受拿鐵咖啡表面泡沫的啟發(fā)，愛荷華大學的研究人員開發(fā)了一種新的生物相容性材料，這種材料可能會提高化療和放療**癌癥的有效性。這種新材料被稱為氣體截留材料（Gas-entrapping Materials，GeMs），可以被配制成泡沫、固體或水凝膠，旨在將高濃度的各種**性氣體直接遞送到包括腫瘤在內(nèi)的組織內(nèi)。

2023年2月2日，伊利諾伊大學的研究人員在 Advanced Science 期刊發(fā)表了題為：Low‐Cost, High‐Pressure‐Synthesized Oxygen‐Entrapping Materials to Improve Treatment of Solid Tumors 的研究論文。

該研究開發(fā)了攜帶氧氣的GeMs材料，將高水平的氧氣直接遞送到腫瘤組織中，從而提高標準化療和放療在前列腺癌和肉瘤小鼠模型中的有效性。

在實體瘤中，腫瘤處于一個缺氧環(huán)境中，如果增加腫瘤中的氧氣水平，可以使腫瘤對放療、某些化療**以及**療法更敏感。但是如何以**、可控的方式提供有效劑量的氧氣仍然存在挑戰(zhàn)。

這項新的研究表明，GeMs可以顯著提高實體腫瘤內(nèi)的氧氣水平，并使癌細胞更容易受到放療或化療的影響。氧氣含量的增加似乎也改善了癌細胞對****的反應。

這些GeMs非常簡單，只有三種成分：氣體、發(fā)泡劑和增稠劑，研究團隊使用幾個獨特的、定制的加壓系統(tǒng)，將高濃度氣體納入小體積的這些生物相容性材料中，制成的GeMs材料可以注射或植入體內(nèi)組織，并允許長時間、可控地釋放其中的氣體。

制造GeMs的設備與咖啡師在制作拿鐵時用來加奶泡的奶油槍基本一樣，但經(jīng)過逆向工程，可以在材料中納入包括氧氣在內(nèi)的各種氣體。研究團隊使用了在許多加工食品中發(fā)現(xiàn)的**、低成本的成分來制造GeMs，通過改變每種成分的數(shù)量，可以控制氧氣從GeMs中釋放出來。由于GeMs是由**且可食用的成分制造的，這些材料在癌癥**中的可轉(zhuǎn)化性可能非常高。

GeMs材料的另一個優(yōu)勢是能夠直接植入或注射到腫瘤中。腫瘤內(nèi)給藥是一種在過去十年中蓬勃發(fā)展的方法，因為它能夠在腫瘤內(nèi)實現(xiàn)低副作用的高濃度給藥。特別是，這種GeMs材料可以注射到難以通過手術(shù)**或切除的腫瘤區(qū)域。

研究團隊表示，這項研究真正令人興奮的是，它將癌癥生物學與材料科學相結(jié)合，創(chuàng)造出了一些真正有影響力的東西。