研发而成的一种纳米微组织，并覆盖一层能在湿润人体环境内保持黏性的蛋白质涂剂，且有生物分解的特性，预计能够成为手术室的新兴绷带材料。这种纳米绷带主要由一种生物兼容性橡胶组成，利用纳米制程开发出类似壁虎足部如山丘般高低起伏的规律构造，该团队以猪细胞组织进行测试后，发现此柱状相隔的结构是黏性最佳的一种设计、足以抓牢并嵌住覆盖之细胞组织。此绷带的弹性及分解速度可以微调，绷带也能折迭再打开，仅需透过非常小的切口即可置入，可用于补缀溃疡等造成的创口及难以缝合的侵入性手术等。

2、抗菌性的银纳米覆盖材料。

加拿大埃布尔达大学Robert Burrell教授，领导研究团队开发以纳米银晶体(silver-based nanostructure biomaterial)为材料的抗菌性绷带，此纳米晶体绷带的临床特性是能杀菌(抗菌)、加速伤口愈合速度、减小疤痕范围，对于严重的伤口，如开放式创伤、烧烫伤、慢性病伤口等，非常有效果。

3、以静电纺丝(Electrospinning)制成的纳米生物纤维材料。

静电纺丝技术是近年新颖的纳米科技，利用高电压、低电流输出、液态挤压喷射，快速且直接地将高分子材料转变成纳米纤维。美国俄亥俄州阿克隆大学（UniversityofAkron）就以静电纺丝的极细致聚合纤维，应用在绷带，在其中加上透氧分子、一氧化氮（NO）分子，能减缓伤口发炎反应、杀菌、加速伤口复原等，对伤口不易愈合的糖尿病患者帮助相当大。美国维吉尼亚联邦大学则运用静电纺丝技术将人造血纤维蛋白原(Fibrinogen)制成平均直径为80nm的纤维，再加工成厚度100μm的绷带，此项研究的价值是把人造的血纤维蛋白原，合成为大小规格类似体内天然血纤维蛋白，此材料能加工成具备绷带功能的产品，且能被人体组织吸收。

医用绷带市场概况与机会

医用绷带的市场目前仍以美国为主，美国在2006年的医用绷带产值为7亿3千9百70万美金，估计到2013年会成长至9亿1千万美金(如图2)，绷带市场目前已非常成熟，尤其在居家、一般用途的伤口护理上。在主要竞争厂商方面，Johnson & Johnson (J&J)、 3M 和 Beiersdorf.为前三大厂商，合占75%以上的市占率(如图3)，其中又以J&J占了约50%为最大，另外，自创品牌绷带也创造了一个以低价策略的利基市场，透过药局、杂货店、传销的通路，用低于国际品牌的价格销售至消费者，也合占了近20%的市占率。

虽然目前绷带市场已经高度成熟，但应用纳米技术的绷带因具备传统绷带所没有的特殊功能，能协助大面积烧烫伤的伤口修复、抗菌性、防水及人体可吸收，能切入不同层级的应用，亦可提供病患更优质的产品选择，以Robert Burrell教授的抗菌性的银纳米覆盖材料为例，估计此单一技术即有3千3百万美金的技术价值，而产品上市后所产生的市场价值应更能有数十倍以上的效益，目前此一临床应用的费用为传统绷带护理的两倍，但能够加快一倍以上的伤口复愈速度，市场接受度极高。

纳米科技因达分子级的微小结构，具备特殊的物理及化学特性，尤其在生医制药的应用方面，一直备受期待，无论是在前瞻的药物开发，或是传统技术的提升，有无限的开发空间，绷带虽然是传统且成熟的医疗器材，但经纳米的技术加值之后，亦能产生高附加价值的市场空间。