Una medicazione chirurgica altamente efficace progettata per i pazienti con cancro della pelle potrebbe accelerare il processo di guarigione dopo l'intervento chirurgico. Sviluppata da ricercatori nel Regno Unito e in Cina, la medicazione sfrutta anche gli effetti fototermici per prevenire la ricomparsa dei tumori.
La terapia fototermica (PTT) è emersa come una tecnica promettente per il trattamento del cancro della pelle. Si tratta di iniettare nei tumori nanomateriali conduttivi che convertono la luce in calore, e quindi illuminarli con lunghezze d'onda specifiche per uccidere le cellule tumorali. Per i tumori di grandi dimensioni, questo trattamento deve essere eseguito in combinazione con la chirurgia, lasciando ferite che devono essere trattate con medicazioni chirurgiche per prevenire l'infezione.
Recentemente sono stati proposti metodi di trattamento più avanzati in cui il PTT è integrato direttamente nelle medicazioni chirurgiche. La speranza è che questi materiali possano favorire la guarigione della pelle, prevenendo la ricomparsa dei tumori dopo il trattamento. I progetti teorizzati per queste medicazioni si basano sul materiale fototermico a ridotto ossido di grafene (rGO). Questo materiale può essere sintetizzato legando gruppi contenenti ossigeno a fogli di grafene monostrato e quindi sottoponendoli a un processo che ne riduce il contenuto di ossigeno.
Attualmente, questa tecnica deve affrontare un ostacolo importante: rGO è tossico per le cellule viventi, il che significa che non può essere utilizzato direttamente nelle medicazioni chirurgiche. Prima del processo di riduzione, l'ossido di grafene può essere reso più biocompatibile combinandolo con biomolecole come peptidi e proteine. Tuttavia, per migliorare la sua risposta fototermica, il materiale deve poi subire un duro processo di riduzione: effettuato in un reattore sigillato a temperature superiori a 180°C, in un ambiente di etanolo puro. Oltre a ridurre l'ossido di grafene del materiale, questo distrugge anche le strutture biomolecolari più delicate ad esso collegate.
La squadra, guidata da Yuanhao Wu presso l'Università di Nottingham, ha ora sviluppato una nuova tecnica che consente al processo di riduzione di avvenire a temperature più basse. Si tratta di un assemblaggio di scaglie di ossido di grafene, racchiuse in un biopolimero proteico denominato "ricombinamero simile all'elastina" (ELR), noto per la sua capacità di promuovere la riparazione della pelle e guarire le ferite. Controllando le interazioni molecolari tra queste strutture, il team ha prodotto un nucleo di ossido di grafene multistrato, circondato da un guscio ELR.
Successivamente, i ricercatori hanno esposto questa struttura a un disinfettante contenente il 70% di etanolo. In genere, questo liquido penetra direttamente attraverso i batteri e i gusci proteici dei virus. In questo caso, è passato direttamente attraverso il guscio ELR per interagire con l'ossido di grafene puro all'interno. Ciò ha permesso al team di innescare il processo di riduzione a temperature molto più basse di 85°C, lasciando intatta la struttura dell'ELR.
Complessivamente, la struttura finale ha combinato l'elevata efficienza PTT di rGO con la capacità di promuovere la rigenerazione dei tessuti. Come bonus aggiuntivo, il materiale è stato sterilizzato attraverso il suo trattamento con etanolo.
La terapia fototermica a tre punte elimina i tumori nei topi
I ricercatori hanno convalidato il loro approccio utilizzando in vivo esperimenti sui topi, dimostrando che le medicazioni potrebbero prevenire la recidiva del tumore e promuovere la guarigione della ferita dopo la resezione del tumore. Il materiale necessitava solo di 15 s di esposizione alla luce nel vicino infrarosso ogni 48 ore per essere efficace.
Il team di Wu spera che le medicazioni uniche possano portare a pratici trattamenti post-operatori che i pazienti con cancro della pelle potrebbero fornire a casa: sia accelerando la guarigione delle loro ferite chirurgiche, sia prevenendo la ricomparsa dei tumori mentre la loro pelle si rigenera.
Lo studio è descritto in Materiali funzionali avanzati.
