研究發現氮化鎵無毒、具生物相容性

Research finds gallium nitride is non-toxic, biocompatible - holds promise for implants
http://www.physorg.com/news/2011-10-gallium-nitride-non-toxic-biocompatible-.html

October 24, 2011

來自北卡羅萊納州立（NC State）大學與 Purdue 大學研究者證明，半導體材料氮化鎵（gallium nitride，GaN）無毒與人類細胞相容 -- 為這種材料在各種生醫植入技術中的運用開啟了大門。

GaN 目前用在許多技術中，從 LED 照明到光感應器，但其在生醫植入物中卻未被廣泛使用。然而，來自 NC State 與 Purdue 的新發現意味著 GaN 在一系列可移植技術中前途無量 -- 從用於阿茲海默症神經刺激療法中的電極到用來監控血液化學物質的電晶體。

"第一項發現是，GaN，不像其它已被考慮用於生醫植入物的半導體材料，是無毒的。這把對於環境與病患的風險降到最低，" Dr. Albena Ivanisevic 說，他是一篇描述此研究之論文的共同作者。Ivanisevic 是 NC State 材料科學與工程副教授，以及 NC State 與北卡羅萊納大學 Chapel Hill 分校聯合生醫工程計畫的副教授。

研究者使用質譜儀技術來研究，當材料暴露在各種模擬人體內部條件的環境下時，有多少鎵會從 GaN 釋出。這很重要，因為鎵的氧化物有毒。不過研究者發現，GaN 在這些環境中非常穩定 -- 由於釋出的鎵總量非常稀少，以至於它是無毒的。

研究者也想測定 GaN 的潛在生物相容性。為了這麼做，他們將胜肽（peptides） -- 構成蛋白質的基石 -- 與 GaN 材料結合。研究者接著將塗佈胜肽的 GaN 與未塗佈的 GaN 放入細胞培養中，看看材料如何與細胞互動。

研究者發現，塗佈胜肽的 GaN 與細胞結合的效率更好。尤其是，當更多細胞結合到此材料時，這些細胞會擴散到一個更大的區域。

"這有意義，因為我們想要讓材料賦予我們對細胞行為有某種程度的控制，" Ivanisevic 說。"例如，能使細胞黏著到材料上或避開之。"

"眾多生醫植入物（例如感應器）所面臨的一個問題是，它們在體內會被生物材料包覆，我們已證明，我們能將 GaN 塗佈會吸引細胞並與之結合的胜肽。這指出，我們也能夠將 GaN 塗佈防止細胞生長的胜肽 -- 使植入物保持「乾淨」。我們下一步將會是探索在 GaN 使用這種「抗污（anti-fouling）」胜肽。"

※ 相關報導：

＊ Gallium nitride is biocompatible and non-toxic before and after functionalization with peptides
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706111004314

Scott A. Jewett, Matthew S. Makowski, Benjamin Andrews,
Michael J. Manfra, Albena Ivanisevic,
Acta Biomaterialia, In Press, 2011
doi: 10.1016/j.actbio.2011.09.038

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