อินเทอร์เฟซของแก๊สและของเหลวกำลังได้รับความสนใจเป็นพิเศษในชีวเวชศาสตร์ Microbubbles ซึ่งเป็นสารคอนทราสต์อัลตราซาวนด์ของกิจวัตรทางคลินิกได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในฐานะแพลตฟอร์มเพื่อการรักษาเนื่องจากการตอบสนองทางเสียงที่รักษาไว้ ความสามารถในการผันคำกริยาของยา และการบังคับใช้ในการเปิดสิ่งกีดขวางทางชีวภาพ
นักวิทยาศาสตร์จาก Skoltech, MIPT, Prokhorov General Physics Institute of RAS และสถาบันอื่นๆ อีกหลายแห่งได้แสดงให้เห็นว่าฟองอากาศขนาดเล็กที่ทำจากโปรตีนที่เรียกว่าอัลบูมินเป็นตัวพาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการนำส่งสารโฟโตไดนามิก ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในขั้นสูง การบำบัดด้วยยาต้านมะเร็ง ที่หลีกเลี่ยงผลข้างเคียงมากมายของการรักษาด้วยคีโมและการฉายรังสี
ผู้ตรวจสอบหลักของการศึกษา ศาสตราจารย์ Dmitry Gorin จาก Skoltech Photonics แสดงความคิดเห็น “การบำบัดด้วยวิธีโฟโตไดนามิกเกี่ยวข้องกับการฉีดสารไวแสงเข้าไปในกระแสเลือดและฉายแสงที่เนื้องอกด้วยแสงที่มีความยาวคลื่นตรงกับสารประกอบ ไม่ว่าจะผ่านผิวหนังหรือด้วยกล้องเอนโดสโคป หลังจากพลังงานแสงถูกดูดซับโดยสารกระตุ้นความไว สิ่งนี้จะก่อให้เกิดอนุมูลอิสระและรูปแบบของออกซิเจนที่ก้าวร้าว ซึ่งทำลายเซลล์ในลักษณะที่โฟกัสอย่างมากในบริเวณที่สัมผัสกับแสง”
ผู้เขียนนำของหนังสือพิมพ์ Skoltech MSc จบการศึกษาจาก Roman Barmin กล่าวว่า: “สิ่งที่เราทำในการศึกษานี้คือเราได้แสดงสารไวแสงที่ได้รับความนิยม XNUMX ชนิดที่จับกับอัลบูมินซึ่งเป็นโปรตีนในซีรั่มของวัว ส่งผลให้มีปฏิกิริยาทางแสงมากขึ้น และการตีโปรตีน-ยาที่ควบรวมเป็นฟองจะส่งผลให้ประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นไปอีก สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อพัฒนาการบำบัดมะเร็งด้วยโฟโตไดนามิก”
ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ใช้สารไวแสงเชิงพาณิชย์ XNUMX ชนิดเพื่อแสดงพันธะโควาเลนต์ของอัลบูมินกับซิงค์พทาโลไซยานีน และจับกับไฟฟ้าสถิตกับอะลูมิเนียมพทาโลไซยานีน ตัวแรกคือสารรักษาโฟโตไดนามิกที่ได้รับการอนุมัติทางคลินิก ในขณะที่ตัวหลังยังอยู่ในการทดสอบทางคลินิก เพื่อ "กระตุ้น" ฟองอากาศ สารละลาย phthalocyanine-albumin จะต้องผ่านอัลตราซาวนด์ที่ความถี่และอุณหภูมิที่เหมาะสม
บาร์มินตั้งข้อสังเกต “แม้ว่าการให้ฟองสบู่ขนาดเล็กเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมโดยทั่วไป การศึกษานี้เป็นครั้งแรกที่ใช้ฟองสบู่อัลบูมินในบริบทของการบำบัดด้วยแสงและทำงานร่วมกับพทาโลไซยานีนสองตัวที่เราพิจารณา แนวคิดเบื้องหลังการส่งมอบไมโครบับเบิลคือเปลือกของฟองอากาศสามารถบรรจุโมเลกุลของสารโฟโตไดนามิกได้อย่างหนาแน่น และฟองอากาศสามารถ 'แตก' ได้โดยสะดวกด้วยอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ในลักษณะควบคุมเพื่อปล่อยยา”
ศาสตราจารย์ Dmitry Gorin จาก Skoltech Photonics แสดงความคิดเห็นว่า “การทดสอบบ่งชี้ว่าการส่งตัวแทนไปยังเซลล์นั้นประสบความสำเร็จ เป้าหมายต่อไปของเราคือความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับปฏิกิริยาระหว่างเซลล์ฟองสบู่ขนาดเล็กเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรักษา”
หลังจากสำรวจลักษณะเฉพาะของไมโครบับเบิลแล้ว ทีมงานสรุปว่าไมโครบับเบิลแบบโฟโตไดนามิกแบบคอนจูเกตมีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพที่ดีขึ้น: ฟองจะรักษาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเท่าเดิมกับฟองที่ปราศจากพทาโลไซยานีน (ใช้ในการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์) ซึ่งเป็นประโยชน์ในการควบคุมประสิทธิภาพในขณะที่ ในขณะเดียวกันก็มีความเข้มข้นของฟองและความคงตัวในการจัดเก็บที่สูงขึ้น
บาร์มิน กล่าวว่า, “คำถามต่อมาคือ: ไมโครบับเบิ้ลจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสารโฟโตไดนามิกที่พวกเขาส่งมอบหรือไม่? เพื่อนร่วมงานของเราจาก Prokhorov General Physics Institute ได้พัฒนาเทคนิคโดยใช้สารแขวนลอยเม็ดเลือดแดงเพื่อทดสอบสิ่งนั้น ผลที่ได้ชัดเจน: สำหรับสารทั้งสอง สารคอมเพล็กซ์พทาโลไซยานีน-อัลบูมินได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าพทาโลไซยานีสธรรมดา และการส่งมอบฟองขนาดเล็กยังช่วยเพิ่มปฏิกิริยาทางแสงของยา ซึ่งเป็นผลมาจากการบรรจุโมเลกุลที่หนาแน่นในเปลือกไมโครบับเบิ้ล”
การอ้างอิงวารสาร:
- Roman A. Barmin, Elizaveta A. Makismova และคณะ ฟองสบู่ขนาดเล็กของอัลบูมินผสมกับสีย้อมสังกะสีและอลูมิเนียมพทาโลไซยาไนน์เพื่อเพิ่มกิจกรรมโฟโตไดนามิก คอลลอยด์และพื้นผิว B: ไบโออินเตอร์เฟส. ดอย: 10.1016/j.colsurfb.2022.112856
