マイクロ波焼灼 (MWA) は、マイクロ波エネルギーへの曝露によって生成される熱を使用して腫瘍細胞を殺す低侵襲がん治療です。 MWA は現在、肝細胞癌、肺癌、結腸直腸癌、肝臓、肺転移など、いくつかのタイプの固形腫瘍の治療に使用されています。 しかし、この分野の急速な進歩にもかかわらず、腫瘍を切除するために必要な高出力は周囲の組織に損傷を与える可能性があり、MWA の臨床応用が制限されます。 そのため、追加の機能性薬剤を使用して MWA の腫瘍加熱効果を高め、正常組織を温存することが話題になっています。
この問題に対処するために、機能性ナノ・ソフトマテリアル研究所の研究者 (ファンサム）は、中国の蘇州大学で、マイクロ波アブレーションの有効性を高め、抗腫瘍免疫を刺激する二機能性材料として機能するカルシウムイオンと架橋したアルギン酸ナトリウムヒドロゲルを製造しました。 彼らは彼らの調査結果を 科学の進歩.
高カルシウム濃度
本来の形態のヒドロゲルは吸収性が高く、可溶性のポリマーであり、合成ヒドロゲルは、ヒトの細胞や組織との優れた生体適合性により、急速に魅力的な生物医学的材料になりつつあります。 以前の研究では、ゲル層内のイオン閉じ込め効果により、ハイドロゲル ポリマーのネットワーク内に位置する独立したイオンがマイクロ波感受性物質として作用できることが示されました。 この発見は、ヒドロゲルがMWAアプリケーションにさらに適応できることを示唆しています。
これを達成するために、研究者はアルギン酸ナトリウム (ALG) を塩化カルシウム (CaCl2) ALG-Ca ヒドロゲルを形成するためのソリューション。 高濃度のカルシウム イオンをハイドロゲル ネットワークに導入することで、電磁放射下での振動特性を利用して、マイクロ波加熱の効率を高めました。
研究者らは、マイクロ波照射後の温度上昇を記録することにより、これらの ALG-Ca ヒドロゲルのマイクロ波感受性を評価しました。 彼らはまた、加熱ゾーンを集中させるハイドロゲルの能力をテストし、熱エネルギーがアブレーションターゲット内で放散されることを確認しました。
マイクロ波に敏感な ALG ハイドロゲルは、優れた調整可能性を示しました。 カルシウム イオンと ALG の濃度を調整することにより、カルシウム イオン過剰の ALG ハイドロゲルは、大幅に減少した電力密度で効果的なマイクロ波加熱を可能にしただけでなく、注入ゾーン内の熱を集中させ、それによって副作用の低減に大きな期待を示しました。従来のMWA。
チームは、担癌マウスのいくつかのグループで、MWA と組み合わせたこのカルシウム注入ハイドロゲルの治療効果を調査しました。 カルシウムを注入したハイドロゲルを注射し、マイクロ波エネルギーに曝露したマウスの腫瘍は、通常のハイドロゲルとマイクロ波で治療したマウスの腫瘍と比較して、完全に切除されました。 また、ALG-Ca で治療したマウスでは、最大 60 日間、顕著な腫瘍の再発は見られませんでした。 同様に、より大きな腫瘍を持つウサギは、ALG-Ca 注射と MWA 後に改善された腫瘍抑制を示しました。
さらに、カルシウム注入ヒドロゲルは、マウスの抗腫瘍免疫を活性化する炎症誘発性微小環境を生成しました。 これは、ALG-Ca ヒドロゲルが、樹状細胞 (免疫応答を促進する特殊な細胞) の成熟を促進する免疫刺激性生体材料としても機能し、市販の免疫促進剤に匹敵する効力を持つことを示唆しています。
主な著者 劉荘、FUNSOM's代表 先端バイオマテリアル・ナノ医療研究室、金属アルギン酸ヒドロゲルは、MWAの臨床応用を拡張するための将来の臨床翻訳に大きな可能性を秘めていると述べています.
