Una spugna stampata in 3D in grado di assorbire i farmaci chemioterapici in eccesso e minimizzare gli effetti collaterali

La spugna stampata in 3D potrebbe assorbire i farmaci chemioterapici in eccesso e minimizzare gli effetti collaterali

Una “spugna” stampata in 3D potrebbe assorbire i farmaci in eccesso entrando nel flusso sanguigno dei pazienti oncologici sottoposti a chemioterapia, riducendo gli effetti collaterali del trattamento e consentendo anche dosaggi più elevati per combattere i tumori più resistenti. Il bilancio del cancro non si ferma alla malattia; i trattamenti vengono con i loro stessi problemi. Gli effetti collaterali della chemioterapia comprendono nausea, affaticamento, perdita di capelli e ulcere, solo per citarne alcuni. La maggior parte di questi effetti collaterali è causata da farmaci in eccesso che si dirigono verso parti del corpo non colpite da tumori.

La chemioterapia e altri farmaci antitumorali sono velenosi e la natura vascolare della nostra biologia complica il compito di un medico di somministrare un farmaco antitumorale appena sufficiente nell’area mirata per influenzare il tumore senza andare oltre il limite di dosaggio che sarebbe fatale (o debilitante) al paziente . Steven Hetts, un radiologo interventista della UC San Francisco, e Nitash Balsara, un professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso l’Università della California, Berkeley, hanno collaborato per trovare un modo per catturare le molecole di droga in eccesso dopo aver attraversato l’area di destinazione .

Balsara è un ingegnere chimico specializzato in polimeri ionici per batterie e celle a combustibile. “Un assorbitore è un concetto di ingegneria chimica standard”, ha detto Balsara. “Gli assorbitori sono utilizzati nella raffinazione del petrolio per rimuovere sostanze chimiche indesiderate come lo zolfo, dal punto di vista letterale, abbiamo preso il concetto dalla raffinazione del petrolio e lo abbiamo applicato alla chemioterapia”.

Un cilindro stampato in 3D con una griglia interna è rivestito in un polimero che assorbe il farmaco; il cilindro è inserito in una vena a valle dell’area bersaglio e il polimero si lega con le molecole del farmaco mentre il sangue che trasporta il farmaco fluisce attraverso il cilindro, filtrando il sangue. Balsara spiega: “I chirurghi fanno serpeggiare un filo nel flusso sanguigno e posizionano la spugna come uno stent, e lascialo agire per la quantità di tempo che si concede alla chemioterapia, forse qualche ora”.

La stampa 3D consente di personalizzare un cilindro che può essere dimensionato in modo specifico per il diametro e la forma della vena del paziente, pertanto è stata consultata la società di stampa 3D Carbon Inc. per il dispositivo. “Inserire il cilindro nella vena è importante, se l’adattamento è scadente, il sangue con il farmaco disciolto scorrerà oltre il cilindro senza interagire con l’assorbente”, ha detto Balsara.

I ricercatori hanno testato la loro spugna nella vena di un maiale dove ha assorbito il 64% della doxorubicina composta, un antibiotico usato come farmaco antitumorale. Ciò potrebbe significare una riduzione del 64% degli effetti collaterali o consentire una dose più forte per un tumore particolarmente aggressivo. “Questo è un primo livello di validazione in vivo che sì, questo dispositivo legherà la droga nel sangue”, ha detto Hetts.

“Ma la sperimentazione sugli animali non è la strada successiva, la strada successiva è ottenere l’approvazione condizionata dalla FDA per fare studi sulla prima persona, perché è molto più realistico testarli in persone che hanno il cancro piuttosto che continuare a testare in giovani maiali che hanno fegati in buona salute “. Per fortuna, potrebbe non essere troppo lontano, come ha continuato Hetts, “Poiché si tratta di un dispositivo temporaneo, c’è una barra più bassa in termini di approvazione da parte della FDA.”

Il progetto è stato progettato per il trattamento del cancro del fegato, ma il sistema di spugne stampate in 3D potrebbe essere applicato alla maggior parte dei tumori che si trovano su organi che presentano canali distinti e accessibili a monte ea valle. “Stiamo sviluppando questo intorno al cancro del fegato perché è una grande minaccia per la salute pubblica – ci sono decine di migliaia di nuovi casi ogni anno – e già trattiamo il cancro al fegato usando la chemioterapia intra-arteriosa”, ha detto Hetts. “Ma se ci pensate, potreste usare questo tipo di approccio per qualsiasi tumore o qualsiasi malattia che è confinata ad un organo, e volete assorbire il farmaco dal lato venoso prima che possa distribuire e causare effetti collaterali altrove nel In definitiva vorremmo usare questa tecnologia in altri organi per trattare tumori ai reni e tumori al cervello.

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