在伤口愈合的过程中，「氧气」都是相当关键的角色，因此从1960年代起，科学家开始以氧气治疗伤口。然而氧气难溶于水，无法抵达伤口深处，因此科学家改透过二氧化碳的「波尔效应」促使血红素释放出更多氧气。

好莱坞卖座科幻电影「X战警」主角金钢狼拥有超强自愈能力，可以从各种创伤快速愈合复原。常人虽然无法像金钢狼那般百害不侵，但成功大学研究团队研发近红外光照射最新疗法，经动物试验证实可加速伤口愈合。这项技术究竟是突破哪些伤口照护瓶颈？运用了哪些原理呢？

伤口愈合的关键角色——氧气

要提升伤口愈合速度，就得先找到关键影响因素。伤口愈合过程分为炎症期、增生期和成熟期等三个阶段，氧气在每个阶段都是不可或缺的角色。Ｔ细胞和B细胞等免疫细胞在炎症期消耗氧气以吞噬消灭入侵细菌，纤维母细胞则开始增生并移动到伤口处。

进入增生期后，因之前大量耗氧，组织出现短暂缺氧，纤维母细胞就吸引邻近血管形成新血管输送氧气，并分泌更多胶原蛋白填补伤口；上皮细胞也开始变形移动到肉芽组织上面，将伤口覆盖；粒线体供应细胞运作所需能量等过程，直至成熟期伤口收缩复原，都需要足够的氧气协助。

氧气对伤口愈合如此重要，但受伤后，因伤口组织血管破裂，红血球输送氧气的通路被阻断，科学家于是开始思考利用氧气治疗的可行性，积极尝试各种提高伤口组织氧气浓度的方式。

如何运用氧气治疗伤口？

1960年代，科学家开始使用氧气治疗伤口。病患需要待在特殊的压力舱，呼吸纯氧来增加血液含氧浓度，借此提高伤口组织的氧浓度。但这种方式不仅成本高昂，且因是全身性供氧，可能造成身体其他部位氧气浓度过高，产生气胸或脑血管栓塞等副作用。

科学家于是改采在伤口组织局部增加氧浓度，避开高压氧治疗风险，降低医疗成本，机动性也高。但氧气难溶于水，无法抵达伤口深处，对较深伤口疗效有限。为达到局部增加氧气浓度，又能让深入伤口组织，就必须克服水溶性的问题。科学家也因此把脑筋动到二氧化碳身上！

二氧化碳神奇的波尔效应

大家都知道二氧化碳是造成温室效应的凶手，但对伤口愈合却是神奇救兵。1904年丹麦生理学家克里斯蒂安．波尔（Christian Bohr）提出「波尔效应」，证实透过红血球调节血液酸碱值，提高二氧化碳浓度，让血液酸碱值偏酸，便能促使血红素释出氧气。

二氧化碳疗法便是运用「波尔效应」，促使血红素在肌肉组织及末梢组织释放出更多氧气，活化细胞并促进血液循环，已被证实能促进新陈代谢和组织再生。疗法是把少量二氧化碳，经过皮内或皮下注射到体内，诱发局部区域产生较高浓度氧气，借此治疗伤口。

纳米光疗愈合效果加乘

「波尔效应」为伤口治疗开启新窗，成功大学化学系讲座教授叶晨圣则带领研究团队，结合近红外光与纳米药剂，让二氧化碳疗法更上层楼。经小鼠试验显示，伤口接受五分钟照射治疗，愈合时间就可缩短三分之一。

研究团队把硫化铜纳米粒子孔洞化，增加接触表面积，里外吸附碳酸氢钠（NaHCO 3 ，俗称小苏打），制作成纳米药剂。在小鼠背部划出2厘米伤口，把药剂滴在伤口表面，再用波长700-2000纳米近红外光照射约五分钟，当药剂温度升高至摄氏40-42度左右，小苏打受热分解产生二氧化碳，促使血液酸碱值转为弱酸性，进而诱发血红素释出氧气。

研究团队追踪小鼠伤口组织血液循环及愈合状况，发现药剂释出的二氧化碳，不但使血管扩张，促进血液循环，更令人惊艳的是「波尔效应」的加乘效果，进行一次性的五分钟治疗，便可让伤口愈合时间从三周缩短至两周。

叶晨圣研发的纳米药剂，不但顺利解决传统氧疗法的溶氧障碍，也成功改善二氧化碳侵入性疗法的疼痛问题。研究团队预定把纳米药剂进一步从滴剂转化成贴片，让伤口治疗能更简易且迅速。