गैस-ट्रैपिंग संरचनाएं ट्यूमर के उपचार में सुधार करती हैं

व्हिपिंग साइफन का उपयोग करके उत्पादित उपन्यास ऑक्सीजन-ट्रैपिंग सामग्री का उपयोग कैंसर कोशिकाओं की विकिरण और कुछ कीमोथेरपी की प्रतिक्रिया में सुधार के लिए किया जा सकता है। सामग्री, जिसे फोम, ठोस या हाइड्रोगेल के रूप में तैयार किया जा सकता है, को ऑक्सीजन जैसे चिकित्सीय गैसों की उच्च सांद्रता ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे बाद में ट्यूमर ऊतक में सीधे इंजेक्शन दिया जा सकता है, शोधकर्ताओं ने उन्हें विकसित किया।

शोधकर्ताओं, के नेतृत्व में जेम्स बर्न और जियानलिंग बी आयोवा विश्वविद्यालय के ने दबाव वाले जहाजों का उपयोग करके गैस-एंट्रेपिंग सामग्री (GeMs) बनाई: एक व्हिपिंग साइफन और एक पार रिएक्टर (एक सरगर्मी उच्च दबाव रिएक्टर)। व्हिपिंग साइफन, जो हॉट चॉकलेट या कैप्पुकिनो पर फोम बनाने के लिए बेहतर जाना जाता है, मानक दबावों पर गैस को फंसाने वाली सामग्री उत्पन्न करता है, जबकि पार रिएक्टर ने ठोस पदार्थ बनाए जो 600 पीएसआई (3.45 एमपीए) के उच्च दबाव पर गैसों को रोक सकते हैं। Parr विधि शारीरिक रूप से एक प्राकृतिक बहुलक मैट्रिक्स में दबाव वाली ऑक्सीजन को फंसाती है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसका उपयोग कुछ प्रकार की फ़िज़ी मिठाइयाँ बनाने के लिए किया जाता है।

GeMs ज़ैंथन गम और सोडियम एल्गिनेट से बने होते हैं, जो आमतौर पर फार्मास्यूटिकल्स के निर्माण में निष्क्रिय अवयवों के रूप में उपयोग किए जाते हैं और इसलिए आमतौर पर यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन द्वारा सुरक्षित माने जाते हैं।

GeMs फोम को ट्यूमर के ऊतकों में इंजेक्ट किया जा सकता है

"हम एक सिरिंज का उपयोग करके फोम जीईएम को ट्यूमर के ऊतकों में सीधे इंजेक्ट करने में सक्षम हैं," बायरन बताते हैं। "ठोस जीईएम नैदानिक ​​रूप से सुपुर्दगी योग्य रूपों में बनाए जा सकते हैं, रेडियोग्राफिक इमेज-गाइडेंस के लिए ब्रैकीथेरेपी इम्प्लांट्स या फ़िड्यूशियल्स के समान, और फिर एक सुई का उपयोग करके ट्यूमर में प्रत्यारोपित किया जा सकता है।"

बायरन का कहना है कि ये सामग्रियां ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ाकर मानक कीमोथेरेपी और विकिरण उपचार की प्रभावशीलता में सुधार कर सकती हैं, उदाहरण के लिए, ठोस ट्यूमर के भीतर। "अधिकांश ट्यूमर में ऑक्सीजन का स्तर बहुत कम होता है, जिसे हाइपोक्सिया कहा जाता है," वे बताते हैं। "दशकों पहले, शोधकर्ता यह दिखाने में सक्षम थे कि यदि आप कैंसर कोशिकाओं में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ाते हैं, तो आप विकिरण और कुछ कीमोथेरपी के प्रति उनकी प्रतिक्रिया में सुधार कर सकते हैं।"

टीम ने प्रदर्शित किया कि सामग्री चूहों में दो प्रकार के ट्यूमर में स्थानीय स्तर पर ऑक्सीजन की अत्यधिक उच्च मात्रा प्रदान कर सकती है, जिससे मानक उपचार की प्रभावशीलता में सुधार होता है। "यह नैदानिक ​​​​स्थितियों के लिए बहुत प्रासंगिक है जिसमें कुछ कैंसर रेडियोथेरेपी और कीमोथेरेपी के लिए खराब प्रतिक्रिया देते हैं, या एक ट्यूमर के लिए जो शल्य चिकित्सा द्वारा हटा दिया जाएगा," बायरन कहते हैं।

शोधकर्ताओं ने पाया कि घातक परिधीय तंत्रिका म्यान ट्यूमर में बढ़े हुए ऑक्सीजन स्तर भी इम्युनोजेनिक ट्यूमर वातावरण में सुधार करते हैं। इस तरह के ट्यूमर, तथाकथित क्योंकि वे परिधीय नसों के चारों ओर लपेटते हैं, शल्य चिकित्सा से निकालना मुश्किल होता है क्योंकि ऐसा करने से तंत्रिका को नुकसान हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पक्षाघात, गंभीर बीमारी या मृत्यु भी हो सकती है। इम्युनोजेनिक ट्यूमर पर्यावरण में सुधार का मतलब है कि शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली ट्यूमर को बेहतर ढंग से पहचानती है, बायरन बताते हैं, जो इम्यूनोथेरेपी की प्रभावशीलता में सुधार करने में मदद करता है, संभवतः मेटास्टैटिक बीमारी के इलाज को सक्षम बनाता है।

आगे के उपचार की आवश्यकता हो सकती है

"इन सामग्रियों के लिए मुख्य अनुप्रयोग अन्य उपचारों के साथ संयोजन में हाइपोक्सिक ट्यूमर का इलाज करना होगा," बायरन बताता है भौतिकी की दुनिया. "वे कैंसर चिकित्सा में सुधार के लिए अन्य गैसों और दवाओं का परीक्षण करने का अवसर भी प्रदान करते हैं।"

Microbubbles दो-में-एक कैंसर उपचार प्रदान करते हैं

बायरन ने जोर देकर कहा कि यह काम आयोवा विश्वविद्यालय, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, ब्रिघम और महिला अस्पताल, बेथ इज़राइल डेकोनेस मेडिकल सेंटर और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल समेत कई संस्थानों में फैले एक बड़े टीम प्रयास थे। उन्होंने कहा, "कई व्यक्तियों के प्रयासों के बिना इस परियोजना को पूरा करना संभव नहीं होता।"

शोधकर्ता अब यह जांच करने की योजना बना रहे हैं कि ट्यूमर के आकार को कम करने के लिए जीईएम को लगातार प्रशासित करने की आवश्यकता है या नहीं। "तथ्य यह है कि हमारे द्वारा परीक्षण की गई तकनीकों में पूरी तरह से गिरफ्तार होने के बजाय ट्यूमर का विकास धीमा है, यह भी बताता है कि आगे के उपचार की आवश्यकता हो सकती है," वे बताते हैं। "इस तरह के उपचार में ट्यूमर में वितरित गैस की मात्रा में सुधार के लिए विभिन्न प्रकार के दबाव वाले जहाजों और उच्च दबावों का उपयोग शामिल हो सकता है।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/