Een op de acht vrouwen in de Verenigde Staten krijgt borstkanker. Van deze, velen zullen een operatie ondergaan om de tumor te verwijderen en zullen daarna een soort borstreconstructie nodig hebben, vaak met implantaten. Kanker is een ongrijpbaar doelwit, Hoewel, en kwaadaardige cellen keren terug voor maar liefst een vijfde van de vrouwen die oorspronkelijk werden gediagnosticeerd, volgens de American Cancer Society.

Zou het mogelijk zijn om implantaatmaterialen te ontwikkelen die het terugvalpercentage zouden kunnen verlagen? Biomedische wetenschappers van Brown University rapporteren enkele veelbelovende ontwikkelingen. Het team heeft een implantaat gemaakt met een "nagelbed"-oppervlak op nanoschaal dat kankercellen ervan weerhoudt te blijven wonen en bloeien. Gemaakt van een gemeenschappelijk federaal goedgekeurd polymeer, het implantaat is het eerste in zijn soort, op basis van een literatuuroverzicht, met aanpassingen op nanoschaal die een vermindering van de bloedvatenstructuur veroorzaken waarvan borstkankertumoren afhankelijk zijn - terwijl ze ook gezonde borstcellen aantrekken.

"We hebben een (implantaat) oppervlak gecreëerd met eigenschappen die op zijn minst (kanker) celfuncties kunnen verminderen zonder chemotherapeutica te hoeven gebruiken, straling, of andere processen om kankercellen te doden, " zei Thomas Webster, universitair hoofddocent engineering en de corresponderende auteur op het papier in Nanotechnologie . "Het is een oppervlak dat gastvrij is voor gezonde borstcellen en minder voor kankerachtige borstcellen."

Webster en zijn lab hebben verschillende implantaatoppervlakken aangepast om de regeneratie van bot, kraakbeen, huid, en andere cellen. In dit werk, hij en Lijuan Zhang, een vierdejaarsstudent scheikunde, trachtte een implantaat te hervormen dat zou kunnen worden gebruikt bij borstreconstructiechirurgie dat niet alleen gezonde cellen zou aantrekken, maar ook eventuele aanhoudende borstkankercellen zou afstoten. Het duo maakte een afgietsel op een glasplaat met behulp van polystyreenkralen met een diameter van 23 nanometer en polymelkzuur-co-glycolzuur (PLGA), een biologisch afbreekbaar polymeer dat is goedgekeurd door de FDA en veel wordt gebruikt in klinische omgevingen, zoals steken. Het resultaat:een implantaat waarvan het oppervlak bedekt was met aangrenzende, 23 nanometer hoge puistjes. Het paar creëerde ook PLGA-implantaatoppervlakken met pieken van 300 nanometer en 400 nanometer ter vergelijking.

In laboratoriumtesten na één dag, de 23 nanometer-piekoppervlakken vertoonden een afname van 15 procent in de productie van een eiwit (VEGF) waarvan endotheliale borstkankercellen afhankelijk zijn, vergeleken met een implantaatoppervlak zonder oppervlaktemodificatie. Het oppervlak van 23 nanometer vertoonde ook een grotere vermindering van de VEGF-concentratie in vergelijking met de 300 nanometer en 400 nanometer gemodificeerde implantaten.

Het is onduidelijk waarom het oppervlak van 23 nanometer het beste lijkt te werken bij het afschrikken van borstkankercellen. Webster denkt dat het misschien iets te maken heeft met de stijfheid van kwaadaardige borstcellen. Wanneer ze in contact komen met het hobbelige oppervlak, ze kunnen zich niet volledig om de afgeronde contouren wikkelen, hen het vermogen ontnemen om de levensondersteunende voedingsstoffen die het oppervlak doordringen, op te nemen.

"Dit is als een spijkerbed voor hen, ' zei Webster.

"Ik denk dat oppervlaktepieken van minder dan 23 nanometer nog beter zouden zijn, "Wester voegde toe, hoewel polystyreenkralen met dergelijke afmetingen nog niet bestaan. "Hoe meer je die kankercel omhoog kunt duwen, hoe meer je voorkomt dat het in wisselwerking staat met het oppervlak."

Het paar ontdekte ook dat het halfbolvormige oppervlak van 23 nanometer 15 procent meer gezonde endotheliale borstcellen opleverde in vergelijking met het normale oppervlak na een dag laboratoriumtests.

Webster en Zhang plannen vervolgens om te onderzoeken waarom de nanogemodificeerde oppervlakken kwaadaardige borstcellen afschrikken, om oppervlaktekenmerken te creëren die betere resultaten opleveren, en om te bepalen of andere materialen kunnen worden gebruikt.