Высокоэффективная хирургическая повязка, разработанная для пациентов с раком кожи, может ускорить процесс заживления после операции. Повязка, разработанная исследователями из Великобритании и Китая, также использует фототермические эффекты для предотвращения повторного появления опухолей.
Фототермическая терапия (ФТТ) стала перспективным методом лечения рака кожи. Он включает в себя введение в опухоли проводящих наноматериалов, которые преобразуют свет в тепло, а затем их облучение с определенной длиной волны для уничтожения раковых клеток. При больших опухолях это лечение должно проводиться в сочетании с хирургическим вмешательством, при этом остаются раны, которые необходимо обрабатывать хирургическими повязками для предотвращения инфекции.
В последнее время были предложены более совершенные методы лечения, в которых ПТТ интегрируется непосредственно в хирургические повязки. Есть надежда, что эти материалы могут способствовать заживлению кожи, предотвращая повторное появление опухолей после лечения. Теоретические конструкции этих повязок основаны на фототермическом материале, восстановленном оксидом графена (rGO). Этот материал можно синтезировать путем связывания кислородсодержащих групп с однослойными графеновыми листами, а затем подвергнуть их процессу, снижающему содержание кислорода.
В настоящее время этот метод сталкивается с серьезным препятствием: rGO токсичен для живых клеток, а это означает, что его нельзя использовать непосредственно в хирургических повязках. Перед процессом восстановления оксид графена можно сделать более биосовместимым, объединив его с биомолекулами, такими как пептиды и белки. Однако для повышения фототермической реакции материал должен пройти жесткий процесс восстановления: его проводят в герметичном реакторе при температуре выше 180°C в среде чистого этанола. Уменьшая содержание оксида графена в материале, это также разрушает более тонкие биомолекулярные структуры, прикрепленные к нему.
Команда под руководством Юаньхао Ву в Ноттингемском университете разработали новую методику, позволяющую проводить процесс восстановления при более низких температурах. Он включает в себя сборку чешуек оксида графена, заключенных в белковый биополимер, называемый «эластиноподобный рекомбинамер» (ELR), который известен своей способностью способствовать восстановлению кожи и заживлению ран. Управляя молекулярными взаимодействиями между этими структурами, команда создала многослойное ядро из оксида графена, окруженное оболочкой ELR.
После этого исследователи подвергли эту структуру воздействию дезинфицирующего средства, содержащего 70% этанола. Как правило, эта жидкость проникает прямо сквозь бактерии и белковые оболочки вирусов. В этом случае он проходил прямо через оболочку ELR, чтобы взаимодействовать с чистым оксидом графена внутри. Это позволило команде инициировать процесс восстановления при гораздо более низких температурах 85 ° C, оставив при этом структуру ELR нетронутой.
В целом, окончательная структура сочетала в себе высокую эффективность PTT rGO со способностью стимулировать регенерацию тканей. В качестве дополнительного бонуса материал был стерилизован обработкой этанолом.
Трехступенчатая фототермическая терапия устраняет опухоли у мышей
Исследователи подтвердили свой подход, используя в естественных условиях эксперименты на мышах, демонстрирующие, что повязки могут предотвратить рецидив опухоли и способствовать заживлению ран после резекции опухоли. Материалу требовалось всего 15 секунд воздействия ближнего инфракрасного света каждые 48 часов, чтобы быть эффективным.
Команда Ву надеется, что уникальные повязки могут привести к практическому послеоперационному лечению, которое пациенты с раком кожи смогут проводить дома: как ускорить заживление хирургических ран, так и предотвратить повторное появление опухолей по мере регенерации их кожи.
Исследование описано в Расширенные функциональные материалы.
