Rak kosti sodi med najtežje oblike raka za zdravljenje, saj terapije pogosto ne poškodujejo le tumorja, temveč tudi zdravo kostno tkivo. Posledice so lahko dolgotrajne funkcionalne okvare, bolečine in potreba po dodatnih kirurških posegih. Prav zato znanstveniki že leta iščejo rešitve, ki bi hkrati učinkovito uničile rakave celice in spodbudile obnovo kosti. Raziskovalci iz Brazilije in Portugalske so zdaj naredili pomemben korak v to smer z razvojem novega magnetnega nanokompozita, ki združuje obe nalogi v enem samem materialu.
Dvojna funkcija, ki je dolgo veljala za nedosegljivo
Združevanje magnetnega segrevanja in bioaktivnosti v enem materialu je dolgo predstavljalo velik izziv. Magnetna hipertermija, pri kateri se rakave celice segrejejo in poškodujejo s pomočjo izmeničnega magnetnega polja, je sicer obetavna metoda, vendar materiali z dobrimi magnetnimi lastnostmi pogosto niso primerni za stik s kostjo. Po drugi strani pa bioaktivni materiali, ki spodbujajo rast kosti, običajno nimajo zadostnih magnetnih lastnosti.
Nova študija kaže, da je to oviro mogoče preseči. Raziskovalci iz Brazilije in Portugalske so namreč s skupnimi močmi naredili novo inovativno strukturo jedro–lupina, sestavljeno iz nanodelcev železovega oksida, obdanih s tanko plastjo bioaktivnega stekla. Takšna zasnova omogoča, da material ob izpostavitvi magnetnemu polju proizvaja toploto za uničevanje rakavih celic, hkrati pa se trdno veže na kostno tkivo in podpira njegovo regeneracijo.
Nanokompoziti so zelo obetavni
»Magnetni bioaktivni nanokompoziti so zelo obetavni za zdravljenje raka kosti, saj lahko hkrati uničujejo tumorje z magnetno hipertermijo in podpirajo rast nove kosti,« je pojasnila dr. Ângela Andrade, vodilna avtorica raziskave. »Ugotovili smo, da je mogoče doseči tako visoko magnetizacijo kot močno bioaktivnost v istem materialu, kar je bil dolgoletni izziv na tem področju.«
Da bi preverili, kako se material obnaša v telesu, so raziskovalci nanokompozite izpostavili simulirani telesni tekočini. V teh pogojih so delci hitro tvorili apatit – mineral, ki je zelo podoben anorganskemu delu naravne kosti. To kaže, da bi se material po vsaditvi lahko učinkovito povezal s kostjo, kar je ključno za uspešno celjenje.
Toplotni napad na tumor in hkratna obnova tkiva
Raziskovalna skupina je primerjala več različic nanokompozita in ugotovila, da se je ena posebej izkazala. »Med preizkušenimi formulacijami je tista z višjo vsebnostjo kalcija pokazala najhitrejšo mineralizacijo in najmočnejši magnetni odziv, zaradi česar je idealna kandidatka za biomedicinske uporabe,« je povedala Andrade.
Jedro iz železovega oksida daje materialu magnetne lastnosti. Ko je izpostavljen izmeničnemu magnetnemu polju, se lokalno segreje do temperatur, ki lahko poškodujejo ali uničijo rakave celice. Prednost tega pristopa, ki ga potrjujejo tudi druge raziskave magnetne hipertermije, je v tem, da je učinek omejen predvsem na tumor, medtem ko so okoliška zdrava tkiva bistveno manj obremenjena.
Hkrati bioaktivna steklena lupina spodbuja regeneracijo kosti. To pomeni, da bi lahko en sam vsadek hkrati sodeloval pri zdravljenju raka in popravljanju strukturne škode, ki jo tumor ali njegovo odstranjevanje povzročita. »Ta študija prinaša nova spoznanja o tem, kako površinska kemija in struktura vplivata na delovanje magnetnih biomaterialov,« dodaja Andrade. »Ugotovitve odpirajo nove perspektive za razvoj naprednih večnamenskih materialov, ki so hkrati varni in učinkoviti za klinično uporabo.«
Novinar
