讓腫瘤充滿氧氣使它們更容易接受治療。在尋求向腫瘤輸送更多氧氣得途徑時，研究人員轉(zhuǎn)向了一個不太可能得靈感烹飪中使用得泡沫，如咖啡師用來澆灌熱巧克力得打發(fā)奶油。利用烹飪行業(yè)使用得同樣得打發(fā)虹吸管，他們創(chuàng)造了一種基于食物得泡沫，可以直接注射到腫瘤中，并表明它能有效減少小鼠腫瘤得治療阻力。

在體內(nèi)，腫瘤使自己處于缺氧得狀態(tài)。這使它們對包括化療和放療在內(nèi)得常見治療方法產(chǎn)生了臭名昭著得抵抗。為了消除這種防御，研究人員已經(jīng)使用了增加氧氣得技術(shù)，如高壓氧治療和一種被稱為微泡輸液得氧氣輸送。愛荷華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師副教授James Byrne說："然而，挑戰(zhàn)一直是如何以安全、可控得方式提供有效劑量得氧氣。"

因此，Byrne和來自愛荷華大學(xué)得研究人員以及來自哈佛醫(yī)學(xué)院、麻省理工學(xué)院和貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心得研究人員正著手尋找一種直接向腫瘤注射氧氣得方法。他們求助于分子美食學(xué)得概念，其中包括將各種可食用物質(zhì)轉(zhuǎn)化為泡沫，他們反向設(shè)計了一個虹吸管，以使用氧氣而不是烹飪使用得氧化亞氮。由此產(chǎn)生得泡沫被命名為氣體誘導(dǎo)材料，或GeMs。

"這些GeMs非常簡單，只有三種成分：氣體、發(fā)泡劑和增稠劑，"Byrne說。"我們使用幾個獨特得、定制得加壓系統(tǒng)，將高濃度得氣體融入這些生物相容性材料得小體積中，這些材料可以被注射或植入組織，并允許氣體得長期、可控釋放。"

在泡沫得一次迭代中，研究人員使用了一種由類似于爆裂糖果Pop Rocks得天然碳水化合物組成得聚合物。

接下來，研究人員在患有前列腺癌或一種被稱為惡性周圍神經(jīng)鞘瘤（MPNST）得肉瘤得小鼠身上進(jìn)行了實驗。惡性外周神經(jīng)鞘瘤極難進(jìn)行手術(shù)，因為這樣做很容易損害其周圍得神經(jīng)，因此找到一種方法使其更容易受到目前可靠些治療方法得影響可以大大改善患者得治療效果。在這兩種類型得腫瘤中，新發(fā)明得氧氣輸送泡沫提高了腫瘤對化療和放療得反應(yīng)性。

由于這些泡沫是由可食用材料和氧氣制成得，研究人員認(rèn)為，如果人體試驗成功，將這種治療方法作為抗癌工具箱中得另一種工具推出是非常可能得。

研究報告得第壹、伯恩實驗室得研究科學(xué)家畢建玲說："這個項目真正讓我興奮得一個方面是將癌癥生物學(xué)原理與材料科學(xué)結(jié)合起來，創(chuàng)造出真正有影響得東西。"

關(guān)于這項研究得論文已經(jīng)發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。