माइक्रोवेव एब्लेशन (एमडब्ल्यूए) एक न्यूनतम आक्रामक कैंसर उपचार है जो माइक्रोवेव ऊर्जा के संपर्क से उत्पन्न गर्मी का उपयोग करके ट्यूमर कोशिकाओं को मारता है। एमडब्ल्यूए का उपयोग वर्तमान में हेपैटोसेलुलर कार्सिनोमा, फुफ्फुसीय कैंसर, कोलोरेक्टल कैंसर यकृत और फुफ्फुसीय मेटास्टेसिस सहित कई प्रकार के ठोस ट्यूमर के इलाज के लिए किया जाता है। लेकिन क्षेत्र में तेजी से प्रगति के बावजूद, ट्यूमर को समाप्त करने के लिए आवश्यक उच्च शक्तियां आसपास के ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकती हैं, जिससे एमडब्ल्यूए का नैदानिक अनुप्रयोग सीमित हो जाता है। जैसे, सामान्य ऊतकों को बचाते हुए एमडब्ल्यूए की ट्यूमर हीटिंग प्रभावकारिता को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त कार्यात्मक एजेंटों का उपयोग एक गर्म विषय बन गया है।
इस समस्या का समाधान करने के लिए, इंस्टीट्यूट ऑफ फंक्शनल नैनो एंड सॉफ्ट मैटेरियल्स के शोधकर्ता (मज़ाक), चीन में सूचो विश्वविद्यालय में एक द्वि-कार्यात्मक सामग्री के रूप में काम करने के लिए कैल्शियम आयनों के साथ क्रॉस-लिंक्ड सोडियम एल्गिनेट हाइड्रोजेल का निर्माण किया गया जो माइक्रोवेव एब्लेशन प्रभावकारिता को बढ़ाता है और एंटी-ट्यूमर प्रतिरक्षा को उत्तेजित करता है। वे अपने निष्कर्षों का वर्णन करते हैं विज्ञान अग्रिम.
उच्च कैल्शियम सांद्रता
अपने मूल रूप में हाइड्रोजेल एक अत्यधिक अवशोषक, घुलनशील बहुलक है, और मानव कोशिकाओं और ऊतकों के साथ उनकी उत्कृष्ट जैव अनुकूलता के कारण सिंथेटिक हाइड्रोजेल तेजी से आकर्षक जैव चिकित्सा सामग्री बन रहे हैं। पिछले शोध से संकेत मिलता है कि जेल परतों के भीतर आयन कारावास प्रभाव के कारण हाइड्रोजेल पॉलिमर के नेटवर्क के अंदर स्थित मुक्त आयन माइक्रोवेव-अतिसंवेदनशील एजेंटों के रूप में कार्य कर सकते हैं। इस खोज से पता चलता है कि हाइड्रोजेल को एमडब्ल्यूए अनुप्रयोगों के लिए और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है।
इसे प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सोडियम एल्गिनेट (ALG) को कैल्शियम क्लोराइड (CaCl) के साथ क्रॉस-लिंक किया2) ALG-Ca हाइड्रोजेल बनाने के लिए समाधान। हाइड्रोजेल नेटवर्क में कैल्शियम आयनों की उच्च सांद्रता को शामिल करके, उन्होंने माइक्रोवेव हीटिंग की दक्षता बढ़ाने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण के तहत उनके दोलन गुणों का लाभ उठाया।
शोधकर्ताओं ने माइक्रोवेव विकिरण के बाद तापमान में वृद्धि को रिकॉर्ड करके इन ALG-Ca हाइड्रोजेल की माइक्रोवेव संवेदनशीलता का मूल्यांकन किया। उन्होंने हाइड्रोजेल की हीटिंग जोन को केंद्रित करने की क्षमता का भी परीक्षण किया, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि थर्मल ऊर्जा एब्लेशन लक्ष्य के भीतर नष्ट हो जाती है।
माइक्रोवेव-संवेदनशील ALG-हाइड्रोजेल ने उत्कृष्ट ट्यूनेबिलिटी का प्रदर्शन किया। कैल्शियम आयनों और एएलजी की सांद्रता को समायोजित करके, कैल्शियम आयन-अधिशेष एएलजी हाइड्रोजेल ने न केवल काफी कम बिजली घनत्व पर प्रभावी माइक्रोवेव हीटिंग को सक्षम किया, बल्कि इंजेक्शन क्षेत्र के अंदर गर्मी को भी केंद्रित किया, जिससे साइड इफेक्ट्स को कम करने का बड़ा वादा किया गया। पारंपरिक MWA.
टीम ने ट्यूमर वाले चूहों के कई समूहों में एमडब्ल्यूए के साथ मिलकर इस कैल्शियम-संक्रमित हाइड्रोजेल की उपचार प्रभावकारिता की जांच की। कैल्शियम युक्त हाइड्रोजेल से इंजेक्ट किए गए और माइक्रोवेव ऊर्जा के संपर्क में आए चूहों में ट्यूमर सादे हाइड्रोजेल और माइक्रोवेव से इलाज किए गए चूहों की तुलना में पूरी तरह से समाप्त हो गए। एएलजी-सीए-उपचारित चूहों में भी 60 दिनों तक कोई ध्यान देने योग्य ट्यूमर पुनरावृत्ति नहीं देखी गई। इसी तरह, बड़े ट्यूमर वाले खरगोशों में एएलजी-सीए इंजेक्शन और एमडब्ल्यूए के बाद ट्यूमर दमन में सुधार देखा गया।
इसके अलावा, कैल्शियम-संक्रमित हाइड्रोजेल ने एक प्रो-इंफ्लेमेटरी माइक्रोएन्वायरमेंट उत्पन्न किया जो चूहों में एंटी-ट्यूमर प्रतिरक्षा को सक्रिय करता है। इससे पता चलता है कि एएलजी-सीए हाइड्रोजेल डेंड्राइटिक कोशिकाओं की परिपक्वता को बढ़ावा देने के लिए एक इम्यूनोस्टिमुलेटरी बायोमटेरियल के रूप में भी कार्य कर सकता है - विशेष कोशिकाएं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा देती हैं - एक वाणिज्यिक प्रतिरक्षा बढ़ाने वाले एजेंट की तुलनीय क्षमता के साथ।
प्रधान लेखक ज़ुआंग लियू, FUNSOM के प्रमुख उन्नत बायोमटेरियल्स और नैनोमेडिसिन की प्रयोगशाला, का कहना है कि मेटालो-एल्गिनेट हाइड्रोजेल एमडब्ल्यूए के नैदानिक अनुप्रयोगों का विस्तार करने के लिए भविष्य के नैदानिक अनुवाद के लिए बहुत बड़ा वादा रखता है।
