一、前言
奈米製造(Nanomanufacturing)是指基於奈米科技的工業流程，在奈米尺度(1到100奈米)上進行產品開發及製造。奈米製造在生物製造領域中逐漸受到重視，並在醫學影像、組織再生、藥物輸送與醫療診斷領域中成為新興的趨勢。

二、奈米技術應用於醫學影像
(一)發展與挑戰
奈米顆粒在組織或循環系統中的聚集會影響其成像特性並降低成像精確度。另外，在進行細胞或亞細胞層級的成像時，某些成像方式如MRI或常規螢光的靈敏度和解析度可能較差。目前，使用塗層或聚合物能夠阻止顆粒聚集；研究人員也正開發能根據周圍環境調整尺寸及結構的智慧奈米顆粒。結合多種成像模式如螢光加上核磁共振，可以提高影像對比及解析度；新的成像方式和奈米材料如量子點(Quantum Dot)則可以提高分子亮度及分辨率，進一步提升解析度；上轉換奈米粒子(Upconversion Nanoparticle)則在增強訊號方面有許多潛力。

(二)以下為四種目前最具潛力的新興奈米影像技術
1.光子計電腦數斷層掃描(Photon-counting Computed Tomography, CT)：與標準CT比，此方法有助於識別更精細的細節。研究人員估計，在2025年該技術能實現廣泛的商業推廣。

2.AI驅動的成像技術：由AI驅動的成像技術能提高診斷效率並減少重複操作的時間，其演算法可以對基於奈米技術的影像進行去雜訊；另外，使用深度學習的AI技術，可以進行奈米尺度的高精度視覺化，並產生高於設備物理限制的重建影像。

3.太赫茲成像(Terahertz Imaging, THz Imaging)：太赫茲為物理單位，太赫茲成像技術使用的電磁波波段介於微波和可見光之間。該技術能識別腫瘤、燒傷等病變組織與正常組織的差異，提供快速與早期發現癌組織的非侵入式檢測方法。

4.量子增強同調光繞射成像(Quantum-enhanced Coherent Diffraction Imaging)：該成像技術結合量子力學，能夠擴展分析蛋白質的三維結構，在新藥研發上有著許多潛力。

(三)創新案例
1.美國Nanosys：Nanosys公司以其量子點技術，正推動奈米成像領域的突破。2023年，昭榮化學收購了該公司，並集中投資量子點技術，期待該技術推動的高解析度成像，在非侵入式診斷上的應用。

2.美國Endra Life：Endra Life公司的奈米MRI技術，該技術結合MRI與奈米粒子，產生更清晰的組織與病變影像。該公司ThermalytixTM平台還能評估組織的熱特性，增強在腫瘤學與神經病學中的應用能力。

三、奈米技術應用於組織再生
(一)發展與挑戰
部分種類的奈米粒子，如金屬奈米粒子在特定條件下會表現出對生物體的毒性；另外，控制奈米粒子在體內釋放藥物以及控制藥物分布是一項困難的任務，且奈米材料合成過程複雜且難度與成本均高。透過奈米支架結構模擬細胞外基質，並在其中裝載生長激素、藥物及細胞等，能幫助細胞增殖、移動及組織再生，是極具潛力的策略。

(二)以下為三種目前最具潛力的新興奈米組織再生技術
1.奈米酵素(Nanozymes)：人工酵素又稱奈米酵素，被設計成擁有天然酵素的活性，是組織再生領域中顛覆性的工具。奈米酵素能透過降低氧化壓力、減少細胞凋亡、增加膠原蛋白沉積並促進組織再生來加速傷口癒合。

2.奈米生物列印：奈米生物列印透過結合奈米材料與高階的3D列印技術，能創造出複雜且具有功能性的組織。該技術在骨骼及軟骨再生領域有令人矚目的進展。

3.智慧奈米纖維：智慧奈米纖維能夠依照環境條件來促進組織再生。例如，溫度敏感的電紡纖維可以根據溫度改變其機械特性及結構，來控制藥物釋放；另外還有酸鹼度敏感以及生物電流敏感的奈米纖維材料。

(三)創新案例
1.英國Medtronic：Medtronic公司開發的NanoStimTM是一種合成骨膏，其中的主要成分羥基磷灰石(Hydroxyapatite, nHA)是一種合成的磷酸鈣衍生物奈米晶體，與天然骨骼中的礦物質結構類似，能夠促進骨骼的生長。

2.美國Cellink：Cellink公司致力於開發用於組織再生的生物墨水及奈米生物列印系統。該公司的生物墨水產品由藻酸鹽和纖維素奈米纖維構成，其結構與膠原蛋白相似，能為哺乳動物細胞提供基質，促進細胞發育。

四、奈米技術應用於藥物運送
(一)發展與挑戰
奈米技術有潛力將藥物精準且高效的運送到特定身體部位。早期奈米粒子經常出現脫靶效應，免疫系統也常將其視為外來物而清除，導致療效不佳；另外，疏水性的藥物在早期的設計中經常面臨缺乏足夠載體體積的挑戰。目前，利用配體(Ligands)進行主動靶向，能將奈米粒子功能化，使其能與表達目標受體的細胞結合；另外，以聚乙二醇修飾奈米顆粒能避免粒子受到免疫系統攻擊。

(二)以下為四種目前最具潛力的新興藥物運送技術
1.腫瘤靶向奈米組裝載體(Tumor-targeting Nano-assemblies)：由同型或異型二聚體藥物製成的奈米組裝體顆粒已被證實可以增加腫瘤特異性的運送。與光動力療法(Photodynamic Therapy)結合使用時，這些奈米載體可以增強藥物負載、穩定性和腫瘤特異性的釋放。

2.刺激後釋放藥物的奈米藥物載體(Stimuli-responsive Nanoparticle Drug Delivery)：研究人員能夠將奈米載體設計成在特定條件下開始釋放藥物，例如，酸性環境(發炎或腫瘤組織)、由人員於外部控制的磁性環境。

3.複合型奈米顆粒(Hybrid Nanotechnology)：研究人員可以透過結合兩種或多種類型的材料，來創造出展現不同材料各自優勢的奈米載體。例如，脂質具有良好的生物相容性、聚合物則較高的穩定性，結合兩種材料而成的奈米顆粒能成為抗發炎藥物或疫苗的理想載體。

4.配體偶聯奈米載體(Ligand-conjugated Nanocarriers)：將配體結合於奈米載體上，能夠提高載體的標靶能力，增加藥物運送效率，因而減低藥物使用與副作用。常見的配體包括葉酸、半乳糖或有高度特異性的單株抗體。

(三)創新案例
台灣微脂體公司(TLC Biopharmaceuticals)
台灣微脂體公司是一家臨床階段的生物製藥公司，專注於開發脂質體藥物遞送系統。藥物運送系統NanoX ®以奈米級技術設計藥物，能改善藥物溶解度與穩定性，提升藥物的治療效果。

五、奈米技術應用於醫療診斷
(一) 發展與挑戰
由於奈米技術的進步，人們已經開發出能夠快速得到診斷結果的即時診斷工具，從而提高了可近性並降低了對複雜實驗室基礎設施的要求。不過，許多奈米技術還在開發初期，生產成本高；而當奈米粒子在生物體中引發免疫反應時，是一大安全性的疑慮；另外，奈米診斷技術產生的大量資料，分析門檻高，阻礙了其應用。目前，透過奈米粒子表面塗層和功能化技術，可提高奈米粒子的生物相容性和標靶能力，並降低毒性；而奈米檢測器能夠檢測特定的疾病分子指標，更早發現疾病的存在。

(二)以下為三種目前最具潛力的新興醫療診斷技術
1.奈米流體技術(Nanofluidics)：奈米流體技術正在醫療診斷領域成為趨勢，該技術使樣品處理流程更簡單，並提高生物標誌辨識的效率。關鍵技術之一，奈米孔定序(Nanopore Sequencing)，能提供高通量即時定序，強化基於基因篩檢的疾病診斷。

2.基於CRISPR的奈米診斷技術：基於CRISPR的奈米診斷技術結合CRISPR/Cas系統與奈米技術，透過Cas12或Cas13蛋白的反式切割活性，在識別特定核酸後激發螢光訊號，達成高靈敏度的病原體或遺傳標記檢測。搭配行動裝置與橫向流動檢測，可實現快速、即時的診斷。

3.奈米感測器：基於奈米感測器的診斷技術有極高的靈敏度及精確性，能有效識別生物標誌物，推動醫療診斷快速發展。其採用奈米線、奈米管與奈米顆粒等材料，適合分子層級的檢測。能在資源有限或偏遠地區提供快速準確結果，提升醫療可近性。

(三)創新案例
1.美國NanoDX：NanoDX 系統感測器設計採用高靈敏度的矽質奈米線，並在其中植入具特異性的抗體或受體分子；由抗原與標記物結合後產生的電阻變化，奈米線能夠精確的測量目標分析物，並提供診斷結果。

2.瑞士Abionic：Abionic公司專注於利用奈米技術開發即時診斷技術，透過微流體技術與功能化奈米粒子結合，其平台能夠快速且準確地檢測特定生物標記物。

六、結語
除了以上介紹之技術與趨勢，在未來，奈米機器人(Nanobots)、奈米發電機(Nanogenerators)、整合AI模型將進一步提升診斷領域的安全性、功能性和穩定性。奈米技術能改變未來醫療，特別是在藥物傳輸與再生醫學方面展現巨大潛力。除了以上介紹之技術與趨勢，奈米機器人(Nanobots)可提升藥物吸收效率，跨越血腦屏障(Blood-brain Barrier)並治療阿茲海默症等疾病，並結合診斷功能強化病患照護。奈米發電機(Nanogenerators)則透過生理動能供電，為植入式裝置提供持久能源，提升組織工程支架的功能與穩定性。人工智慧亦成為驅動奈米藥物載體設計與最佳化的關鍵力量，能加速藥物開發並提升精準治療效果。整體而言，奈米科技結合AI的應用，將開啟個人化醫療與智慧治療的新篇章。