Беспроводной имплантат, который может помочь удалить смертельно опасные опухоли мозга

Беспроводной имплантат, который может помочь удалить смертельно опасные опухоли мозга

01 Nov 2022
50

Для пациентов с опухолями мозга лечение обычно включает в себя операцию на открытом мозге, чтобы удалить как можно большую часть опухоли, а затем химиотерапию или облучение, которые сопровождаются серьезными побочными эффектами и многочисленными посещениями больницы.

Что если бы опухоль мозга можно было лечить безболезненно, без анестезии, не выходя из дома? Американские ученые из Стэнфордского медицинского университета разработали и испытали на мышах небольшое беспроводное устройство, которое в один прекрасный день может сделать именно это. Устройство представляет собой дистанционно активируемый имплантат, который может нагревать наночастицы, введенные в опухоль, постепенно убивая раковые клетки.

У мышей с опухолями мозга 15 минут ежедневного включения имплантата в течение 15 дней, пока животные занимались своими обычными делами, было достаточно, чтобы значительно увеличить время выживания.

Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Nature Nanotechnology.

"Наночастицы помогают нам направить лечение только на опухоль, поэтому побочные эффекты будут относительно меньше по сравнению с химиотерапией и облучением", — говорит соавтор работы доктор Хамед Арами, бывший постдокторант Стэнфордского медицинского института, ныне работающий в университете штата Аризона.

Фототермическое лечение опухолей мозга — использование света для нагревания наночастиц — проводилось и раньше, но до сих пор его можно было проводить только во время операции, когда опухоль мозга подвергалась воздействию источника света.

Теперь ученые создали систему, которая может генерировать тепло точно в месте расположения опухолей для их уничтожения. Небольшое устройство с беспроводным питанием имплантируется между кожей и черепом. Затем через крошечное отверстие в черепе в опухоль вводятся специально разработанные золотые наночастицы.

При включении прибор излучает инфракрасный свет, проникающий в ткани мозга, и активирует наночастицы, температура которых повышается на 5 градусов Цельсия. Этого достаточно, чтобы убить раковые клетки при многократных процедурах, не повреждая окружающие ткани мозга.

Регулируя мощность и длину волны света, исследователи могут воздействовать на опухоли разного размера и расположения в мозге. Структура и дозировка наночастиц выверены таким образом, чтобы генерировать нужное количество тепла.

Исследователи протестировали свое устройство на мышах, которым были введены человеческие опухоли мозга. Оказалось, что мыши при лечении не пострадали. Результаты также показали, что введенные наночастицы оставались в месте опухоли и не угрожали окружающим тканям.

Мыши, получавшие лечение, жили значительно дольше, чем мыши, не получавшие лечения, в среднем удваивая или утраивая время выживания, хотя ученые предупреждают, что трудно экстраполировать преимущества выживания на виды с такой разной продолжительностью жизни. Когда новое лечение сочеталось с химиотерапией, мыши жили еще дольше.

Исследователи предполагают, что их устройство, когда оно будет адаптировано для пациентов, может быть использовано для лечения на дому в дополнение к операции, химиотерапии или облучению, не увеличивая бремя посещений больницы и не прерывая нормальную жизнь людей.