Un vendaje quirúrgico altamente efectivo diseñado para pacientes con cáncer de piel podría acelerar el proceso de curación después de la cirugía. Desarrollado por investigadores del Reino Unido y China, el apósito también aprovecha los efectos fototérmicos para evitar la reaparición de tumores.
La terapia fototérmica (PTT) ha surgido como una técnica prometedora para el tratamiento del cáncer de piel. Se trata de inyectar en los tumores nanomateriales conductores que convierten la luz en calor y luego iluminarlos con longitudes de onda específicas para matar las células cancerosas. Para tumores grandes, este tratamiento debe realizarse en combinación con la cirugía, dejando heridas que deben ser tratadas con apósitos quirúrgicos para prevenir infecciones.
Recientemente, se han propuesto métodos de tratamiento más avanzados en los que el PTT se integra directamente en los apósitos quirúrgicos. La esperanza es que estos materiales puedan promover la curación en la piel, al tiempo que evitan que los tumores vuelvan a surgir después del tratamiento. Los diseños teóricos para estos apósitos se basan en el óxido de grafeno reducido (rGO) de material fototérmico. Este material se puede sintetizar uniendo grupos que contienen oxígeno a láminas de grafeno de una sola capa y luego sometiéndolas a un proceso que reduce su contenido de oxígeno.
Actualmente, esta técnica se enfrenta a un gran obstáculo: la rGO es tóxica para las células vivas, lo que significa que no se puede utilizar directamente en apósitos quirúrgicos. Antes del proceso de reducción, el óxido de grafeno se puede hacer más biocompatible combinándolo con biomoléculas como péptidos y proteínas. Sin embargo, para mejorar su respuesta fototérmica, el material debe soportar un duro proceso de reducción: llevado a cabo en un reactor sellado a temperaturas superiores a 180°C, en un ambiente de etanol puro. Mientras reduce el óxido de grafeno del material, esto también destruye las estructuras biomoleculares más delicadas adheridas a él.
El equipo, dirigido por Yuan Hao Wu en la Universidad de Nottingham, ha desarrollado ahora una nueva técnica que permite que el proceso de reducción ocurra a temperaturas más bajas. Se trata de un ensamblaje de escamas de óxido de grafeno, encerradas en un biopolímero de proteína llamado "recombinamero similar a elastina" (ELR), que es conocido por su capacidad para promover la reparación de la piel y curar heridas. Mediante el control de las interacciones moleculares entre estas estructuras, el equipo produjo un núcleo de óxido de grafeno de varias capas, rodeado por una capa de ELR.
Posteriormente, los investigadores expusieron esta estructura a un desinfectante que contenía 70% de etanol. Por lo general, este líquido penetraría directamente a través de las bacterias y las proteínas de los virus. En este caso, pasó directamente a través de la cubierta ELR para interactuar con el óxido de grafeno puro del interior. Esto permitió al equipo desencadenar el proceso de reducción a temperaturas mucho más bajas de 85 °C, dejando intacta la estructura del ELR.
En conjunto, la estructura final combinó la alta eficiencia de PTT de rGO con la capacidad de promover la regeneración de tejidos. Como bono adicional, el material fue esterilizado a través de su tratamiento con etanol.
La terapia fototérmica de tres puntas elimina tumores en ratones
Los investigadores validaron su enfoque utilizando in vivo experimentos en ratones, demostrando que los apósitos podrían prevenir la recurrencia del tumor y promover la cicatrización de heridas después de la resección del tumor. El material solo necesitó 15 s de exposición a la luz infrarroja cercana cada 48 horas para ser efectivo.
El equipo de Wu espera que los apósitos únicos puedan conducir a tratamientos posoperatorios prácticos que los pacientes con cáncer de piel puedan realizar en casa: acelerando la curación de sus heridas quirúrgicas y evitando que los tumores vuelvan a surgir a medida que su piel se regenera.
El estudio se describe en Materiales funcionales avanzados.
