Investigadores de la Universidad de Connecticut han desarrollado un implante de ultrasonido que puede ayudar a abrir la barrera hematoencefálica para permitir que la quimioterapia entre y trate el cáncer de cerebro. Sin embargo, a diferencia de los engorrosos sistemas de ultrasonido, esta tecnología se puede implantar directamente en el cerebro y no requiere una cirugía de seguimiento para retirar el dispositivo más tarde, ya que con el tiempo se degrada a nada en el cerebro. El implante contiene cristales del aminoácido glicina, que se ha demostrado que es fuertemente piezoeléctrico, lo que significa que vibra cuando pasa una corriente eléctrica a través de él. Los investigadores combinaron esto con polímeros biodegradables para crear el implante de ultrasonido, que se puede ver en la imagen de arriba.
El procedimiento habitual cuando se identifica un tumor cerebral implica la extirpación quirúrgica seguida de quimioterapia para eliminar las células cancerosas residuales. Sin embargo, administrar quimioterapia al cerebro es notoriamente difícil, ya que el endotelio especializado que recubre los vasos sanguíneos del cerebro, también conocido como barrera hematoencefálica, impide la entrada de muchos fármacos de quimioterapia comunes.
Un método para traspasar la barrera hematoencefálica es utilizar ultrasonido para crear espacios transitorios en la barrera, permitiendo la entrada del fármaco. Sin embargo, esto ha sido tradicionalmente bastante engorroso, con la necesidad de colocar varios dispositivos de ultrasonido potentes en la cabeza y una duración de 5 a 6 horas para el procedimiento. Estos factores limitan significativamente la frecuencia con la que estos pacientes pueden beneficiarse de la quimioterapia mejorada con ultrasonido.
Se han desarrollado transmisores de ultrasonido implantables, pero hasta ahora se han fabricado con cerámica y requieren una segunda cirugía para retirar el dispositivo más adelante. Para solucionarlo, estos investigadores han creado un implante de ultrasonidos que es completamente biodegradable, pero que mantiene la misma potencia y eficacia que los dispositivos cerámicos. "Podemos evitar todo eso mediante el uso de un dispositivo implantado" dentro del propio cerebro", dijo Thanh Nguyen, investigador involucrado en el estudio. "Podemos usarlo repetidamente, permitiendo que la quimioterapia penetre en el cerebro y elimine las células tumorales".
El nuevo dispositivo está fabricado con cristales de glicina piezoeléctricos. Por sí solos, los cristales se biodegradarían demasiado rápido y serían demasiado frágiles, por lo que los investigadores los combinaron mediante un proceso de electrohilado con un polímero biodegradable llamado policaprolactona y otro llamado Poly-L-Lactide. Estos polímeros ayudan a prolongar la vida útil del emisor de ultrasonidos dentro del cerebro.
En pruebas con ratones con tumores cerebrales, el uso del dispositivo de ultrasonido en combinación con quimioterapia duplicó la supervivencia de los ratones en comparación con los ratones no tratados.
Estudio en la revista Science Advances : Nanofibras de aminoácidos altamente piezoeléctricas, biodegradables y flexibles para aplicaciones médicas