Cắt bỏ bằng vi sóng (MWA) là phương pháp điều trị ung thư xâm lấn tối thiểu nhằm tiêu diệt các tế bào khối u bằng cách sử dụng nhiệt tạo ra khi tiếp xúc với năng lượng vi sóng. MWA hiện được sử dụng để điều trị một số loại khối u rắn, bao gồm ung thư biểu mô tế bào gan, ung thư phổi, ung thư đại trực tràng và di căn phổi. Nhưng bất chấp những tiến bộ nhanh chóng trong lĩnh vực này, công suất cao cần thiết để cắt bỏ khối u có thể làm tổn thương các mô xung quanh, hạn chế ứng dụng lâm sàng của MWA. Do đó, việc sử dụng các tác nhân chức năng bổ sung để tăng hiệu quả làm nóng khối u của MWA trong khi tiết kiệm các mô bình thường đã trở thành một chủ đề nóng.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu từ Viện Vật liệu mềm & Nano chức năng (FUNSOM), tại Đại học Soochow ở Trung Quốc đã chế tạo hydrogel natri alginate liên kết ngang với các ion canxi để dùng làm vật liệu hai chức năng giúp tăng cường hiệu quả cắt bỏ bằng vi sóng và kích thích khả năng miễn dịch chống khối u. Họ mô tả những phát hiện của họ trong Những tiến bộ khoa học.
Nồng độ canxi cao
Hydrogel ở dạng tự nhiên là một loại polymer có khả năng hấp thụ cao, hòa tan và hydrogel tổng hợp đang nhanh chóng trở thành vật liệu y sinh hấp dẫn nhờ khả năng tương thích sinh học tuyệt vời với tế bào và mô của con người. Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng các ion đứng tự do nằm bên trong mạng lưới polyme hydrogel có thể hoạt động như tác nhân nhạy cảm với vi sóng do hiệu ứng giam giữ ion trong các lớp gel. Phát hiện này cho thấy hydrogel có thể được điều chỉnh thêm cho các ứng dụng MWA.
Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đã liên kết ngang natri alginate (ALG) với canxi clorua (CaCl2).2) dung dịch tạo thành hydrogel ALG-Ca. Bằng cách đưa nồng độ cao các ion canxi vào mạng lưới hydrogel, họ đã tận dụng đặc tính dao động của chúng dưới bức xạ điện từ để tăng hiệu quả gia nhiệt bằng vi sóng.
Các nhà nghiên cứu đã đánh giá độ nhạy vi sóng của các hydrogel ALG-Ca này bằng cách ghi lại mức tăng nhiệt độ sau khi chiếu xạ vi sóng. Họ cũng kiểm tra khả năng tập trung vùng gia nhiệt của hydrogel để đảm bảo rằng năng lượng nhiệt được tiêu tán trong mục tiêu cắt bỏ.
ALG-hydrogel nhạy cảm với vi sóng đã thể hiện khả năng điều chỉnh tuyệt vời. Bằng cách điều chỉnh nồng độ của các ion canxi và ALG, hydrogel ALG dư ion canxi không chỉ cho phép làm nóng vi sóng hiệu quả ở mật độ năng lượng giảm đáng kể mà còn tập trung nhiệt vào bên trong vùng tiêm, do đó hứa hẹn sẽ giảm tác dụng phụ của MWA thông thường.
Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu hiệu quả điều trị của hydrogel truyền canxi này kết hợp với MWA ở một số nhóm chuột mang khối u. Các khối u ở chuột được tiêm hydrogel chứa canxi và tiếp xúc với năng lượng vi sóng đã bị loại bỏ hoàn toàn so với những khối u ở chuột được điều trị bằng hydrogel thông thường và lò vi sóng. Những con chuột được điều trị bằng ALG-Ca cũng cho thấy khối u không tái phát đáng chú ý trong tối đa 60 ngày. Tương tự, những con thỏ có khối u lớn hơn cho thấy khả năng ức chế khối u được cải thiện sau khi tiêm ALG-Ca và MWA.
Hơn nữa, hydrogel truyền canxi đã tạo ra một môi trường vi mô gây viêm kích hoạt khả năng miễn dịch chống khối u ở chuột. Điều này cho thấy hydrogel ALG-Ca cũng có thể hoạt động như một vật liệu sinh học kích thích miễn dịch để thúc đẩy sự trưởng thành của tế bào đuôi gai – các tế bào chuyên biệt giúp tăng cường phản ứng miễn dịch – với hiệu lực tương đương với chất tăng cường miễn dịch thương mại.
tác giả chính Trang Lưu, người đứng đầu FUNSOM's Phòng thí nghiệm Vật liệu sinh học tiên tiến và Y học nano, nói rằng hydrogel metallico-alginate hứa hẹn rất lớn cho việc dịch thuật lâm sàng trong tương lai nhằm mở rộng các ứng dụng lâm sàng của MWA.
