Ablasi gelombang mikro (MWA) adalah pengobatan kanker invasif minimal yang membunuh sel tumor menggunakan panas yang dihasilkan oleh paparan energi gelombang mikro. MWA saat ini digunakan untuk mengobati beberapa jenis tumor padat, termasuk karsinoma hepatoseluler, kanker paru, kanker hati kolorektal, dan metastasis paru. Namun meskipun ada kemajuan pesat di bidang ini, kekuatan besar yang diperlukan untuk mengempiskan tumor dapat merusak jaringan di sekitarnya, sehingga membatasi penerapan klinis MWA. Dengan demikian, penggunaan agen fungsional tambahan untuk meningkatkan kemanjuran pemanasan tumor MWA sambil menghemat jaringan normal telah menjadi topik hangat.
Untuk mengatasi masalah ini, peneliti dari Institute of Functional Nano & Soft Materials (MENYENANGKAN), di Universitas Soochow di Cina membuat hidrogel natrium alginat yang dihubungkan silang dengan ion kalsium untuk berfungsi sebagai bahan bifungsional yang meningkatkan kemanjuran ablasi gelombang mikro dan menstimulasi kekebalan anti tumor. Mereka menggambarkan temuan mereka di Kemajuan ilmu pengetahuan.
Konsentrasi kalsium tinggi
Hidrogel dalam bentuk aslinya adalah polimer yang sangat mudah menyerap dan larut, dan hidrogel sintetik dengan cepat menjadi bahan biomedis yang menarik karena biokompatibilitasnya yang sangat baik dengan sel dan jaringan manusia. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ion-ion yang berdiri bebas yang terletak di dalam jaringan polimer hidrogel dapat bertindak sebagai agen yang rentan terhadap gelombang mikro, karena efek pengekangan ion di dalam lapisan gel. Temuan ini menunjukkan bahwa hidrogel dapat diadaptasi lebih lanjut untuk aplikasi MWA.
Untuk mencapai hal ini, para peneliti melakukan ikatan silang natrium alginat (ALG) dengan kalsium klorida (CaCl2) larutan untuk membentuk hidrogel ALG-Ca. Dengan memasukkan ion kalsium konsentrasi tinggi ke dalam jaringan hidrogel, mereka memanfaatkan sifat osilasinya di bawah radiasi elektromagnetik untuk meningkatkan efisiensi pemanasan gelombang mikro.
Para peneliti mengevaluasi kerentanan gelombang mikro hidrogel ALG-Ca ini dengan mencatat kenaikan suhu setelah iradiasi gelombang mikro. Mereka juga menguji kemampuan hidrogel untuk memusatkan zona pemanasan, untuk memastikan bahwa energi panas hilang dalam target ablasi.
Hidrogel ALG yang sensitif terhadap gelombang mikro menunjukkan kemampuan merdu yang sangat baik. Dengan menyesuaikan konsentrasi ion kalsium dan ALG, hidrogel ALG kelebihan ion kalsium tidak hanya memungkinkan pemanasan gelombang mikro yang efektif dengan kepadatan daya yang berkurang secara signifikan, namun juga memusatkan panas di dalam zona injeksi, sehingga sangat menjanjikan dalam mengurangi efek samping. MWA konvensional.
Tim menyelidiki kemanjuran pengobatan hidrogel yang mengandung kalsium yang dikombinasikan dengan MWA pada beberapa kelompok tikus yang mengandung tumor. Tumor pada tikus yang disuntik dengan hidrogel yang mengandung kalsium dan terpapar energi gelombang mikro telah hilang sepenuhnya dibandingkan dengan tumor pada tikus yang diobati dengan hidrogel biasa dan gelombang mikro. Tikus yang diobati dengan ALG-Ca juga tidak menunjukkan kekambuhan tumor hingga 60 hari. Demikian pula, kelinci dengan tumor yang lebih besar menunjukkan peningkatan penekanan tumor setelah injeksi ALG-Ca dan MWA.
Selain itu, hidrogel yang mengandung kalsium menghasilkan lingkungan mikro pro-inflamasi yang mengaktifkan kekebalan anti-tumor pada tikus. Hal ini menunjukkan bahwa hidrogel ALG-Ca juga dapat bertindak sebagai biomaterial imunostimulator untuk mendorong pematangan sel dendritik – sel khusus yang meningkatkan respon imun – dengan potensi yang sebanding dengan agen penambah kekebalan komersial.
Penulis utama Zhuang Liu, kepala FUNSOM Laboratorium Biomaterial Tingkat Lanjut dan Nanomedis, mengatakan bahwa hidrogel metalo-alginat sangat menjanjikan untuk terjemahan klinis di masa depan guna memperluas aplikasi klinis MWA.
