Önceki cihazlardan çok daha güçlü yeni, biyolojik olarak parçalanabilen bir ultrason, beyin kanserlerini daha tedavi edilebilir hale getirebilir. Connecticut Üniversitesi araştırmacılar raporu Bilim Gelişmeleri. Çalışma tarafından desteklendi ABD Ulusal Bilim Vakfı.
Bir kişiye kanserli bir beyin tümörü teşhisi konduğunda, genellikle cerrahi olarak çıkarılır ve ardından geride kalan kanser hücrelerini temizlemek için kemoterapi kullanılır. Ancak beyin kanserleri kemoterapiye özellikle dirençlidir çünkü kan damarlarının astarı beyne potansiyel olarak zarar verebilecek büyük moleküllerin geçmesini engeller.
Bunlar ayrıca yararlı kemo-ilaçların ve diğer terapötiklerin beyin kanseri hücrelerini öldürmesini ve diğer beyin hastalıklarını tedavi etmesini önler. Bilindiği gibi, kan-beyin bariyerini aşmanın güvenli ve etkili bir yolu, ilacın geçmesine izin verecek kadar büyük gözenekler açacak kadar hücreleri sallamak için ultrason kullanmaktır.
“Bu ekibin kritik bir insan sorununa yaratıcı çözümleri, mühendisliği tıpla bütünleştirmenin gücünü gösteriyor”
– Kathryn Jablokow
Ancak kalın insan kafatasından ultrason almak kolay değil. Genel olarak, çok sayıda güçlü ultrason cihazı, hastanede kemoterapi uygulandıktan hemen sonra kafatasının etrafına stratejik olarak yerleştirilmeli ve bir MRI makinesi ile tümörün bulunduğu bölgeye dikkatlice odaklanmalıdır.
Biyomedikal mühendisi Thanh Nguyen, “Bütün bunları beyine yerleştirilmiş bir cihaz kullanarak önleyebiliriz” diyor. “Kemoterapinin beyne nüfuz etmesine ve tümör hücrelerini öldürmesine izin vererek onu tekrar tekrar kullanabiliriz.” Halihazırda ticari olarak vücuda yerleştirilebilir bir ultrason cihazı mevcuttur, ancak potansiyel olarak toksik olan ve tedavi bittikten sonra cerrahi olarak çıkarılması gereken seramik malzemelerden yapılmıştır.
Araştırmacılar yeni bir çözüm buldular. Glisin kristalleri geliştirdiler ve daha sonra kasıtlı olarak onları sadece birkaç yüz nanometre boyutunda parçalara ayırdılar. Daha sonra bunları (elektro eğirme adı verilen bir süreçte yüksek voltaj altında), glisin ve PCL nanoliflerinden oluşan piezoelektrik filmler yapmak için biyolojik olarak parçalanabilen bir polimer olan polikaprolakton (PCL) ile döndürdüler.
Küçük bir tahrik voltajı altında, film 334 kilopaskalda ultrason üretebilir, bu yaklaşık olarak bir seramik ultrason beyin implantıyla aynıdır. Ekip, korumak için glisin-PCL filmini diğer biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerle kaplıyor. Olası bir kaplama olan Poly-L-Lactide’in parçalanması yaklaşık altı hafta sürer.
Ekip, beynin içine yerleştirilen cihaza altı aylık bir güvenlik incelemesi yaptı ve farelerin sağlığı üzerinde hiçbir olumsuz etkisi olmadığını gördü. Şimdi büyük hayvanlarda güvenlik ve etkinliği test etmeye başlayacaklar.
NSF’nin Mühendislik Müdürlüğü’nde program direktörü olan Kathryn Jablokow, “Bu ekibin kritik bir insan sorununa yaratıcı çözümleri, mühendisliği tıpla bütünleştirmenin gücünü gösteriyor” diyor.