專題討論7:口腔醫學材料之奈米境界
Exploring the Nano World of Oral Biomaterials

S7-2
奈米孔洞材料合成與應用
Synthesis and Applications of Mesoporous Materials
林弘萍 廖佩涵 古盈敏 洪維瑛 顏紹儀* 李壽南*
成功大學化學系 工研院能源與環境研究所*

奈米孔洞材料具有高表面積(>200m2g-1),可調式孔徑(2.0-50.0nm)與大孔洞體積(>0.4cm2g-1)的優點,在吸附、催化反應與生醫材料方面極具應用潛力。本研究進一步藉由操控反應動力學和模板組成,即可製作出多元化形態的奈米氧化矽孔洞材料,包括有螺旋狀、空心球、奈米尺度圓球、薄片狀、長條形、晶體型。以配合實際應用所需。

在生醫方面的應用上,低毒性,高生物相容性的奈米氧化矽孔洞材料則更具優勢。奈米金粒子包埋於奈米孔洞氧化矽的複合材料在表面增強拉曼光譜(SERS)的功能,由於此材料不含有機物,因此不產生任何背景干擾待測菌種之訊號。在光熱治療癌症的研究方面,碳—氧化矽奈米複合材料同時具有對遠紅外光線吸收率,和保溫效果,可在低雷射功率的照射下達到清除癌細胞的效果。奈米氧化矽材的孔洞結構能限制氧化鈣生成尺度,奈米尺度之氧化鈣溶解速率快,可在短時間內將溶液中鈣離子成份達到過飽和狀態,進入敏感性牙齒的空微管道中,與磷酸根離子結合生成磷酸鈣沉澱,而封閉空缺的牙齒微管道,以治療敏感性牙齒。至於奈米尺度的奈米氧化矽孔洞材料則適用於藥物釋放與監測系統。此外,引入TiO2或其他奈米觸媒於奈米氧化矽材料中,可用於牙齒漂白方面。 各種類型與組成之奈米孔洞複合材料的合成已日趨完整,結合適當的表面修飾步驟,定能在生醫奈米科技材料扮演重要角色,此部分尚待開發研究。