受拿鐵咖啡、軟糖熊軟糖和 Pop Rocks 糖果上面的泡沫的啟發(fā)，愛荷華大學(xué)的研究人員正在創(chuàng)造新的生物相容性材料，這些材料可能會提高化療和放療治療癌癥的有效性。
這種新材料被稱為氣體截留材料或 GeM，可以配制成泡沫、固體或水凝膠，旨在將高濃度的各種治療氣體直接帶入組織，包括腫瘤。
在 2 月 2 日發(fā)表在Advanced Science雜志上的一項新研究中，由 UI 的醫(yī)學(xué)博士 James Byrne 和博士 Jianling Bi 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用 GeM 直接輸送高水平的氧氣成腫瘤。該研究表明，這提高了標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)療法和放射療法在前列腺癌和一種肉瘤小鼠模型中的有效性。
除了 Byrne、Bi 和他們在 UI 的同事之外，這項研究是一項多機構(gòu)的努力，涉及麻省理工學(xué)院、貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員。
“我們很早就知道，如果你增加腫瘤內(nèi)的氧氣量，你可以使它對輻射、某些化學(xué)療法甚至潛在的免疫療法更敏感，”UI 放射腫瘤學(xué)助理教授和成員 Byrne 說。 UI 的霍爾頓綜合癌癥中心。“然而，挑戰(zhàn)在于如何以安全、可控的方式輸送有效劑量的氧氣。”
新研究表明，GeMs 可以顯著提高實體瘤內(nèi)的氧氣水平，并使癌細(xì)胞更容易受到輻射或化療的影響。增加的氧氣水平似乎也可以提高免疫反應(yīng)性，這是對免疫療法產(chǎn)生反應(yīng)的關(guān)鍵。
“這些 GeM 非常簡單，只有三種成分：氣體、發(fā)泡劑和增稠劑，”同時也是 UI 生物醫(yī)學(xué)工程助理教授的 Byrne 說。“我們使用幾種獨特的、定制的加壓系統(tǒng)將高濃度氣體摻入少量這些生物相容性材料中，這些材料可以注射或植入組織中，并允許長時間、受控地釋放氣體。”
例如，泡沫GeM 是使用攪打虹吸管制造的——與咖啡師用來在熱巧克力和冷凍咖啡飲料上制造泡沫的設(shè)備基本相同——但經(jīng)過逆向工程以接受各種氣體，包括氧氣。該實驗室的攪打虹吸管使用在許多加工食品中發(fā)現(xiàn)的安全、低成本的成分來制造 GeM。通過改變每種成分的數(shù)量，研究人員可以控制材料中氧氣的釋放。由于 GeM 是用安全和可食用的成分制造的，Byrne 指出，這些材料用于癌癥治療的可轉(zhuǎn)化性可能非常高。
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