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Por que as microbolhas podem penetrar efetivamente a barreira hematoencefálica e abrir uma nova era no tratamento do câncer?
Microbolhas são bolhas com diâmetro menor que um centésimo de milímetro, mas maiores que um mícron. Essas pequenas bolhas têm uma ampla gama de aplicações na indústria, medicina, ciências biológicas e tecnologia de alimentos. As características de design das microbolhas, como flutuabilidade, resistência à pressão, condutividade térmica e propriedades acústicas, são todas determinadas pela composição da camada externa da bolha e do enchimento interno. No diagnóstico médico, as microbolhas são usadas como agentes de contraste em exames de ultrassom, ajudando os médicos a enxergar mais claramente o interior do corpo humano.
Microbolhas vibram sob a ação do ultrassom, o que é um fator importante que as distingue dos tecidos circundantes. Essa característica dá às microbolhas vantagens potenciais em imagens e administração de medicamentos.
As microbolhas geralmente são preenchidas com um gás, como ar ou gás perfluorocarbono, e são cuidadosamente projetadas para melhorar a estabilidade. A casca geralmente é feita de lipídios, albumina ou proteína, e a combinação da camada externa hidrofílica e da camada interna hidrofóbica desses materiais permite que as microbolhas existam de forma estável no sangue. Essas propriedades fazem das microbolhas mais do que apenas um auxílio para geração de imagens, mas também mostram aplicações potenciais na administração de medicamentos, remoção de biofilmes e tratamento de água.
Resposta acústica de microbolhas e suas aplicações terapêuticas
Na imagem de ultrassom, as propriedades acústicas das microbolhas dependem crucialmente da diferença entre sua densidade e a do tecido circundante. A densidade central das microbolhas é muito menor do que a dos tecidos circundantes, o que permite que elas reflitam efetivamente as ondas sonoras sob a estimulação do ultrassom, melhorando assim o contraste da imagem.
As microbolhas sofrem dois fenômenos de oscilação quando expostas ao ultrassom, que têm um impacto significativo na administração de medicamentos e no tratamento de tumores.
Quando microbolhas são estimuladas por ultrassom, suas oscilações podem formar pequenos orifícios, um fenômeno conhecido como aumento da permeabilidade celular. Isso não apenas ajuda os medicamentos a penetrarem melhor nas células-alvo, mas também abre novas ideias para o tratamento do câncer. A oscilação e o colapso das microbolhas podem ser usados como transportadores para administração e liberação de medicamentos durante o tratamento, melhorando muito o efeito terapêutico.
Aplicação de microbolhas no tratamento do câncer
Os modos de administração de medicamentos por microbolhas podem ser variados, incluindo o encapsulamento de medicamentos lipossolúveis em suas camadas lipídicas ou a combinação com nanopartículas e lipossomas. Este método não apenas melhora o efeito de localização do medicamento, mas também reduz reações tóxicas sistêmicas.
Rompimento da barreira hematoencefálica
O cérebro é protegido pela barreira hematoencefálica, que, embora benéfica para a saúde, representa um desafio para o tratamento do câncer. Pesquisas descobriram que o uso de uma combinação de ultrassom e microbolhas pode quebrar temporariamente a barreira hematoencefálica, permitindo que medicamentos entrem no cérebro, o que foi demonstrado em vários ensaios clínicos nos últimos anos.
Ensaios clínicos demonstraram que o uso de microbolhas combinado com ultrassom pode administrar medicamentos terapêuticos ao cérebro com segurança e eficácia, o que é de grande importância para o tratamento de pacientes com câncer.
Assistência à imunoterapia
Além da administração de medicamentos, a microbolha combinada com a terapia por ultrassom também mostra potencial para aplicação em imunoterapia. O ultrassom focalizado de alta intensidade (HIFU) pode promover a resposta imunológica e, combinado com o uso de microbolhas, pode ajudar ainda mais a ativar o sistema imunológico.
No entanto, as microbolhas também enfrentam alguns desafios na aplicação clínica, como seu grande tamanho, o que dificulta seu fluxo direto para fora dos vasos sanguíneos. Isso levou os cientistas a explorar alternativas, como o uso de nanogotículas, que podem superar algumas das limitações das microbolhas.
O uso de microbolhas mostrou uma nova esperança na administração de medicamentos e no tratamento de doenças, não apenas ajudando a atravessar a barreira hematoencefálica, mas também regulando o microambiente tumoral. Entretanto, à medida que essa tecnologia se desenvolve, podemos esperar mais avanços no futuro para melhorar os resultados do tratamento do câncer?
