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Les scientifiques développent la plate-forme multifonction nouvelle pour intégrer la représentation et le traitement du cancer photo-induit

Les physiciens de l'Université du Texas à Arlington aboutissent un projet multidisciplinaire avec le centre médical du sud-ouest d'Université du Texas à Dallas et le centre de lutte contre le cancer de DM Anderson d'Université du Texas à Houston pour développer une plate-forme multifonction neuve qui peut intégrer la représentation et le traitement du cancer photo-induit dans un unique, appareil mobile.

Le procédé de détruire des cellules cancéreuses en utilisant des produits chimiques ou la chaleur produits par des nanoparticles induits par la lumière de proche-infrared - par des procédés comprenant le traitement photodynamique et le traitement photothermique - a montré la promesse grande comme option de demande de règlement, avec la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie. les traitements Photo-induits sont d'une façon minimum invasifs et la destruction de cellules se produit seulement localement aux sites tumoraux.

Les scientifiques croient qu'un temps réel, le dispositif tumeur-guidé de traitement, qui peut exécuter la représentation et le traitement simultanément, améliorera davantage les résultats des traitements photo-induits pour des patients. Les études récentes ont prouvé qu'il est possible de comporter quelques journalistes de représentation aux nanoparticles utilisés dans des traitements photo-induits.

« Actuellement, la représentation de cancer et la demande de règlement simultanées de ces nanoparticles n'est pas due possible au manque d'un dispositif multifonction, » a dit Mingwu Jin, professeur adjoint d'UTA de la physique. « Notre idée est de prendre une image de la tumeur et puis d'employer cette image pour guider le médecin où orienter le laser pour fournir le traitement, tout en réduisant à un minimum les dégâts au tissu environnant. »

Les instituts de la santé nationaux ont attribué une concession $415.336 à Jin pour un projet de trois ans intitulé « des traitements du cancer photo-induits de amplification par guidage en temps réel d'image. » Jin est joint par des professeurs de physique d'UTA Jaehoon Yu et Wei Chen, et patte de Liping, professeur de la bio-ingénierie.

Li Liu, professeur adjoint, Sun de Xiankai, professeur agrégé, les deux en radiologie à UT du sud-ouest, et Chun Li, professeur de la radiologie diagnostique au centre de lutte contre le cancer de DM Anderson, collaborent également sur le projet pour fournir des compétences sur la biologie de cellule cancéreuse, la représentation nucléaire préclinique, et la radiochimie.

Précédemment, des sondes portatives de représentation utilisant des rayons gamma et des particules bêta ont été employées, mais chacune de ces derniers vient avec les barrières techniques, qui n'ont pas tenu compte de l'intégration de la représentation simultanée et du traitement dans un unique, appareil mobile.

Jin et ses collègues planification pour employer le détecteur position-sensible de multiplicateur d'électrons de gaz procurable dans le laboratoire de physique des hautes énergies d'UTA et à traitement d'images spatio-temporel avancé pour activer des traitements photo-induits guidés par image en temps réel. L'objectif final est de développer un dispositif multifonction qu'ils appellent le dispositif thérapeutique provoqué par la lumière guidé bêta par image ou le BIGLITE.

« Le multiplicateur d'électrons de gaz ou les dispositifs basés sur gemme ont beaucoup d'avantages, » Jin a dit. « Dans complémentaire à son excellent rendement de dépistage, la souplesse de la GEMME peut être employée pour un dispositif miniature avec l'intégration facile d'une fibre infrarouge proche pour des buts thérapeutiques. Bien que la technologie de GEMME soit rapidement évoluée et très utilisée dans des expériences de physique des hautes énergies, trouver directement les particules bêta dans une installation miniature exige la recherche significative et les modèles novateurs qui seront effectués en tant qu'élément de notre projet. »

Jin a ajouté que l'équipe appliquera la stratégie de traitement spatio-temporelle pour BIGLITE à l'aide de la représentation optique de la lumière visible. Un appareil photo numérique miniature sera intégré et synchronisé avec la bêta représentation pour suivre la position et le mouvement de BIGLITE lié au centre d'intérêt. Les bêtas bâtis d'image peuvent être améliorés par le traitement spatio-temporel mouvement-compensé pour réaliser un débit d'images élevé pour activer la distribution de la lumière de proche-infrared guidée par image en temps réel.

Les chercheurs croient que leur dispositif proposé de BIGLITE peut de manière significative améliorer l'efficacité et la sécurité des traitements photo-induits et diminuer le temps de demande de règlement pour des patients d'un certain nombre de voies.

« D'abord, la distribution image-guidée de laser de proche-infrared peut avec précision détruire des cellules cancéreuses tout en stockant les sains, » Jin a dit. « En second lieu, en raison de cette distribution précise de laser, le pouvoir de laser peut être sensiblement augmenté de sorte que plus d'énergie de photon puisse être convertie en énergie chimique ou thermique dans un temps d'élément pour une destruction plus rapide de tumeur. Troisièmement, ce pouvoir accru de laser peut être utilisé pour abaisser la dose de demande de règlement de nanoparticle pour moins de toxicité. »

La capacité vu que des tumeurs de plus en plus sont trouvées à une partie et la proportion de patients agés augmente, de BIGLITE d'activer la stratégie de « recherche et de festin » deviendra de plus en plus importante pour des traitements photo-induits en tant que d'une façon minimum invasif et option de traitement efficace pour un éventail grand des cancers, Jin a dit.

Morteza Khaledi, doyen de l'université de la Science, a indiqué que le projet est un exemple typique de la recherche de collaboration importante étant faite à UTA et réfléchit l'accent de l'université sur la santé et l'état humain, un des quatre piliers principaux du régime stratégique 2020 d'UTA : Solutions grasses | Choc global.

« Ce projet a le potentiel énorme d'introduire un plus sûr, plus rapide, plus de technique performante de fournir la demande de règlement pour des malades du cancer, » Khaledi a dit. « La recherche fait par le M. Jin et ses collègues explique de nouveau que nous sommes commis à trouver des solutions à appuyer les éditions médicales qui affectent la santé de tant de gens. »

Le rôle de Chen dans le projet est de fournir des nanoparticles de sulfure de cuivre pour employer dans le contrôle avec le dispositif de BIGLITE. En 2010, Chen a abouti une équipe qui a développé la première fois des nanoparticles de sulfure de cuivre pour l'usage dans le traitement photothermique de retirer des cellules cancéreuses. En raison de leurs seules propriétés optiques, de petite taille, de coût bas de production et de toxicité inférieure des cellules, du Chen et de ses collègues a trouvé les nanoparticles de sulfure de cuivre pour être les nanomaterials prometteurs pour l'usage dans le traitement photothermique.

Yu fournira l'aide sur le développement de visserie utilisant la GEMME et la patte aidera des études de projet pour vérifier l'efficacité du traitement de BIGLITE.

Source:

University of Texas at Arlington