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El tratamiento del ultrasonido de las demostraciones del estudio puede destruir a las células cancerosas sin cirugía

La energía de enfoque del ultrasonido en un sitio del objetivo en la carrocería para generar calor puede quemar y destruir el tejido en el sitio sin un procedimiento quirúrgico. Este método se aplica clínico para tratar fibroids uterinos, hiperplasia prostática, el cáncer de próstata, el tumor metastático del hueso y otros tipos de tumor para destruir las células del tumor usando calor. Sin embargo, hay un problema potencial que el tejido circundante se puede quemar en el proceso debido a la difusión del calor.

En 2019, en el instituto de Corea del centro de la ciencia y de la tecnología (KIST) para la biónica, el equipo de investigación del Dr. Ki Joo Pahk confirmó la posibilidad exacto de fraccionar las células del tumor del objetivo, como si se corta usando un cuchillo, sin causar daño por calor a cualquier otra parte de la carrocería usando ultrasonido enfocado de alta intensidad (HIFU), un ultrasonido con una presión acústica en los megapascals (MPa) que sea mucho más potente que ultrasonido existente, y reveló el mecanismo detrás del procedimiento. ¿(? Ultrasónicos Sonochemistry. 2019, 53, 164-177)

En curso de físicamente destrucción del tejido sin el uso del calor, una burbuja de ebullición del vapor se genera en el sitio del objetivo del HIFU, y está por la energía cinética de esta burbuja primaria del vapor que el tejido del tumor del objetivo consigue destruido.

Sin embargo, durante el proceso, las nubes de la burbuja de la formación de cavidades se pueden generar posteriormente entre la burbuja de ebullición y el transductor de HIFU, llevando a la destrucción indeseada de la célula. Esto hizo necesario determinar la causa de su formación y predecir exacto las situaciones de su acontecimiento.

Para revelar el mecanismo de la formación de las nubes de la burbuja de la formación de cavidades que ocurría cuando el tejido del tumor es quitado por HIFU, el equipo de investigación en KIST desarrolló un modelo matemático como parte de su estudio complementario y examinó el impacto de la burbuja de ebullición primaria del vapor en la propagación de onda no lineal.

Los resultados mostraron que la generación secundaria de burbujas fue causada por una interferencia constructiva de la onda de choque retrorreflejada por la burbuja de ebullición con las ondas de choque entrantes del incidente y está dentro del alcance de esta interferencia que las burbujas secundarias formaron.

De acuerdo con las imágenes obtenidas usando una cámara de alta velocidad, fue encontrado que el área donde ocurrió la interferencia y el área donde las burbujas secundarias fueron generadas fue igualada de cerca.

Estas conclusión no sólo explican el mecanismo detrás de la formación secundaria de las burbujas pero también ayudan a predecir donde ocurrirán, de tal modo presentando la posibilidad de destruir el tejido del objetivo con mayores seguro y precisión.

Este estudio ha mostrado que las nubes de la burbuja de la formación de cavidades se pueden generar posteriormente como resultado de una descarga eléctrica que dispersa efecto después de las formas de ebullición de una burbuja del vapor donde se enfoca el ultrasonido. Usando el matemático desarrollado en este estudio, será posible predecir las situaciones de la formación de la burbuja y del sitio potencial que consigue destruido.

Espero que la tecnología del ultrasonido en fase de desarrollo sea desarrollada en una tecnología enfocada ultra-precisión del ultrasonido habilitando la destrucción física solamente del tejido del tumor, sin la necesidad de la cirugía, para poderla aplicarse clínico en el futuro.”

El Dr. Ki Joo Pahk, Corea Institue de la ciencia y de la tecnología

Source:
Journal reference:

Pahk, K. J., et al. (2020) The interaction of shockwaves with a vapour bubble in boiling histotripsy: The shock scattering effect. Ultrasonics Sonochemistry. doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105312.