3Dプリントスポンジは化学療法の過剰薬剤の64%を吸収し、副作用を軽減できる

がんは人間にとって最も治療が難しい病気の一つになっており、腫瘍と闘うために化学療法や多数の薬剤の使用が必要になることが多い。この過程で、過剰な投薬やその他の理由により、吐き気、疲労、脱毛、潰瘍などの大きな副作用が発生します。

2019年1月14日、アンタークティック・ベアは海外メディアから、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のインターベンショナル放射線科医スティーブン・ヘッツ氏とカリフォルニア大学バークレー校の化学・生体分子工学教授ニタッシュ・バルサラ氏が協力し、標的領域を通過した余分な薬物分子を捕捉する方法を模索していることを知った。彼らが3Dプリントした「スポンジ」は、化学療法を受けている癌患者の血流に過剰な薬剤を吸収し、治療の副作用を軽減すると同時に、より耐性のある腫瘍と戦うためにより高い用量の薬剤を投与することを可能にする。

バルサラ氏は、バッテリーと燃料電池用のイオン性ポリマーを専門とする化学エンジニアです。「吸収剤は標準的な化学工学の概念であり、石油精製で硫黄などの不要な化学物質を除去するために使用されています」とバルサラ氏は言う。「私たちは文字通り、この概念を石油精製から取り入れ、化学療法に応用しました。」

内部にグリッドを備えた 3D プリントされたシリンダーは、薬剤を吸収するポリマーでコーティングされています。シリンダーは、ターゲット領域の下流の静脈に挿入され、薬剤を運ぶ血液がシリンダーを流れると、ポリマーが薬剤分子に結合し、血液を濾過します。バルサラ氏はさらにこう語った。「外科医はワイヤーを血流に送り込み、ステントの中にスポンジを入れ、その後、一定時間そのままにして化学療法を行う。化学療法には数時間かかることもある。」

3D プリントにより、患者の静脈の直径と形状に合わせたサイズのカスタムシリンダーの製造が可能になるため、3D プリント会社 Carbon Inc. にこの装置について相談しました。「静脈内の3Dプリントシリンダーの寸法は非常に厳しい。フィット感が悪ければ、溶解した薬剤を含む血液は吸収剤と相互作用することなくシリンダーを通過してしまう」とバルサラ氏は語った。

研究者らはスポンジを豚の静脈でテストし、抗がん剤として使用される抗生物質であるドキソルビシンと呼ばれる化合物の64パーセントを吸収した。これは副作用の 64% 削減を意味し、特に悪性腫瘍の治療にはより強い用量を使用できるようになる可能性があります。

「次の目標は、条件付きでヒト研究に移行するための FDA 承認を得ることです。肝臓が健康な子豚で試験を続けるよりも、がん患者で試験する方が現実的だからです」とヘッツ氏は述べた。ありがたいことに、それはそう遠くないかもしれない、とヘッツ氏は続けた。「一時的な装置なので、FDA 承認のハードルは低いのです」

このプロジェクトは肝臓がんの治療を目的として設計されましたが、3Dプリントされたスポンジシステムは、明確に区別されアクセス可能な上流および下流の経路を持つ臓器に位置するほとんどの腫瘍に適用できます。「肝臓がんは公衆衛生上の大きな脅威であり、毎年何万人もの新規患者が発生しているため、私たちは肝臓がんに対する取り組みを進化させています。また、私たちはすでに肝臓がんの治療に動脈内化学療法を使用しています」とヘッツ氏は語った。「しかし、よく考えてみると、このアプローチは、臓器に限定されたあらゆる腫瘍や疾患に使用でき、薬剤が分泌されて副作用を引き起こす前に静脈側で吸収させたい場合に使用できます。最終的には、この技術を他の臓器に使用して、腎臓腫瘍や脳腫瘍を治療したいと考えています。」

出典: 3ders

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