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千秋新聞【記者蔡本文／台南報導】利用大氣電漿技術找到滅菌新利器，國立成功大學材料科學及工程學系 廖峻德 教授帶領 翁志強 博士等人組成的研究團隊在科研上有新發現。他們在開發的「新型中空電極型式微電漿噴流系統」中，成功找到電漿消滅細菌的最佳參數，證實對大腸桿菌、金黃色葡萄菌及噬熱桿菌具有滅菌的功能，未來可應用於美容、傷口癒合及醫療器材的滅菌處理等等。據了解，電漿醫學自2009年在美國及德國逐步開始發展，成大的研究水平確已經與世界技術並駕齊驅。

 

除了找出滅菌的最佳參數，團隊也將電漿系統的設計從工業用的機器，縮小成一支筆大小，未來可以聚焦在皮膚、生醫的應用。 廖峻德 教授說明，工業使用的電漿設備體積龐大，團隊所設計的電漿系統，可在常溫下操作，具有低耗能、價格低廉、操作容易，且不會產生有毒物質等特性，相當符合環保、健康與節能的趨勢。

 

目前醫院常會使用之殺菌方式，均會對材料的材質造成損壞，如熱、化學藥劑添加、或放射線照射，而大氣微電漿系統則是近年來作為取代傳統滅菌方式的新技術領域。由 廖峻德 教授率領之團隊自1996年致力於電漿應用於生醫的開發，2007起投入自有微電漿系統的研發，並探討電漿內各成份應用於滅菌的評估。

 

廖峻德教授說，利用他們所研發的微電漿的技術，可針對不易處理彎角處、有傷口的地方進行滅菌，包括口腔滅菌、手術器械、及創傷修復等等皆可應用，目標是希望取代雷射。目前已經與成醫進行口腔滅菌的臨床合作。另外，雷射的成本要價四、五百萬，他們所開發的電漿滅菌筆，功能一樣，價格僅十分之一，效果更好。或許，未來身上有傷口，不用酒精或消毒水，隨身攜帶一支筆就能把細菌搞定。

 

由 廖峻德 教授主持的團隊所設計開發的之新型中空電極型式微電漿噴流系統，是藉由反應氣體與電漿激發氣體分流供應，可大幅降低電漿維持所需能量，並藉由提升反應氣體添加比例，達到最佳滅菌效果。初步證實對大腸桿菌、金黃色葡萄菌及噬熱桿菌具滅菌效應，目前可達90秒完全滅菌。該研究成果讓日本電漿滅菌協會驚豔，並來信邀請 廖峻德 教授赴日演說。

 

研究團隊乃對於臨床常見細菌，如大腸桿菌、金色葡萄球菌進行滅菌處理，比較電漿處理前後，細菌形貌經由電漿處理後有明顯變化，且周圍有絲狀、小塊狀產生，且由殺菌確效的結果顯示，依據氧氣添加量的不同，可在90~120秒之間可達完全滅菌效果。而嗜熱桿菌於短時間內可達抑菌效果。顯示該實驗裝置可有效破壞細菌，而不是單純抑菌或妨礙繁殖。

 

廖峻德教授表示，大氣微電漿系統中有用的滅菌成分，包含帶電粒子、具活性反應物種、紫外光，以及臭氧等等，在綜合效應而非單一物種進行滅菌程序，可大幅提升處理效能，縮短滅菌時程。『簡單的說，利用電漿滅菌就是善用電漿中能量與反應物質的原理，給予細菌能量、促成它的反應，打爆細菌！』 廖峻德 教授說。

 

尤其電漿滅菌處理後不會產生有毒物質及污染，很適合應用於生醫器材的殺菌。未來可取代現有滅菌設備，提供客製化之微電漿處理系統，並可針對需求調整電漿陣列排列方式，達成快速、節能且潔淨的滅菌功能。另外，電漿處理後的副產物，如碳氧化合物、水氣等揮發性物種或是電漿未激發之殘餘氣體，皆可直接對外排放，對於環境威脅性甚小，符合普羅大眾及政府所倡導的綠色科技。

 

除了證實滅菌的功能，研究團隊對於各種屬性基材，也可藉由改變系統的電極型式、間距與通入氣體的種類、比例變化，找出最佳的抑菌參數。 廖峻德 教授補充說明，新型中空電極型式微電漿噴流系統核心技術在噴頭的設計，以及氣體混合成份的比例。該技術可成功針對物質，設計電漿的反應，依據產品所需改變混合成份，成功偵測達到最佳的化學反應式，可使用在生技產業、醫療儀器、表面改質處理等等，應用層面廣泛。舉例來說，皮鞋要增加鞋底的黏著度，也可以先透過電漿的處理，讓黏著劑產生最大的作用。只要廠商有興趣，都可以提出想法共同研究。

 

廖峻德教授目前兼任成大材料科學與工程學系主任及成大微奈米科技研究中心副主任，並擔任台灣歐盟計畫主持人，扮演媒合台灣與歐盟雙邊專家國際合作的重要角色。由廖峻德主持的生物醫學應用實驗室也和德國、美國等電漿科技研究單位進行密切的交流研究。並與奇美、台灣電漿、台灣電能等有多項的產學合作。關於電漿滅菌的最近成果也發表在國際期刊International journal of radiation biology，並在2008年台北世貿展展出成果，受到各界的注目。

 

電漿(Plasma)為固體、液體及氣體等物質三態外之第四種形態，係由正離子、電子、原子和分子等物質所組成。經過一世紀的發展，廣泛應用在各領域中，如半導體、光學鍍膜、纖維改質、能源環保以及醫學應用等。目前，電漿設施的發展，逐漸邁入微電漿(micro-plasma)系統，此系統為低耗能、常壓操作的潔淨系統。