Китайска академия на науките
3 юли 2026
Международен изследователски екип разработи синтетичен материал на основата на галиев оксид, който действа като локализирана система за доставка на лекарства директно в оперативното поле
Първичните костни тумори, като остеосаркома, не отбелязват подобрение на преживяемостта от четири десетилетия насам. Хирургичното отстраняване на тумора е критично, но локален рецидив може да настъпи, когато туморите са близо до жизненоважни структури — нещо, което често води до ампутация. Освен това тези операции са свързани със значителна загуба на костна маса и отказ на имплантите поради инфекция.
Новият материал
Международен екип от изследователи, воден от Royal Orthopaedic Hospital NHS Foundation Trust, Aston University и Бразилския аеронавтичен технологичен институт, е разработил усъвършенстван синтетичен материал за присаждане. Чрез включването на галиев оксид в традиционната матрица «Bioglass 45S5» те създадоха многофункционален материал, който едновременно:
- унищожава остатъчните ракови клетки;
- предотвратява колонизацията на бактерии;
- регенерира липсващата костна тъкан.
«Нашият многофункционален биоматериал действа като локализирана система за доставка на лекарства, предлагайки терапевтична стратегия за селективно унищожаване на остатъчните туморни клетки, където е извършена операцията, като същевременно осигурява калциеви, фосфатни и силициеви йони, необходими за възстановяване на здравата кост», казва д-р Лукас Соуза, главен изследовател от Royal Orthopaedic Hospital NHS Foundation Trust.
«Това развитие ни отвежда към нови граници както на терапиите, така и на профилактиката срещу най-опустошителните усложнения при операцията за спасяване на крайници — по-специално локалните рецидиви и инфекциите, които застрашават крайниците и компрометират оцеляването на пациентите», казва съавторът Джонатан Стивънсън, консултант ортопедичен онколог в Кралската ортопедична болница.
Механизмът на действие
Чрез високопродуктивно секвениране на РНК екипът откри силно селективен молекулен механизъм.
«Тъй като клетките на костния рак прекомерно експресират трансфериновите рецептори, за да поддържат бързия си растеж, те абсорбират четири до осем пъти повече галий от здравите клетки», казва Соуза. «Веднъж попаднал в злокачествените клетки, галият имитира желязо, но не може да участва в съществени редокс реакции. Това причинява незабавно изчерпване на желязото, огромен оксидативен стрес и катастрофална клетъчна криза, която принуждава раковите клетки да поемат по апоптотични и фероптотични пътища на самоунищожение.»
За разлика от това, здравите костни клетки лесно управляват временния стрес чрез естествени антиоксидантни механизми и се възстановяват напълно в рамките на няколко дни.
Защита срещу инфекция
Освен силните си противоракови свойства, материалът помага и за предотвратяване на инфекция в оперативното поле.
«Оптималната формулировка от 5% галиево стъкло напълно потисна растежа на агресивния, грамотрицателен патоген Pseudomonas aeruginosa», споделя Стивънсън. «Това двойно терапевтично действие ефективно изолира оперативното поле от смъртоносни болнични инфекции, докато стъклото се разгражда, за да освободи място за чисто нова кост.»
