Røntgen fotoelektron-spektroskopi (XPS) er en metode som gjør det mulig å undersøke overflatekjemien til spesifikke materialer. Prøven blir bestrålt med røntgen og frigjør elektroner. Disse elektroner bliver oppsamlet og analysert, og ut fra disse analysene kan man få informasjon om kjemiske sammensetning og bindingsenergier i materialets overflate. (Foto: Per Henning, NTNU)
Røntgen fotoelektron-spektroskopi (XPS) er en metode som gjør det mulig å undersøke overflatekjemien til spesifikke materialer. Prøven blir bestrålt med røntgen og frigjør elektroner. Disse elektroner bliver oppsamlet og analysert, og ut fra disse analysene kan man få informasjon om kjemiske sammensetning og bindingsenergier i materialets overflate. (Foto: Per Henning, NTNU)

Supermaterialet grafén kan gi bedre kreftbehandling

Grafén brukt som belegg i medisinsk utstyr kan bedre effekten av cellegift.

Publisert

Behandling med cellegift involverer vanligvis at pasienten får medisinen intravenøst via et venekateter. Kateter og tilkoblet utstyr av denne typen har ofte et sølvbelegg.

Sølvet brukes fordi det er antibakterielt, og forhindrer derfor bakterievekst og uønskede infeksjoner ved bruk av utstyret.

Forskere ved Institutt for fysikk på NTNU har nå studert hva som skjer når cellegiften kommer i kontakt med sølvet.

Sølvet bryter ned cellegiften

– Vi ønsket å finne ut hva som kan gå galt med tubene. En interaksjon mellom belegget og medisinen var én mulig årsak. Cellegift er et aktivt stoff, og det var ikke vanskelig å forestille seg at det kunne reagere med sølvet, forteller Justin Wells.

De tok utgangspunkt i en av de vanligste typene av cellegift, 5-Fluorouracil (5-Fu). Sammen med sine studenter brukte Wells såkalt røntgen fotoelektron-spektroskopi (XPS) for å studere overflatekjemien på og mellom de to stoffene.

Ved hjelp av et XPS-instrument ved synkrotronlaboratoriet Max IV i Sverige, oppdaget de at sølvoverflaten brøt ned cellegiften. Ikke bare vil det kunne gi en redusert effekt av medisinen, det skapte også hydrogenfluorid, også kalt HF-gass, noe som kan være skadelig både for kateteret og for pasienten.

Som en del av masterstudiet sitt ved NTNU, oppholdt Elise Ramleth Østli seg en periode i Stockholm. Her jobbet hun blant annet med å studere slanger brukt til intravenøse kateter. Tilbake på NTNU kontaktet hun Justin Wells på Institutt for fysikk med et spørsmål om han ville være med på videre studier av denne type medisinsk materiell.

Student Lise Ramlet Østli og stipendiat Federico Mazzola undersøker prøver. (Foto: Per Henning, NTNU)
Student Lise Ramlet Østli og stipendiat Federico Mazzola undersøker prøver. (Foto: Per Henning, NTNU)

– Reaksjonene mellom cellegift og stoffer medisinen kommer i kontakt med har, så vidt vi vet, ikke blitt studert på denne måten tidligere, sier Wells.

Det har blitt antatt at medisinen leveres intakt inn I kroppen.

Magisk materiale

Gruppen fortsatte studiene med XPS-instrumentet. Denne gangen undersøkte de hvordan cellegiften reagerte med stoffet grafén.

Justin Wells. (Foto: Per Henning, NTNU)
Justin Wells. (Foto: Per Henning, NTNU)

– Det er et ikke-reaktivt stoff, og har blitt omtalt som et nærmest magisk materiale som vil løse alle problemer. Vi fant ut at dette ville være optimalt å teste mot cellegiften, forklarer Wells.

Og, ganske riktig, forsøkene viste at cellegiften ikke reagerte med grafén.

Grafén er allerede foreslått som belegg for medisinsk utstyr, og det er ifølge forskerne teknologisk mulig å produsere tynne grafénlag til denne typen bruk.

– Vi håper denne undersøkelsen på sikt kan være med på bidra til at cellegiftbehandlinger forbedres, og vi håper på å få muligheten til å fortsette våre studier på dette området.

– Blant annet ønsker vi å undersøke hva som skjer med cellegiften når den overføres via utstyr med andre typer belegg enn sølv, sier Wells.

Referanse:

Mazzola mfl: Graphene coatings for chemotherapy: avoiding silver-mediated degradation, 2D Materials, mai 2015, doi:10.1088/2053-1583/2/2/025004.