Eine Graphenbeschichtung auf Kathetern kann die Chemowirksamkeit verbessern

Chemotherapie ist eine Art von Krebsbehandlung, die starke Chemikalien verwendet, um Krebszellen zu zerstören. Es wird normalerweise direkt in die Venen des Patienten mit einem Katheter geliefert. Um eine bakterielle Infektion zu verhindern, ist der Katheter und die Ausrüstung, an der er befestigt ist, üblicherweise mit Silber beschichtet.
Mit Hilfe der Röntgen-Photoemissionsspektroskopie untersuchten die Forscher, wie Chemotherapeutika mit Silber reagieren.
Bildnachweis: Per Henning / NTNU

Eine Studie der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) in Trondheim zeigt nun, dass die antibakterielle Silberbeschichtung von Kathetern einige Chemotherapeutika abbaut und dadurch möglicherweise ihre Wirksamkeit verringert.

Die Forscher berichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift 2D Materialien.

Senior Autor Justin Wells, ein Associate Professor für Physik an der NTNU, sagt:

"Wir wollten potenzielle Problemquellen in den Röhrchen finden, die in intravenösen Kathetern verwendet werden. Eine Wechselwirkung zwischen der Beschichtung und den Medikamenten war eine Möglichkeit. Chemotherapie-Medikamente sind aktive Substanzen, so ist es nicht schwer vorstellbar, dass das Medikament mit dem Silber reagieren könnte . "

Silber zersetzt Chemo-Drogen

Für ihre Untersuchung konzentrierten sich Prof. Wells und seine Kollegen auf 5-Fluorouracil (5FU), eines der am häufigsten verwendeten Chemotherapeutika. Zum Beispiel wird 5FU verwendet, um Krebserkrankungen von Kopf und Hals, Darm, Brust, Magen, Eierstöcke und Esophagus zu behandeln.

Die Forscher verwendeten Röntgen-Photoemissionsspektroskopie (XPS), um zu sehen, wie das Medikament mit der Art von Silber reagiert, die zur Beschichtung von Kathetern und anderen medizinischen Geräten verwendet wird.

Prof. Wells erklärt, dass die Reaktionen zwischen Chemotherapeutika und den Substanzen, mit denen sie in Kontakt kommen, bisher nicht untersucht worden sind. Die Annahme ist, dass sie immer vollständig in den Körper gelangen.

Die XPS-Maschine, die er und seine Kollegen verwendet haben, befindet sich am Synchrotron-Labor MAX IV an der Universität Lund in Schweden.

Dort zeigten sie, dass die antibakterielle Silberbeschichtung katalytisch 5FU zersetzt.

In ihrer Studie stellen die Forscher fest, dass die Reaktion nicht nur die Wirksamkeit des Chemotherapeutikums beeinträchtigt, sondern auch Fluorwasserstoff freisetzt, ein Gas, das den Patienten schädigen und die medizinische Ausrüstung beschädigen könnte.

Anschließend wandte sich das Team dem Graphen zu - einem Nanomaterial aus extrem dünnen, nur ein Atom dicken Kohlenstoffschichten. Wiederum verwendeten sie die XPS-Maschine, um zu sehen, wie das Material mit 5FU reagierte.

Graphen könnte ein geeigneteres Material zum Beschichten von Kathetern sein

Sie beschlossen, Graphen zu untersuchen, weil sie erwarteten, dass es chemisch inert ist. Sie bemerken auch, dass, obwohl es als Beschichtung für medizinische Geräte vorgeschlagen wurde, seine mögliche Verwendung als Beschichtungsmaterial in Chemotherapie-Medikamentenabgabesystemen "anscheinend völlig übersehen wurde". Prof. Wells erklärt:

"Graphen ist eine nicht-reaktive Substanz und wird manchmal als magisches Material bezeichnet, das jedes Problem lösen kann. Daher dachten wir, dass es eine gute Kombination mit Chemotherapie-Medikamenten sein könnte."

Ihre Vermutung erwies sich als richtig - 5FU reagierte nicht mit dem Graphen.

Das Team glaubt, dass es möglich sein sollte, Katheter und ähnliche medizinische Geräte mit sehr dünnen Graphenschichten zu beschichten.

Prof. Wells kommt zu dem Schluss, dass sie hoffen, dass ihre Arbeit dazu beitragen wird, die Krebsbehandlung effektiver zu gestalten.

Das Team möchte nun die Reaktionen von Chemotherapeutika auf andere Substanzen und Beschichtungen von Medizinprodukten untersuchen.

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