แผ่นปิดแผลผ่าตัดด้วยความร้อนจากแสงช่วยป้องกันการเกิดซ้ำของมะเร็งผิวหนัง

แผ่นปิดแผลผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งออกแบบมาสำหรับผู้ป่วยมะเร็งผิวหนังสามารถเร่งกระบวนการรักษาให้หายเร็วขึ้นหลังการผ่าตัด การพัฒนาโดยนักวิจัยในสหราชอาณาจักรและจีน วัสดุปิดแผลยังใช้ผลกระทบจากความร้อนจากแสงเพื่อป้องกันไม่ให้เนื้องอกเกิดขึ้นอีก

การบำบัดด้วยความร้อนด้วยแสง (PTT) ได้กลายเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มในการรักษามะเร็งผิวหนัง มันเกี่ยวข้องกับการฉีดเนื้องอกด้วยวัสดุนาโนนำไฟฟ้าที่เปลี่ยนแสงเป็นความร้อน แล้วฉายแสงด้วยความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง สำหรับเนื้องอกขนาดใหญ่ต้องทำการรักษาร่วมกับการผ่าตัดโดยเว้นบาดแผลที่ต้องรักษาด้วยผ้าปิดแผลเพื่อป้องกันการติดเชื้อ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการนำเสนอวิธีการรักษาขั้นสูงเพิ่มเติมโดยรวมปตท.เข้ากับวัสดุปิดแผลโดยตรง ความหวังคือวัสดุเหล่านี้สามารถส่งเสริมการรักษาในผิวหนัง ในขณะเดียวกันก็ป้องกันเนื้องอกไม่ให้เกิดขึ้นอีกหลังการรักษา การออกแบบทางทฤษฎีสำหรับการตกแต่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับวัสดุความร้อนจากแสงที่รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ (rGO) วัสดุนี้สามารถสังเคราะห์ได้โดยการเชื่อมกลุ่มที่มีออกซิเจนเข้ากับแผ่นกราฟีนชั้นเดียว จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการที่ลดปริมาณออกซิเจน

ปัจจุบัน เทคนิคนี้เผชิญกับอุปสรรคสำคัญ: rGO เป็นพิษต่อเซลล์ที่มีชีวิต หมายความว่าไม่สามารถใช้โดยตรงกับวัสดุปิดแผลผ่าตัดได้ ก่อนกระบวนการรีดักชัน กราฟีนออกไซด์สามารถทำให้เข้ากันได้ทางชีวภาพมากขึ้นโดยการรวมเข้ากับสารชีวโมเลกุล เช่น เปปไทด์และโปรตีน อย่างไรก็ตาม เพื่อเพิ่มการตอบสนองความร้อนจากแสง วัสดุจะต้องทนต่อกระบวนการรีดักชั่นที่รุนแรง: ดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบปิดที่อุณหภูมิเกิน 180°C ในสภาพแวดล้อมของเอทานอลบริสุทธิ์ ในขณะที่ลดกราฟีนออกไซด์ของวัสดุ สิ่งนี้ยังทำลายโครงสร้างทางชีวโมเลกุลที่ละเอียดอ่อนกว่าที่ติดอยู่กับมันด้วย

นำทีมโดย หยวนห่าว หวู่ ที่มหาวิทยาลัยนอตติงแฮมได้พัฒนาเทคนิคใหม่ที่ช่วยให้กระบวนการรีดักชันเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำลง มันเกี่ยวข้องกับการประกอบเกล็ดกราฟีนออกไซด์ที่ห่อหุ้มด้วยโพลิเมอร์ชีวภาพโปรตีนชื่อ "อีลาสตินเหมือนรีคอมบินาเมอร์" (ELR) ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความสามารถในการส่งเสริมการซ่อมแซมผิวหนังและรักษาบาดแผล โดยการควบคุมปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลระหว่างโครงสร้างเหล่านี้ ทีมงานได้สร้างแกนกราฟีนออกไซด์หลายชั้นที่ล้อมรอบด้วยเปลือก ELR

หลังจากนั้น นักวิจัยนำโครงสร้างนี้ไปสัมผัสกับสารฆ่าเชื้อที่มีเอธานอล 70% โดยปกติแล้วของเหลวนี้จะซึมผ่านแบคทีเรียและเปลือกโปรตีนของไวรัสโดยตรง ในกรณีนี้ มันส่งผ่านเปลือก ELR โดยตรงเพื่อโต้ตอบกับกราฟีนออกไซด์บริสุทธิ์ที่อยู่ภายใน สิ่งนี้ทำให้ทีมงานสามารถเริ่มกระบวนการลดขนาดได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 85°C ในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างของ ELR เอาไว้

โดยรวมแล้ว โครงสร้างขั้นสุดท้ายได้รวมประสิทธิภาพ PTT ระดับสูงของ rGO เข้ากับความสามารถในการส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ โบนัสพิเศษเพิ่มเติมคือ วัสดุได้รับการฆ่าเชื้อด้วยการบำบัดด้วยเอทานอล

นักวิจัยตรวจสอบแนวทางของพวกเขาโดยใช้ ในร่างกาย การทดลองในหนู แสดงให้เห็นว่าวัสดุปิดแผลสามารถป้องกันการเกิดซ้ำของเนื้องอกและส่งเสริมการสมานแผลหลังการตัดเนื้องอก วัสดุต้องการเพียง 15 วินาทีต่อแสงอินฟราเรดใกล้ทุกๆ 48 ชั่วโมงเพื่อให้มีประสิทธิภาพ

ทีมของ Wu หวังว่าวัสดุปิดแผลที่ไม่เหมือนใครจะนำไปสู่การรักษาหลังการผ่าตัดที่ผู้ป่วยมะเร็งผิวหนังสามารถรักษาได้ที่บ้าน โดยทั้งช่วยเร่งการสมานแผลจากการผ่าตัด และป้องกันเนื้องอกไม่ให้เกิดขึ้นอีกเมื่อผิวหนังงอกใหม่

การศึกษาได้อธิบายไว้ใน วัสดุการทำงานขั้นสูง.