Name: Terapia plasmonica fototermica del cancro: fantocci che imitano il tessuto tumorale inclusi in nanoparticelle per la visualizzazione della distribuzione fototermica della temperatura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-09T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Scopri la preparazione di fantocci tumorali in agarosio per la terapia fototermica plasmonica, validando modelli numerici con termocoppie. Questo protocollo riduce i test animali e ottimizza i parametri terapeutici per tumori solidi.

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NOTA: I fantocci sono stati preparati utilizzando agarosio e intralipidi sulla base di composizioni riportate in letteratura per ottenere le proprietà ottiche desiderate. Non è stato utilizzato alcun tessuto biologico reale proveniente da pazienti o cadaveri. Pertanto, la preparazione di questi fantasmi è libera da vincoli etici e non richiede il consenso informato.
1. Selezione o fabbricazione di uno stampo adatto
<ol><li>. Selezione di uno stampo adatto<ol><li>Scegli uno stampo che corrisponda alla forma e alle dimensioni desiderate per i fantasmi. Per i fantocci cilindrici con una regione tumorale uniformemente distribuita con NP e circondata da tessuto normale, utilizzare una piastra di Petri di vetro e un piccolo becher come stampo8 (Figura 1A). NOTA: Questi passaggi servono per preparare fantocci che imitano il tessuto tumorale in geometria cilindrica. Per altre forme o dimensioni, selezionare uno stampo appropriato. Se non è disponibile uno stampo adatto, fabbricarne uno utilizzando la stampa tridimensionale (3D), come descritto nel passaggio 1.2.</li>
	</ol></li>
	<li>Fabbricazione di stampi mediante stampa 3D<ol><li>Progetta un modello 3D utilizzando il software CAD (Computer-Aided Design) (ad esempio, SolidWorks, Autodesk Inventor o CATIA) in base alla forma e alle dimensioni desiderate. Per seguire questo protocollo, progettare un cilindro cavo (diametro interno 40 mm, spessore 2 mm e altezza 12 mm; vedere il file supplementare 1) e due stampi di mascheratura cilindrici solidi (dimensioni φ20 x 6 mm e φ14 x 3 mm), come mostrato nella Figura 1B.<ol><li>Per la progettazione/disegno di cilindri cavi, nel software CAD, creare due cerchi con diametri di 40 mm e 44 mm. Quindi, estrudere la geometria per 12 mm.</li>
			<li>Per gli stampi di mascheratura cilindrici solidi, creare cerchi con diametri di 20 mm e 14 mm, quindi estrudere rispettivamente per 6 mm e 3 mm (vedere File supplementare 2 e File supplementare 3). Disegna un rettangolo (lati 44 mm e 5 mm) su un lato del cilindro ed estrudilo per 2 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Converti i modelli 3D in formato Gcode utilizzando un software compatibile con la stampante 3D (ad esempio, Cura) per la stampa.</li>
		<li>Utilizzare questo Gcode per stampare gli stampi (ad esempio, in questo caso, utilizzando acido polilattico [PLA] φ1,75 mm, 1 kg di eSun) utilizzando una stampante 3D. NOTA: Il rettangolo viene disegnato per sospendere gli stampi di mascheratura. Diversi stampi possono essere progettati e fabbricati per preparare fantasmi con altre forme desiderate.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Preparazione di soluzioni fantasma che imitano il tessuto tumorale25
NOTA: In questo studio, i fantocci ottici a base di agarosio di geometria cilindrica che imitano il tessuto tumorale sono preparati per assomigliare a un tumore mammario sub-superficiale iniettato con AuNR, tramite iniezione IT o IV, come mostrato nella Figura 2. Il fantoccio IT ha due regioni: una regione tumorale centrale con AuNR e una regione di tessuto normale circostante. Il fantoccio IV ha tre regioni: una regione tumorale con AuNR alla periferia del tumore, una regione tumorale nuda centrale senza AuNR e una regione di tessuto normale circostante. Poiché le proprietà ottiche (μa e μs') differiscono per il tumore e il tessuto normale, vengono preparate soluzioni fantoccio separate per ogni regione con composizioni diverse e saranno discusse separatamente.
<ol><li>Preparazione di una soluzione fantasma che imita il tessuto mammario normale (Soluzione 1) NOTA: Questa soluzione verrà utilizzata sia per i fantocci IT che per quelli IV. Le fasi di preparazione della Soluzione 1 sono mostrate nella Figura 3A.<ol><li>Calcolare il volume teorico della soluzione in base alle dimensioni dello stampo. NOTA: In questo caso, per lo stampo cilindrico di φ40 x 12 mm, il volume calcolato è di 15 cm3 o 15 mL per phantom. Poiché è necessario preparare due di questi fantocci, il volume totale è di 15 ml x 2, ovvero 30 ml. Pertanto, preparare 35 mL di soluzione per tenere conto dell'evaporazione o della fuoriuscita durante la fase di preparazione del fantasma.</li>
		<li>Calcolare la quantità (peso/concentrazione/volume) di tutti i costituenti fantasma - agarosio (come materiale di base) e IL (come costituente di diffusione) - da aggiungere alla soluzione da 35 mL.<ol><li>Aggiungere 0,35 g di agarosio per preparare 35 mL di soluzione corrispondenti alla concentrazione dell'1% p/v.</li>
			<li>Stimare la concentrazione di IL corrispondente alla μs' desiderata del tessuto mammario normale (cioè 10,1 cm-1 33) sulla base della concentrazione di IL rispetto ai dati di μs' disponibili in letteratura. Quindi, calcolare il volume di IL (20% di emulsione) da aggiungere alla soluzione fantasma utilizzando l'equazione (1): <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq1.jpg">(1) Dove C1 e V1 sono rispettivamente la concentrazione dello stock di reagenti (in questo caso il 20% di stock di IL) e il volume della soluzione stock di reagente da aggiungere (in questo caso deve essere calcolato). C2 è la concentrazione richiesta del reagente (da ottenere dalla letteratura) nella soluzione di lavoro finale e V2 è il volume totale della soluzione di lavoro finale (qui, 35 mL). NOTA: Qui, per μs' di 10,1 cm-1, la concentrazione di IL stimata dalla letteratura riportata è dell'1,04%34,35. Utilizzando i passaggi precedenti, il volume di IL (20% di stock di IL) da aggiungere è di 1,82 ml.</li>
		</ol></li>
		<li>Pesare 0,35 g di agarosio e aggiungerlo a 33,18 ml di acqua deionizzata (DI) in un becher. Coprire il bicchiere con un foglio di alluminio per evitare perdite d'acqua.</li>
		<li>Scaldare il becher contenente la soluzione su una piastra calda a 120 °C mescolando fino a quando la soluzione diventa trasparente.</li>
		<li>Abbassare la temperatura della piastra riscaldante a 60 ºC. Dopo 15 minuti, aggiungere 1,82 ml di IL mescolando. Conservare la soluzione risultante, la Soluzione 1, sotto agitazione a 60 ºC fino all'uso (pronta per essere versata). NOTA: La soluzione fantasma a 60 ºC deve essere conservata in condizioni di agitazione. In caso contrario, porta alla solidificazione della soluzione.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparazione di una soluzione di fantoccio tumorale incorporato in AuNR (Soluzione 2) NOTA: Questa soluzione verrà utilizzata sia per i fantocci IT che per quelli IV. Le fasi di preparazione della Soluzione 2 sono mostrate nella Figura 3B.<ol><li>Calcolare il volume della regione tumorale da riempire (φ20 x 6 mm). NOTA: Il volume approssimativo per due di questi fantocci tumorali è di 3,8 mL. Quindi, il volume della soluzione da preparare sarebbe di 4,5 ml.</li>
		<li>Calcolare la quantità di costituenti fantasma tumorali da aggiungere - agarosio, IL e AuNR - utilizzando passaggi simili a quelli menzionati nella Sezione 2.1.<ol><li>Aggiungere 45 mg per preparare 4,5 mL di soluzione corrispondenti alla concentrazione dell'1% p/v.</li>
			<li>IL:μs' del tumore al seno è di 4,6 cm-1 33 e per imitare lo stesso, la corrispondente concentrazione di IL richiesta è 0,472%34,35. Pertanto, aggiungere 106,2 μL di IL dal 20% di IL stock a 4,5 mL di soluzione di fantoccio tumorale.</li>
			<li>La concentrazione desiderata di AuNR nel fantoccio è di 25 μg/mL. Per ottenere lo stesso risultato, aggiungere 3,21 mL di soluzione di AuNRs (concentrazione madre: 35 μg/mL) alla soluzione del fantoccio tumorale.</li>
		</ol></li>
		<li>Aggiungere 45 mg di agarosio a 1,18 ml di acqua deionizzata in un becher e coprirlo con un foglio di alluminio.</li>
		<li>Posizionare il becher su una piastra calda e mescolare a 120 ºC fino a quando la soluzione diventa trasparente.</li>
		<li>Ridurre la temperatura della piastra riscaldante a 60 ºC e lasciare la soluzione per 15 minuti.</li>
		<li>Aggiungere 106,2 μL di IL e 3,21 mL di sospensione AuNR (35 μg/mL) in condizioni di agitazione. Conservare la soluzione risultante, la Soluzione 2, sotto agitazione a 60 ºC fino a quando non viene versata.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparazione di una soluzione fantasma tumorale nuda (senza AuNR) (Soluzione 3) NOTA: Questa soluzione verrà utilizzata solo per il fantoccio IV. Le fasi di preparazione della Soluzione 2 sono mostrate nella Figura 3C.<ol><li>Calcolare il volume teorico della sospensione da aggiungere per creare una regione tumorale nuda (~ φ20 x 6 mm). NOTA: Il volume approssimativo per i fantocci tumorali è di 1,9 ml. Quindi, il volume della soluzione da preparare sarebbe di 2,5 ml.</li>
		<li>Calcolare la quantità di costituenti fantasma tumorali da aggiungere - agarosio e IL - utilizzando passaggi simili come indicato nella Sezione 2.1.<ol><li>Aggiungere 25 mg di agarosio per preparare 2,5 mL di soluzione in modo da raggiungere una concentrazione dell'1% p/v.</li>
			<li>IL:μs' del tumore al seno è di 4,6 cm-1 33 e per imitare lo stesso, la corrispondente concentrazione di IL richiesta è 0,472%34,35. Aggiungere 59 μl di stock IL al 20%.</li>
		</ol></li>
		<li>Aggiungere 25 mg di agarosio a 2,44 ml di acqua deionizzata in un becher e coprirlo con un foglio di alluminio.</li>
		<li>Posizionare il becher su una piastra calda e mescolare a 120 ºC fino a quando la soluzione diventa trasparente.</li>
		<li>Ridurre la temperatura della piastra riscaldante a 60 ºC e lasciare la soluzione per 15 minuti.</li>
		<li>Aggiungere 59 μl di IL alla soluzione in condizioni di agitazione. Conservare la soluzione risultante, la Soluzione 3, in condizioni di agitazione a 60 ºC fino al versamento.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Preparazione del fantasma che imita il tessuto tumorale 24,25,36 
<ol><li>Preparare gli stampi per la fase di versamento. Per questo, sigillare il fondo degli stampi cilindrici con parafilm e posizionare lo stampo di mascheratura (φ20 x 6 mm) al centro.</li>
	<li>Versare la soluzione 1 negli stampi cilindrici fino al segno superiore dello stampo di mascheratura e lasciarla solidificare (Figura 4A).</li>
	<li>Dopo la solidificazione, rimuovere lo stampo di mascheratura per creare una cavità per la regione tumorale (Figura 4B). NOTA: Il protocollo sarà lo stesso sia per i fantocci IT che IV fino al passaggio 3.3. Il processo sarà discusso separatamente per i fantocci IT e IV dopo il passaggio 3.3.</li>
	<li>IT fantasma 24,25,36<ol><li>Riempire la cavità con la Soluzione 2 e lasciarla solidificare (Figura 4C).</li>
		<li>Aggiungere la Soluzione 1 alla parte superiore del fantoccio e lasciarlo solidificare completamente (Figura 4D).</li>
	</ol></li>
	<li>IV fantasma24,25<ol><li>Inserire uno stampo per mascheratura più piccolo (φ14 x 3 mm) e riempire la cavità attorno ad esso con la Soluzione 2 (Figura 4E).</li>
		<li>Dopo la solidificazione, rimuovere lo stampo più piccolo e riempire la cavità rimanente con la soluzione 3 (Figura 4F).</li>
		<li>Aggiungere la soluzione 1 verso l'alto e consentire la completa solidificazione (Figura 4G).</li>
	</ol></li>
</ol>4. Inserimento delle termocoppie all'interno del fantoccio 24,25,36 
NOTA: Per monitorare la distribuzione spaziale della temperatura, le termocoppie di tipo K vengono inserite all'interno del fantoccio in varie posizioni radiali (r) e assiali (z), come illustrato nella Figura 2. Per l'inserimento della termocoppia in posizioni precise, i capillari in vetro vengono utilizzati come guide per garantire la precisione. Le posizioni della termocoppia sono indicate come (r, z), dove il punto medio sulla superficie superiore del tumore alla profondità z = 3 mm funge da punto di riferimento sia per i fantocci IT che per quelli IV ed è designato come (0, 3), come mostrato nella Figura 2A, B. Quando si selezionano le posizioni radiali e assiali per quantificare il danno termico nella regione tumorale, le posizioni alla periferia del tumore (sia radiali che assiali) sono critiche. Il raggiungimento delle temperature richieste in questi punti periferici durante l'irradiazione NIR garantisce la completa ablazione del tumore. Pertanto, le termocoppie sono posizionate nei punti estremi radiali (del tumore) a z = 3 e 9 mm, cioè (10, 3) e (10, 9), e una termocoppia è posizionata all'interfaccia tumore-tessuto a z = 9 mm (posizione assiale periferica), cioè (0, 9) come illustrato nella Figura 2A, B. Inoltre, per valutare la distribuzione assiale della temperatura, viene inserita una termocoppia tra le posizioni (0, 3) e (0, 9), designata come (0, 6). Infine, per valutare l'aumento di temperatura nella regione del tessuto sano circostante, viene inserita una termocoppia a (15, 3).
<ol><li>Tagliare i capillari di vetro a lunghezze adeguate in modo che raggiungano le posizioni radiali e assiali desiderate all'interno del fantoccio.</li>
	<li>Inserire le termocoppie all'interno di questi capillari in vetro e forare una per una nelle posizioni radiali e assiali specificate del fantoccio.</li>
	<li>Una volta posizionate tutte le termocoppie, posizionare con cura il fantoccio in una piastra di Petri di vetro per la successiva irradiazione NIR, come mostrato nella Figura 5A.</li>
</ol>5. Esposizione all'irradiazione NIR e misurazione delle temperature fototermiche risultanti36
<ol><li>Posizionare la piastra di Petri in vetro contenente il fantoccio (inserita con termocoppie) in modo che la regione centrale della superficie superiore del fantoccio sia perpendicolare alla punta della fibra ottica della sorgente di luce NIR, come illustrato nella Figura 5A. NOTA: Il diametro del raggio sulla superficie fantasma può essere regolato modificando la distanza tra la superficie e la punta della fibra ottica. Qui, viene mantenuta una distanza di 9 mm per ottenere un diametro del fascio di 20 mm, che copre la regione tumorale centrale.</li>
	<li>Collegare il sistema di acquisizione dati (DAQ) al computer e aprire il software LabVIEW.</li>
	<li>Accendere contemporaneamente la sorgente luminosa NIR (Figura 5B) e il pulsante di riproduzione nel software per registrare i dati di temperatura all'inizio dell'irradiazione.</li>
	<li>Irradiare il fantasma per 20 minuti, quindi spegnere la sorgente di luce NIR e interrompere la registrazione.</li>
	<li>Traccia i dati della temperatura registrata rispetto al tempo.</li>
</ol>6. Confronto della temperatura con i risultati della simulazione24,25
NOTA: Gli esperimenti vengono generalmente ripetuti e le temperature vengono registrate a intervalli di tempo prestabiliti in tutte le posizioni delle termocoppie. Per la convalida, vengono eseguiti i passaggi seguenti:
<ol><li>Calcolare la media e la deviazione standard delle temperature sperimentali in tutte le posizioni della termocoppia (r, z).</li>
	<li>Calcola numericamente le temperature nelle posizioni delle termocoppie considerate.</li>
	<li>Grafico della temperatura media ottenuta dagli esperimenti e della temperatura ottenuta mediante simulazione in tutte le posizioni della termocoppia rispetto al tempo, mostrata nella Figura 6.</li>
	<li>Calcolare l'errore quadratico medio (RMSE) e l'errore assoluto medio (MAE) per tutte le posizioni della termocoppia per quantificare la differenza di temperatura per valutare la convalida, come mostrato nella Tabella 1. NOTA: MAE e RMSE vengono calcolati utilizzando rispettivamente le equazioni 2 e 3. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq2.jpg">(2) <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq3.jpg">(3) Dove TE, TS e N sono la temperatura ottenuta sperimentalmente, la temperatura calcolata numericamente e il numero di punti dati (qui, le temperature vengono registrate ogni secondo per 20 minuti; quindi, = 1.200), rispettivamente. i rappresenta gli istanti di tempo.</li>
</ol>

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<li>Shaw, A. K., Khurana, D., Soni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+damage+analysis+of+sub-surface+soft+tissue+sarcoma+for+Indocyanine+Green+mediated+photothermal+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Therm+Sci+Eng+Prog%22%5BJournal%5D)">Thermal damage analysis of sub-surface soft tissue sarcoma for Indocyanine Green mediated photothermal cancer therapy.</a> Therm Sci Eng Prog. 46, 102168(2023).</li>
<li>Shaw, A. K., Khurana, D., Soni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+thermal+damage+for+plasmonic+photothermal+therapy+of+subsurface+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Eng+Sci+Med%22%5BJournal%5D)">Assessment of thermal damage for plasmonic photothermal therapy of subsurface tumors.</a> Phys Eng Sci Med. 47 (3), 1107-1121 (2024).</li>
<li>Khurana, D., Soni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-mimicking+phantoms+for+photothermal+performance+evaluations%5BTitle%5D)+AND+%22Recent+Trends+in+Cancer+Therapeutics%3A+Plasmonic+Photothermal-Based+Multimodal+Cancer+Therapy%22%5BJournal%5D)">Tissue-mimicking phantoms for photothermal performance evaluations.</a> Recent Trends in Cancer Therapeutics: Plasmonic Photothermal-Based Multimodal Cancer Therapy. , 109-136 (2024).</li>
<li>Eranki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-mimicking+thermochromic+phantom+for+characterization+of+HIFU+devices+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hyperth%22%5BJournal%5D)">Tissue-mimicking thermochromic phantom for characterization of HIFU devices and applications.</a> Int J Hyperth. 36 (1), 517-528 (2019).</li>
<li>McLaughlan, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controllable+nucleation+of+cavitation+from+plasmonic+gold+nanoparticles+for+enhancing+high+intensity+focused+ultrasound+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Controllable nucleation of cavitation from plasmonic gold nanoparticles for enhancing high intensity focused ultrasound applications.</a> J Vis Exp. (140), e58045(2018).</li>
<li>Soni, S., Tyagi, H., Taylor, R. A., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+numerical+investigation+of+heat+confinement+during+nanoparticle-assisted+thermal+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Commun+Heat+Mass+Transf%22%5BJournal%5D)">Experimental and numerical investigation of heat confinement during nanoparticle-assisted thermal therapy.</a> Int Commun Heat Mass Transf. 69, 11-17 (2015).</li>
<li>Ntombela, L., Adeleye, B., Chetty, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+fabrication+of+optical+tissue+phantoms+for+use+in+biomedical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Heliyon%22%5BJournal%5D)">Low-cost fabrication of optical tissue phantoms for use in biomedical imaging.</a> Heliyon. 6 (3), e03602(2020).</li>
<li>Lai, P., Xu, X., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+optical+scattering+from+Intralipid+in+gelatin-gel+based+tissue-mimicking+phantoms+on+mixing+temperature+and+time%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Dependence of optical scattering from Intralipid in gelatin-gel based tissue-mimicking phantoms on mixing temperature and time.</a> J Biomed Opt. 19 (3), 035002(2014).</li>
<li>Aernouts, B., Van Beers, R., Watté, R., Lammertyn, J., Saeys, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependent+scattering+in+Intralipid%C2%AEphantoms+in+the+600-1850+nm+range%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Dependent scattering in Intralipid®phantoms in the 600-1850 nm range.</a> Opt Express. 22 (5), 6086-6098 (2014).</li>
<li>Tromberg, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+in+vivo+characterization+of+breast+tumors+using+photon+migration+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">Non-invasive in vivo characterization of breast tumors using photon migration spectroscopy.</a> Neoplasia. 2 (1-2), 26-40 (2000).</li>
<li>Kanick, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scattering+phase+function+spectrum+makes+reflectance+spectrum+measured+from+Intralipid+phantoms+and+tissue+sensitive+to+the+device+detection+geometry%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Scattering phase function spectrum makes reflectance spectrum measured from Intralipid phantoms and tissue sensitive to the device detection geometry.</a> Biomed Opt Express. 3 (5), 1086-1100 (2012).</li>
<li>Yuan, B., Chen, N., Zhu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emission+and+absorption+properties+of+indocyanine+green+in+Intralipid+solution%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Emission and absorption properties of indocyanine green in Intralipid solution.</a> J Biomed Opt. 9 (3), 497-503 (2004).</li>
<li>Khurana, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoblackbodies-based+multifunctional+nanocomposite+for+multimodal+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharm%22%5BJournal%5D)">Gold nanoblackbodies-based multifunctional nanocomposite for multimodal cancer therapy.</a> Int J Pharm. 642, 123112(2023).</li>
<li>Brough, D., Ramos, J., Delpech, B., Jouhara, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+validation+of+a+TRNSYS+type+to+simulate+heat+pipe+heat+exchangers+in+transient+applications+of+waste+heat+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Thermofluid%22%5BJournal%5D)">Development and validation of a TRNSYS type to simulate heat pipe heat exchangers in transient applications of waste heat recovery.</a> Int J Thermofluid. 9, 100056(2021).</li>
<li>Vardaki, M. Z., Kourkoumelis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+phantoms+for+biomedical+applications+in+Raman+spectroscopy%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Eng+Computational+Biol%22%5BJournal%5D)">Tissue phantoms for biomedical applications in Raman spectroscopy: A review.</a> Biomed Eng Computational Biol. 11, 1179597220948100(2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Agarosio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9012-36-6</td><td>Matrice di base per fantocci</td></tr><tr><td>Acqua deionizzata (DI) (18.2 M&Omega;)&nbsp;</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Solvente per la preparazione di soluzioni fantasma</td></tr><tr><td>Nanobarre d'oro (AuNR)</td><td>Nanopartz</td><td>A12-10-808</td><td>Nanoparticelle plasmoniche</td></tr><tr><td>Intralipid (20% di emulsione)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>68890-65-3</td><td>Agente di dispersione di fantocci</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Parafilm M</td><td>380020</td><td>Per sigillare il fondo di stampo cilindrico</td></tr><tr><td>Filamento di acido polilattico</td><td>eSun</td><td>Materiale NA</td><td>per stampi (filo di diametro 1,75 mm)</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nome dell'attrezzatura&nbsp; </td><td>Azienda</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments/Description</td></tr><tr><td>Stampante 3D</td><td>Creality</td><td>Ender-3</td><td>Per stampi da stampa Sistema</td></tr> di <tr><td>acquisizione dati (DAQ)</td><td>National Instruments</td><td>cDAQ-9171</td><td>Per la registrazione delle temperature</td></tr><tr><td>Unità d'acqua DI</td><td>Merck Millipore</td><td>Direct-Q3</td><td>Per acqua deionizzata</td></tr><tr><td>Piastra riscaldante con agitatore magnetico</td><td>IKA</td><td>C-MAG HS 4</td><td>Per la preparazione di soluzioni fantasma</td></tr><tr><td>Sorgente luminosa NIR</td><td>NA (sviluppata internamente)&nbsp;</td><td>NA</td><td>Per l'irradiazione NIR di fantocci (800/50 nm; Lunghezza d'onda centrale: 800 nm, Larghezza di banda: 50 nm)</td></tr><tr><td>Fibra ottica (1/2" & volte; 12")</td><td>Edmund Optics</td><td>38-659</td><td>Per l'irradiazione NIR di termocoppie fantoccio di</td></tr><tr><td>tipo K</td><td>Componenti RS Pro</td><td>RS Pro 397-1589</td><td>Per il monitoraggio della temperatura in varie posizioni del fantoccio durante l'irradiazione NIR</td></tr><tr><td>Bilancia di pesatura</td><td>Wensar</td><td>PGB 200</td><td>Per pesare l'agarosio</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nome del software</td><td>Azienda</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments/Description</td></tr><tr><td>Autodesk Inventor 2021</td><td>Autodesk</td><td>NA</td><td>Per la progettazione meccanica di stampi</td></tr><tr><td>Cura 5.7</td><td>Ultimaker</td><td>NA</td><td>Per la conversione della progettazione meccanica in Gcode per la stampa 3D</td></tr><tr><td>Matlab R2024b</td><td>MathWorks</td><td>NA</td><td>Per simulazioni numeriche e grafici</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>dei dati di temperaturaNome degli articoli da laboratorio utilizzati</td><td>Company</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments/Description</td></tr><tr><td>Becher (50 mL)</td><td>Borosil</td><td>1000D12</td><td>For preparazioni di soluzioni fantasma</td></tr><tr><td>Bicchieri (10 mL)</td><td>Borosil</td><td>1000006</td><td>Per preparazioni di soluzioni fantasma</td></tr><tr><td>Pipetta (100-1000 &; micro; L)</td><td>Eppendorf Research plus, 1 canale, variabile</td><td>3123 000 063</td><td>Per l'aggiunta di componenti nella soluzione phantom</td></tr><tr><td>Pipetta (10-100 &; micro; L)</td><td>Eppendorf Research plus, 1 canale, variabile</td><td>3123 000 047</td><td>Per l'aggiunta di componenti nella soluzione phantom</td></tr><tr><td>Spatola</td><td>Borosil</td><td>LASC8888M06</td><td>Per pesare l'agarosio e sformare i phantom dagli stampi</td></tr><tr><td>Punte (100-1000 &; micro; L)</td><td>Tarsons</td><td>521016</td><td>Per aggiungere componenti nella soluzione phantom</td></tr><tr><td>Punte (10-100 &micro; L)</td><td>Tarsons</td><td>521010Y</td><td>Per l'aggiunta di componenti nella soluzione fantasma</td></tr></tbody></table>

terapia plasmonica fototermica del cancro: fantocci che imitano il tessuto tumorale inclusi in nanoparticelle per la visualizzazione della distribuzione fototermica della temperatura

Plasmonic Photothermal Cancer Therapy: Nanoparticle-embedded Tumor-tissue-mimicking Phantoms for Visualizing Photothermal Temperature Distribution

La Figura 6 mostra le temperature medie temporali ottenute durante gli esperimenti con un fantoccio di tessuto tumorale incorporato in AuNR in tutte le posizioni della termocoppia, come mostrato nella Figura 2, rispetto alle temperature ottenute durante le simulazioni nelle corrispondenti posizioni della termocoppia. Qui, gli esperimenti sono stati eseguiti 4 volte per ogni distribuzione, cioè distribuzioni IT e IV di AuNR. Duran...

Terapia plasmonica fototermica del cancro: fantocci che imitano il tessuto tumorale inclusi in nanoparticelle per la visualizzazione della distribuzione fototermica della temperatura

Plasmonic photothermal therapy (PPTT), an emerging cancer treatment, involves delivering nanoparticles (NPs) to a tumor, followed by near-infrared (NIR) ...

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Abbiamo sviluppato nuovi nanovesicles multifunzionali intrinseche chiamati porphysomes, che hanno struttura-dipendente fluorescenza auto-estinzione e le proprietà fototermiche uniche, fungendo così gli agenti di terapia fototermica come potenti. Abbiamo formulato porphysomes utilizzando estrusione ad alta pressione e studiato l'efficacia della terapia photothermal in un modello di tumore xenotrapianto.

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal ablazione del tumore Utilizzando Porphysomes, intrinseca multifunzionale nanovesicles

L'imaging a fluorescenza nel vicino infrarosso (NIRF) può migliorare l'esito terapeutico della chirurgia del cancro al seno consentendo la localizzazione intraoperatoria del tumore e la valutazione dello stato del margine chirurgico. Utilizzando fantocci mammari che simulano tessuti contenenti inclusioni fluorescenti che simulano il tumore, le potenziali applicazioni cliniche dell'imaging NIRF nei pazienti con carcinoma mammario possono essere valutate a scopo di standardizzazione e formazione.

Tissue-simulando Phantoms per valutare il potenziale vicino infrarosso applicazioni di imaging di fluorescenza nella chirurgia del cancro al seno

Apparecchiatura compatibile MRI progettato su misura basato sul laser riscaldamento è stato sviluppato per fornire riscaldamento locale di tumori sottocutanei per attivare il rilascio di agenti di liposomi termosensibili specificamente alla regione tumorale.

Appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la Release Innescata di Cisplatino da termosensibile liposomi con Risonanza Magnetica Guidance Immagine

Questo protocollo dimostra la nucleazione controllabile della cavitazione in gel di fantasmi, attraverso l'esposizione simultanea sia vicino infrarosso luce pulsata laser e ultrasuoni ad alta intensità focalizzati (HIFU). L'attività di cavitazione può essere utilizzata quindi per valorizzare usi imaging e/o terapeutici HIFU.

Nucleazione controllabile di cavitazione da nanoparticelle plasmoniche d'oro per l'aumento ad alta intensità focalizzato applicazioni ad ultrasuoni

Qui viene presentato un protocollo per la fabbricazione di microbolle a guscio di nanoparticelle di ossido di ferro (NSM) attraverso l'autoassemblaggio, la sinergizzazione della reattività magnetica, acustica e ottica in un'unica piattaforma nanoterapeutica per l'ipertermia magnetica e la terapia del cancro combinata fototermica.

Microbolle magnetiche, acustiche e ottiche a tripla risposta per ipertermia magnetica e terapia del cancro combinata pototermica

Questo protocollo presenta le tecniche e la metodologia necessarie per la terapia ipertermica mirata in modelli di tumori solidi. L'approccio sfrutta la conversione fototermica della luce nel vicino infrarosso mediante nanobarre d'oro iniettate per via intratumorale per indurre un riscaldamento localizzato all'interno del microambiente tumorale.

Induzione di una lieve ipertermia mirata in modelli di tumore murino attraverso la conversione fototermica della luce nel vicino infrarosso mediante nanobarre d'oro intratumorali

La terapia fotodinamica (PDT) è una scelta alternativa per il trattamento del cancro al polmone. Per aumentare l'effetto terapeutico della PDT, sono state sviluppate nanoparticelle mirate al cancro del polmone combinate con la chemioterapia. Sono state valutate l'efficacia antitumorale della PDT sia in vitro che in vivo con nanoparticelle preparate.

Anticancro Efficacia della terapia fotodinamica con cancro del polmone con targeting nanoparticelle

I topi portatori del carcinoma del Colon-26 (C26) rappresentano un modello classico di cachessia tumorale. L'atrofia muscolare progressiva si verifica in associazione con la crescita tumorale, la sovraespressione di ubiquitina ligasi muscolo-specifiche e la riduzione dell'area della sezione trasversale muscolare. Si osserva anche una perdita di grasso. La cachessia viene studiata in modo tempo-dipendente con l'aumentare della gravità del deperimento.

Il Colon-26 Carcinoma tumore-cuscinetto mouse come un modello per lo studio del cancro cachessia

Questo articolo descrive un nuovo metodo per generare emigranti timici (iTE) derivati da cellule staminali specifiche dell'antigene tumorale del tumore da un sistema di coltura timica tridimensionale (3D). ITE sono un sottoinsieme omogeneo di cellule T strettamente correlate alle cellule T ingenue con la capacità di proliferazione, formazione della memoria, e la soppressione del tumore.

Un sistema di coltura timica tridimensionale per generare emigrati timici derivati da murine

In questo articolo viene descritto un metodo per generare un metodo per generare un sistema di cocoltura indotto da cellule staminali indotto specifico dell'antigene del tumore funzionale, cd8- singole cellule T positive utilizzando il sistema di co-coltura OP9/DLL1.

Utilizzo di cellule staminali pluripotenti indotte umane per la generazione di cellule T specifiche dell'antigene tumorale

Scopri la preparazione di fantocci tumorali in agarosio per la terapia fototermica plasmonica, validando modelli numerici con termocoppie. Questo protocollo riduce i test animali e ottimizza i parametri terapeutici per tumori solidi.

Terapia plasmonica fototermica del cancro: fantocci che imitano il tessuto tumorale inclusi in nanoparticelle per la visualizzazione della distribuzione fototermica della temperatura (Video) | JoVE Journal

Terapia plasmonica fototermica del cancro: fantocci che imitano il tessuto tumorale inclusi in nanoparticelle per la visualizzazione della distribuzione fototermica della temperatura

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