Az agydaganatok sikeres kezelése továbbra is kihívást jelent. A sebészeti eltávolítás gyakran a legjobb megoldás, de az összes rákos sejt teljes eltávolításának képtelensége kiújuláshoz és metasztázisokhoz vezethet. A daganatkezelő mezők (TTF-ek), amelyek váltakozó elektromos mezőket használnak a rákos sejtek osztódási képességének megszakítására, potenciálisan új kezelési lehetőséget kínálnak az agydaganatok kezelésére. A glioblasztómás betegeknél a TTF-eket sebészeti reszekció, valamint a kemoterápia és sugárterápia befejezése után szállítják. Klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy a technika egyes betegek túlélési idejét jelentősen meghosszabbíthatja.
A kereskedelemben engedélyezett, klinikai használatú TTF-eszközök használata azonban nehézkes. A borotvált fejű betegek egy sapkaszerű eszközt viselnek, amely jelátalakító tömböket tartalmaz, amelyek a TTF-eket az agyba juttatják az ajánlott napi 18 órán keresztül, meghatározott számú napon keresztül. A kupakot elektromos térgenerátorral, áramforrással és csatlakozókábellel használják.
A kínai Guangdong tartomány kutatói most egy ígéretes alternatívát fejlesztettek ki: egy beültethető ultrahanggal működő daganatkezelő eszközt (UP-TTD). A chip méretű vezeték nélküli TTF rendszer óriási előnyökkel járhat, megkönnyítve a betegek kezelését, és potenciálisan csökkentheti a költségeket is.
Bingzhe Xu vezető nyomozó, a Sun Yat-sen Egyetem Shenzhenben, és a kutatótársak sikeresen tesztelték az UP-TTD-t in vitro emberi rákos sejtekkel és in vivo laboratóriumi patkányokkal. Beírás Tudomány előlegekMegjegyzik, hogy az eszköz körülbelül 58%-kal gátolta az emberi daganatsejtek növekedési ütemét, és 78%-kal csökkentette a rosszindulatú daganatok méretét patkány agyban a kontrollokhoz képest.
Sejtciklus leállás
A TTF-ek úgy működnek, hogy megzavarják a mitózist, a sejtosztódási folyamatot, amely gyakrabban fordul elő rákos sejtekben, mint egészséges sejtekben. A TTF-ek nem hatnak a normál idegsejtekre, inkább a rákos sejtekben lévő specifikus, nagy töltésű fehérjékre hatnak, amelyek elengedhetetlenek a sejtosztódáshoz, ezáltal lassítják a tumor növekedését és terjedési képességét.
Beültethető eszközük elkészítéséhez Xu és munkatársai az összes komponenst egyetlen, 500 µm-nél kisebb vastagságú rugalmas membránchipbe integrálták, amely képes alkalmazkodni az agyon belüli szabálytalan felületekhez. A központi elem egy vezeték nélküli ultrahangos energiaátalakító, amely az ultrahangos mechanikai rezgéseket triboelektromos generátorral kapcsolja össze, hogy a mechanikai energiát elektromos energiává alakítsa. Az UP-TTD vékony biokompatibilis anyagrétegbe van csomagolva a biológiai biztonság érdekében, és úgy tervezték, hogy változatos környezeti feltételek mellett is stabil teljesítményt biztosítson.
Külső ultrahang gerjesztésre az UP-TTD hangolható váltakozó elektromos mezőt generál. A betegek biztonsága érdekében a csapat 0.2-0.4 W/cm ultrahang teljesítménysűrűséget javasol2 és 100-300 kHz köztes frekvenciájú elektromos mezők.
A kutatók először elemezték az UP-TTD hatását a glioblasztóma sejtekre in vitro. Az UP-TTD 12 órás expozíciója után a tumor proliferációs sebessége szignifikánsan gátolt. Ezután daganatos patkányok agyába ültették be az eszközt. Azokkal a kontroll állatokkal összehasonlítva, amelyek nem részesültek kezelésben, a kezelt patkányok sokkal kisebb rákterületeket mutattak, ami jelentős daganatgátló hatást jelez. in vivo.
Biztonsági ellenőrzés
A magas szintű ultrahang energia váratlan termikus és mechanikai hatásokat fejthet ki, amelyek nekrózist, apoptózist és abnormális sejtviselkedést okozhatnak. Emiatt a kutatók valós időben rögzítették a hőmérséklet-változásokat az eszköz beültetése után, valamint a daganatos patkányok kontrollcsoportjában, amelyet csak ultrahanggal kezeltek. Egyik csoportban sem tapasztaltak szignifikáns hőmérséklet-emelkedést a patkányagyak közül, és nem volt gyulladásos válasz a 21 napos megfigyelési időszak alatt.
A fejre szerelt mágneses eszköz zsugorítja az agydaganatot
Amellett, hogy enyhíti a terjedelmes felszerelés használatának és a sapka viselésének szükségességét, az UP-TTD csak minimálisan invazív technikát igényel a beültetéshez. Ezenkívül több eszköz is beültethető a terápiás hatás fokozása érdekében. A hagyományos TTF-ekkel ellentétben, amelyek a fej egészét kezelik, a beültethető eszköz akár 1 cm-es szabályozható térfogatot tesz lehetővé.3 – a meglévő technikáknál több mint 1000-szer jobb térbeli felbontás. Az UP-TTD kompatibilis a legtöbb kereskedelmi forgalomban lévő ultrahangos készülékkel, kiterjesztve az általános alkalmazási lehetőségeket.
"Az UP-TTD biztató eredményei felvetik az agyrák kezelésének új módszerének lehetőségét" - írják a szerzők. "Ez az eszköz nemcsak biztonságos, hatékony és megbízható beültethető megoldást nyújt az agydaganatok kezelésére, hanem új reményt ad az agydaganatos betegek megmentésére is."
