อุปกรณ์ป้องกันยามะเร็งตับไม่ให้แพร่กระจายผ่านร่างกายของสุกร ควบคุมความเป็นพิษ
การนำความสามารถในการกรองของเซลล์เชื้อเพลิงเข้าสู่หลอดเลือดของสิ่งมีชีวิต อุปกรณ์ใหม่สามารถลดผลกระทบที่เป็นพิษของการรักษามะเร็งได้
หัวใจสำคัญของแนวทางนี้ ซึ่งเพิ่งทดสอบในสุกรคือ “ฟองน้ำ” ทรงกระบอกขนาดเล็กที่สร้างขึ้นโดยการพิมพ์ 3 มิติ ฟองน้ำสามารถดูดซับยาส่วนเกินก่อนที่จะแพร่กระจายไปทั่วร่างกาย โดยฝังอยู่ภายในเส้นเลือดใกล้กับเนื้องอกที่กำลังรับการรักษาด้วยเคมีบำบัด ช่วยลดผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายของเคมีบำบัด รวมถึงการอาเจียน การกดภูมิคุ้มกัน หรือแม้แต่ภาวะหัวใจล้มเหลว
การศึกษาของมนุษย์อาจเริ่มต้นขึ้น “ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ถ้าดวงดาวทุกดวงอยู่ในแนวเดียวกัน” Steve Hetts นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก ผู้คิดค้นแนวคิดในการดักจับยากล่าว เขาทำงานร่วมกับวิศวกรที่ UC Berkeley และที่อื่นๆ เพื่อสร้างและทดสอบต้นแบบ
การทดสอบต้นแบบล่าสุดแสดงให้เห็นว่าตัวดูดซับสามารถจับเกือบสองในสามของยาเคมีบำบัดทั่วไปที่ฉีดเข้าไปในเส้นเลือดใกล้เคียงโดยไม่ทำให้เกิดลิ่มเลือดหรือปัญหาอื่น ๆ ที่เห็นได้ชัดในหมู Hetts และเพื่อนร่วมงานของเขารายงาน 9 มกราคมในACS Central Science .
Eleni Liapi นักรังสีวิทยาจากคณะแพทยศาสตร์ Johns Hopkins University ไม่เกี่ยวข้องกับงานใหม่ กล่าวว่า การศึกษานี้ตอบสนองความต้องการที่สำคัญ วิธีการที่มีอยู่สำหรับควบคุมการให้เคมีบำบัดไม่ได้ขัดขวางการหลบหนีของยาอย่างสมบูรณ์ เธอตั้งข้อสังเกต “ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการลดยาหมุนเวียนที่ไม่พึงประสงค์นั้นยินดีต้อนรับเสมอ”
คีโมมักถูกส่งเข้าเส้นเลือดดำด้วยความหวังว่าการรักษาบางอย่างจะไปถึงบริเวณที่เป็นมะเร็ง ในรูปแบบเคมีบำบัดที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นมากขึ้นซึ่งใช้รักษาเนื้องอกที่กำจัดยาก ยาจะเดินทางผ่านสายสวนที่สอดเข้าไปในหลอดเลือดแดงที่มุ่งตรงไปยังเนื้องอก แม้ว่าเทคนิคนี้เรียกว่า transarterial chemo embolization หรือ TACE ให้กับผู้คนหลายหมื่นคนในแต่ละปี โดยทั่วไปแล้วยาที่ฉีดบางชนิดจะบายพาสบริเวณที่เป็นเนื้องอกและเคลื่อนเข้าสู่กระแสเลือดทั่วไปซึ่งสามารถสร้างความเสียหายที่อื่นได้
Hetts ใช้วิธีการ transarterial ในการรักษาทารกที่มีเนื้องอกในดวงตาที่หายากที่เรียกว่า retinoblastoma และประสบการณ์เหล่านั้นทำให้เกิดแนวคิด “ฟองน้ำ” ในตอนแรก หลังจากที่เคมีบำบัดดำเนินไปโดยผ่านสายสวนหลอดเลือด เนื้องอกในตาของทารกก็หดตัวลง อย่างไรก็ตาม หลายสัปดาห์ต่อมา จำนวนเม็ดเลือดของพวกมันก็ลดลง บอกกับ Hetts ว่ายาคีโมบางชนิดกำลังหลบหนีจากดวงตาและส่งผลกระทบต่อเซลล์อื่นๆ การสังเกตเหล่านี้เมื่อแปดปีที่แล้วทำให้เฮทส์คิดว่า “ถ้าฉันมีอุปกรณ์ที่ฉันสามารถใส่เข้าไปในเส้นเลือดเพื่อมัดยาส่วนเกินได้ บางทีทารกตัวน้อยเหล่านี้อาจจะไม่ได้รับผลข้างเคียง” ของการกดภูมิคุ้มกัน
ศัลยแพทย์หัวใจใช้ “ตัวกรอง” ที่คล้ายกันเพื่อขจัดคราบพลัคโคเลสเตอรอลออกจากหลอดเลือดแดงของผู้ที่เป็นโรคหลอดเลือดแดงแข็ง ซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากการอุดตันและแข็งตัวของหลอดเลือดแดง Hetts จินตนาการถึงอุปกรณ์ที่คล้ายกันสำหรับการบำบัดด้วยเคมีบำบัด – “แต่ไม่ใช่แค่เมมเบรนเฉื่อยที่โง่เขลาเพื่อจับเศษเล็กเศษน้อย” เขากล่าว “ฉันต้องการเมมเบรนที่ ‘ฉลาด’ ซึ่งจับกับยาได้ทางเคมี”
แทนที่จะพยายามพัฒนาอุปกรณ์ดักยาสำหรับเนื้องอกที่หายากมาก
retinoblastoma มีผู้ป่วยรายใหม่เพียง 300 รายต่อปีในสหรัฐอเมริกา — ทีมของ Hetts มุ่งเน้นไปที่ยาเคมีบำบัดสำหรับมะเร็งตับ ซึ่งคาดว่าจะโจมตีชาวอเมริกันมากกว่า 40,000 คน ในปีนี้และฆ่าสามในสี่ของพวกเขา
Anand Patel ผู้เข้ารับการฝึกอบรมในห้องทดลองของ Hetts ซึ่งมีพื้นฐานด้านวิศวกรรมชีวภาพ ได้ทดสอบเรซินกลุ่มหนึ่ง และพบว่ามีหลายชนิดที่สามารถจับกับยานี้ได้ ที่รู้จักกันในชื่อ doxorubicin ในการปรับเรซินให้เหมาะสมและนำไปใช้กับปลายสายนำทาง Patel ขอความช่วยเหลือเกี่ยวกับอีเมล “การโทรเย็น” ถึงอาจารย์ในท้องถิ่น Nitash Balsara — วิศวกรเคมีของ UC Berkeley ที่เชี่ยวชาญด้านเคมีและเมมเบรนของพอลิเมอร์ — “ที่จริงแล้วบ้าพอที่จะตอบกลับอีเมลของฉันด้วยความสนใจ” Patel ซึ่งตอนนี้ทำงานเป็นนักรังสีวิทยาในการแทรกแซงในพื้นที่ลอสแองเจลิสกล่าว
ห้องปฏิบัติการของ Balsara พัฒนาวัสดุเพื่อควบคุมการไหลของไอออนในแบตเตอรี่และเซลล์เชื้อเพลิง กระบวนการกรองเหล่านี้ “คล้ายกับกระบวนการที่เราจำเป็นต้องจับยาเคมีบำบัดส่วนเกินออกจากเลือด” Patel กล่าว ทีมงานได้ร่วมงานกับ Carbon, Inc. ซึ่งเป็นบริษัทการพิมพ์ 3 มิติในบริเวณอ่าวซานฟรานซิสโก เพื่อนำวัสดุที่มีผลผูกพันยามาวางบน “ฟองน้ำ” ทรงกระบอกยาว 30 มม. ที่มีความกว้างเท่ากับหลอดดูดดื่ม . Hee Jeung Oh แห่ง UC Berkeley ใช้เวลามากกว่าหนึ่งปีในการค้นหาวิธีการติดวัสดุที่มีผลผูกพันกับยาเข้ากับกระบอกสูบที่พิมพ์ 3 มิติด้วยไม้ค้ำแบบกากบาท
ในการทดลอง ทีมงานได้ฉีดยารักษามะเร็งตับผ่านทางขาหมูและอุ้งเชิงกราน ซึ่งมีความกว้างใกล้เคียงกับเส้นเลือดในตับของมนุษย์ Hetts กล่าว ก่อนผสมยาเคมีบำบัด นักวิจัยได้ใส่ฟองน้ำพิมพ์ 3 มิติห่างจากบริเวณที่ฉีดเพียงไม่กี่เซนติเมตร เช่นเดียวกับสายสวนด้านบนและด้านล่างฟองน้ำเพื่อเก็บตัวอย่างเลือดเพื่อวัดการดูดซึมยาเมื่อเวลาผ่านไป ภายในครึ่งชั่วโมง อุปกรณ์ดูดซับยามะเร็งตับโดยเฉลี่ย 64 เปอร์เซ็นต์
การศึกษารอบต่อไปจะติดตามการจับ doxorubicin โดยฟองน้ำยาที่สอดเข้าไปในเส้นเลือดในตับของสุกรโดยตรง
