Газоулавливающие конструкции улучшают лечение опухолей

Новые материалы, улавливающие кислород, полученные с помощью сифона для взбивания, можно использовать для улучшения реакции раковых клеток на облучение и некоторые виды химиотерапии. Материалы, которые могут быть изготовлены в виде пены, твердых веществ или гидрогелей, предназначены для переноса высоких концентраций терапевтических газов, таких как кислород, которые затем можно вводить непосредственно в опухолевую ткань, как утверждают исследователи, разработавшие их.

Исследователи во главе с Джеймс Бирн и Цзяньлин Би из Университета Айовы изготовили газоулавливающие материалы (GeM) с использованием сосудов под давлением: сифона для взбивания и реактора Парра (реактор высокого давления с мешалкой). Сифон для взбивания, более известный благодаря пенообразованию в горячем шоколаде или капучино, генерирует материалы, которые улавливают газ при стандартном давлении, тогда как реактор Парра создает твердые вещества, которые могут улавливать газы при давлении до 600 фунтов на квадратный дюйм (3.45 МПа). Метод Парра физически улавливает сжатый кислород в природной полимерной матрице, процесс, который используется для изготовления некоторых видов шипучих конфет.

GeM состоят из ксантановой камеди и альгината натрия, которые обычно используются в качестве неактивных ингредиентов при производстве фармацевтических препаратов и поэтому считаются безопасными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Пены GeMs можно вводить в опухолевую ткань

«Мы можем напрямую вводить вспененные GeM в опухолевую ткань с помощью шприца», — объясняет Бирн. «Твердые GeM могут быть созданы в клинически доставляемых формах, похожих на имплантаты для брахитерапии или реперные точки для рентгенографического наведения, а затем имплантированы в опухоли с помощью иглы».

Бирн говорит, что эти материалы могут повысить эффективность стандартной химиотерапии и лучевой терапии за счет увеличения количества кислорода, например, в солидных опухолях. «Большинство опухолей имеют очень низкий уровень кислорода, что называется гипоксией», — объясняет он. «Десятилетия назад исследователи смогли показать, что если увеличить количество кислорода в раковых клетках, можно улучшить их реакцию на облучение и некоторые виды химиотерапии».

Команда продемонстрировала, что материалы могут доставлять чрезвычайно большое количество кислорода локально к двум типам опухолей у мышей, повышая эффективность стандартных методов лечения. «Это очень актуально для клинических ситуаций, когда некоторые виды рака плохо реагируют на лучевую и химиотерапию, или для опухоли, которая будет удалена хирургическим путем», — говорит Бирн.

Исследователи обнаружили, что повышенный уровень кислорода также улучшает иммуногенную среду опухоли при злокачественных опухолях оболочек периферических нервов. Такие опухоли, называемые так потому, что они окружают периферические нервы, трудно удалить хирургическим путем, поскольку это может привести к повреждению нерва, что может привести к параличу, тяжелой болезни или даже смерти. Улучшение иммуногенной среды опухоли означает, что иммунная система организма лучше распознает опухоль, объясняет Бирн, что помогает повысить эффективность иммунотерапии, что, возможно, позволяет лечить метастатическое заболевание.

Могут потребоваться дополнительные процедуры

«Основное применение этих материалов будет заключаться в лечении гипоксических опухолей в сочетании с другими методами лечения», — говорит Бирн. Мир физики. «Они также дают возможность испытать другие газы и лекарства для улучшения терапии рака».

Микропузырьки предлагают лечение рака два в одном

Бирн подчеркивает, что эта работа была большой совместной работой, охватывающей несколько учреждений, включая Университет Айовы, Массачусетский технологический институт, Больницу Бригама и женщин, Медицинский центр Бет Исраэль Диаконисс и Гарвардскую медицинскую школу. «Завершение этого проекта было бы невозможно без усилий многих людей», — добавляет он.

Теперь исследователи планируют выяснить, нужно ли постоянно вводить GeM для уменьшения размера опухоли. «Тот факт, что рост опухоли замедляется, а не полностью останавливается в тестируемых нами методах, также предполагает, что может потребоваться дальнейшее лечение», — объясняют они. «Такое лечение может включать использование различных типов сосудов под давлением и более высокого давления для увеличения количества газа, доставляемого в опухоль».

Работа подробно описана в Передовая наука.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/