En ny studie publicerad i IOP Publishing's journal 2D -material har föreslagit att använda grafen som en alternativ beläggning för katetrar för att förbättra leveransen av kemoterapimedicin.

Forskningen tyder på att placeringen av grafen - ett extremt tunt ark med kolatomer - på de inre ytorna på intravenösa katetrar som vanligtvis används för att leverera kemoterapimedicin i en patients kropp kommer att förbättra behandlingarnas effektivitet, och minska risken för katetrar som bryts.

Studien indikerar att skadliga interaktioner kan uppstå mellan det mest använda kemoterapiläkemedlet, 5-Fluorouracil (5-Fu), och silver - ett av de mest använda beläggningsmaterialen i medicinska tillämpningar.

Som ett resultat av denna skada tror forskarna att läkemedlet kanske inte ger önskad terapeutisk effekt hos patienter, och att kemoterapibehandlingen kan äventyras.

Vidare, forskningen visar att en biprodukt av reaktionen mellan 5-Fu och silver är vätefluorid (HF), en stark syra. Detta väcker oro över att silver och HF kan injiceras i patienten tillsammans med behandlingen.

Medförfattare till studien Justin Wells, från norska universitetet för vetenskap och teknik, sa:"Så vitt vi vet, ingen har någonsin tittat på den kemiska reaktionen mellan kemoterapimedicin och det material de rutinmässigt kommer i kontakt med, såsom katetrar och nålar och deras beläggningar. Det antas bara att läkemedlen levereras intakt i kroppen.

"Vi har visat att silver katalytiskt bryter ner kemoterapiläkemedlen, vilket betyder att de förmodligen inte levereras korrekt till patienten. Vår forskning visar att en av sönderfallsprodukterna från denna reaktion är HF, vilket skulle vara oroande att injicera i en patient. "

Som en lösning på detta problem, det internationella teamet av forskare har föreslagit att använda grafen som ett alternativt beläggningsmaterial för katetrar.

I deras studie, forskarna använde en teknik som kallas röntgenfotoemissionsspektroskopi (XPS) för att studera den kemiska sammansättningen av 5-Fu, samt läkemedlets reaktioner med silver och grafen.

XPS är en teknik som används för att mäta ytkemin för ett visst material genom att avfyra en stråle av röntgenstrålar mot det och samla de elektroner som därefter avges från materialets allra översta lager. Forskarna utförde dessa mätningar vid det svenska nationella synkrotronlaboratoriet - MAX IV Laboratory.

Deras resultat visade att när 5-Fu kommer i kontakt med silver, reaktioner inträffar där det finns en massiv förlust av elementet fluor från läkemedlet, som leder till skapandet av HF.

När forskarna upprepade detta experiment med 5-Fu och grafen, de fann att dessa reaktioner helt försvann och att grafen inte orsakade någon skada på läkemedlet.

Grafen är ett biokompatibelt material med låg toxicitet som redan har föreslagits som en yttre beläggning för biomedicinska tillämpningar. Forskarna konstaterar att tillverkningen av tunna grafenbeläggningar är tekniskt genomförbar och kan till och med odlas ovanpå silver för att bibehålla överensstämmelse med befintliga tillverkningsmetoder.

"Våra resultat är ett viktigt första steg på detta nya område. Tillsammans med våra medarbetare och studenter, vi ökar vår förståelse för de kritiska interaktionerna mellan läkemedel och medicinska beläggningar, i syfte att göra kunskapen fritt tillgänglig för alla att använda, "Fortsatte Wells.

"Denna studie var en förenklad version av kemoterapibehandling i verkliga livet, så våra framtida studier kommer att se ut att efterlikna processerna närmare genom att undersöka verkliga läkemedelsblandningar som innehåller andra aktiva ingredienser samt en saltlösning. Vi kommer också att sträva efter att utvidga våra experiment till att omfatta andra kemoterapidroger. "