Solução inovadora orientada por magneticamente desenvolvida para terapia tumoral intracraniana personalizada

Os tumores cerebrais permanecem entre as condições mais desafiadoras da medicina moderna. Devido à sua complexidade e localização, muitos deles são difíceis de acessar, mesmo com as abordagens cirúrgicas e terapêuticas mais avançadas. Embora tenha sido feito um progresso significativo na radioterapia, quimioterapia e técnicas cirúrgicas, certos tumores – especialmente aqueles próximos a estruturas cerebrais críticas – ainda apresentam riscos consideráveis.

Em um estudo publicado em Engenharia biomédica da naturezauma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Xu Tiantian, do Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT), da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com colaboradores, desenvolveu fibras de hidrogel de bio -hibrides magneticamente acionadas por fibras de hidrogel e efetivamente eficazes (BBHFs) caprichos de entregar quimioterápica diretamente para o cérebro, enquanto efetivamente evita o corpo. O BBHF pode ser uma alternativa minimamente invasiva e altamente controlada.

Inspirados na morfologia e nas características cinemáticas do nematóide natural, como Caenorhabditis elegans, os pesquisadores desenvolveram o BBHF por gelificação in situ, combinando partículas magnéticas com o sangue do próprio paciente, seguido pela magnetização para a orientação. Esses BBHFs exibiram capacidade excepcional de evitar o reconhecimento de células imunes durante a entrega intracraniana, oferecendo recursos de rastreamento em tempo real através de imagens fluoroscópicas de raios-X.

“Os BBHFs exibem características notáveis ​​de elasticidade e suavidade, permitindo -lhes navegar em ambientes complexos com adaptabilidade. Ele possui um módulo elástico de cerca de 100 kPa – mais que o intestino, mas mais forte e mais durável que a cartilagem, destacando a suavidade excepcional dos BBHFs”, disse o Prof. Xu.

É importante ressaltar que ela apontou que os BBHFs podem atravessar passagens estreitas, mesmo aquelas com diâmetros menores que as suas.

Ao imitar a morfologia delgada e o mecanismo de movimento ondulatório adaptativo dos nematodos, os pesquisadores alcançaram o controle preciso do BBHF usando um campo magnético programável externamente, permitindo que ele realize vários padrões de movimento biomimético, como balançar, rabugento e rolagem. As experiências mostraram que o BBHF foi capaz de se mover através do córtex cerebral porcino com bobinas e chegar ao local alvo sem deixar arranhões na superfície macia.

A integração de uma unidade de campo magnética com imagem fluoroscópica de raios-X permitiu o rastreamento preciso e em tempo real dos BBHFs durante a entrega intracraniana direcionada, especificamente direcionada para locais de tumor dentro do crânio. Ao atingir seu alvo, esses BBHFs podem sofrer uma rápida divisão desencadeada por um campo magnético de alta resistência, facilitando a liberação eficiente de agentes terapêuticos para a inibição eficaz do tumor cerebral.

Nos testes de laboratório, os pesquisadores encapsularam a doxorrubicina-uma quimioterapia de primeira linha-em BBHFs e usaram um campo magnético de alta resistência para desencadear a liberação de medicamentos direcionados nos locais de tumor. As fibras permaneceram estáveis ​​até a atuação, garantindo uma entrega precisa com efeitos mínimos fora do alvo. Outros ensaios em modelos de porcos mostraram que os BBHFs podem navegar pelo líquido cefalorraquidiano e fornecer medicamentos efetivamente dentro do cérebro.

Além disso, avaliações abrangentes de toxicidade mostraram que as partículas magnéticas nos BBHFs não se acumularam em órgãos vitais, como coração, fígado, baço, pulmões e rins, destacando a segurança a longo prazo do sistema. A análise histológica confirmou a inibição robusta do tumor por BBHFs sem desencadear respostas imunes significativas ou danos nos tecidos, demonstrando a eficácia terapêutica.

Os BBHFs representam um passo significativo no desenvolvimento de técnicas neurocirúrgicas personalizadas e minimamente invasivas. Ao combinar materiais derivados do paciente com design robótico suave e orientação magnética, essa abordagem inovadora promessa para transformar os tratamentos de tumores cerebrais difíceis de alcançar e outros distúrbios do sistema nervoso central.