Un nuovo studio pubblicato sulla rivista di IOP Publishing Materiali 2D ha proposto di utilizzare il grafene come rivestimento alternativo per i cateteri per migliorare la somministrazione dei farmaci chemioterapici.

La ricerca suggerisce che posizionare il grafene - un foglio estremamente sottile di atomi di carbonio - sulle superfici interne dei cateteri endovenosi comunemente usati per somministrare farmaci chemioterapici nel corpo di un paziente migliorerà l'efficacia dei trattamenti, e ridurre il rischio di rottura dei cateteri.

Lo studio indica che possono verificarsi interazioni dannose tra il farmaco chemioterapico più comunemente usato, 5-fluorouracile (5-Fu), e argento, uno dei materiali di rivestimento più utilizzati nelle applicazioni mediche.

A causa di questo danno, i ricercatori ritengono che il farmaco potrebbe non fornire l'effetto terapeutico desiderato nei pazienti, e che il trattamento chemioterapico potrebbe essere compromesso.

Per di più, la ricerca indica che un sottoprodotto della reazione tra 5-Fu e argento è l'acido fluoridrico (HF), un acido forte Ciò solleva preoccupazioni sul fatto che argento e HF possano essere iniettati nel paziente insieme al trattamento.

Coautore dello studio Justin Wells, dell'Università norvegese della scienza e della tecnologia, disse:"Per quanto ne sappiamo, nessuno ha mai osservato la reazione chimica tra i farmaci chemioterapici e i materiali con cui abitualmente entrano in contatto, come cateteri e aghi e i loro rivestimenti. Si presume solo che i farmaci vengano consegnati nel corpo intatti.

"Abbiamo dimostrato che l'argento sta degradando cataliticamente i farmaci chemioterapici, il che significa che probabilmente non vengono consegnati correttamente al paziente. La nostra ricerca indica che uno dei prodotti di decadimento di questa reazione è HF, che sarebbe una cosa preoccupante da iniettare in un paziente."

Come soluzione a questo problema, il team internazionale di ricercatori ha proposto di utilizzare il grafene come materiale di rivestimento alternativo per i cateteri.

Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica nota come spettroscopia di fotoemissione a raggi X (XPS) per studiare la composizione chimica del 5-Fu, così come le reazioni del farmaco con argento e grafene.

L'XPS è una tecnica utilizzata per misurare la chimica superficiale di un particolare materiale sparandogli un raggio di raggi X e raccogliendo gli elettroni che vengono successivamente emessi dallo strato più superficiale del materiale. I ricercatori hanno eseguito queste misurazioni presso il laboratorio nazionale svedese di sincrotrone, il laboratorio MAX IV.

I loro risultati hanno mostrato che quando il 5-Fu entra in contatto con l'argento, si verificano reazioni in cui vi è una massiccia perdita dell'elemento fluoruro dal farmaco, portando alla creazione di HF.

Quando i ricercatori hanno ripetuto questo esperimento con 5-Fu e grafene, hanno scoperto che queste reazioni sono completamente scomparse e che il grafene non ha causato danni al farmaco.

Il grafene è un materiale biocompatibile a bassa tossicità che è già stato suggerito come rivestimento esterno per applicazioni biomediche. I ricercatori affermano che la fabbricazione di sottili rivestimenti in grafene è tecnologicamente fattibile e può anche essere coltivata sopra l'argento per mantenere la conformità con i metodi di fabbricazione esistenti.

"Le nostre scoperte sono un primo passo importante in questo nuovo campo. Insieme ai nostri collaboratori e studenti, stiamo aumentando la nostra comprensione delle interazioni critiche tra farmaci e rivestimenti medici, al fine di rendere la conoscenza liberamente disponibile per l'uso da parte di tutti, "Pozzi continuò.

"Questo studio era una versione semplificata del trattamento chemioterapico nella vita reale, quindi i nostri studi futuri cercheranno di imitare più da vicino i processi esaminando miscele di farmaci reali che contengono altri ingredienti attivi e una soluzione salina. Cercheremo anche di estendere i nostri esperimenti per includere altri farmaci chemioterapici".