挺過白化危機 臺灣鹿角珊瑚成下一代高階骨材

中山大學海洋生物科技暨資源學系特聘教授溫志宏與生技醫藥研究所博士生張瓏,與鹿角珊瑚骨骼。圖/中山大學提供

核三廠抽海水冷卻,出水口珊瑚白化嚴重,唯獨鹿角珊瑚卻展現驚人耐熱力,逐漸演化耐熱珊瑚,近年還拿來研究可望成爲高階骨材植入人體。國立中山大學海洋生物科技暨資源學系特聘教授溫志宏研究團隊,意外發現鹿角珊瑚骨骼接近人體海綿骨,有助骨細胞貼附生長,再生醫學應用潛力無窮。

中山大學最新研究發現,一種可養殖的臺灣鹿角珊瑚,骨骼結構不僅高度接近人體海綿骨,更能有效促進骨細胞貼附與分化,具備量產高階骨材的潛力,品質有望超越市售珊瑚骨材產品,研究成果成果已刊登於國際高影響力期刊「材料與設計」(Materials & Design),爲臺灣再生醫學材料領域打開一扇新窗。

研究團隊形容,這是出乎意料的發現,田野調查發現,鹿角珊瑚生長在覈三廠出水口高溫海域,當週邊珊瑚白化死亡,它卻依然存活、生長,演化成爲適應高溫海域耐熱珊瑚,在全球珊瑚礁快速衰退的背景下,顯得格外珍貴「原本只是想找一種可養殖、具備生醫活性材料,沒想到,卻意外遇見了可能改寫珊瑚覆育的物種」。

溫志宏表示,海生館提供多種養殖型珊瑚骨骼進行測試後,發現鹿角珊瑚的孔隙大小、粗糙度與三維結構,最有利於骨細胞穩定附着與生長,結構特性幾乎是爲骨再生而生,相較於已商用化的珊瑚骨材,鹿角珊瑚展現出更佳生物活性與貼附效果,有機會發展成高階骨材,打入全球再生醫學市場。

爲讓珊瑚骨骼真正成爲安全可用醫材,研究團隊也在製程與分析技術上提出創新解法。生技醫藥研究所博士生張瓏指出,傳統以化學藥劑清洗珊瑚骨骼,往往難以深入奈米級孔洞,易殘留微生物,因此研發高溫燒結法,在粉碎後進行客製化燒結,可徹底清除孔隙內海洋生物,技術也已取得專利。

此外,鹿角珊瑚本身具有自發螢光,長期困擾細胞觀測,團隊導入原本用於半導體分析CLEM技術,首次成功應用於生物醫材研究,不僅克服螢光干擾,也讓不規則骨材表面的細胞行爲得以被精準判讀。

臺灣鹿角珊瑚演化成爲耐熱珊瑚,可被人工養殖。圖/海生館提供

中山大學海洋生物科技暨資源學系特聘教授溫志宏與生技醫藥研究所博士生張瓏,與鹿角珊瑚骨骼。圖/中山大學提供

臺灣鹿角珊瑚演化成爲耐熱珊瑚,可被人工養殖。圖/海生館提供

中山大學海洋生物科技暨資源學系特聘教授溫志宏與生技醫藥研究所博士生張瓏,與鹿角珊瑚骨骼。圖/中山大學提供