Các giao diện khí-lỏng đang đạt được sự quan tâm đặc biệt trong y sinh học. Microbubbles, chất tương phản siêu âm của thói quen lâm sàng, ngày càng được chú ý như là nền tảng trị liệu do phản ứng âm thanh được bảo tồn, khả năng liên hợp thuốc và khả năng ứng dụng trong việc mở hàng rào sinh học.
Các nhà khoa học tại Skoltech, MIPT, Viện Vật lý tổng hợp Prokhorov của RAS và một số tổ chức khác đã chứng minh rằng các bong bóng siêu nhỏ làm từ một loại protein gọi là albumin là chất mang hiệu quả để phân phối các tác nhân quang động, là các loại thuốc được sử dụng trong y học tiên tiến. liệu pháp chống ung thư giúp tránh được nhiều tác dụng phụ của hóa trị và xạ trị.
Điều tra viên chính của nghiên cứu, Giáo sư Dmitry Gorin của Skoltech Photonics, nhận xét: “Liệu pháp quang động liên quan đến việc tiêm một hợp chất cảm quang vào máu và chiếu sáng khối u bằng ánh sáng có bước sóng phù hợp với hợp chất, qua da hoặc bằng nội soi. Sau khi năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi chất nhạy cảm, điều này làm phát sinh các gốc tự do và một dạng oxy mạnh, giết chết các tế bào một cách rất tập trung ở khu vực tiếp xúc với ánh sáng.”
Tác giả chính của bài báo, Roman Barmin, Thạc sĩ Skoltech, cho biết: “Những gì chúng tôi đã làm trong nghiên cứu này là chúng tôi đã chỉ ra hai tác nhân nhạy cảm với ánh sáng phổ biến liên kết chúng với albumin, một loại protein huyết thanh bò, dẫn đến khả năng quang hóa cao hơn của chúng và đánh bật liên hợp thuốc-protein thành bong bóng dẫn đến hiệu quả tăng cao hơn nữa. Điều này có thể được sử dụng để thúc đẩy liệu pháp điều trị ung thư quang động.”
Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng hai chất cảm quang thương mại để chứng minh liên kết cộng hóa trị của albumin với kẽm phthalocyanine và liên kết tĩnh điện của nó với nhôm phthalocyanine. Loại thứ nhất là tác nhân điều trị quang động đã được phê duyệt lâm sàng, trong khi loại thứ hai vẫn đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Để “đánh bay” bọt khí, dung dịch phthalocyanine-albumin được đưa vào sóng siêu âm ở tần số và nhiệt độ thích hợp.
Barmin lưu ý, “Mặc dù phân phối bong bóng siêu nhỏ nói chung là một phương pháp phổ biến, nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên sử dụng bong bóng albumin trong bối cảnh liệu pháp quang động và hoạt động với hai phthalocyanine mà chúng tôi đã xem xét. Ý tưởng đằng sau việc phân phối bong bóng siêu nhỏ là lớp vỏ của bong bóng khí có thể đóng gói dày đặc các phân tử của tác nhân quang động và bong bóng có thể được siêu âm y tế 'làm nổ' một cách thuận tiện theo cách có kiểm soát để giải phóng thuốc.”
Giáo sư Dmitry Gorin của Skoltech Photonics nhận xét, “Các thử nghiệm chỉ ra rằng việc phân phối tác nhân đến các tế bào đã thành công. Mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là hiểu sâu hơn về các tương tác tế bào vi bọt để nâng cao hiệu quả điều trị.”
Sau khi khám phá các đặc điểm của vi bong bóng, nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng các vi bong bóng liên hợp quang động có đặc tính hóa lý được cải thiện: Các bong bóng duy trì cùng đường kính trung bình như các bong bóng không chứa phthalocyanine (được sử dụng trong hình ảnh siêu âm), thuận lợi cho việc kiểm soát hiệu suất của chúng, trong khi ở đồng thời có nồng độ bong bóng cao hơn và ổn định lưu trữ.
thanh mai nói, “Câu hỏi tiếp theo là: Liệu các bong bóng siêu nhỏ có làm tăng hiệu quả của các tác nhân quang động mà chúng cung cấp không? Các đồng nghiệp của chúng tôi từ Viện Vật lý Đại cương Prokhorov đã phát triển một kỹ thuật sử dụng huyền phù tế bào hồng cầu để kiểm tra điều đó. Kết quả rất rõ ràng: Đối với cả hai tác nhân, phức hợp phthalocyanine-albumin tỏ ra hiệu quả hơn so với phthalocyanine đơn thuần và việc cung cấp vi bong bóng đã thúc đẩy hơn nữa khả năng quang hóa của thuốc. Điều này là kết quả của việc đóng gói phân tử dày đặc trong lớp vỏ microbubble.”
Tạp chí tham khảo:
- Roman A.Barmin, Elizaveta A. Makismova et al. Các vi bọt albumin kết hợp với thuốc nhuộm phthalocyanine kẽm và nhôm để tăng cường hoạt động quang động. Chất keo và bề mặt B: Giao diện sinh học. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2022.112856
