Ajukasvajate edukas ravi on endiselt väljakutse. Kirurgiline eemaldamine on sageli parim valik, kuid suutmatus kõiki vähirakke täielikult eemaldada võib põhjustada kordumist ja metastaase. Kasvaja raviväljad (TTF), mis kasutavad vahelduvaid elektrivälju vähirakkude jagunemisvõime katkestamiseks, pakuvad potentsiaalset uut ajukasvajate ravivõimalust. Glioblastoomiga patsientidele manustatakse TTF-id pärast kirurgilist resektsiooni ning keemia- ja kiiritusravi lõpetamist. Kliinilised uuringud on näidanud, et see meetod võib mõne patsiendi elulemust märkimisväärselt pikendada.
Kliinilises kasutuses olevate kaubanduslikult heakskiidetud TTF-seadmete kasutamine on aga tülikas. Raseeritud peaga patsiendid kannavad korgitaolist seadet, mis sisaldab andurite massiive, mis toimetavad TTF-id ajju soovitatavalt 18 tundi päevas, ettenähtud arvu päevi. Korki kasutatakse elektrivälja generaatori, toiteallika ja ühenduskaabliga.
Hiina Guangdongi provintsi teadlased on nüüd välja töötanud paljutõotava alternatiivi: siirdatava ultraheliga töötava kasvajaravi seadme (UP-TTD). Kiibisuurune traadita TTF-süsteem võib olla tohutult kasulik, muutes patsientide ravi lihtsamaks ja vähendades potentsiaalselt ka kulusid.
Peauurija Bingzhe Xu, Sun Yat-seni ülikool Shenzhenis ja kaasuurijad testisid edukalt UP-TTD-d vitro inimese vähirakkudega ja in vivo laborirottidega. Sisse kirjutamine Teadus ettemaksed, märgivad nad, et seade pärssis inimese kasvajarakkude kasvukiirust ligikaudu 58% ja vähendas pahaloomuliste kasvajate suurust rottide ajus 78% võrreldes kontrollidega.
Rakutsükli peatamine
TTF-id häirivad mitoosi, rakkude jagunemisprotsessi, mis esineb sagedamini vähirakkudes kui tervetes rakkudes. TTF-id ei mõjuta normaalseid närvirakke, vaid toimivad pigem spetsiifilistele kõrgelt laetud valkudele vähirakkudes, mis on olulised rakkude jagunemiseks, aeglustades seeläbi kasvaja kasvu ja selle levimisvõimet.
Implanteeritava seadme loomiseks integreerisid Xu ja kolleegid kõik komponendid ühte painduvasse membraanikiibi, mille paksus on alla 500 µm ja mis on võimeline kohanema ajusisese ebakorrapärase pinnaga. Põhikomponent on juhtmevaba ultraheli energiamuundur, mis ühendab ultraheli mehaanilised vibratsioonid triboelektrilise generaatoriga, et muuta mehaaniline energia elektrienergiaks. UP-TTD on bioohutuse tagamiseks pakitud õhukese kihina bioloogiliselt ühilduvasse materjali ja see on loodud säilitama stabiilset väljundit erinevates keskkonnatingimustes.
Välise ultraheli ergastamisel genereerib UP-TTD häälestatava vahelduva elektrivälja. Patsiendi ohutuse tagamiseks soovitab meeskond ultraheli võimsustiheduseks 0.2–0.4 W/cm2 ja kesksageduslikud elektriväljad 100 kuni 300 kHz.
Teadlased analüüsisid kõigepealt UP-TTD mõju glioblastoomirakkudele vitro. Pärast 12-tunnist kokkupuudet UP-TTD-ga oli kasvaja proliferatsiooni kiirus oluliselt pärsitud. Seejärel implanteerisid nad seadme kasvajaga rottide ajju. Võrreldes kontroll-loomadega, kes ei saanud ravi, ilmnesid ravitud rottidel palju väiksemad vähipiirkonnad, mis viitab olulisele kasvaja inhibeerivale toimele. in vivo.
Ohutuskontroll
Ultraheli kõrge energiatase võib avaldada ootamatuid termilisi ja mehaanilisi mõjusid, mis võivad põhjustada nekroosi, apoptoosi ja ebanormaalset rakkude käitumist. Sel põhjusel registreerisid teadlased temperatuurimuutusi reaalajas pärast seadme implanteerimist ja kasvajaga rottide kontrollrühmas, keda raviti ainult ultraheliga. Ühelgi roti ajul kummaski rühmas ei esinenud olulist temperatuuri tõusu ja 21-päevase vaatlusperioodi jooksul ei ilmnenud põletikulisi reaktsioone.
Pea külge kinnitatud magnetseade vähendab ajukasvajat
Lisaks suuremahuliste seadmete kasutamise ja korgi kandmise vajaduse leevendamisele vajab UP-TTD implanteerimiseks ainult minimaalselt invasiivset tehnikat. Lisaks saab ravitoime suurendamiseks implanteerida mitu seadet. Erinevalt traditsioonilistest TTF-idest, mis käsitlevad pead tervikuna, võimaldab implanteeritav seade reguleerida kuni 1 cm suurust helitugevust.3 – rohkem kui 1000 korda parem ruumiline eraldusvõime kui olemasolevatel tehnikatel. UP-TTD ühildub enamiku kaubanduslike ultraheliseadmetega, laiendades üldist kasutusvõimalust.
"UP-TTD julgustavad tulemused suurendavad ajuvähi ravi uue meetodi võimalust," kirjutavad autorid. "See seade ei paku mitte ainult ohutut, tõhusat ja usaldusväärset siirdatavat lahendust ajukasvajate raviks, vaid annab ka uue lootuse ajukasvajatega patsientide päästmiseks."
