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張雍教授團隊過去以 sulfobetaine 系統建構一系列雙離子高分子與共聚物,進行基礎物化性質研究、建構新的合成製備方法、與六種不同的醫療應用,包含先進敷料、牙科材料、血液分離膜、心臟支架、與癌症載體材料等,如下圖所示。

而過去幾年來的研究指出,由於 phosphobetaine 與 sulfobetaine 的生物惰性結構,受限了其更多的應用性,因此,近年來開始有了carboxybetaine 的雙離子高分子與共聚物發展,並透過-COOH 基團可與生物分子進行化學反應接支,可大幅提升雙離子 材料系統在生物專一性辨識的功能應用。

六種不同的醫療應用,包含先進敷料、牙科材料、血液分離膜、心臟支架、與癌症載體材料等。


雙離子技術之『產業應用』:

雙離子(zwitterionic)技術在產業發展上扮演關鍵角色,主要展現於以下幾個面向:

  1. 提升抗生物污染效能:雙離子表面活性劑擁有獨特的化學結構,同時帶有正電荷和負電荷,因此能有效抑制微生物附著和繁殖。這種特性在醫療器材、食品包裝、水處理等領域中具有重要 應用,能降低生物污染風險,提升產品的衛生安全性。
  2. 增進防污效果: 雙離子表面活性劑的獨特結構有助減少材料表面的污染物和顆粒附著,從而提 升材料的抗污性能。這對於建築材料、紡織品、汽車塗層等領域尤其重要,可減少清潔和保養 的頻率,降低操作成本。
  3. 提升生物相容性: 雙離子技術可用於提升材料的生物相容性,使其更好地與生物體相互作用,減少免疫排斥和炎症反應。在醫療領域尤為關鍵,可減少植入物周圍的組織反應,提高植入物 的成功率。
  4. 應用於納米領域: 雙離子技術廣泛應用於納米材料的製備和應用。例如,可運用雙離子聚合物製備納米粒子、納米膠體等,用於藥物輸送、提高納米材料的穩定性等。
  5. 環保和永續發展: 雙離子技術常較傳統表面處理方法更環保,通常不含有害的有機物或重金屬。這符合可持續發展目標,推動環保型產業的成長。

在產業工序上,因應各項產品與製程上的改善與效能提升,可透過不同的技術功能化的設計,進行合作。

  1. 透過塗層技術功能化的雙離子聚合物界面
  2. 透過接枝技術功能化的雙離子聚合物界面
  3. 透過共混技術功能化的雙離子聚合物界面

總體來說,雙離子技術對於提升材料表面性能、減少生物污染、改善生物相容性、促進納米技術應用等方面具有重要意義,對於各產業領域的發展都有重要的影響。