Negle-brystimplantat afskrækker kræftceller

En ud af otte kvinder i USA vil udvikle brystkræft. Af disse, mange vil blive opereret for at fjerne tumoren og vil kræve en form for brystrekonstruktion bagefter, ofte involverer implantater. Kræft er et undvigende mål, selvom, og ondartede celler vender tilbage for så mange som en femtedel af de kvinder, der oprindeligt blev diagnosticeret, ifølge American Cancer Society.

Ville det være muligt at konstruere implantatmaterialer, der kan reducere denne tilbagefaldshastighed? Brown University biomedicinske forskere rapporterer om nogle lovende fremskridt. Teamet har skabt et implantat med en "bed-of-nails" overflade i nanoskalaen, der afholder kræftceller fra at bo og trives. Fremstillet af en fælles føderalt godkendt polymer, implantatet er det første af sin art, baseret på en gennemgang af litteraturen, med ændringer på nanoskalaen, der forårsager en reduktion i blodkararkitekturen, som brystkræfttumorer afhænger af-samtidig med at de tiltrækker sunde brystceller.

"Vi har skabt en (implantat) overflade med funktioner, der i det mindste kan reducere (kræft) cellefunktioner uden at skulle bruge kemoterapi, stråling, eller andre processer til at dræbe kræftceller, "sagde Thomas Webster, lektor i teknik og den tilsvarende forfatter på papiret i Nanoteknologi . "Det er en overflade, der er gæstfri for raske brystceller og mindre for kræftformede brystceller."

Webster og hans laboratorium har ændret forskellige implantatoverflader for at fremme regenerering af knogler, brusk, hud, og andre celler. I dette arbejde, han og Lijuan Zhang, en fjerdeårs kandidatstuderende i kemi, søgte at omforme et implantat, der kunne bruges i brystrekonstruktionskirurgi, der ikke kun ville tiltrække sunde celler, men også frastøde eventuelle dvælende brystkræftceller. Duoen lavede en støbning på en glasplade ved hjælp af polystyrenkugler med en diameter på 23 nanometer og polylaktisk-co-glykolsyre (PLGA), en bionedbrydelig polymer godkendt af FDA og brugt meget i kliniske omgivelser, såsom sømme. Resultatet:Et implantat, hvis overflade var dækket af tilstødende, 23-nanometer høje bumser. Parret skabte også PLGA-implantatoverflader med 300-nanometer og 400-nanometer-toppe til sammenligning.

I laboratorietest efter en dag, 23-nanometer-topoverfladerne viste et fald på 15 procent i produktionen af ​​et protein (VEGF), som endotelcellerne brystkræftceller afhænger af, sammenlignet med en implantatoverflade uden overflademodifikation. 23-nanometeroverfladen viste også større reduktion i VEGF-koncentration sammenlignet med 300-nanometer og 400-nanometer-modificerede implantater.

Det er uklart, hvorfor 23-nanoneter overfladen ser ud til at fungere bedst til at afskrække brystkræftceller. Webster mener, at det muligvis skal gøre noget med stivheden i maligne brystceller. Når de kommer i kontakt med den ujævne overflade, de er ikke i stand til helt at vikle sig rundt om de afrundede konturer, fratager dem evnen til at indtage de livsnødvendige næringsstoffer, der gennemsyrer overfladen.

"Dette er som en negleflade for dem, "Sagde Webster.

"Jeg vil gætte på, at overfladetoppe på mindre end 23 nanometer ville være endnu bedre, "Tilføjede Webster, selvom polystyrenperler med sådanne dimensioner endnu ikke findes. "Jo mere du kan skubbe den kræftcelle op, jo mere forhindrer du den i at interagere med overfladen. "

Parret fandt også ud af, at den 23-nanometer halvsfæriske overflade gav 15 procent flere sunde endoteliale brystceller sammenlignet med normal overflade efter en dag med laboratorietest.

Webster og Zhang planlægger derefter at undersøge, hvorfor de nanomodificerede overflader afskrækker maligne brystceller, at skabe overfladefunktioner, der giver større resultater, og for at afgøre, om andre materialer kan bruges.