工學院暨醫學院醫學工程研究所、物理系及醫學院皮膚科研究團隊經皮膚藥物穿透研究成果獲選研究皮膚科學雜誌封面

醫學工程研究所林頌然助理教授，物理系董成淵教授及醫學院皮膚科紀秀華教授所組成的研究團隊，利用多光子顯微鏡(multiphoton microscope)，研究藥物在皮膚角質層的穿透動態，創新的成果獲選為皮膚科學研究排名第一的美國研究皮膚科學雜誌期刊封面(cover image) (Journal of Investigative Dermatology, September 2008, Vol 128 No 9)。

皮膚是身體最大的器官，具有防止水分散失及阻止外物穿透的保護功能。而此屏障的功能，主要來自於皮膚表面角質層(stratum corneum)特殊的結構。角質層的構造常被描述成像是一面磚牆，角質細胞(corneocyte)是牆的磚塊，而角質細胞間的脂質就像是牆上的水泥。角質細胞間特殊多層狀脂質排列及角質細胞內緻密的角質蛋白，使得環境中的物質不管從細胞間(intercellular space)或直接穿過細胞(transcellular route)都很困難，對於身體的防護及抵禦環境中毒性物質入侵非常重要。而此屏障也使經皮藥物投遞(transdermal drug delivery)的效率不易提高。角質層很薄，過去研究藥物在角質層穿透的動態過程相當困難。

多光子顯微鏡是利用飛秒(femtosecond)脈衝的紅外光雷射作為激發光源，可以有效非線性地激發生物樣本的自發螢光。其對生物體的低破壞性及高解析度，可以應用在活體造影。此研究團隊研發多光子顯微鏡，激發角質細胞的自發螢光及藥物螢光，成功觀測到藥物在角質層穿透的過程。此外，在論文中此團隊也找到可以同時增進從角質細胞間穿透及從直接穿過角質細胞的方法。他們發現以含有thyoglycolate的藥物，即可使角質層的屏障效應大大減低。以多光子顯微鏡檢測，發現角質間的脂質排列及角質細胞內的角質，開始出現不規則的脂質排列結構及角質細胞內空洞。而利用電子顯微鏡術檢測的結果，也印證的多光子顯微鏡的結果。因此，多光子顯微鏡可以作為研究藥物經皮穿透動態及角質層結構變化的研究工具。而論文中的方法也有潛力發展為經皮藥物投遞之增益劑。因為此藥物也常用在除毛乳膏中，研究的結果也提醒相關藥物的使用者，其皮膚可能較一般人更容易遭受到環境中小分子的毒物或過敏物質的侵入。此研究中物理研究所李今寧同學，也曾以此論文中的另一個影像，獲得本校第二屆杜鵑花生物醫學與神經科學影像競賽的優等獎（http://neuroscience.ntu.edu.tw/photo/20070310/news20070310.htm） 。

此研究團隊由基因體醫學國家型科技計畫，國科會及臺大醫院所支持，已經利用多光子顯微鏡進行多項關於皮膚研究。例如非侵入性分析皮膚光老化程度、膠原蛋白在老化及癌組織中的結構性轉變、定量皮膚老化及癌細胞侵犯的範圍、奈米粒子穿透皮膚的機轉等。經由跨領域的整合，已在國際上具有相當之競爭力，而研究成果已在國際知名光學領域及皮膚領域的期刊上發表。