Le simulazioni al computer Guida Ottimizzare Attacco Laser On Cancer

Giugno 18, 2016 Admin Salute 0 7
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Due laser possono essere meglio di uno quando attaccano le cellule tumorali, secondo un documento da scienziati Rice University.

Yildiz Bayazitoglu, H.S. di Rice Cameron Cattedra Professore di Ingegneria Meccanica e un'autorità nel trasferimento di calore e flusso dei fluidi, e dottorando Jerry Vera utilizzano simulazioni al computer per quantificare l'effetto di nanoparticelle di riscaldamento con il laser ad infrarossi per uccidere i tumori del cancro senza danneggiare i tessuti sani.

Sperano di aumentare l'efficienza dei tumori distruggere mediante metodi fine tuning di riscaldamento di loro in base alle dimensioni e la composizione non solo del tumore, ma anche il tessuto circostante.




Il documento riassume i risultati è pubblicato nel numero di gennaio della rivista International Journal of Heat and Mass Transfer.

I ricercatori hanno scoperto che attaccare un tumore con due laser in grado di riscaldare più a fondo di un singolo laser. Per i tumori grandi come un centimetro, simulazioni hanno mostrato opposte laser chirurgicamente inseriti tramite fibra ottica in una procedura minimamente invasiva prodotto il profilo di temperatura più uniforme in ogni caso.

Laser e nanoparticelle vengono già utilizzati per curare il cancro. Una società fondata da Houston scienziati Rice Jennifer West e Naomi Halas, Nanospectra Biosciences, Inc., sta conducendo test umani di un sistema che utilizza nanoshells riscaldato da laser ad infrarossi per uccidere i tumori. Bayazitoglu, West e Halas fanno tutti parte del Laboratorio di Rice per Nanofotonica.

L'approccio del gruppo Bayazitoglu sarebbe affinare tale trattamento, tenendo in considerazione le proprietà della luce-dispersione di nanoparticelle. La loro preoccupazione è che le nanoparticelle vicino la superficie di un tumore bloccherà un laser di raggiungere quelle al centro.

"Pensare in questo modo: se si guida in una notte molto nebbioso, si può vedere appena finora non importa quanto bene i fari sono", ha scritto Vera in un articolo sulla ricerca. "Questo perché i milioni di piccole gocce d'acqua presenti nell'aria assorbono e disperdono la luce, deviando i raggi dei tuoi fari prima che possano riflettersi su tutto quello che è davanti a te sulla strada.

"Le nanoparticelle disperse all'interno di un tumore fare esattamente la stessa cosa. Sono molto bravi a assorbendo la luce laser e la generazione di calore, ma all'interno di tumori particolarmente spessi, la stessa qualità impedisce un sacco di luce di raggiungere più in profondità nel tessuto."

Bayazitoglu ha detto che questo fenomeno, chiamato "estinzione", è "altamente indesiderabile". Un profilo di temperatura uniforme di almeno 60 gradi Celsius deve essere creato per uccidere l'intero tumore. "Alzare la temperatura su una fine, ma non l'altro semplicemente permettere al tumore di ri-crescere, e che non risolve il problema -. O curare il paziente"

La densità e la disposizione delle nanoparticelle nel tumore sono importanti, detto Bayazitoglu. "Idealmente, si dovrebbe mettere nanoparticelle al centro del tumore, quindi uccidetelo dal centro verso l'esterno", ha detto.

Il trattamento laser può essere efficace anche se non si utilizzano nanoparticelle, ha detto. "Se il tumore ha buone proprietà di assorbimento, riscaldamento lento può fare un buon lavoro di uccidere il cancro, perché il calore ha il tempo di entrare. Se si sta facendo che, a volte è meglio non usare le nanoparticelle."

Con così tanti tipi di tessuto e la grande varietà di tumori gente faccia, l'importanza di simulazioni accurate non può essere sottovalutata, hanno detto i ricercatori. Sperano la capacità di calcolare scenari permetterà ai medici di trovare la migliore terapia laser per produrre l'ambiente riscaldamento perfetto.

La ricerca è stata finanziata dai alleanze per il programma professoriate attraverso la National Science Foundation Graduate Education e.

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