3D-gedruckte Absorber könnten toxische Nebenwirkungen der Chemotherapie reduzieren

Ein gemeinsames Team von Forschern amerikanischer Universitäten hat ein 3D-gedrucktes Gerät entwickelt, mit dem überschüssige Chemotherapeutika aus dem Körper eines Patienten absorbiert werden können. Das neuartige Gerät könnte Chemotherapie-Behandlungen effektiver machen und gleichzeitig die negativen Nebenwirkungen der harten Medikamente bei Krebspatienten reduzieren.

Die Chemotherapie ist zwar eine wirksame Behandlung zur Abtötung von Krebszellen, aber sie wirkt sich auch auf die gesunden Körperzellen aus und verursacht eine Reihe von Nebenwirkungen, einschließlich Haarausfall und Übelkeit. Doxorubicin, eines der Arzneimittel, das bei Chemotherapie-Behandlungen eingesetzt wird, kann sogar Herzinsuffizienz und andere schwerwiegende Nebenwirkungen verursachen, wenn es in einer zu hohen Dosierung angewendet wird.

Um eine Lösung für die Nachteile der Chemotherapie zu finden, beschlossen die Forscher Nitash Balsara, Steven Hetts, Joseph DeSimone und Hee Jeung Oh, die Möglichkeit zu untersuchen, ein Gerät zu entwickeln, das Doxorubicin in nicht von Krebs betroffenen Gebieten absorbieren und aus dem Körper filtern kann.

Wie in der Zeitschrift ACS Central Science vorgestellt, ist es den Forschern gelungen, ein solches Gerät zu schaffen, unter anderem dank der 3D-Drucktechnologien. Das Gerät besteht aus einer winzigen, aus Poly (ethylenglykol) diacrylat gedruckten Zylinderstruktur. Innerhalb der Struktur befindet sich eine quadratische Gitterstruktur, die mit einer speziellen Copolymerbeschichtung beschichtet ist, die an Doxorubicin bindet. Das Gerät wurde entwickelt, um Blutzellen passieren zu lassen, während das Doxorubicin darin aufgefangen wird.

Um die Absorber zu testen, führten die Forscher die winzigen 3D-gedruckten Geräte in die Venen von Schweinen ein, gefolgt von einer Injektion von Doxorubicin in dieselbe Vene. Die Forscher verglichen dann die Doxorubicinkonzentration in der Vene, bevor sie auf die Absorbervorrichtung stieß, und stellten fest, dass der 3D-Druckzylinder etwa 64 ± 6% des Arzneimittels aus dem Blutstrom aufnahm.

Die Fähigkeit, überschüssige Chemotherapeutika zu absorbieren, bevor sie sich in gesunde Teile des Körpers ausbreiten, könnte für die Krebsbehandlung eine entscheidende Rolle spielen und den Weg für weniger Steuern und Beeinträchtigungen der Chemotherapiebehandlung ebnen. Die Forscher sagen auch, dass ihr Gerät höhere Doxorubicin-Dosen ermöglichen könnte, um Krebszellen wirksamer abzutöten, ohne die toxischen Nebenwirkungen.

Titelbilderkärung:

(a) Diagramm, das den vorgeschlagenen Ansatz für die Wirkstoffabscheidung unter Verwendung eines 3D-gedruckten Absorbers zeigt. (b) Chemische Struktur von Doxorubicin, dem in dieser Studie verwendeten Chemotherapeutikum. (c) Schematische Darstellung der endovaskulären Behandlung von Leberkrebs durch Verabreichung einer intraarteriellen Chemotherapie über die Leberarterie. Das überschüssige Arzneimittel wird durch den vorgeschlagenen Absorber in der Vene eingefangen, die das Organ ableitet. Die Einführschleuse, die verwendet wird, um den Absorber über einen minimalinvasiven endovaskulären Ansatz zu der gewünschten Stelle zu führen, ist ebenfalls gezeigt.