Un pansament chirurgical extrem de eficient conceput pentru pacienții cu cancer de piele ar putea accelera procesul de vindecare după intervenție chirurgicală. Dezvoltat de cercetători din Marea Britanie și China, pansamentul exploatează și efectele fototermale pentru a preveni reapariția tumorilor.
Terapia fototermală (PTT) a apărut ca o tehnică promițătoare pentru tratarea cancerului de piele. Aceasta implică injectarea tumorilor cu nanomateriale conductoare care transformă lumina în căldură și apoi iluminarea lor cu lungimi de undă specifice pentru a ucide celulele canceroase. Pentru tumorile mari, acest tratament trebuie efectuat în combinație cu intervenția chirurgicală, lăsând răni care trebuie tratate cu pansamente chirurgicale pentru a preveni infecția.
Recent, au fost propuse metode de tratament mai avansate în care PTT este integrat direct în pansamentele chirurgicale. Speranța este că aceste materiale ar putea promova vindecarea pielii, prevenind în același timp reapariția tumorilor după tratament. Proiectele teoretizate pentru aceste pansamente se bazează pe materialul fototermic redus de oxid de grafen (rGO). Acest material poate fi sintetizat prin legarea grupurilor care conțin oxigen la foile de grafen cu un singur strat și apoi supunându-le unui proces care le reduce conținutul de oxigen.
În prezent, această tehnică se confruntă cu un obstacol major: rGO este toxic pentru celulele vii, ceea ce înseamnă că nu poate fi utilizat direct în pansamentele chirurgicale. Înainte de procesul de reducere, oxidul de grafen poate fi făcut mai biocompatibil prin combinarea lui cu biomolecule precum peptidele și proteinele. Cu toate acestea, pentru a-și spori răspunsul fototermic, materialul trebuie să suporte apoi un proces dur de reducere: efectuat într-un reactor etanș la temperaturi care depășesc 180°C, într-un mediu cu etanol pur. În timp ce reduce oxidul de grafen al materialului, acest lucru distruge și structurile biomoleculare mai delicate atașate de acesta.
Echipa, condusă de Yuanhao Wu de la Universitatea din Nottingham, a dezvoltat acum o nouă tehnică care permite ca procesul de reducere să aibă loc la temperaturi mai scăzute. Acesta implică un ansamblu de fulgi de oxid de grafen, încapsulați într-un biopolimer proteic numit „recombinamer asemănător elastinei” (ELR), care este cunoscut pentru capacitatea sa de a promova repararea pielii și vindecarea rănilor. Prin controlul interacțiunilor moleculare dintre aceste structuri, echipa a produs un miez de oxid de grafen cu mai multe straturi, înconjurat de o carcasă ELR.
Ulterior, cercetătorii au expus această structură la un dezinfectant care conține 70% etanol. De obicei, acest lichid ar pătrunde direct prin bacterii și învelișurile proteice ale virușilor. În acest caz, a trecut direct prin carcasa ELR pentru a interacționa cu oxidul de grafen pur din interior. Acest lucru a permis echipei să declanșeze procesul de reducere la temperaturi mult mai scăzute de 85°C, lăsând în același timp structura ELR intactă.
În total, structura finală a combinat eficiența PTT ridicată a rGO cu capacitatea de a promova regenerarea țesuturilor. Ca un bonus suplimentar, materialul a fost sterilizat prin tratarea sa cu etanol.
Terapia fototermală cu trei puncte elimină tumorile la șoareci
Cercetătorii și-au validat abordarea folosind in vivo experimente pe șoareci, care demonstrează că pansamentele ar putea preveni reapariția tumorii și ar putea promova vindecarea rănilor după rezecția tumorii. Materialul a avut nevoie de doar 15 s de expunere la lumina infraroșie apropiată la fiecare 48 de ore pentru a fi eficient.
Echipa lui Wu speră că pansamentele unice ar putea duce la tratamente practice postoperatorii pe care pacienții cu cancer de piele le-ar putea oferi acasă: atât accelerând vindecarea rănilor lor chirurgicale, cât și împiedicând reapariția tumorilor pe măsură ce pielea lor se regenerează.
Studiul este descris în Materiale funcționale avansate.
