A mikrohullámú abláció (MWA) egy minimálisan invazív rákkezelés, amely elpusztítja a daganatsejteket a mikrohullámú energia által termelt hő felhasználásával. Az MWA-t jelenleg többféle szilárd daganat kezelésére használják, beleértve a hepatocelluláris karcinómát, a tüdőrákot, a vastag- és végbélrákot, a májat és a tüdőmetasztázisokat. A terület gyors fejlődése ellenére azonban a daganat eltávolításához szükséges nagy erők károsíthatják a környező szöveteket, korlátozva az MWA klinikai alkalmazását. Mint ilyen, a további funkcionális szerek használata az MWA tumorfűtési hatékonyságának növelésére a normál szövetek kímélése mellett forró téma lett.
A probléma megoldására a Funkcionális Nano- és Lágy Anyagok Intézetének kutatói (FUNSOM), a kínai Soochow Egyetemen kalciumionokkal térhálósított nátrium-alginát-hidrogélt állítottak elő, hogy bifunkcionális anyagként szolgáljon, amely fokozza a mikrohullámú abláció hatékonyságát és serkenti a daganatellenes immunitást. Leírják eredményeiket a Tudomány előlegek.
Magas kalciumkoncentráció
A hidrogél natív formájában nagy abszorbens, oldható polimer, a szintetikus hidrogélek pedig gyorsan válnak vonzó biogyógyászati anyagokká, köszönhetően az emberi sejtekkel és szövetekkel való kiváló biokompatibilitásuknak. Korábbi kutatások kimutatták, hogy a hidrogél polimerek hálózatán belül elhelyezkedő szabadon álló ionok mikrohullámra érzékeny szerekként működhetnek, a gélrétegeken belüli ionelzáró hatás miatt. Ez a megállapítás arra utal, hogy a hidrogélek tovább adaptálhatók MWA alkalmazásokhoz.
Ennek elérése érdekében a kutatók nátrium-alginátot (ALG) kalcium-kloriddal (CaCl) térhálósítottak.2) oldatban ALG-Ca hidrogélek képződnek. Azáltal, hogy nagy koncentrációjú kalciumionokat juttattak a hidrogél hálózatba, az elektromágneses sugárzás hatására kiaknázták oszcilláló tulajdonságaikat, hogy növeljék a mikrohullámú fűtés hatékonyságát.
A kutatók úgy értékelték ezen ALG-Ca hidrogélek mikrohullámú érzékenységét, hogy rögzítették a mikrohullámú besugárzás utáni hőmérsékletnövekedést. Azt is tesztelték, hogy a hidrogélek képesek-e koncentrálni a fűtési zónát, hogy biztosítsák a hőenergia eloszlását az ablációs célponton belül.
A mikrohullámú sütőre érzékeny ALG-hidrogél kiváló hangolhatóságot mutatott. A kalciumionok és az ALG koncentrációjának beállításával a kalciumion-többletű ALG hidrogél nemcsak hatékony mikrohullámú fűtést tett lehetővé jelentősen csökkentett teljesítménysűrűséggel, hanem a hőt az injektálási zónán belül is koncentrálta, ezáltal nagy ígéretet mutatott a mellékhatások csökkentésében. hagyományos MWA.
A csapat ennek a kalciummal infúziós hidrogélnek az MWA-val kombinált kezelési hatékonyságát vizsgálta daganatos egerek több csoportjában. A kalciummal infundált hidrogéllel injektált és mikrohullámú energiának kitett egerekben a daganatok teljesen eltűntek, összehasonlítva a sima hidrogéllel és mikrohullámú sütővel kezelt egereknél. Az ALG-Ca-val kezelt egerek sem mutattak észrevehető daganatkiújulást 60 napig. Hasonlóképpen, a nagyobb daganatokkal rendelkező nyulak jobb tumorszuppressziót mutattak ALG-Ca injekció és MWA után.
Ezenkívül a kalciummal infundált hidrogél gyulladást elősegítő mikrokörnyezetet hozott létre, amely aktiválja a daganatellenes immunitást egerekben. Ez azt sugallja, hogy az ALG-Ca hidrogél immunstimuláló bioanyagként is működhet a dendrites sejtek – az immunválaszt fokozó speciális sejtek – érésének elősegítésében, hasonló hatékonysággal, mint egy kereskedelmi immunerősítő szer.
Fő szerző Zhuang Liu, a FUNSOM's vezetője Fejlett Bioanyagok és Nanomedicina Laboratóriuma, azt mondja, hogy a metallo-alginát hidrogél nagy ígéretet jelent a jövőbeni klinikai transzláció számára, hogy kiterjessze az MWA klinikai alkalmazását.
