摘要
多醣體生物水凝膠因具優異之高含水特性、可調控之三維網狀結構及良好生物相容性，近年來已成為皮膚醫學與功能性化妝品領域中極具潛力之藥物載體系統。本研究旨在開發一種具高抗氧化與抗發炎能力之多醣體生物水凝膠，透過天然來源多醣（海藻多醣）結合奈米乳化技術，建構兼具穩定性與高效活性之皮膚治療傳遞平台，以提升活性成分於皮膚表層及真皮層之滲透效率與作用穩定性。本研究將系統性評估水凝膠之物理化學特性及其自由基清除能力，並進一步透過體外細胞毒性試驗（以人類角質細胞 HaCaT 為模型）及體內皮膚發炎模型，驗證其生物活性與安全性之綜合表現。預期所開發之多醣體水凝膠產品可作為新世代皮膚抗氧化與抗發炎治療之功能性材料，並具備推動臨床應用之高度產業化潛力。
關鍵字: 多醣體生物水凝膠, 多醣, 抗氧化, 皮膚發炎, 體外細胞毒性, 體內皮膚發炎模型
一、背景
隨著紫外線輻射與環境污染等外在因素增加，皮膚長期暴露於氧化壓力環境中，導致活性氧過度生成，進而引發細胞損傷與皮膚屏障功能失衡，使得皮膚老化與各類發炎反應之發生。藻類多醣體生物水凝膠因其具有高含水性、良好生物相容性、可生物降解性及可調控之三維網狀結構，能有效模擬天然細胞外基質與治療皮膚修復及藥物傳遞。此外，多醣體本身普遍具有抗氧化和抗發炎之生物活性，能透過清除自由基、抑制發炎介質（如TNF-α、IL-6）表現及調控免疫反應，進一步提升皮膚修復效率與降低組織損傷。本研究團隊結合奈米乳化技術所構成的多醣體水凝膠產品，亦可提升活性成分穩定性，達到緩釋釋放治療效果，顯著增強其在皮膚抗氧化與抗發炎治療上的應用潛力，並進一步開發具高效能與應用價值之生醫材料，以期應用於皮膚疾病治療、傷口修復及功能性護膚產品之開發。
二、製造方法
以純水、乳化劑與植物油配製不同乳劑組成，由均質機於9000 rpm、65℃條件下均質處理10分鐘，隨後使用碳棒式超音波系統於80℃及35%振幅功率下震盪乳化30分鐘，以製備奈米乳劑。其後，將所製備之奈米乳劑與海藻多醣依不同比例進行攪拌混合，最終形成多醣體生物水凝膠。
三、多醣體生物水凝膠檢測應用與結果
本團隊研究所開發的多醣體生物水凝膠傳輸平台可用於改善皮膚抗氧化，紅斑，脫屑、表皮發炎增厚的活性功效，其檢測結果運作流程如圖1所示。主要使用動態光散射測量粒子大小、透射電子顯微鏡觀察型態變化、DPPH自由基清除試驗來得知抗氧化能力效果、細胞毒性測定產品安全性，以及另用小鼠試驗來觀察皮膚發炎模型分析，來達成可靠雙向物化和醫學實驗綜合分析。結果顯示多醣體生物水凝膠液滴尺寸可達到奈米等級，同時加入多醣體能提高劑型穩定性使抗氧化能力提高到80%以上。此外，多醣體生物水凝膠在HaCaT細胞中表現出超過80%的細胞存活率。最後多醣體生物水凝膠有效治療皮膚發炎(如脫屑、紅斑和表皮增厚)，此多醣體生物水凝膠具有臨床開發應用的潛力功效。
圖1
四、結論與未來發展
本研究團隊之實驗結果顯示，多醣體生物水凝膠之粒徑分佈會隨多醣體濃度改變而呈現顯著差異，其微觀形態觀察顯示為多顆均勻分散之親水性球形結構。相較於傳統乳劑系統，該多醣體生物水凝膠在體外細胞實驗中展現出較高之細胞存活率，並具有顯著提升之抗氧化能力。在體內動物試驗方面，以小鼠皮膚發炎模型評估其生物效能，結果顯示多醣體生物水凝膠可有效改善皮膚紅斑、脫屑及表皮炎性增厚等病理特徵，其治療效果明顯優於單一多醣體溶液組，顯示其具有優異之生物活性與治療潛力。上述研究成果進一步證實，多醣體與乳劑系統之整合不僅可作為先進水凝膠劑型之開發策略，亦有助於維持並強化活性成分之穩定性與生物效能。本研究所提出之創新型載體系統，具備應用於皮膚藥物傳遞及功能性化妝品開發之高度潛力，並對臨床治療策略提供具體且重要之科學依據。目前本研究已完成初步效能驗證，並已將相關成果發表於國際學術期刊。未來將進一步擴大臨床樣本數，推動臨床試驗之執行，同時深化產品之多元功能性評估，並建構跨領域之臨床轉譯與產業應用整合系統，以加速其商品化與臨床應用進展。
參考文獻
作者資訊
| 姓名 | 單位 | 職稱 |
|---|---|---|
| 謝宜廷 (I-Ting Hsieh) |
南臺科技大學 化學工程與材料工程系研究所 | 助理教授 |
| 楊朝鈞 (Chao-Chun Yang) |
國立成功大學醫學院皮膚科 國立成功大學國際傷口修復與再生中心 |
主任 / 教授 |