Name: Terapia Plasmônica Fototérmica do Câncer: Fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-09T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Aprenda a preparar fantasmas de tecido tumoral em agarose para validar simulações numéricas em terapia fototérmica plasmônica. Este método oferece avaliação custo-efetiva com monitoramento termopar, reduzindo testes em animais.

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NOTA: Os simuladores foram preparados usando agarose e intralipídio com base em composições relatadas na literatura para atingir as propriedades ópticas desejadas. Nenhum tecido biológico real de pacientes ou cadáveres foi usado. Portanto, a preparação desses simuladores é livre de restrições éticas e não requer consentimento informado.
1. Seleção ou fabricação de um molde adequado
<ol><li>. Seleção de um molde adequado<ol><li>Escolha um molde que corresponda à forma e dimensões desejadas para os fantasmas. Para simuladores cilíndricos com uma região tumoral uniformemente distribuída com NPs e circundada por tecido normal, use uma placa de Petri de vidro e um béquer pequeno como molde8 (Figura 1A). NOTA: Essas etapas são para preparar fantasmas que imitam o tecido tumoral em geometria cilíndrica. Para outras formas ou tamanhos, selecione um molde apropriado. Se um molde adequado não estiver disponível, fabrique um usando impressão tridimensional (3D), conforme detalhado na etapa 1.2.</li>
	</ol></li>
	<li>Fabricação de moldes por impressão 3D<ol><li>Projete um modelo 3D usando o software CAD (Computer-aided Design) (por exemplo, SolidWorks, Autodesk Inventor ou CATIA) de acordo com a forma e o tamanho desejados. Para seguir este protocolo, projete um cilindro oco (diâmetro interno de 40 mm, espessura de 2 mm e altura de 12 mm; consulte o Arquivo Suplementar 1) e dois moldes de mascaramento cilíndricos sólidos (dimensões φ20 x 6 mm e φ14 x 3 mm), conforme mostrado na Figura 1B.<ol><li>Para projeto/desenho de cilindros ocos, em software CAD, crie dois círculos com diâmetros de 40 mm e 44 mm. Em seguida, extrude a geometria por 12 mm.</li>
			<li>Para moldes de mascaramento cilíndricos sólidos, crie círculos com diâmetros de 20 mm e 14 mm e, em seguida, extrude para 6 mm e 3 mm, respectivamente (consulte o Arquivo Suplementar 2 e o Arquivo Suplementar 3). Desenhe um retângulo (lados 44 mm e 5 mm) em um lado do cilindro e extrude por 2 mm.</li>
		</ol></li>
		<li>Converta os modelos 3D para o formato Gcode usando software compatível com impressora 3D (por exemplo, Cura) para impressão.</li>
		<li>Use este Gcode para imprimir os moldes (por exemplo, aqui, usando ácido polilático [PLA] φ1,75 mm, 1 kg de eSun) usando uma impressora 3D. NOTA: O retângulo é desenhado para suspender os moldes de mascaramento. Diferentes moldes podem ser projetados e fabricados para preparar fantasmas com outras formas desejadas.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Preparação de soluções fantasmas que imitam o tecido tumoral25
NOTA: Neste estudo, simuladores ópticos à base de agarose de geometria cilíndrica que imitam o tecido tumoral são preparados para se assemelhar a um tumor de mama subsuperficial injetado com AuNRs, via injeção IT ou IV, conforme mostrado na Figura 2. O simulador de TI tem duas regiões: uma região tumoral central com AuNRs e uma região de tecido normal circundante. O simulador IV tem três regiões: uma região tumoral com AuNRs na periferia do tumor, uma região central do tumor nu sem AuNRs e uma região de tecido normal circundante. Como as propriedades ópticas (μa e μs') diferem para tumor e tecido normal, soluções fantasmas separadas são preparadas para cada região com composições diferentes e serão discutidas separadamente.
<ol><li>Preparação de solução fantasma imitando tecido mamário normal (Solução 1) NOTA: Esta solução será usada para simuladores de TI e IV. As etapas de preparação da Solução 1 são mostradas na Figura 3A.<ol><li>Calcule o volume teórico da solução com base nas dimensões do molde. NOTA: Aqui, para o molde cilíndrico de φ40 x 12 mm, o volume calculado é de 15 cm3 ou 15 mL por simulador. Como dois desses simuladores precisam ser preparados, o volume total é de 15 mL x 2, que é de 30 mL. Portanto, prepare 35 mL da solução para contabilizar a evaporação ou derramamento durante a etapa de preparação do fantasma.</li>
		<li>Calcular a quantidade (peso/concentração/volume) de todos os constituintes fantasmas - agarose (como material de base) e IL (como constituinte de dispersão) - a adicionar à solução de 35 ml.<ol><li>Adicionar 0,35 g de agarose para preparar 35 ml de solução correspondente a uma concentração de 1% p/v.</li>
			<li>Estime a concentração de IL correspondente aos μ s' desejados do tecido mamário normal (ou seja, 10,1 cm-1 33) com base na concentração de IL versus os dados de μs 'disponíveis na literatura. Em seguida, calcule o volume de IL (20% de estoque de emulsão) a ser adicionado à solução fantasma usando a equação (1): <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq1.jpg">(1) Em que C1 e V1 são a concentração da reserva de reagente (neste caso, 20% de reserva de IL) e o volume da solução reserva de reagente a adicionar (aqui deve ser calculado), respectivamente. C2 é a concentração necessária do reagente (a ser obtida da literatura) na solução de trabalho final, e V2 é o volume total da solução de trabalho final (aqui, 35 mL). NOTA: Aqui, para μs' de 10,1 cm-1, a concentração de IL estimada a partir da literatura relatada é de 1,04%34,35. Usando as etapas acima, o volume de IL (20% de estoque de IL) a ser adicionado é de 1,82 mL.</li>
		</ol></li>
		<li>Pesar 0,35 g de agarose e adicioná-lo a 33,18 mL de água deionizada (DI) em um béquer. Cubra o copo com papel alumínio para evitar perda de água.</li>
		<li>Aquecer o copo que contém a solução numa placa quente a 120 °C, agitando até que a solução fique transparente.</li>
		<li>Abaixe a temperatura da placa de aquecimento para 60 ºC. Após 15 min, adicione 1,82 mL de IL enquanto mexe. Manter a solução resultante, Solução 1, em agitação a 60 ° C até à utilização (pronta a verter). NOTA: A solução fantasma a 60 ºC deve ser mantida em condições de agitação. Caso contrário, leva à solidificação da solução.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparação de solução fantasma tumoral embebida em AuNR (Solução 2) NOTA: Esta solução será usada para simuladores de TI e IV. As etapas de preparação da Solução 2 são mostradas na Figura 3B.<ol><li>Calcule o volume da região tumoral a ser preenchida (φ20 x 6 mm). NOTA: O volume aproximado para dois desses fantasmas tumorais é de 3,8 mL. Assim, o volume da solução a ser preparada seria de 4,5 mL.</li>
		<li>Calcule a quantidade de constituintes fantasmas tumorais a serem adicionados - agarose, IL e AuNRs - usando etapas semelhantes às mencionadas na Seção 2.1.<ol><li>Adicionar 45 mg para preparar 4,5 ml de solução correspondente a uma concentração de 1% p/v.</li>
			<li>IL:μs' de tumor de mama é de 4,6 cm-1 33 e para mimetizar o mesmo, a concentração de IL correspondente necessária é de 0,472%34,35. Portanto, adicione 106,2 μL de IL de estoque de IL a 20% de IL a 4,5 mL de solução fantasma tumoral.</li>
			<li>A concentração desejada de AuNRs no simulador é de 25 μg/mL. Para conseguir o mesmo, adicione 3,21 mL de solução de AuNRs (concentração estoque: 35 μg/mL) à solução fantasma do tumor.</li>
		</ol></li>
		<li>Adicione 45 mg de agarose a 1,18 mL de água DI em um béquer e cubra-o com uma folha de alumínio.</li>
		<li>Colocar o copo numa placa quente e agitar a 120 ° C até a solução ficar transparente.</li>
		<li>Reduzir a temperatura da placa de aquecimento para 60 ºC e deixar a solução repousar durante 15 min.</li>
		<li>Adicione 106,2 μL de IL e 3,21 mL de suspensão AuNR (35 μg / mL) sob condições de agitação. Manter a solução resultante, Solução 2, sob agitação a 60 ºC até verter.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparação de solução fantasma de tumor nu (sem AuNRs) (Solução 3) NOTA: Esta solução será usada apenas para o simulador IV. As etapas de preparação da Solução 2 são mostradas na Figura 3C.<ol><li>Calcule o volume teórico da suspensão a ser adicionada para criar uma região tumoral nua (~ φ20 x 6 mm). NOTA: O volume aproximado para simuladores tumorais é de 1,9 mL. Assim, o volume da solução a ser preparada seria de 2,5 mL.</li>
		<li>Calcule a quantidade de constituintes fantasmas tumorais a serem adicionados - agarose e IL - usando etapas semelhantes às mencionadas na Seção 2.1.<ol><li>Adicione 25 mg de agarose para preparar 2,5 ml de solução de modo a atingir uma concentração de 1% p/v.</li>
			<li>IL:μs' de tumor de mama é de 4,6 cm-1 33 e para mimetizar o mesmo, a concentração de IL correspondente necessária é de 0,472%34,35. Adicione 59 μL de estoque de 20% de IL.</li>
		</ol></li>
		<li>Adicione 25 mg de agarose a 2,44 mL de água DI em um béquer e cubra-o com uma folha de alumínio.</li>
		<li>Colocar o copo numa placa quente e agitar a 120 ° C até que a solução fique transparente.</li>
		<li>Reduzir a temperatura da placa de aquecimento para 60 ºC e deixar a solução repousar durante 15 min.</li>
		<li>Adicionar 59 μL de IL à solução em condições de agitação. Conservar a solução resultante, Solução 3, em agitar a 60 ° C até verter.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Preparação de simulador que imita tecido tumoral 24,25,36 
<ol><li>Prepare os moldes para a etapa de vazamento. Para isso, sele o fundo dos moldes cilíndricos com parafilme e coloque o molde de mascaramento (φ20 x 6 mm) no centro.</li>
	<li>Despeje a solução 1 nos moldes cilíndricos até a marca superior do molde de mascaramento e deixe-o solidificar (Figura 4A).</li>
	<li>Após a solidificação, remova o molde de mascaramento para criar uma cavidade para a região do tumor (Figura 4B). NOTA: O protocolo será o mesmo para os simuladores IT e IV até a etapa 3.3. O processo será discutido separadamente para simuladores IT e IV após a etapa 3.3.</li>
	<li>Fantasma de TI 24,25,36<ol><li>Encha a cavidade com a solução 2 e deixe-a solidificar ( Figura 4C ).</li>
		<li>Adicione a Solução 1 ao topo do simulador e deixe-o solidificar completamente (Figura 4D).</li>
	</ol></li>
	<li>IV fantasma 24,25<ol><li>Insira um molde de mascaramento menor (φ14 x 3 mm) e preencha a cavidade ao redor com a Solução 2 (Figura 4E).</li>
		<li>Após a solidificação, remova o molde menor e preencha a cavidade restante com a Solução 3 (Figura 4F).</li>
		<li>Adicione a Solução 1 ao topo e permita a solidificação completa (Figura 4G).</li>
	</ol></li>
</ol>4. Inserção dos termopares dentro do simulador 24,25,36 
NOTA: Para monitorar a distribuição espacial da temperatura, termopares tipo K são inseridos dentro do simulador em vários locais radiais (r) e axiais (z), conforme ilustrado na Figura 2. Para inserção de termopares em locais precisos, capilares de vidro são usados como guias para garantir a precisão. Os locais do termopar são denotados como (r, z), onde o ponto médio na superfície superior do tumor na profundidade z = 3 mm serve como ponto de referência para os simuladores IT e IV e é designado como (0, 3), conforme mostrado na Figura 2A, B. Ao selecionar os locais radiais e axiais para quantificar o dano térmico na região do tumor, os locais na periferia do tumor (radial e axial) são críticos. Atingir as temperaturas necessárias nesses pontos periféricos durante a irradiação NIR garante a ablação completa do tumor. Assim, os termopares são colocados em pontos extremos radiais (do tumor) em z = 3 e 9 mm, ou seja, (10, 3) e (10, 9), e um termopar é colocado na interface tumor-tecido em z = 9 mm (localização axial periférica), ou seja, (0, 9) conforme ilustrado na Figura 2A, B. Além disso, para avaliar a distribuição axial da temperatura, um termopar é inserido entre os locais (0, 3) e (0, 9), designados como (0, 6). Por fim, para avaliar o aumento da temperatura na região do tecido saudável circundante, um termopar é inserido em (15, 3).
<ol><li>Corte os capilares de vidro em comprimentos adequados para que atinjam os locais radiais e axiais desejados dentro do simulador.</li>
	<li>Insira termopares dentro desses capilares de vidro e perfure em locais de simulação radiais e axiais especificados, um por um.</li>
	<li>Uma vez que todos os termopares estejam no lugar, coloque cuidadosamente o simulador em uma placa de Petri de vidro para irradiação NIR subsequente, conforme mostrado na Figura 5A.</li>
</ol>5. Exposição à irradiação NIR e medição das temperaturas fototérmicas resultantes36
<ol><li>Coloque a placa de Petri de vidro contendo o simulador (inserida com termopares) de modo que a região central da superfície superior do simulador fique perpendicular à ponta da fibra óptica da fonte de luz NIR, conforme ilustrado na Figura 5A. NOTA: O diâmetro do feixe na superfície do fantasma pode ser ajustado alterando a distância entre a superfície e a ponta da fibra óptica. Aqui, uma distância de 9 mm é mantida para atingir um diâmetro de feixe de 20 mm, cobrindo a região central do tumor.</li>
	<li>Conecte o sistema Data Acquisition (DAQ) ao computador e abra o software LabVIEW.</li>
	<li>Ligue a fonte de luz NIR (Figura 5B) e o botão play no software simultaneamente para registrar os dados de temperatura no início da irradiação.</li>
	<li>Irradie o fantasma por 20 minutos, depois desligue a fonte de luz NIR e pare a gravação.</li>
	<li>Plote os dados de temperatura versus tempo registrados.</li>
</ol>6. Comparação de temperatura com resultados de simulação24,25
NOTA: Os experimentos geralmente são repetidos e as temperaturas são registradas em intervalos de tempo definidos em todos os locais do termopar. Para validação, as seguintes etapas são executadas:
<ol><li>Calcule a média e o desvio padrão das temperaturas experimentais em todos os locais do termopar (r, z).</li>
	<li>Calcule as temperaturas em locais de termopar considerados numericamente.</li>
	<li>Representar graficamente a temperatura média obtida a partir das experiências e a temperatura obtida por simulação em todos os locais do termopar em relação ao tempo, mostradas na figura 6.</li>
	<li>Calcule a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o erro médio absoluto (MAE) para todos os locais do termopar para quantificar a diferença de temperatura para avaliar a validação, conforme mostrado na Tabela 1. NOTA: O MAE e o RMSE são calculados usando as Equações 2 e 3, respectivamente. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq2.jpg">(2) <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/67842/67842eq3.jpg">(3) Onde TE, TS e N são a temperatura obtida experimentalmente, a temperatura calculada numericamente e o número de pontos de dados (aqui, as temperaturas são registradas a cada segundo por 20 min; portanto, = 1.200), respectivamente. i representa instantes de tempo.</li>
</ol>

<ol><li>Riley, R. S., Day, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticle-mediated+photothermal+therapy%3A+applications+and+opportunities+for+multimodal+cancer+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdiscip+Rev+Nanomed+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticle-mediated photothermal therapy: applications and opportunities for multimodal cancer treatment.</a> Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 9 (4), e1449(2017).</li>
<li>Webb, J. A., Bardhan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+advances+in+nanomedicine+with+engineered+gold+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Emerging advances in nanomedicine with engineered gold nanostructures.</a> Nanoscale. 6 (5), 2502-2530 (2014).</li>
<li>Abadeer, N. S., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+cancer+thermal+therapy+using+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+C%22%5BJournal%5D)">Recent progress in cancer thermal therapy using gold nanoparticles.</a> J Phys Chem C. 120 (9), 4691-4716 (2016).</li>
<li>Murphy, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virus-sized+gold+nanorods%3A+Plasmonic+particles+for+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Acc+Chem+Res%22%5BJournal%5D)">Virus-sized gold nanorods: Plasmonic particles for biology.</a> Acc Chem Res. 52 (8), 2124-2135 (2019).</li>
<li>Overchuk, M., Weersink, R. A., Wilson, B. C., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photodynamic+and+photothermal+therapies%3A+Synergy+opportunities+for+nanomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Photodynamic and photothermal therapies: Synergy opportunities for nanomedicine.</a> ACS Nano. 17 (9), 7979-8003 (2023).</li>
<li>Goldberg, S. N., Gazelle, G. S., Mueller, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+ablation+therapy+for+focal+malignancy%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Thermal ablation therapy for focal malignancy.</a> Am J Roentgenol. 174 (2), 323-331 (2000).</li>
<li>Soni, S., Tyagi, H., Taylor, R. A., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+optical+coefficients+and+healthy+tissue-sparing+characteristics+in+gold+nanorod-assisted+thermal+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hyperth%22%5BJournal%5D)">Role of optical coefficients and healthy tissue-sparing characteristics in gold nanorod-assisted thermal therapy.</a> Int J Hyperth. 29 (1), 87-97 (2013).</li>
<li>Khurana, D., Vikas,, Shaw, A. K., Soni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polydopamine+coated+gold+nano+blackbodies+for+tumor-selective+spatial+thermal+damage+during+plasmonic+photothermal+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Nanobiosci%22%5BJournal%5D)">Polydopamine coated gold nano blackbodies for tumor-selective spatial thermal damage during plasmonic photothermal cancer therapy.</a> IEEE Trans Nanobiosci. 21 (4), 482-489 (2021).</li>
<li>Jung, H. S., Verwilst, P., Sharma, A., Shin, J., Sessler, J. L., Kim, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+molecule-based+photothermal+agents%3A+an+expanding+photothermal+therapy+universe%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Organic molecule-based photothermal agents: an expanding photothermal therapy universe.</a> Chem Soc Rev. 47 (7), 2280-2297 (2018).</li>
<li>Ge, R. L., Yan, P. N., Liu, Y., Li, Z. S., Shen, S. Q., Yu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+and+clinical+potential+of+near+infrared+photothermal+conversion+materials+for+photothermal+hepatocellular+carcinoma+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Func+Mater%22%5BJournal%5D)">Recent advances and clinical potential of near infrared photothermal conversion materials for photothermal hepatocellular carcinoma therapy.</a> Adv Func Mater. 33 (29), 2301138(2023).</li>
<li>Shabani, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+into+green+synthesis+of+Ru+template+gold+nanoparticles+and+the+in+vitro+photothermal+effect+on+the+MCF-7+human+breast+cancer+cell+line%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+A%22%5BJournal%5D)">An investigation into green synthesis of Ru template gold nanoparticles and the in vitro photothermal effect on the MCF-7 human breast cancer cell line.</a> Appl Phys A. 129 (8), 564(2023).</li>
<li>Mosleh-Shirazi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+through+the+anticancer+properties+of+green+synthesized+spinel+ferrite+nanoparticles+in+present+and+absent+of+laser+photothermal+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Ceram+Int%22%5BJournal%5D)">Investigation through the anticancer properties of green synthesized spinel ferrite nanoparticles in present and absent of laser photothermal effect.</a> Ceram Int. 49 (7), 11293-11301 (2023).</li>
<li>Amani, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Innovation+applications+of+MXenes+in+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Today+Commun%22%5BJournal%5D)">Innovation applications of MXenes in biomedicine.</a> Mater Today Commun. 40, 109929(2024).</li>
<li>Ali, M. R. K., Wu, Y., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-nanoparticle-assisted+plasmonic+photothermal+therapy+advances+toward+clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+C%22%5BJournal%5D)">Gold-nanoparticle-assisted plasmonic photothermal therapy advances toward clinical application.</a> J Phys Chem C. 123 (25), 15375-15393 (2019).</li>
<li>Lahonian, M., Golneshan, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+study+of+temperature+distribution+in+a+spherical+tissue+in+magnetic+fluid+hyperthermia+using+Lattice+Boltzmann+method%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+NanoBiosci%22%5BJournal%5D)">Numerical study of temperature distribution in a spherical tissue in magnetic fluid hyperthermia using Lattice Boltzmann method.</a> IEEE Trans NanoBiosci. 10 (4), 262-268 (2011).</li>
<li>Shaw, A. K., Soni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+periodic+irradiation+and+incident+beam+radius+for+plasmonic+photothermal+therapy+of+subsurface+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Therm+Biol%22%5BJournal%5D)">Role of periodic irradiation and incident beam radius for plasmonic photothermal therapy of subsurface tumors.</a> J Therm Biol. 121, 103859(2024).</li>
<li>Pogue, B. W., Patterson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+tissue+simulating+phantoms+for+optical+spectroscopy%2C+imaging+and+dosimetry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry.</a> J Biomed Opt. 11 (4), 041102(2006).</li>
<li>Mustari, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agarose-based+tissue+mimicking+optical+phantoms+for+diffuse+reflectance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Agarose-based tissue mimicking optical phantoms for diffuse reflectance spectroscopy.</a> J Vis Exp. (138), e57578(2018).</li>
<li>Dabbagh, A., Abdullah, B. J. J., Ramasindarum, C., Abu Kasim, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-mimicking+gel+phantoms+for+thermal+therapy+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrason+imaging%22%5BJournal%5D)">Tissue-mimicking gel phantoms for thermal therapy studies.</a> Ultrason imaging. 36 (4), 291-316 (2014).</li>
<li>Khurana, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+investigation+of+photothermal+conversion+and+thermal+conductivity+of+broadband+absorbing+gold+nanoblackbodies+and+graphene+oxide+nanoparticles+for+plasmonic+photothermal+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Commun+Heat+Mass+Transf%22%5BJournal%5D)">Experimental investigation of photothermal conversion and thermal conductivity of broadband absorbing gold nanoblackbodies and graphene oxide nanoparticles for plasmonic photothermal cancer therapy.</a> Int Commun Heat Mass Transf. 156, 107597(2024).</li>
<li>Measurement of breast-tumor phantom dielectric properties for microwave breast cancer treatment evaluation. Ortega-Palacios, R., Leija, L., Vera, A., Cepeda, M. F. J. 2010 7th Int Conf Electr Eng Comput Sci Automatic Control, Tuxtla, Guterrez, Mexico, , 216-219 (2010).</li>
<li>Wagnières, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optical+phantom+with+tissue-like+properties+in+the+visible+for+use+in+PDT+and+fluorescence+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">An optical phantom with tissue-like properties in the visible for use in PDT and fluorescence spectroscopy.</a> Phys Med Biol. 42 (7), 1415(1997).</li>
<li>Didychuk, C. L., Ephrat, P., Chamson-Reig, A., Jacques, S. L., Carson, J. J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depth+of+photothermal+conversion+of+gold+nanorods+embedded+in+a+tissue-like+phantom%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Depth of photothermal conversion of gold nanorods embedded in a tissue-like phantom.</a> Nanotechnology. 20 (19), 195102(2009).</li>
<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>Agarose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9012-36-6</td><td>Matriz de base para phantoms</td></tr><tr><td>Água deionizada (DI) (18,2 M&Omega;)&nbsp;</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Solvente para a preparação de soluções</td></tr><tr><td>fantasmas Nanobastões de ouro (AuNRs)</td><td>Nanopartz</td><td>A12-10-808</td><td>Nanopartículas plasmônicas</td></tr><tr><td>Intralipídio (20% de estoque de emulsão)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>68890-65-3</td><td>Agente de dispersão de fantasmas</td></tr><tr><td>Parafilm Parafilm</td><td>M</td><td>380020</td><td>Para selar o fundo do molde cilíndrico Filamento de</td></tr><tr><td>ácido polilático</td><td>eSun</td><td>NA</td><td>Material para moldes (fio de 1,75 mm de diâmetro)</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><forte>Nome do Equipamento&nbsp; <</td><td>strong>Company</td><td>Número de catálogo</td><td>Comentários/Descrição</td></tr><tr><td>Impressora 3D</td><td>Creality</td><td>Ender-3</td><td>Para impressão de moldes Sistema de</td></tr><tr><td>aquisição de dados (DAQ)</td><td>National Instruments</td><td>cDAQ-9171</td><td>Para registro de temperaturas</td></tr><tr><td>Unidade de água DI</td><td>Merck Millipore</td><td>Direct-Q3</td><td>Para água DI</td></tr><tr><td>Placa quente com agitador magnético</td><td>IKA</td><td>C-MAG HS 4</td><td>Para preparação de soluções fantasmas</td></tr><tr><td>Fonte de luz NIR</td><td>NA (Desenvolvido internamente)&nbsp;</td><td>NA</td><td>Para irradiação NIR de fantasmas, (800/50 nm; Comprimento de onda central: 800 nm, Largura de banda: 50 nm)</td></tr><tr><td>Fibra óptica (1/2" e vezes; 12")</td><td>Edmund Optics</td><td>38-659</td><td>Para irradiação NIR de fantasmas</td></tr><tr><td>Termopares tipo K</td><td>Componentes RS</td><td>Pro 397-1589</td><td>Para monitoramento de temperatura em vários locais fantasmas durante a irradiação NIR</td></tr><tr><td>Balança de pesagem</td><td>Wensar</td><td>PGB 200</td><td>Para pesagem de agarose</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nome do Software</td><td>Empresa</td><td>Número de Catálogo</td><td>Comentários/Descrição</td></tr><tr><td>Autodesk Inventor 2021</td><td>Autodesk</td><td>NA</td><td>Para projeto mecânico de moldes</td></tr><tr><td>Cura 5.7</td><td>Ultimaker</td><td>NA</td><td>Para conversão de projeto mecânico para Gcode para impressão 3D</td></tr><tr><td>Matlab R2024b</td><td>MathWorks</td><td>NA</td><td>Para simulações numéricas e gráficos</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr> de dados de temperatura<tr><td>Nome dos materiais de laboratório usados</td><td>Empresa</td><td>Número de catálogo</td><td>Comentários/Descrição</td></tr><tr><td>Copos (50 mL)</td><td>Borosil</td><td>1000D12</td><td>Para preparações de solução fantasma</td></tr><tr><td>Copos (10 mL)</td><td>Borosil</td><td>1000006</td><td>Para preparações de solução fantasma</td></tr><tr><td>Pipeta (100-1000 &micro; L)</td> <td>Eppendorf Research plus, 1 canal, variável</td><td>3123 000 063</td><td>Para adicionar constituintes à solução fantasma</td></tr><tr><td>Pipeta (10-100 &micro; L)</td><td>Eppendorf Research plus, 1 canal, variável</td><td>3123 000 047</td><td>Para adicionar constituintes à solução fantasma</td></tr><tr><td>Espátula</td><td>Borosil</td><td>LASC8888M06</td><td>Para pesar agarose e desmoldar os fantasmas dos moldes</td></tr><tr><td>Pontas (100-1000 &micro; L)</td> <td>Tarsons</td><td>521016</td><td>Para adicionar constituintes na solução fantasma</td></tr><tr><td>Dicas (10-100 &micro; L)</td> <td>Tarsons</td><td>521010Y</td><td>Para adicionar constituintes na solução fantasma</td></tr></tbody></table>

terapia plasmônica fototérmica do câncer: fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura

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

A Figura 6 mostra as temperaturas médias temporais obtidas durante experimentos com um simulador de tecido tumoral embebido em AuNR em todos os locais do termopar, conforme mostrado na Figura 2, em comparação com as temperaturas obtidas durante as simulações nos locais do termopar correspondentes. Aqui, os experimentos foram realizados 4x para cada distribuição, ou seja, distribuições IT e IV de AuNRs. Durante os experimentos, a ...

Terapia Plasmônica Fototérmica do Câncer: Fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura

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

plasmonic-photothermal-cancer-therapy-nanoparticle-embedded-tumor

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Pesquisa sobre o Câncer

Nós desenvolvemos novas nanovesículas multifuncionais intrínsecas chamados porphysomes, que têm dependentes de estrutura fluorescência auto-têmpera e propriedades fototérmicos únicas, assim funcionando agentes terapia fototérmica como potentes. Formulamos porphysomes utilizando extrusão de alta pressão e investigou sua eficácia terapia fototérmica em um modelo de tumor xenoenxerto.

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal ablação tumoral Usando Porphysomes, Intrínseca Multifuncional nanovesículas

A imagem de fluorescência no infravermelho próximo (NIRF) pode melhorar o resultado terapêutico da cirurgia de câncer de mama, permitindo a localização intraoperatória do tumor e a avaliação do estado da margem cirúrgica. Usando simuladores de mama que simulam tecidos contendo inclusões fluorescentes que simulam tumores, as possíveis aplicações clínicas da imagem NIRF em pacientes com câncer de mama podem ser avaliadas para fins de padronização e treinamento.

Phantoms Tissue-simulação para avaliação de potenciais aplicações de fluorescência de imagem infravermelho próximo na cirurgia do câncer de mama

Aparelho de aquecimento de uma ressonância magnética compatível customizado à base de laser tem sido desenvolvido para proporcionar aquecimento local dos tumores subcutâneos, a fim de activar os agentes de libertação de lipossomas termossensíveis especificamente na região do tumor.

Customizado aparelho de aquecimento à base de laser para lançamento acionado de cisplatina de termossensível lipossomas com Ressonância Magnética Orientação Imagem

Este protocolo demonstra a nucleação controlável de cavitação em gel de fantasmas, através da exposição simultânea a luz pulsada de laser infravermelho e ultrassom focada de alta intensidade (HIFU). A atividade de cavitação então pode ser usada para realçar o usos de imagens e/ou terapêuticos de HIFU.

Controlável nucleação de cavitação de nanopartículas de ouro plasmônico para reforçar a alta intensidade focada aplicações de ultra-som

Apresentado aqui é um protocolo para a fabricação de microbolhas com nanopartículas de óxido de ferro (NSMs) através de auto-montagem, sinergizando a capacidade de resposta magnética, acústica e óptica em uma plataforma nanoterapêutica para hipertermia magnética e terapia de câncer de combinação fototérmica.

Microbolhas magnéticas, acústicas e óptica-tripla-responsivas para hipertermia magnética e terapia de câncer de combinação pothototérmica

Este protocolo apresenta técnicas e metodologia necessárias para terapia hipertérmica direcionada em modelos de tumores sólidos. A abordagem aproveita a conversão fototérmica da luz infravermelha próxima por nanobastões de ouro injetados intratumoralmente para induzir o aquecimento localizado dentro do microambiente tumoral.

Induzindo hipertermia leve direcionada em modelos de tumores murinos por meio da conversão fototérmica de luz infravermelha próxima por nanobastões de ouro intratumorais

A terapia fotodinâmica (PDT) é uma escolha alternativa para o tratamento do câncer de pulmão. Para aumentar o efeito terapêutico da PDT, foram desenvolvidas nanopartículas direcionadas ao câncer de pulmão combinadas com quimioterapia. Foram avaliadas as eficácias anticancerígenas in vitro e in vivo da TFD com nanopartículas preparadas.

Anticancer eficácia da terapia fotodinâmica com Nanopartículas Lung Cancer segmentadas

Camundongos portadores do carcinoma do cólon-26 (C26) representam um modelo clássico de caquexia do câncer. A perda progressiva de massa muscular ocorre em associação com o crescimento do tumor, superexpressão de ubiquitina ligases específicas do músculo e reduções na área da seção transversal do músculo. A perda de gordura também é observada. A caquexia é estudada de maneira dependente do tempo, com gravidade crescente da emagrecimento.

O Colon-26 Carcinoma Tumor-rolamento Mouse como um modelo para o estudo do câncer caquexia

Este artigo descreve um método novo para gerar emigrantes Thymic de pilha-derivado induzido antígeno-específico do tumor (iTE) por um sistema Thymic tridimensional da cultura (3D). iTE é um subconjunto homogêneo de células T intimamente relacionadas com células T ingênuas com a capacidade de proliferação, formação de memória e supressão tumoral.

Um sistema tridimensional da cultura Thymic para gerar os Emigrants Thymic antígeno-específicos induzidos pilha-derivados do tumor derivado murine

Este artigo descreve um método para gerar células-tronco pluripotentes induzidas por antígeno funcional do tumor derivadas de CD8αβ+ únicas células T positivas usando o sistema de cocultura OP9/DLL1.

Usando células-tronco pluripotentes induzidas pelo homem para a geração de células T específicas de antígeno tumoral

Aprenda a preparar fantasmas de tecido tumoral em agarose para validar simulações numéricas em terapia fototérmica plasmônica. Este método oferece avaliação custo-efetiva com monitoramento termopar, reduzindo testes em animais.

Terapia Plasmônica Fototérmica do Câncer: Fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura (Vídeo) | JoVE Journal

Terapia Plasmônica Fototérmica do Câncer: Fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura

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