越黑越火爆

• 作者／照護線上編輯部
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「曾經遇過一位老師，因為下巴有塊白斑，而相當困擾。」中國醫藥大學附設醫院美容醫學中心雷射美容科主任張長正醫師指出，「經過檢查後確認是黑色素細胞不足，雖然接受過治療，但沒有明顯改善，所以決定接受表皮移植手術。」

當時利用微創表皮移植系統吸取微泡，精準取下淺層表皮，然後移植到下巴白斑處。張長正醫師說，待受皮區癒合之後，再經過一系列的照光治療，讓移植皮膚的顏色符合周圍皮膚的顏色。表皮移植的成果看起來相當自然，從此不用再擔心下巴的白斑會引人側目，讓患者相當開心。

白斑症（Vitiligo）的成因大多與自體免疫有關，由於患者自身的免疫系統會攻擊自己的黑色素細胞，導致皮膚缺乏黑色素。張長正醫師說，有些外在因素可能對黑色素細胞造成影響，例如外傷、長期受到化學刺激等；另外也有部分患者的白斑與胚胎發育的過程有關。

白斑症患者的皮膚會失去黑色素細胞，而出現形狀不規則的白色斑塊。張長正醫師說，白斑症在身體任何位置都可能發生，讓患者相當困擾。

白斑症的治療包括藥膏、口服藥、紫外線照光治療等，張長正醫師說，如果確定缺乏黑色素細胞，在狀況穩定後可以考慮接受表皮移植手術。表皮移植的主要目的是獲得黑色素細胞，像播種一般，讓病灶部位長出具有黑色素細胞的表皮。

在進行表皮移植手術時，必須從取皮區取下表皮。張長正醫師說，一般常用的方法是以一個試管大的口徑覆蓋在取皮區，然後利用負壓抽吸，待皮膚形成水泡後，再用剪刀把水泡剪下來，移植到受皮區。但是這種做法會讓取皮區在癒合後的外觀較不理想，受皮區的結果也不甚美觀。因為一次取下一大塊水泡，沒有辦法符合周圍皮膚的顏色與質地，常常會有一塊一塊的凸起，類似鵝卵石步道。

另一個方法是使用皮膚切片筆，每彈一下可削下一片表皮，再分別移植到受皮區。張長正醫師說，這種做法也會讓受皮區在癒合後凹凸不平，不甚美觀。 

近年來發展出的微創表皮移植手術是運用水泡取皮的原理，但有大幅度的進化。張長正醫師說，微創表皮移植系統會稍微加溫，幫助皮膚形成水泡，然後使用負壓抽吸，讓皮膚形成許多個直徑約 1.8 mm 的微泡，微泡間的間隔約 2 mm。

微創表皮移植手術的優點在於水泡很小，所以取皮區的復原速度相當快。一般在兩個禮拜後就能完全癒合，幾乎看不到疤痕。張長正醫師說，微創表皮移植手術能夠精準取得淺層表皮，且排列非常整齊，因此在受皮區中，每個微泡都能以相同的速度生長，在癒合之後皮膚會比較平整，且顏色相近。白斑症患者想要接受治療的目的就是讓膚色均勻，所以在接受表皮移植後，醫師會測量黑色素指數，而微創表皮移植手術可以有高達八成、甚至九成的顏色相似度。 

除了用於治療白斑症，微創表皮移植手術還可運用於小範圍燒燙傷或困難癒合的傷口。張長正醫師說，傷口在癒合時都是由邊緣開始生長，範圍較大的傷口會需要較長的時間，而且癒合之後的疤痕會比較明顯。利用微創表皮移植手術能夠加速傷口的癒合，也可達到較佳的外觀。

微創表皮移植手術不需要麻醉，沒有明顯疼痛，在門診就可以進行，便利性高。張長正醫師說，接受微創表皮移植手術後，請依照醫師指示照顧傷口，並避免過度活動或摩擦受皮區。

筆記重點整理

1. 白斑症患者的皮膚會失去黑色素細胞，而出現形狀不規則的白色斑塊，在身體任何位置都可能發生。
2. 白斑症的治療包括藥膏、口服藥、紫外線照光治療等。如果確定缺乏黑色素細胞，在狀況穩定後可以考慮接受表皮移植手術，像播種一般，讓病灶部位長出具有色素細胞的表皮。
3. 微創表皮移植手術的優點在於水泡很小，所以取皮區的復原速度相當快。一般在兩個禮拜後就能完全癒合，幾乎看不到疤痕。
4. 微創表皮移植手術能夠精準取得淺層表皮，且排列非常整齊，因此在受皮區中，每個微泡都能以相同的速度生長，在癒合之後皮膚會比較平整，且顏色高度相近。
5. 除了用於治療白斑症，微創表皮移植手術還可運用於小範圍燒燙傷或困難癒合的傷口，能夠加速傷口的癒合，也可達到較佳的外觀。

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日常生活中，每天多少會曝曬微量的陽光。未受保護的皮膚，不知不覺地損壞、老化。這種情形在正中午，或是夏季尤為明顯。^[1]雖然人體本身的黑色素，可以對抗紫外線，但是濃度因天生膚色而異，保護力通常又不太足夠。^[2]美國西北大學（Northwestern University）研究團隊於是人工合成，可以塗抹皮膚的「超級黑色素」（Super Melanin）。^[1]

抗氧化

氧化壓力（oxidative stress）是阻礙皮膚正常修復的主要機制之一：^[3]帶有氧氣的自由基（free radicals），即活性氧化物（reactive oxygen species），^[4]在皮膚曬傷或化學灼傷後，會被釋出抵禦微生物，並散佈發炎訊號。可是當它們的量太多，氧化了酵素、核酸、細胞膜的脂質，以及結構性蛋白等，便會導致細胞功能失常或死亡。因此，氧化還原（reduction-oxidation）是局部性傷口治療的關鍵。^[3]

木犀草素（luteolin）、維生素C、甲殼素（chitosan）、丁香酚（eugenol）、添加薑黃素（curcumin）的聚乳酸奈米纖維，以及檸檬酸（citrate）水凝膠等，都具有這種抗氧化的功效。不過，科學家希望能找到，生物相容性跟藥效傳遞更好的化合物。^[3]

合成黑色素顆粒

紫外線曝曬後，體內濃度增加的黑色素，會清除自由基。理所當然地，奈米等級的合成黑色素顆粒（synthetic melanin particles；SMPs），就成為西北大學研究團隊開發的對象。^[3]奈米是極為渺小的單位，在同樣的體積範圍內，能創造非常龐大的表面積，來產生反應。^[5]他們以此技術，分別做了多孔而有高表面積的SMP_Hi；以及表面積與天然黑色素接近，無孔洞的SMP_Lo。^[3]然後將這兩種合成黑色素顆粒，加到普通乳液裡。^[2]抹在皮膚受到氮芥（nitrogen mustard）和紫外線傷害的小鼠身上，進行測試。氮芥是一種治療皮膚淋巴癌的局部化療藥物，能引起刺激性皮膚炎和水泡等劇烈反應；而紫外線曬傷，則會使皮膚發炎。^[3]

實驗觀察皮膚受創的表面積與深度、發紅和水腫的程度、結痂脫落的速度，以及免疫反應等。SMP_Lo跟SMP_Hi只是停留在皮膚表面，不會穿透角質層。^[3]然而，研究團隊解釋，它們的訊號會傳遞給下方的表皮，「與整個身體溝通」，抑制過度亢奮的免疫反應，進而促進癒合。^[1]使用合成黑色素顆粒的小鼠，復原狀況優於不給藥的對照組：^[3]以氮芥傷害來說，面積減半，而且原本16天以上的恢復期，縮短為10至12天。^[2]其中SMP_Hi又更勝一籌，第11天就有50%的結痂剝落；SMP_Lo此時僅30%；而對照組尚無動靜。^[3]

另外，研究團隊從西北紀念醫院（Northwestern Memorial Hospital），取得腹部整形手術（abdominoplasty）割除的人體皮膚。處理過後，放在培養皿裏頭，以氮芥進行破壞，再測試合成黑色素顆粒的療效。SMP_Lo顯然有清除受損組織，並預防水泡的功能；而SMP_Hi的表現不如預期，或許是因為採用的組織，缺乏完整的免疫系統支援，並不代表正常運作的情況。整體而言，研究團隊仍然認為高表面積的合成黑色素顆粒，對傷口復原的效果會比較好。^[3]

成立公司

研究抗紫外線的初衷，促成了可以防曬、抗老、療傷迅速，甚至可能保護放射線治療病患的超級黑色素。他們受美國國防部（Department of Defense）及國家衛生研究院（National Institutes of Health）贊助，其他相關研究，還包括用黑色素染色的軍服，來吸收神經毒氣等。^[1]最近西北大學團隊已經成立公司，在持續測試產品效果的同時，打算將超級黑色素商業化，^[2]希望能造福大眾。^{[2, 6]}

參考資料

1. Paul M. (02 NOV 2023) ‘‘Super Melanin’ Heals Skin Injuries From Sunburn, Chemical Burns’. Feinburg School of Medicine, Northwestern University, U.S.
2. Service RF. (02 NOV 2023) ‘Synthetic ‘super melanin’ speeds skin repair’. Science.
3. Biyashev D, Siwicka ZE, Onay UV, et al. (2023) ‘Topical application of synthetic melanin promotes tissue repair’. npj Regen Med, 8, 61.
4. ‘Free radicals vs. reactive oxygen species: what’s the difference?’. (30 AUG 2021) Cell Guidance Systems.
5. ‘What Is So Special about “Nano”?’. U.S. National Nanotechnology Coordination Office. (Accessed on 12 NOV 2023)
6. Northwestern University (03 NOV 2023) ‘‘Super melanin’ heals skin injuries from sunburn, chemical burns’. YouTube.

你的手機能無線充電嗎？不過，雖說是無線充電，但還是得要放在充電盤上，由充電盤連結一條電線，這樣的充電方式，想必跟大家期待的「真．無線充電」有落差。

好消息是，有人提出一種藉由捕捉空間中的無線電波、獲得電能的無線充電方式，所以代表這些電能是完全免費的！但……這是真的嗎？

隔空充電可行嗎

現在我們已經可以透過無線網路串連全球的資訊，但是遠距能量傳輸卻尚未成真。

當代的無線通訊裝置，舉凡手機電話、wifi 網路、無線電、衛星定位等，都可以靠著不斷地發射無線電波來交換訊息。不過其實仔細想想，無線電波、電磁波其實就是不斷變化的電磁場。既然可以透過磁場變化來傳遞能量，那這些強大的電磁波網絡，是不是也可以拿來傳遞電能呢？

實際上還真有類似的例子，一百年前最早的收音機竟然完全不需要插電！礦石收音機只需要天然礦石、金屬針、線圈和一些電線，就能收到附近廣播電台送出的訊號，轉換成聲音並放出。

那麼為什麼沒有沿用至今呢？主要就是效率的問題。礦石收音機需要不斷調整金屬針接觸礦石的位置，還得拉長長的天線來捕捉更多的無線電波；市售的礦石收音機玩具，甚至附有一條長長的鱷魚夾電線，可以接到大型金屬家具，產生更清楚、更大聲的聲音。當然這種收音機很快就被以電驅動的真空管收音機取代了。

2021 年初小米曾發表過隔空充電技術專利，利用指向型遠距充電，系統會先定位出手機的位置，再透過多個天線組成的陣列將電波瞄準發射給手機，克服電磁波發散的問題，據稱能在數公尺內進行無線 5W 的無線充電，雖然還不到快充，但也算是革命性突破。不過目前還在技術發表階段，尚未正式推出。

無線射頻獵能

再換個角度思考，能量在傳遞的時候會向四周發散，而我們生活周遭到處都是會發出電磁波的 3C 產品，那能不能反過來，捕捉這些由其他電器溢散的電磁波，並轉為能量呢？

還真的有人這麼做了。收集這些廢能，並轉化成可用電能的技術，就稱為「無線射頻獵能」。近十年來，有許多相關的技術與研究，不過效率大多還未到達實用階段。

就在今年一月，美國麻州大學團隊發表了一種可以用於無線射頻獵能的線圈手環，而且功率竟然比一般的線圈天線高十倍以上。

有趣的是，其實他們當時並不是在研究無線充電，而是如何使用 LED 快速閃爍來傳遞訊息；這種名為可見光通訊 VLC 的技術，有望成為未來 6G 通訊的方式。但發現到，這種技術需要 LED 以每秒數百萬次的頻率閃爍，過程中會釋放出大量不可用的無線電波，浪費掉許多能量；於是轉念一想，嘗試用線圈收集這些逸散的能量，降低傳訊時的能量浪費。

研究團隊發現，當線圈靠近金屬片時，收集能量的效率會變得更好。透過反射增強訊號，金屬片吸收環境中的電磁波再向外放出；隨著金屬片面積越大，攔截到的電磁波也越多，收集能量的效果也越好。

但是無線充電就是要擺脫這些笨重的金屬板，於是研究人員開始拿生活周遭的 3C 產品來進行實驗。從獵能的功率來看，效果最好的依序是筆電、平板、手機。這和預期的一樣：面積越大，獵能效果越好。

然而，意想不到的是，實驗效果最好的，竟然是人體！

推測這是因為人體中含有大量水分，其容易導電、被極化的特性有助於蒐集空間中的電磁波。人體就是一根巨大的共振天線，能增加無線電訊號的發射效率，同樣的道理，也可以用來收集環境中的無線電波能量。

研究團隊將線圈手環的設計稱為「Bracelet+」，是第一個借助人體的獵能裝置；後續又嘗試將線圈做成戒指和手環，希望能打造出輕便的隨身獵能裝置。

那這樣是不是以後只要綁條線圈在手上，就再也不需要幫手機充電了呢？該線圈手環目前在數公尺的距離外最多可以捕獲微瓦等級的功率，也就是百萬分之一瓦。用這種電壓當然不可能幫手機充電，不過已經足以供應一些低功耗的隨身裝置，像是常見的智慧健康手環，或是負責監控體溫或血糖的元件，甚至類似心律調節器的植入式醫療器材，或許就可以利用該線圈設計，減少充電的頻率。

在 5G 物聯網的架構中，各種居家和隨身裝置必須隨時維持連線，如何為這些獨立、低功耗的裝置供電便成了重要的課題。在這種情況下，如果可以汲取周遭無線電波的廢能，不只可以節省能源，還能免去定期更換電池或充電的麻煩。

遠距充電熱潮

目前的 5G 和開發中的 6G 技術，都持續往電磁頻譜中更高頻率的部分去探索，設置覆蓋率更高、頻譜更寬的無線通訊網絡，而這些頻率的電磁波也將為無線充電帶來新的發展機會。

去年在 Scientific Reports 期刊上，有篇研究提出了 5G 網路作為電力網的想法。團隊針對 5G 使用的頻率設計出一種天線以及搭配的電路，可以在 180 公尺外接收到 6 微瓦，為無線電力網的夢想邁出了第一步。

不過，在這波遠距無線充電的熱潮下，市面上也出現許多令人半信半疑的遠距充電技術。

例如 2011 年一家新創公司推出了超音波充電技術，宣稱可以透過空氣的震動替手機充電；然而，雖說超音波充電雖然在原理上可能可以運作，但在充電效率和經濟成本上根本不切實際，對人體健康的影響也相當有爭議。

除此之外，還有一家叫做 TechNovator 的公司推出了前所未聞的量子充電技術，他們宣稱可以透過「能量量子化」來傳輸能量，並且在「空間中創造能量結構」，還不需要任何形式的電磁場，就可以達成 100 瓦的無線充電！至於到底有沒有這麼好的事，就留給各位判斷了。

在所有物品與資訊都以無線網路相連的這個時代，無線的電力傳輸與電力網是關鍵的下一步；能夠有效的無線傳輸能量，才能讓我們生活周遭的智慧裝置擺脫電線的束縛，減少電池的消耗，成為一個自由移動，自給自足的物聯網。

不論是透過可見光、wifi、還是 5G 訊號，無線且遠距的充電與獵能，將來勢必會有讓人驚豔的發展。

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