การระเหยด้วยไมโครเวฟ (MWA) คือการรักษามะเร็งที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด ซึ่งจะฆ่าเซลล์เนื้องอกโดยใช้ความร้อนที่เกิดจากการสัมผัสพลังงานไมโครเวฟ ปัจจุบันการประปานครหลวงใช้ในการรักษาเนื้องอกแข็งหลายประเภท ได้แก่ มะเร็งเซลล์ตับ มะเร็งปอด มะเร็งตับและมะเร็งลำไส้ใหญ่ และการแพร่กระจายของปอด แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านนี้ แต่พลังสูงที่จำเป็นในการกำจัดเนื้องอกสามารถทำลายเนื้อเยื่อรอบ ๆ ได้ ซึ่งเป็นการจำกัดการใช้งานทางคลินิกของการประปานครหลวง ด้วยเหตุนี้ การใช้สารทำหน้าที่เพิ่มเติมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการให้ความร้อนของเนื้องอกของการประปานครหลวงในขณะที่ประหยัดเนื้อเยื่อปกติจึงกลายเป็นประเด็นร้อน
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิจัยจากสถาบัน Functional Nano & Soft Materials (ฟันซอม) ที่มหาวิทยาลัย Soochow ในประเทศจีน ได้สร้างไฮโดรเจลโซเดียมอัลจิเนตที่เชื่อมโยงข้ามกับแคลเซียมไอออน เพื่อทำหน้าที่เป็นวัสดุสองฟังก์ชันที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผ่าตัดทำลายด้วยไมโครเวฟ และกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอก พวกเขาอธิบายการค้นพบของพวกเขาใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า.
ความเข้มข้นของแคลเซียมสูง
ไฮโดรเจลในรูปแบบดั้งเดิมนั้นเป็นโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้และดูดซับได้สูง และไฮโดรเจลสังเคราะห์กำลังกลายเป็นวัสดุชีวการแพทย์ที่น่าสนใจอย่างรวดเร็ว เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมกับเซลล์และเนื้อเยื่อของมนุษย์ การวิจัยก่อนหน้านี้ระบุว่าไอออนที่ตั้งอยู่ภายในเครือข่ายของโพลีเมอร์ไฮโดรเจลสามารถทำหน้าที่เป็นสารที่ไวต่อไมโครเวฟได้ เนื่องจากการกักขังไอออนภายในชั้นเจล การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าไฮโดรเจลสามารถนำไปประยุกต์เพิ่มเติมกับการประปานครหลวงได้
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักวิจัยได้เชื่อมโยงโซเดียมอัลจิเนต (ALG) กับแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl)2) สารละลายเพื่อสร้างไฮโดรเจล ALG-Ca ด้วยการแนะนำไอออนแคลเซียมที่มีความเข้มข้นสูงเข้าไปในเครือข่ายไฮโดรเจล พวกเขาใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการสั่นภายใต้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟ
นักวิจัยได้ประเมินความไวต่อไมโครเวฟของไฮโดรเจล ALG-Ca เหล่านี้โดยการบันทึกอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหลังจากการฉายรังสีด้วยไมโครเวฟ พวกเขายังได้ทดสอบความสามารถของไฮโดรเจลในการรวมตัวของโซนทำความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานความร้อนจะกระจายไปภายในเป้าหมายการระเหย
ALG-ไฮโดรเจลที่ไวต่อไมโครเวฟแสดงให้เห็นความสามารถในการปรับสภาพได้ดีเยี่ยม ด้วยการปรับความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนและ ALG ไฮโดรเจล ALG แคลเซียมไอออนที่มีส่วนเกินไม่เพียงแต่ให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟอย่างมีประสิทธิภาพโดยมีความหนาแน่นของพลังงานลดลงอย่างมาก แต่ยังรวมความร้อนความร้อนไว้ภายในโซนการฉีดด้วย จึงแสดงให้เห็นแนวโน้มที่ดีในการลดผลข้างเคียงของ การประปานครหลวงตามปกติ
ทีมงานได้ตรวจสอบประสิทธิภาพการรักษาของไฮโดรเจลที่ผสมแคลเซียมนี้ร่วมกับการประปานครหลวงในหนูที่มีเนื้องอกหลายกลุ่ม เนื้องอกในหนูที่ฉีดด้วยไฮโดรเจลผสมแคลเซียมและสัมผัสกับพลังงานไมโครเวฟจะถูกทำให้หายไปอย่างสมบูรณ์เมื่อเปรียบเทียบกับหนูที่ได้รับการรักษาด้วยไฮโดรเจลธรรมดาและไมโครเวฟ หนูที่ได้รับ ALG-Ca ยังแสดงให้เห็นว่าไม่มีการกลับเป็นซ้ำของเนื้องอกที่เห็นได้ชัดเจนเป็นเวลานานถึง 60 วัน ในทำนองเดียวกัน กระต่ายที่มีเนื้องอกขนาดใหญ่แสดงการปราบปรามของเนื้องอกที่ดีขึ้นหลังการฉีด ALG-Ca และ MWA
นอกจากนี้ ไฮโดรเจลที่เติมแคลเซียมยังสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคที่ส่งเสริมการอักเสบซึ่งกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอกในหนู สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าไฮโดรเจล ALG-Ca ยังอาจทำหน้าที่เป็นวัสดุชีวภาพกระตุ้นภูมิคุ้มกันเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์เดนไดรต์ ซึ่งเป็นเซลล์พิเศษที่กระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน ด้วยศักยภาพที่เทียบเคียงได้กับสารกระตุ้นภูมิคุ้มกันในเชิงพาณิชย์
ผู้เขียนหลัก จ้วงหลิวหัวหน้า FUNSOM's ห้องปฏิบัติการชีววัสดุขั้นสูงและนาโนการแพทย์กล่าวว่าไฮโดรเจลของโลหะอัลจิเนตถือเป็นคำมั่นสัญญาที่ดีเยี่ยมสำหรับการแปลทางคลินิกในอนาคต เพื่อขยายการใช้งานทางคลินิกของการประปานครหลวง
