Zelo učinkovita kirurška obloga, zasnovana za bolnike s kožnim rakom, bi lahko pospešila proces celjenja po operaciji. Obloga, ki so jo razvili raziskovalci v Združenem kraljestvu in na Kitajskem, izkorišča tudi fototermalne učinke za preprečevanje ponovnega pojava tumorjev.
Fototermalna terapija (PTT) se je izkazala kot obetavna tehnika za zdravljenje kožnega raka. Vključuje vbrizgavanje prevodnih nanomaterialov v tumorje, ki pretvorijo svetlobo v toploto, nato pa jih osvetljujejo s specifičnimi valovnimi dolžinami, da ubijejo rakave celice. Pri velikih tumorjih je treba to zdravljenje izvajati v kombinaciji s kirurškim posegom, pri čemer ostanejo rane, ki jih je treba zdraviti s kirurškimi povoji, da se prepreči okužba.
Nedavno so bile predlagane naprednejše metode zdravljenja, pri katerih je PTT integriran neposredno v kirurške obloge. Upanje je, da bi ti materiali lahko pospešili celjenje kože, hkrati pa preprečili ponoven pojav tumorjev po zdravljenju. Teoretizirane zasnove za te obloge temeljijo na fototermalnem materialu reduciranega grafenovega oksida (rGO). Ta material je mogoče sintetizirati z vezavo skupin, ki vsebujejo kisik, na enoslojne grafenske plošče in jih nato izpostaviti postopku, ki zmanjša njihovo vsebnost kisika.
Trenutno se ta tehnika sooča z veliko oviro: rGO je toksičen za žive celice, kar pomeni, da ga ni mogoče uporabiti neposredno v kirurških oblogah. Pred postopkom redukcije lahko grafenov oksid postane bolj biokompatibilen, če ga združimo z biomolekulami, kot so peptidi in proteini. Da bi povečali svoj fototermični odziv, pa mora material prestati oster postopek redukcije: izveden v zaprtem reaktorju pri temperaturah, ki presegajo 180 °C, v okolju čistega etanola. Ob zmanjšanju grafenovega oksida v materialu to uniči tudi bolj občutljive biomolekularne strukture, ki so nanj pritrjene.
Ekipa, ki jo vodi Yuanhao Wu na Univerzi v Nottinghamu je zdaj razvil novo tehniko, ki omogoča, da se postopek redukcije izvede pri nižjih temperaturah. Vključuje sestav kosmičev grafenovega oksida, obdanih z beljakovinskim biopolimerom, imenovanim "elastinu podoben rekombinamer" (ELR), ki je znan po svoji sposobnosti spodbujanja popravljanja kože in celjenja ran. Z nadzorovanjem molekularnih interakcij med temi strukturami je ekipa izdelala večplastno jedro grafen oksida, obdano z lupino ELR.
Nato so raziskovalci to strukturo izpostavili razkužilu, ki je vsebovalo 70% etanola. Običajno bi ta tekočina prodrla naravnost skozi bakterije in beljakovinske lupine virusov. V tem primeru je šel naravnost skozi lupino ELR, da je sodeloval s čistim grafenovim oksidom v notranjosti. To je ekipi omogočilo, da je sprožila postopek redukcije pri veliko nižjih temperaturah 85 °C, medtem ko je struktura ELR ostala nedotaknjena.
Skupaj je končna struktura združila visoko učinkovitost PTT rGO z zmožnostjo spodbujanja regeneracije tkiva. Kot dodaten bonus je bil material steriliziran z obdelavo z etanolom.
Trikraka fototermalna terapija odpravlja tumorje pri miših
Raziskovalci so potrdili svoj pristop z uporabo vivo poskusi na miših, ki dokazujejo, da lahko obloge preprečijo ponovitev tumorja in pospešijo celjenje ran po resekciji tumorja. Material je potreboval samo 15 s izpostavljenosti skoraj infrardeči svetlobi vsakih 48 ur, da je bil učinkovit.
Wujeva ekipa upa, da bi edinstveni povoji lahko vodili do praktičnih pooperativnih zdravljenj, ki bi jih bolniki s kožnim rakom lahko izvajali doma: pospešili bi celjenje kirurških ran in preprečili ponoven pojav tumorjev, ko se njihova koža regenerira.
Študija je opisana v Napredni funkcionalni materiali.
