Mikroaaltoablaatio (MWA) on minimaalisesti invasiivinen syöpähoito, joka tappaa kasvainsoluja käyttämällä lämpöä, joka syntyy altistumisesta mikroaaltoenergialle. MWA:ta käytetään tällä hetkellä useiden kiinteiden kasvainten, mukaan lukien maksasolusyövän, keuhkosyövän, paksusuolensyövän maksan ja keuhkojen etäpesäkkeiden hoitoon. Mutta alan nopeasta edistymisestä huolimatta kasvaimen poistamiseen tarvittavat suuret tehot voivat vahingoittaa ympäröiviä kudoksia, mikä rajoittaa MWA:n kliinistä käyttöä. Sellaisenaan ylimääräisten funktionaalisten aineiden käyttö MWA:n kasvaimen lämmitystehokkuuden lisäämiseksi normaaleja kudoksia säästäen on tullut kuuma aihe.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Funktionaalisten nano- ja pehmeiden materiaalien instituutin tutkijat (HAUSKAA), valmisti Soochowin yliopistossa Kiinassa natriumalginaattihydrogeelin, joka oli silloitettu kalsiumioneilla toimimaan bifunktionaalisena materiaalina, joka parantaa mikroaaltoablaation tehokkuutta ja stimuloi kasvaintenvastaista immuniteettia. He kuvaavat havaintojaan Tiede ennakot.
Korkea kalsiumpitoisuus
Natiivimuodossaan hydrogeeli on erittäin imukykyinen, liukoinen polymeeri, ja synteettisistä hydrogeeleistä on nopeasti tulossa houkuttelevia biolääketieteellisiä materiaaleja, koska ne ovat erinomaisen bioyhteensopivia ihmissolujen ja kudosten kanssa. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että hydrogeelipolymeeriverkostojen sisällä sijaitsevat vapaasti seisovat ionit voivat toimia mikroaaltoherkkinä aineina geelikerrosten sisällä olevan ioneja sulkevan vaikutuksen vuoksi. Tämä havainto viittaa siihen, että hydrogeelejä voitaisiin edelleen mukauttaa MWA-sovelluksiin.
Tämän saavuttamiseksi tutkijat silloittivat natriumalginaatin (ALG) kalsiumkloridilla (CaCl)2) liuosta ALG-Ca-hydrogeelien muodostamiseksi. Tuomalla korkean pitoisuuden kalsiumioneja hydrogeeliverkostoon ne hyödynsivät värähteleviä ominaisuuksiaan sähkömagneettisen säteilyn vaikutuksesta mikroaaltolämmityksen tehokkuuden lisäämiseksi.
Tutkijat arvioivat näiden ALG-Ca-hydrogeelien mikroaaltoherkkyyttä kirjaamalla lämpötilan nousut mikroaaltosäteilytyksen jälkeen. He testasivat myös hydrogeelien kykyä keskittää kuumennusvyöhyke varmistaakseen, että lämpöenergia hajoaa ablaatiokohteen sisällä.
Mikroaaltoherkkä ALG-hydrogeeli osoitti erinomaista viritettävyyttä. Kalsiumionien ja ALG:n pitoisuuksia säätämällä kalsiumioniylijäämäinen ALG-hydrogeeli ei ainoastaan mahdollistanut tehokasta mikroaaltolämmitystä merkittävästi pienemmällä tehotiheydellä, vaan myös keskitti lämmön injektiovyöhykkeen sisälle, mikä osoitti suurta lupausta vähentää sivuvaikutuksia. perinteinen MWA.
Ryhmä tutki tämän kalsiumilla infusoidun hydrogeelin ja MWA:n hoidon tehokkuutta useissa kasvaimia kantavien hiirten ryhmissä. Kasvaimet hiirissä, joihin oli injektoitu kalsiumilla infusoitua hydrogeeliä ja jotka altistettiin mikroaaltoenergialle, poistuivat täysin verrattuna hiirillä, joita käsiteltiin tavallisella hydrogeelillä ja mikroaaltouunilla. ALG-Ca:lla käsitellyt hiiret eivät myöskään osoittaneet havaittavaa kasvaimen uusiutumista 60 päivään asti. Samalla tavalla kanit, joilla oli suurempia kasvaimia, osoittivat parantunutta tuumorin suppressiota ALG-Ca-injektion ja MWA:n jälkeen.
Lisäksi kalsiumilla infusoitu hydrogeeli loi tulehdusta edistävän mikroympäristön, joka aktivoi hiirissä kasvaintenvastaisen immuniteetin. Tämä viittaa siihen, että ALG-Ca-hydrogeeli voi toimia myös immunostimuloivana biomateriaalina edistämään dendriittisolujen – erikoistuneiden solujen, jotka tehostavat immuunivastetta – kypsymistä verrattavalla teholla kuin kaupallinen immuunivastetta vahvistava aine.
Pääkirjailija Zhuang Liu, FUNSOMin johtaja Kehittyneiden biomateriaalien ja nanolääketieteen laboratorio, sanoo, että metalloalginaattihydrogeelillä on suuri lupaus tulevaa kliinistä käännöstä varten MWA:n kliinisten sovellusten laajentamiseksi.
