Một loại băng phẫu thuật hiệu quả cao được thiết kế cho bệnh nhân ung thư da có thể đẩy nhanh quá trình lành vết thương sau phẫu thuật. Được phát triển bởi các nhà nghiên cứu ở Anh và Trung Quốc, loại băng này cũng khai thác các hiệu ứng quang nhiệt để ngăn chặn các khối u xuất hiện trở lại.
Liệu pháp quang nhiệt (PTT) đã nổi lên như một kỹ thuật đầy hứa hẹn để điều trị ung thư da. Nó liên quan đến việc tiêm các khối u bằng vật liệu nano dẫn điện giúp chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt, sau đó chiếu sáng chúng bằng các bước sóng cụ thể để tiêu diệt tế bào ung thư. Đối với những khối u lớn, phương pháp điều trị này phải được tiến hành kết hợp với phẫu thuật, để lại vết thương phải được xử lý bằng băng phẫu thuật để ngăn ngừa nhiễm trùng.
Gần đây, các phương pháp điều trị tiên tiến hơn đã được đề xuất trong đó PTT được tích hợp trực tiếp vào băng phẫu thuật. Hy vọng là những vật liệu này có thể thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương trên da, đồng thời ngăn ngừa các khối u tái phát sau khi điều trị. Các thiết kế lý thuyết cho những loại băng này dựa trên vật liệu quang nhiệt khử graphene oxit (rGO). Vật liệu này có thể được tổng hợp bằng cách liên kết các nhóm chứa oxy với các tấm graphene một lớp, sau đó đưa chúng vào một quy trình làm giảm hàm lượng oxy của chúng.
Hiện tại, kỹ thuật này phải đối mặt với một rào cản lớn: rGO gây độc cho tế bào sống, nghĩa là nó không thể được sử dụng trực tiếp trong băng phẫu thuật. Trước quá trình khử, graphene oxit có thể được tạo ra tương thích sinh học hơn bằng cách kết hợp nó với các phân tử sinh học như peptide và protein. Tuy nhiên, để tăng cường phản ứng quang nhiệt, vật liệu sau đó phải trải qua một quá trình khử khắc nghiệt: được thực hiện trong một lò phản ứng kín ở nhiệt độ trên 180°C, trong môi trường etanol nguyên chất. Trong khi giảm oxit graphene của vật liệu, điều này cũng phá hủy các cấu trúc phân tử sinh học mỏng manh hơn gắn liền với nó.
Đội, dẫn đầu bởi Nguyên Hạo Vũ tại Đại học Nottingham, hiện đã phát triển một kỹ thuật mới cho phép quá trình khử xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn. Nó liên quan đến việc lắp ráp các mảnh oxit graphene, được bọc trong một chất trùng hợp sinh học protein có tên là “chất tái tổ hợp giống như đàn hồi” (ELR), được biết đến với khả năng thúc đẩy sửa chữa da và chữa lành vết thương. Bằng cách kiểm soát các tương tác phân tử giữa các cấu trúc này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra lõi oxit graphene nhiều lớp, bao quanh bởi lớp vỏ ELR.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã cho cấu trúc này tiếp xúc với chất khử trùng có chứa 70% ethanol. Thông thường, chất lỏng này sẽ thấm thẳng qua vi khuẩn và lớp vỏ protein của vi rút. Trong trường hợp này, nó đi thẳng qua lớp vỏ ELR để tương tác với graphene oxit tinh khiết bên trong. Điều này cho phép nhóm kích hoạt quá trình khử ở nhiệt độ thấp hơn nhiều là 85°C, trong khi vẫn giữ nguyên cấu trúc của ELR.
Nhìn chung, cấu trúc cuối cùng đã kết hợp hiệu quả PTT cao của rGO với khả năng thúc đẩy quá trình tái tạo mô. Như một phần thưởng bổ sung, vật liệu đã được khử trùng thông qua xử lý bằng ethanol.
Liệu pháp quang nhiệt ba nhánh loại bỏ khối u ở chuột
Các nhà nghiên cứu xác nhận cách tiếp cận của họ bằng cách sử dụng trong cơ thể thí nghiệm trên chuột, chứng minh rằng băng có thể ngăn ngừa khối u tái phát và thúc đẩy quá trình lành vết thương sau khi cắt bỏ khối u. Vật liệu chỉ cần 15 giây tiếp xúc với ánh sáng cận hồng ngoại cứ sau 48 giờ để có hiệu quả.
Nhóm của Wu hy vọng rằng loại băng độc đáo này có thể dẫn đến các phương pháp điều trị sau phẫu thuật thực tế mà bệnh nhân ung thư da có thể thực hiện tại nhà: vừa tăng tốc độ chữa lành vết thương phẫu thuật vừa ngăn ngừa khối u tái phát khi da của họ tái tạo.
Nghiên cứu được mô tả trong Vật liệu chức năng nâng cao.
