Ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός χειρουργικός επίδεσμος σχεδιασμένος για ασθενείς με καρκίνο του δέρματος θα μπορούσε να επιταχύνει τη διαδικασία επούλωσης μετά την επέμβαση. Αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Κίνα, ο επίδεσμος εκμεταλλεύεται επίσης φωτοθερμικά αποτελέσματα για να αποτρέψει την επανεμφάνιση όγκων.
Η φωτοθερμική θεραπεία (PTT) έχει αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη τεχνική για τη θεραπεία του καρκίνου του δέρματος. Περιλαμβάνει την έγχυση όγκων με αγώγιμα νανοϋλικά που μετατρέπουν το φως σε θερμότητα και στη συνέχεια το φωτισμό τους με συγκεκριμένα μήκη κύματος για να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα. Για μεγάλους όγκους, αυτή η θεραπεία πρέπει να πραγματοποιείται σε συνδυασμό με χειρουργική επέμβαση, αφήνοντας τραύματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν με χειρουργικούς επιδέσμους για την πρόληψη μόλυνσης.
Πρόσφατα, έχουν προταθεί πιο προηγμένες μέθοδοι θεραπείας στις οποίες το PTT ενσωματώνεται απευθείας στους χειρουργικούς επιδέσμους. Η ελπίδα είναι ότι αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να προωθήσουν την επούλωση στο δέρμα, αποτρέποντας παράλληλα την επανεμφάνιση όγκων μετά τη θεραπεία. Τα θεωρητικά σχέδια για αυτούς τους επιδέσμους βασίζονται γύρω από το φωτοθερμικό υλικό ανηγμένο οξείδιο του γραφενίου (rGO). Αυτό το υλικό μπορεί να συντεθεί συνδέοντας ομάδες που περιέχουν οξυγόνο σε φύλλα γραφενίου μονής στρώσης και στη συνέχεια υποβάλλοντάς τα σε μια διαδικασία που μειώνει την περιεκτικότητά τους σε οξυγόνο.
Επί του παρόντος, αυτή η τεχνική αντιμετωπίζει ένα σημαντικό εμπόδιο: το rGO είναι τοξικό για τα ζωντανά κύτταρα, που σημαίνει ότι δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε χειρουργικούς επιδέσμους. Πριν από τη διαδικασία αναγωγής, το οξείδιο του γραφενίου μπορεί να γίνει πιο βιοσυμβατό συνδυάζοντάς το με βιομόρια όπως πεπτίδια και πρωτεΐνες. Ωστόσο, για να ενισχυθεί η φωτοθερμική του απόκριση, το υλικό πρέπει στη συνέχεια να υποστεί μια σκληρή διαδικασία αναγωγής: να πραγματοποιείται σε σφραγισμένο αντιδραστήρα σε θερμοκρασίες άνω των 180°C, σε περιβάλλον καθαρής αιθανόλης. Ενώ μειώνεται το οξείδιο του γραφενίου του υλικού, αυτό καταστρέφει επίσης τις πιο λεπτές βιομοριακές δομές που συνδέονται με αυτό.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον Yuanhao Wu στο Πανεπιστήμιο του Nottingham, έχει τώρα αναπτύξει μια νέα τεχνική που επιτρέπει τη διαδικασία μείωσης να συμβεί σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Περιλαμβάνει ένα συγκρότημα νιφάδων οξειδίου του γραφενίου, που περικλείονται σε ένα βιοπολυμερές πρωτεΐνης που ονομάζεται «ανασυνδυασμένο με ελαστίνη» (ELR), το οποίο είναι γνωστό για την ικανότητά του να προάγει την επιδιόρθωση του δέρματος και να επουλώνει πληγές. Ελέγχοντας τις μοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των δομών, η ομάδα παρήγαγε έναν πολυστρωματικό πυρήνα οξειδίου του γραφενίου, που περιβάλλεται από ένα κέλυφος ELR.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέθεσαν αυτή τη δομή σε ένα απολυμαντικό που περιείχε 70% αιθανόλη. Τυπικά, αυτό το υγρό θα διεισδύσει κατευθείαν μέσω των βακτηρίων και των πρωτεϊνικών περιβλημάτων των ιών. Σε αυτή την περίπτωση, πέρασε κατευθείαν μέσα από το κέλυφος ELR για να αλληλεπιδράσει με το καθαρό οξείδιο του γραφενίου μέσα. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να ενεργοποιήσει τη διαδικασία μείωσης σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες 85°C, αφήνοντας ανέπαφη τη δομή του ELR.
Συνολικά, η τελική δομή συνδύαζε την υψηλή απόδοση PTT του rGO με την ικανότητα να προάγει την αναγέννηση των ιστών. Ως πρόσθετο πλεονέκτημα, το υλικό αποστειρώθηκε μέσω της επεξεργασίας του με αιθανόλη.
Η φωτοθερμική θεραπεία τριών οδών εξαλείφει τους όγκους στα ποντίκια
Οι ερευνητές επικύρωσαν την προσέγγισή τους χρησιμοποιώντας ίη νίνο πειράματα σε ποντίκια, αποδεικνύοντας ότι οι επίδεσμοι θα μπορούσαν να αποτρέψουν την επανεμφάνιση του όγκου και να προάγουν την επούλωση του τραύματος μετά την εκτομή του όγκου. Το υλικό χρειαζόταν μόνο 15 δευτερόλεπτα έκθεση σε κοντινό υπέρυθρο φως κάθε 48 ώρες για να είναι αποτελεσματικό.
Η ομάδα του Wu ελπίζει ότι οι μοναδικοί επίδεσμοι θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πρακτικές μεταχειρουργικές θεραπείες που θα μπορούσαν να προσφέρουν οι ασθενείς με καρκίνο του δέρματος στο σπίτι: επιταχύνοντας την επούλωση των χειρουργικών τραυμάτων τους και αποτρέποντας την επανεμφάνιση όγκων καθώς το δέρμα τους αναγεννάται.
Η μελέτη περιγράφεται στο Προηγμένα λειτουργικά υλικά.
