超音波吹風機 加速傷口癒合 (UltraMIST) !!

好神奇！超音波加速傷口癒合 作者 Sharon Shih 2016 年 02 月 22 日 相信大家都聽過超音波在醫療方面的應用，像是產前檢查、乳房篩檢、急診創傷評估，也涵蓋治療方面，如口腔牙周治療、體外震波碎石、物理治療等。超音波之所以這麼受醫界歡迎，主要是它不涉及輻射，因此比 X 光等檢驗工具安全，體積小、價格也較便宜，但你可能沒想到，這普通的音波震盪儀器，居然能讓傷口如快轉般地加速癒合。 由英國雪菲爾大學（University of Sheffield）及布里斯托大學（University of Bristol）的科學家們合作，近日發表於國際皮膚病學研究期刊（Journal of Investigative Dermatology）：使用低強度超音波，能夠刺激傷口細胞，讓皮膚潰瘍及褥瘡癒合時間加速 30%。

身體癒合機制 人類傷口癒合機制其實非常複雜，想像一下傷口就像地面破個大洞，而水管破裂導致水源源不絕湧出。最開始的「凝血期」，由血球及血纖維蛋白凝結成血塊，如沙包般的封擋住傷口；第二期為「炎症期」，受傷細胞將釋放出組織胺等促發炎分子，讓傷處血管擴張、通透性增加，因此富含白血球和血清蛋白質的液體，能滲入組織清除細菌和壞死物質。而後續更多不同功能的白血球大兵加入，並由炎症細胞吞蝕消滅（phagocytosis），就像接力般將不利傷口癒合的異己剷除。最後進入「增生期」，多種物質進入傷口區，如纖維母細胞（fibroblast）將產出纖維細胞（fibrocyte），並製造出膠原蛋白，這就像在傷口架起鷹架來，供重建雛形。而肌纖維母細胞（myofibroblast）則產生收聚力量，讓傷口縮小，再藉由表皮增生作用（epithelialization），上皮細胞會一層層覆蓋於纖維組織上，逐漸增厚，癒合工作大功告成。對於健康的人來說，很難想像傷口癒合會是多麼重要，但在糖尿病、抽菸或年老患者身上，末梢血液循環不佳、白血球功能不良、膠原蛋白合成減少等原因，都讓復元之路迢迢，一不小心就慢性發炎甚至造成感染。根據研究的主持者──雪菲爾大學膜動力學中心的 Mark Bass 博士表示：「接近 25% 的糖尿病患者深受慢性潰瘍所苦，尤其是腳部，最糟糕且常見的下場就是截肢。」面對龐大的照護需求及醫療開支，現今醫療界對抗慢性傷口，最常見的方法是「避免感染」，採用抗生素，加上清創以及特殊敷料，待患者傷口自癒能力發揮功效。另外一種方法，則是藉由外來因子喚醒細胞修復，比如將幹細胞或經萃取的生長因子塗敷在傷口上，然而這種特殊療法昂貴，實非一般人能負擔得起，而且也難掌控實際的生長情況。醫療科技發展至此，難道沒有其他創新方式能對付棘手的慢性傷口嗎？

超音波功效機制 之前我們介紹過，利用電刺激促進血管新生作用，另有一種近年流行的「負壓傷口治療法（Negative Pressure Wound Therapy，NPWT）」，是將傷口置於區域性負壓，以幫浦抽吸及敷料的機械應力來加速癒合。此外，醫療界早已證實「低強度超音波能促進骨折癒合的速度」，因此以雪菲爾大學為首的這群科學家們，將實驗目標設計為表皮傷口，測試療效。他們以罹糖尿病且衰老的老鼠為受試者，採用低強度超音波治療創傷，結果發現：超音波能促使身體癒合因子移動至傷口床（wound bed），並發揮作用，且將原本需要的 9 天癒合期縮減為 6 天。此外，即便是患有「纖維連結蛋白依賴訊號（fibronectin-dependent signaling）缺陷」的老鼠，超音波對牠們同樣具備功效。對於這樣的發現，Mark Bass 博士解釋，受傷時，纖維連接蛋白（fibronectin）會出現在血漿中，負責止血、保護損傷組織，並激活纖維母細胞（fibroblast）內的訊號蛋白質 Rac1，促使纖維母細胞移動且聚集在傷口床，且合成膠原蛋白及細胞外基質，提供傷口防護。當患者因慢性疾病及老化，或者纖維連結蛋白依賴訊號異常，導致癒合功能障礙時，超音波提供了替代管道，它能產生機械性刺激──奈米震動（nano-vibrations），促使皮膚細胞膜開放鈣離子通道和釋放鈣流動，而這種引力牽引纖維母細胞往傷口床聚集，因此膠原蛋白沉積更多、真皮厚度增加，提高了糖尿病傷口癒合的完整性，速度加快 30%，同時也減少感染率。Mark Bass 博士補充，「目前研究小组已經證明超音波治療傷口的有效性，但老鼠和人體畢竟有區別，功效仍待進一步的人體試驗。此外，我們正著手研究更細緻的超音波信號，希望能夠找出最適合人類傷口的超音波頻率，甚至挑戰更複雜的燒燙傷傷口。」科學家們執著於超音波治療是有原因的，畢竟超音波臨床應用已久，卻未發現任何致癌風險；此外，它是非侵入式的，亦無須擔憂化學毒性，且相較於傳統敷料必須勤更換而耗損的人物力成本，超音波顯得方便又實惠。當然，大眾不免疑惑：如果超音波會刺激細胞，那麼產檢超音波是否安全呢？針對這點，Mark Bass 博士要大家別擔心，治療是必須對患處施予長達 12 分鐘的連續性刺激，但一般產檢超音波的探頭會移動，最多只停留一至兩分鐘，因此是安全無虞的。看來，超音波在醫療界的未來發展可期，但英國團隊想要發展產品，恐怕得加把勁了，因為美國 Alliqua BioMedical 公司已搶先推出超音波治療儀 UltraMIST，並於 2014 年獲得美國食品藥物管理局 FDA 許可。 UltraMIST 儀同樣應用低頻超音波的原理，但它屬於非接觸式的，需要介質──生理食鹽水。針對這樣的限制，Alliqua BioMedical 公司特別聘請 Logic PD 公司進行產品設計，Logic PD 執行長 Bruce DeWitt 表示，UltraMIST 要成功，最重要的是讓產品保持高效能的治療品質，同時符合「使用者友善」精神。因此，經過大量臨床探勘及潛在使用者資料收集後，Logic PD 創造軟硬整合的系統平台，包含了一個類吹風機外形的超音波探頭、體積輕巧的主機台及簡潔的操作軟體。這產品主打「操作者能專注使用」，意即使用者不須回頭選按主機，能全程面對患者，操作時只要調控探頭內建的控制面板即可。而連接的電纜也經過精密設計，不會有卡住或者角度受限的狀況。對於患者而言，治療過程中，僅感到有霧水輕撒於傷口，並伴隨些微震動，但不會有任何不適，過程可說是舒適輕鬆。這兼具功能與人性化的超凡設計，讓 UltraMIST 近日獲得芝加哥雅典娜建築與設計博物館（The Chicago Athenaeum Museum of Architecture and Design）頒發優良設計獎（Good Design），證明了醫療器材的發展，不再強調功能為王，而是更貼近使用者需求與感受。事實上根據預估，2020 年全球傷口照護市場總值達 90 億美元，最大的市場分別在歐洲及北美，但未來 5 年成長幅度最高為亞洲，尤以中國和印度為最。這當中的主因包含糖尿病患增加、先進國家的老齡化趨勢、肥胖人口激增，然而更複雜的原因是，因為長期的抗生素濫用，人類面臨前所未有的抗藥性危機，傳統治療法「藥物加上清創」變數太多，醫療像在跟老天爺賭一把。因此，針對慢性傷口（比如褥瘡、下肢靜脈潰瘍、糖尿病足、壓瘡等）所發展的醫材成了解套，也是眾家爭食的市場大餅。姑且不論產品設計是否趨向精美友善，更重要的是，切入市場的目標客戶（Target Audience），不應侷限在醫療院所。因此，無論是世界負壓傷口裝置品牌──美商 Kinetic Concept, Inc.（KCI），或者歐洲廠牌 Smith & Nephew，看準的都是居家照護市場，希望打造行動式產品，讓患者方便、擁有隱私，又能確保傷口得到適當的照護。但最終究竟是電刺激、負壓，還是超音波裝置勝出？是否真能緩解龐大的慢性傷口照護負擔呢？除了產品需具備卓越非凡的功效，還得看人性設計及市場布局了。