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Los científicos desarrollan la plataforma multifuncional nueva para integrar proyección de imagen y terapia foto-inducida del cáncer

Los físicos de la Universidad de Texas en Arlington están llevando un proyecto multidisciplinario con el centro médico al sudoeste de la Universidad de Texas en Dallas y El Doctor en Medicina centro de la Universidad de Texas del cáncer de Anderson en Houston para desarrollar una nueva plataforma multifuncional que pueda integrar proyección de imagen y terapia foto-inducida del cáncer en un dispositivo único, portátil.

El proceso de destruir a las células cancerosas utilizando las substancias químicas o el calor generado por los nanoparticles inducidos por la luz del infrarrojo cercano - con procesos incluyendo terapia fotodinámica y terapia fototérmica - ha mostrado gran promesa como opción del tratamiento, junto con cirugía, radioterapia y la quimioterapia. las terapias Foto-inducidas son como mínimo invasores y la destrucción de la célula ocurre solamente localmente en los sitios del tumor.

Los científicos creen que un tiempo real, el dispositivo tumor-conducido de la terapia, que puede realizar proyección de imagen y terapia simultáneamente, perfeccionará más lejos el resultado de las terapias foto-inducidas para los pacientes. Los estudios recientes han mostrado que es posible incorporar a algunos reporteros de la proyección de imagen a los nanoparticles usados en terapias foto-inducidas.

“Actualmente, la proyección de imagen del cáncer y el tratamiento simultáneos de estos nanoparticles no es posible debido a la falta de un dispositivo multifuncional,” dijo a Mingwu Jin, profesor adjunto del UTA de la física. “Nuestra idea es tomar una imagen del tumor y después utilizar esa imagen para conducir al médico donde enfocar el laser para entregar la terapia, mientras que disminuye el daño al tejido circundante.”

Los institutos de la salud nacionales concedieron una concesión $415.336 a Jin para un proyecto de tres años titulado las “terapias foto-inducidas del cáncer que reforzaban con la dirección en tiempo real de la imagen.” A los profesores Jaehoon Yu y Wei Chen, y espiga de Liping, profesor de la física del UTA ensambla a Jin de la bioingeniería.

Li Liu, profesor adjunto, Xiankai Sun, el profesor adjunto, ambos en radiología en UT al sudoeste, y Chun Li, profesor de la radiología diagnóstica en el Doctor en Medicina centro del cáncer de Anderson, también están colaborando en el proyecto para ofrecer experiencia en biología de célula cancerosa, proyección de imagen nuclear preclínica, y radioquímica.

Previamente, las antenas portátiles de la proyección de imagen que utilizaban rayos gamma y partículas beta se han utilizado, pero cada uno de éstos viene con los obstáculos técnicos, que no han permitido la integración de la proyección de imagen simultánea y la terapia en un dispositivo único, portátil.

Jin y sus colegas proyectan utilizar el detector posición-sensible del multiplicador de electrón del gas disponible en el laboratorio de la física de la alta energía del UTA y el tratamiento de la imagen spatiotemporal avance para habilitar terapias foto-inducidas conducidas imagen en tiempo real. El objetivo final es desarrollar un dispositivo multifuncional que llamen el dispositivo terapéutico causado por la luz conducido imagen beta o BIGLITE.

“El multiplicador de electrón del gas o los dispositivos Gema-basados tiene muchas ventajas,” Jin dijo. “En adicional a su funcionamiento excelente de la detección, la adaptabilidad de la GEMA se puede utilizar para un dispositivo miniatura con la integración fácil de una fibra infrarroja cercana para los propósitos terapéuticos. Aunque la tecnología de la GEMA sea desarrollada rápidamente y ampliamente utilizada en experimentos de la física de alta energía, descubrir directamente partículas beta en un montaje miniatura requiere la investigación importante y los diseños innovadores que serán realizados como parte de nuestro proyecto.”

Jin agregó que las personas aplicarán la estrategia de tramitación spatiotemporal para BIGLITE con el socorro de la proyección de imagen óptica de la luz visible. Una cámara digital miniatura será integrada y sincronizada con proyección de imagen beta para rastrear la posición y el movimiento de BIGLITE relacionado con el campo de interés. Los marcos beta de la imagen se pueden aumentar con el tramitación spatiotemporal movimiento-compensado para lograr una alta velocidad de fotogramas para habilitar el lanzamiento liviano del infrarrojo cercano conducido imagen en tiempo real.

Los investigadores creen que su dispositivo propuesto de BIGLITE puede perfeccionar importante la eficacia y el seguro de terapias foto-inducidas y acortar el tiempo del tratamiento para los pacientes de varias maneras.

“Primero, el lanzamiento del infrarrojo cercano imagen-conducido del laser puede matar exacto a las células cancerosas mientras que pasa sin los sanos,” Jin dijo. “En segundo lugar, debido a este lanzamiento exacto del laser, la potencia del laser puede ser aumentada importante para poder convertir más energía del fotón a la energía química o térmica en un rato de unidad para una destrucción más rápida del tumor. Tercero, esta potencia creciente del laser se puede utilizar para bajar la dosis del tratamiento del nanoparticle para menos toxicidad.”

La capacidad dado que los tumores se están descubriendo cada vez más en un primero tiempo y la proporción de pacientes mayores está aumentando, de BIGLITE de habilitar la estrategia de la “búsqueda y de la invitación” llegará a ser cada vez más importante para las terapias foto-inducidas como como mínimo invasor y opción efectiva del tratamiento para un espectro amplio de cánceres, Jin dijo.

Morteza Khaledi, decano de la universidad de la ciencia, dijo que el proyecto es un ejemplo típico de la investigación colaborativa importante que es hecha en el UTA y refleja el énfasis de la universidad en salud y la condición humana, uno de los cuatro pilares principales del plan estratégico 2020 del UTA: Soluciones intrépidas | Impacto global.

“Este proyecto tiene enorme potencial de introducir un más seguro, más rápidamente, un método más eficiente de ofrecer el tratamiento para los enfermos de cáncer,” Khaledi dijo. “La investigación que es hecha por el Dr. Jin y sus colegas demuestra otra vez que estamos comprometidos a encontrar soluciones a prensar las entregas médicas que afectan a la salud de tan mucha gente.”

El papel de Chen en el proyecto es ofrecer nanoparticles del sulfuro de cobre para utilizar en la prueba con el dispositivo de BIGLITE. En 2010, Chen llevó las personas que primero desarrollaron los nanoparticles del sulfuro de cobre para el uso en terapia fototérmica de quitar a las células cancerosas. Debido a sus propiedades ópticas únicas, costo de producción tamaño pequeño, bajo y toxicidad inferior a las células, a Chen y a sus colegas encontró los nanoparticles del sulfuro de cobre para ser nanomaterials prometedores para el uso en terapia fototérmica.

Yu ofrecerá la ayuda en el revelado del hardware usando GEMA y la espiga ayudará a estudios del proyecto para probar la eficacia de la terapia de BIGLITE.

Source:

University of Texas at Arlington