Високоефективна хірургічна пов’язка, розроблена для пацієнтів з раком шкіри, може прискорити процес загоєння після операції. Розроблена дослідниками з Великої Британії та Китаю пов’язка також використовує фототермічні ефекти, щоб запобігти повторній появі пухлин.
Фототерапія (ФТТ) стала багатообіцяючою технікою лікування раку шкіри. Він передбачає введення в пухлини провідних наноматеріалів, які перетворюють світло на тепло, а потім освітлення їх певною довжиною хвилі для знищення ракових клітин. Для великих пухлин таке лікування необхідно проводити в поєднанні з хірургічним втручанням, залишаючи рани, які необхідно обробити хірургічними пов’язками, щоб запобігти інфекції.
Останнім часом були запропоновані більш досконалі методи лікування, у яких PTT інтегрується безпосередньо в хірургічні пов’язки. Є надія, що ці матеріали можуть сприяти загоєнню шкіри, одночасно запобігаючи повторній появі пухлин після лікування. Теоретизовані конструкції цих пов’язок засновані на фототермічному матеріалі, відновленому оксиді графену (rGO). Цей матеріал можна синтезувати шляхом зв’язування кисневмісних груп з одношаровими графеновими листами, а потім піддати їх процесу, який зменшує вміст кисню.
Зараз ця методика стикається з серйозною проблемою: rGO токсичний для живих клітин, тобто його не можна використовувати безпосередньо в хірургічних пов’язках. Перед процесом відновлення оксид графену можна зробити більш біосумісним, поєднавши його з такими біомолекулами, як пептиди та білки. Однак для того, щоб посилити свою фототермічну реакцію, матеріал має потім пройти жорсткий процес відновлення: який проводиться в герметичному реакторі при температурах, що перевищують 180°C, у середовищі чистого етанолу. Зменшуючи оксид графену в матеріалі, це також руйнує більш делікатні біомолекулярні структури, приєднані до нього.
Колектив, очолюваний в Юаньхао Ву в Університеті Ноттінгема розробив нову техніку, яка дозволяє процесу відновлення відбуватися за нижчих температур. Він включає збірку пластівців оксиду графену, укладених у білковий біополімер під назвою «еластиноподібний рекомбінамер» (ELR), який відомий своєю здатністю сприяти відновленню шкіри та загоєнню ран. Контролюючи молекулярні взаємодії між цими структурами, команда створила багатошарове ядро з оксиду графену, оточене оболонкою ELR.
Після цього дослідники піддали цю структуру дезінфікуючому засобу, що містить 70% етанолу. Як правило, ця рідина проникає прямо крізь бактерії та білкові оболонки вірусів. У цьому випадку він пройшов прямо через оболонку ELR, щоб взаємодіяти з чистим оксидом графену всередині. Це дозволило команді запустити процес відновлення при значно нижчих температурах 85°C, залишивши структуру ELR недоторканою.
Загалом остаточна структура поєднала високу ефективність РТТ rGO зі здатністю сприяти регенерації тканин. Як додатковий бонус, матеріал стерилізували шляхом обробки етанолом.
Тристороння фототермічна терапія усуває пухлини у мишей
Дослідники перевірили свій підхід за допомогою в природних умовах експерименти на мишах, які продемонстрували, що пов’язки можуть запобігти рецидиву пухлини та сприяти загоєнню ран після резекції пухлини. Щоб матеріал був ефективним, потрібно лише 15 секунд впливу ближнього інфрачервоного світла кожні 48 годин.
Команда Ву сподівається, що унікальні пов’язки можуть стати причиною практичного післяопераційного лікування, яке пацієнти з раком шкіри зможуть проводити вдома: як прискорення загоєння їхніх хірургічних ран, так і запобігання повторному виникненню пухлин під час регенерації шкіри.
Дослідження описано в Розширені функціональні матеріали.
