Znajdź zawartość

By zwiększyć siłę oddziaływania radio- i chemioterapii, opracowano miniaturowy generator tlenu, który wszczepia się do guzów litych. Jego autorem jest prof. Babak Ziaie z Purdue University. Ziaie od lat pracuje nad różnego rodzaju urządzeniami medycznymi, głównie dla onkologów. Przed prawie 2 laty zaproponował magnetyczny ferropapier. Przewidywano, że zostanie on wykorzystany np. do budowy miniaturowych silników dla narzędzi chirurgicznych, niewielkich nożyczek do cięcia komórek czy niezwykle małych głośników. W 2008 r. w jego laboratorium pracowano nad uproszczoną wersją dozymetru, by lekarze mogli precyzyjnie określić ilość promieniowania, jaką podczas radioterapii zaaplikowano guzowi. Najnowsza technologia Amerykanów jest przeznaczona dla guzów litych, w których centrum naturalnie występują niewielkie stężania tlenu. To niekorzystne zjawisko, ponieważ skuteczna radioterapia wymaga tlenu. To właśnie z tego powodu niektóre hipoksyczne [niedotlenione] obszary trudno zabić. Raki trzustki i szyjki macicy są chronicznie hipoksyczne. Jeśli wygeneruje się tlen, można jednak zwiększyć skuteczność radio- i chemioterapii – wyjaśnia Ziaie. W niektórych komórkach nowotworowych mamy do czynienia z chroniczną hipoksją, ponieważ znajdują się one zbyt daleko od naczynia krwionośnego. Są promieniooporne, ponieważ brakuje w nich tlenu odpowiedzialnego za utrwalanie wywołanych promieniowaniem uszkodzeń DNA. Wszczepialny mikrogenerator tlenu rozwiązuje ten problem. Urządzenie otrzymuje sygnały ultradźwiękowe i wykorzystuje niewielkie napięcie do elektrolizy wody do tlenu i wodoru. Umieszczamy urządzenie wewnątrz guza i wystawiamy go na oddziaływanie ultradźwięków. Energia ultradźwięków zasila aparat, pozwalając uzyskać tlen. Urządzenie skonstruowano w Centrum Nanotechnologii Bircka Purdue University. Przetestowano je na rakach trzustki zaimplantowanych myszom. Okazało się, że w grupie eksperymentalnej guzy kurczyły się szybciej niż u gryzoni przechodzących standardowe leczenie. Aparat ma nieco poniżej 1 cm długości. Wprowadza się go do guza za pomocą igły do biopsji hipodermicznej. Ze szczegółowymi wynikami badań można się zapoznać na łamach pisma Transactions on Biomedical Engineering.

SpectroPen to urządzenie, które pozwala chirurgowi w czasie rzeczywistym sprawdzać, gdzie znajdują się brzegi wycinanego nowotworu. To niezwykle istotne, ponieważ udowodniono, że w przypadku większości guzów litych całkowita resekcja jest najlepszym prognostykiem przeżywalności. Specjaliści z trzech jednostek naukowo-badawczych (Szkoły Medycznej Emory University, Georgia Institute of Technology i University of Pennsylvania) opublikowali wyniki testów urządzenia swojego autorstwa w piśmie Analytical Chemistry. Ta technologia pozwala chirurgowi wizualizować w czasie rzeczywistym, gdzie są guzy. Dodatkowo skan wykonywany już po zabiegu daje możliwość sprawdzenia marginesów guza – tłumaczy prof. Shuming Nie, podkreślając jednocześnie, że oprócz całkowitego usunięcia nowotworu istotne jest również zidentyfikowanie węzłów chłonnych, które mogły zostać zajęte. SpectroPen wykrywa fluorescencyjny barwnik reporterowy oraz światło rozproszone przez drobiny złota pokryte polimerem. Poza tym wykorzystywane są też przeciwciała, które wykazują wyższe powinowactwo do molekuł zlokalizowanych na komórkach nowotworu (antygenów) niż do zwykłych komórek. Dzięki powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej (ang. Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) złoto wzmacnia sygnał barwnika reporterowego. Zespół Nie wykazał, że w ten sposób można wykryć wszczepione gryzoniom guzy o rozmiarach nieprzekraczających 1 mm. Jak tłumaczą sami wynalazcy, SpectroPen to hybryda lasera o długości fali bliskiej podczerwieni oraz wykrywacza fluorescencji/rozproszonego światła. Urządzenie jest połączone za pomocą światłowodu ze spektrometrem, który zapisuje zarówno fluorescencję, jak i sygnały ramanowskie. Podczas eksperymentów akademicy posłużyli się podaną dożylnie zielenią indocyjaninową. Myszom wszczepiono komórki ludzkiego raka piersi. Z powodu przepuszczalnych naczyń krwionośnych i błon barwnik gromadzi się w większych ilościach w komórkach nowotworowych. Wysyłany przez nie sygnał jest więc 10-krotnie silniejszy niż sygnał z prawidłowych tkanek. Do komórek rakowych wprowadzono gen świetlików, dlatego guz rozświetlał się po podaniu kroplówki. Nasze badania in vivo wykazały, że granice guza można precyzyjnie określić przed operacją i w jej trakcie oraz że sygnał kontrastu jest silnie powiązany z bioluminescencją guza – podkreśla Nie. Fluorescencję i sygnały ramanowskie można od siebie oddzielić, jeżeli nanocząstki złota są wprowadzone na 5-10 mm w głąb tkanki. Gwarantują one 40-50-krotnie większą czułość niż barwnik. W przyszłości naukowcy chcą przetestować SpectroPen po podaniu kontrastu nanocząsteczkowego. http://www.youtube.com/watch?v=h4oTs5Jv0_8