壁虎的啟發：癌症藥物結構提升

幾千年來，壁虎一直帶給人類靈感，也帶來不少驚奇。

如今，美國科羅拉多大學Boulder分校的一群科學家，從這種神奇的爬行動物身上得到靈感，開發出一種能夠黏附在腫瘤表面的材料，可持續幾天釋放化療藥物，為癌症治療帶來新的可能性。

這項研究於2025年7月4日發表在《Advanced Materials》（先進材料）期刊。這篇論文通訊作者、科羅拉多大學Boulder分校化學暨生物工程系助理教授Wyatt Shields表示，大自然已經存在了數百萬年，並為我們開發更好的生物材料提供線索。

這篇論文第一作者，博士後研究員Jin Gyun Lee指出，他們初期研究結果顯示，這項受到壁虎啟發的最新材料技術，未來將可以降低臨床治療的頻率，讓癌症患者接受更少劑量、卻更持久的治療，深具發展潛力。

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壁虎強力附著的秘密：奈米纖毛的凡得瓦力

壁虎可以在垂直而光滑的牆壁上快速爬行，也能在和地面平行的天花板行走自如，可說是大自然中最令人驚艷、也最目眩神迷的特技演員，難怪西元4世紀時的希臘哲學家亞里斯多德，就對這種爬行動物竟然能夠「以任何方式在樹上爬上爬下，甚至頭朝下」的超凡能力，感到無比驚訝。

這是因為壁虎的腳趾具有極強的黏著力，能夠以難以想像的方式吸附在最光滑的表面上，近年來啟發了從強力膠、漫威漫畫英雄人物「蜘蛛人」使用的攀爬服，到可吸附環境毒素的特殊海綿等產品的問世，造福人類。科羅拉多大學Boulder分校的科學家也從它身上得到靈感，開發出這個具有超強黏附力的醫療材料。 他們發現，壁虎能夠毫不費力地在牆壁或天花板上快速爬行，秘訣就在它們腳趾上覆蓋了數百萬根微小的毛髮狀纖維，以及纖維上那些更小、具有奈米級特徵的鏟狀結構，使得它們的腳雖小，卻有超大的表面積，再透過一種被稱為「凡得瓦力」(Van der Waals force)的物理現象相互作用，它們的腳就可以牢牢地黏附在幾乎所有的表面上，並在瞬間快速移動。

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轉化PLGA材料，形成強力附著癌細胞的化療藥物

研究人員把已獲得美國食品暨藥物管理局（FDA）核准的聚乳酸—乙醇酸共聚物（PLGA）這種可生物降解材料，成功轉化為類似於壁虎這種爬行動物腳上分支、毛髮狀奈米結構的小顆粒。

接下來，他們把這些小顆粒和化療藥物混合，並將它附著在培養皿中的癌細胞以及小鼠的膀胱癌表面上，結果發現能夠牢牢地附著在癌細胞表面上，長達數天之久，就算在膀胱表面這種光滑的環境中，結果還是一樣。

Wyatt Shields表示，膀胱癌相當常見，大多數患者表現為局部病變。為了治療局部膀胱癌，醫師通常把導管插入膀胱，再注入化療藥物，讓整個膀胱浸泡在藥物中。 然而，這些藥物會隨著頻繁的排尿而被排出體外，因此必須密集地重複治療，但這也帶來了更多的疼痛，以及伴隨而來的副作用，膀胱癌也常一再復發，是出了名的難以治療，而這也是團隊選擇研究它的原因之一。

黏性強、具選擇性、可分解排出的化療藥物，將降低副作用

如今有了這種黏著力超強的材料，可以直接應用在腫瘤治療，選擇性地將高濃度化療藥物輸送並黏附在腫瘤表面上，直到這些藥物在完成治療後，分解並被排出體外，既可達到精準治療效果，也可減少副作用。

Wyatt Shields和研究團隊認為，現在迫切需要全新的有效療法，以免這些癌症患者的病情持續進展到更晚期，而他們這項研究成果，已跨出了非常有希望的第一步。

展望未來，他們希望能將這種受到壁虎啟發的新型材料，在混合化療藥物後，以凝膠的形式直接塗抹在腫瘤上，並從膀胱癌逐步擴大到口腔癌、頭頸部腫瘤等其他癌症。 他們甚至幻想著，這種全新材料可以黏附在內視鏡可以觸及的肺臟、腸胃道等其他器官上，擴大使用範圍，儘管那已遠遠超出了他們目前的研究領域。

資料出處：台灣生醫創新學會