科學人／「電漿技術」也能用於醫療、美容！專家解析應用原理與優點

提到電漿，許多人第一時間會想到電漿電視，但其實電漿的應用範圍廣泛，從日光燈、霓虹燈，到自然界中的閃電、北極光，都與電漿有關。我們熟知物質的三態：固態、液態與氣態，而電漿則是「物質的第四態」。當氣體被加熱到極高溫度或者處在高能電場內，電子被剝離出來，使得氣體成為由帶電粒子組成的電漿態。這種帶電的特性，使電漿擁有獨特的物理與化學特性，並被廣泛應用在科技與醫療領域。

電漿是一種高能態物質，包含自由電子、離子、中性原子與分子。在高溫或強電場的作用下，氣體分子會被電離，釋放電子並形成帶電粒子。這些帶電粒子能夠產生強大的電場與磁場，使電漿具有高度的導電性與活性。

電漿的基本特性：

・帶電性：電漿中的帶電粒子可以響應外部電場與磁場，並影響其運動方向。

・能量釋放：透過電子的碰撞與重組，電漿可產生不同波長的電磁輻射，如可見光、紫外線與X射線。

・活性分子：電漿中的活性氧（ROS）與活性氮（RNS）能夠破壞微生物結構、促進化學反應，並影響生物細胞行為。

這些特性讓電漿在半導體製造、材料表面處理與環境淨化等領域發揮關鍵作用。例如，在半導體製造中，電漿蝕刻技術可實現高精度的電路圖形製造；在材料表面處理方面，電漿可用於提升塑料、金屬與玻璃的表面能，增強塗層或黏合劑的附著力；而在環境淨化上，電漿降解技術能有效分解空氣中的揮發性有機化合物，降低污染排放。

電漿類型與特性：

冷電漿和熱電漿是兩種不同的電漿狀態，主要區別在於它們的溫度、能量分佈以及應用領域。熱電漿的溫度通常非常高，達到攝氏數千甚至數萬度。這使得熱電漿中的電子、離子和中性粒子的能量都處於相同的熱平衡狀態。由於溫度高，熱電漿中的電子擁有較高的動能，通常會導致強烈的光輻射和化學反應。這使其在金屬熔化、焊接、材料處理等高溫工業過程中有廣泛應用。相對而言，冷電漿的特徵是溫度較低，其中的重粒子（如中性氣體分子和離子）溫度相對較低，只有電子的溫度較高，甚至運用於醫療領域的冷電漿，整體溫度小於攝氏40度，由於冷電漿的粒子能量較低，它不會對周圍材料造成高溫損傷，因此能應用於醫學與美容領域。此外，冷電漿具有較高的化學活性（ROS與RNS），能夠進行材料表面改性、消毒、殺菌等。

電漿技術在醫學上的應用

電漿技術在醫學領域的應用日益廣泛，尤其是「冷電漿技術」（Cold Atmospheric Plasma, CAP），其低溫特性使其成為安全、無創的新型醫療工具。

・傷口修復與感染控制：研究顯示，冷電漿可有效殺滅細菌、病毒與真菌，減少感染風險，加速傷口癒合。醫療機構已開始使用電漿技術來消毒傷口，並降低抗生素的使用。

・癌症治療：CAP可誘導癌細胞凋亡，同時刺激免疫系統識別與清除癌細胞。與傳統放射治療相比，電漿療法對正常細胞的影響較小，副作用更低。

・生物醫材應用：電漿技術可優化醫療器材的表面特性，如提升人工關節與假牙的黏合力，防止細菌附著。過去假牙需要透過黏著劑把陶瓷部位與鈦合金部位黏合，但這樣的黏合效果並不好，經常會脫落，如果在黏合前經過電漿處理，就能夠有效固定，大幅減少脫落的情形。

・美容與皮膚治療：透過電漿技術，能夠刺激膠原蛋白增生、改善皮膚彈性，使其應用於抗衰老與皮膚修復領域。此外，電漿可提升皮膚對外泌體與保養品精華液的吸收，增強護膚效果。

電漿技術的創新應用與市場突破

電漿技術在醫學與美容領域的應用日益成熟，其中，電漿噴射（Plasma Jet）與介電質阻擋放電（DBD）兩項技術尤為關鍵。智必立生醫深耕這兩大技術，並擁有相關專利技術，致力於開發高效、安全的電漿設備，為醫療與消費市場提供創新解決方案。

電漿噴射透過高壓電場使氣體電離，產生可遠距輸出的低溫電漿流，能夠精準作用於傷口或病灶區域，避免直接接觸皮膚，降低感染風險。其釋放的ROS與RNS能夠有效殺菌、促進細胞修復，因此被廣泛應用於傷口治療、慢性潰瘍護理、燒燙傷修復，甚至在牙科與皮膚醫學領域也展現出極大潛力。目前，智必立生醫正積極開發電漿噴射設備，未來將進一步拓展至臨床醫療應用。

相較之下，DBD技術需與皮膚表面接觸，內建的介電層可防止電流穿透人體，使其使用過程更加安全。DBD技術擅長於大面積肌膚護理，能夠提升護膚品的吸收效果，刺激膠原蛋白增生，改善皮膚彈性。智必立生醫已成功推出搭載獨特DBD技術的家用電漿美容設備，並獲得市場高度評價。與市售電漿設備相比，智必立生醫的DBD設備更具輕便攜帶化的優勢，可於家居環境安全使用，並展現出令人驚艷的護膚效果。此外，DBD技術也能應用於醫療器材消毒、環境淨化與水處理，顯示出其在健康與環保領域的廣泛潛力。

智必立生醫不僅專注於技術創新，更重視產品的實用性與市場需求。未來，公司將持續推動電漿技術的應用，讓這項尖端科技從專業醫療擴展至日常護理，為消費者帶來更便捷、高效的健康解決方案。（整理／林又旻）

【專家解惑】

疑惑1：冷電漿的活性氧與活性氮對身體有害嗎？

許多人擔心ROS與RNS對身體可能產生的負面影響。其實，這些物質在適當濃度下能夠促進細胞再生、殺滅細菌，但若濃度過高則可能對細胞造成傷害。因此，冷電漿治療的關鍵在於精準調控劑量與作用時間，以確保安全與有效性。

疑惑2：生活中通常會如何應用冷電漿呢？

當冷電漿應用在生活中時，最常見的就是皮膚保養。目前已經有實際上的功用，包括：

・肌膚緊實與再生：電漿可以促進膠原蛋白和纖維母細胞增生，進而改善皮膚彈性，讓肌膚看起來更加緊緻、年輕。

・美容效果：電漿技術跟傳統雷射或音波拉皮相比，更能深入皮下組織，且不會對表皮造成損傷，副作用更低，安全性更好。

・改善微循環：冷電漿可促進皮膚微血管擴張，提高血流量，增強細胞營養供應與代謝。

・提高保養品的吸收率：電漿能暫時破壞表皮細胞阻隔，顯著提高皮膚對活性成分（如維生素B3）的吸收效率，甚至不需要使用注射或微針，就能讓活性成分深入真皮層。

疑惑3：冷電漿在再生醫學領域扮演什麼角色？

冷電漿在再生醫學中扮演著重要角色，尤其在外泌體的調控上。冷電漿可以促進細胞釋放更多外泌體，這些外泌體攜帶生長因子、蛋白質和RNA等分子，對細胞間的訊息傳遞、傷口癒合和組織修復具有關鍵作用。

此外，冷電漿處理還能改變外泌體的組成，進而影響其生物活性。例如，外泌體中的蛋白質和RNA組成可能得到調節，增強其促進細胞增殖、遷移和分化的能力，有助於加速組織再生。

冷電漿對外泌體的影響也包括免疫調節。這些處理過的外泌體可能減少過度的免疫反應，對於防止免疫排斥或促進自體修復具有重要作用。因此，冷電漿不僅能提升外泌體的分泌量，還能改善其功能，成為再生醫學中促進組織修復和再生的有力工具。

・ 專 家 小 檔 案 ・

余柏毅

智必立國際生醫科技公司副總經理兼技術長

台灣大學工學院醫學工程所博士。曾經擔任元智大學化材系兼任助理教授、明志科大材料系業界導師、經濟部A＋ 計劃執行負責人。專長為組織工程、介面科學、醫療器材研發製造。

智必立國際生醫科技公司

本單元獲智必立國際生醫科技公司贊助。由《科學人》團隊獨立採訪撰稿。

（本文出自2025.03.31《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）