Estudo da interação do ultrassom com tecidos biológicos em diferentes condições de aplicação
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-19032025-081943/ |
Resumo: | O câncer é uma doença altamente prevalente e com taxas de incidências em ascensão no mundo inteiro. O tratamento por terapias convencionais é importante, mas terapias alternativas são apresentadas como promissoras, sendo tão eficientes quanto os métodos convencionais. A terapia sonodinâmica (TSD) baseia-se na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) quando um sensibilizador, na presença de oxigênio molecular, é excitado por ondas acústicas na frequência do ultrassom (US). Com objetivo de estudar a interação do US de baixa intensidade com tecidos biológicos, uma etapa de sonometria foi realizada para a determinação espacial do campo de pressão do US através de um sistema de escaneamento, o AIMS III (OndaCorp, Estados Unidos), com um hidrofone HNR-1000 (OndaCorp, Estados Unidos) submerso em água desgaseificada. Na etapa de acopladores, foi realizada uma revisão bibliográfica com artigos científicos para determinar os acopladores comuns entre os autores para diferentes condições de aplicação de US. Para ensaios in vivo, fígados de ratos do tipo Wistar foram utilizados para quantificar o dano macroscópico, através da análise visual e microscópico, através da microscopia de lâminas histológicas. O campo gerado por transdutores piezoelétricos possui características comuns entre si que podem ser evidenciados com a etapa de sonometria, como pontos de máxima pressão acústica a uma distância da face do transdutor, correspondendo a transição entre campo próximo e distante. Também nota-se que os perfis de pressão acústica em seções paralelas à face do transdutor possuem pontos cujo feixe encontrase mais concentrado ao ponto central, configurando a secção de interface entre as zonas próximas e distantes. A revisão bibliográfica ressalta a falta de padrão entre o uso de acopladores para a TSD, bem como sugere alguns tipos de acopladores para estudo in vivo. Um tubo para acoplamento com água e um cone de alumínio foram propostos para estudos in vivo e novamente submetidos à sonometria. Resultados in vivo mostram que os eventos mais frequentes após análise por microscopia óptica é a esteatose hepática, necrose hemorrágica, necrose focal e infiltrados inflamatórios além de que diferentes arranjos experimentais estão associados a severidade desses eventos. A determinação dos parâmetros da fonte física em terapias dinâmicas, as possíveis configurações de aplicação e o efeito em tecidos biológicos é importante para um tratamento seguro e eficiente. O presente trabalho buscou elucidar tais características para o desenvolvimento da TSD e evidenciou eventos singulares em cada etapa do estudo, contribuindo para o estado da arte e na progressão da TSD à avanços clínicos. |
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Estudo da interação do ultrassom com tecidos biológicos em diferentes condições de aplicaçãoStudy of the interaction of ultrasound with biological tissues under different application conditionsAcopladores e sonometriaCouplers and sonometrySonodynamic therapyTerapia sonodinâmicaUltrasoundUltrassomO câncer é uma doença altamente prevalente e com taxas de incidências em ascensão no mundo inteiro. O tratamento por terapias convencionais é importante, mas terapias alternativas são apresentadas como promissoras, sendo tão eficientes quanto os métodos convencionais. A terapia sonodinâmica (TSD) baseia-se na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) quando um sensibilizador, na presença de oxigênio molecular, é excitado por ondas acústicas na frequência do ultrassom (US). Com objetivo de estudar a interação do US de baixa intensidade com tecidos biológicos, uma etapa de sonometria foi realizada para a determinação espacial do campo de pressão do US através de um sistema de escaneamento, o AIMS III (OndaCorp, Estados Unidos), com um hidrofone HNR-1000 (OndaCorp, Estados Unidos) submerso em água desgaseificada. Na etapa de acopladores, foi realizada uma revisão bibliográfica com artigos científicos para determinar os acopladores comuns entre os autores para diferentes condições de aplicação de US. Para ensaios in vivo, fígados de ratos do tipo Wistar foram utilizados para quantificar o dano macroscópico, através da análise visual e microscópico, através da microscopia de lâminas histológicas. O campo gerado por transdutores piezoelétricos possui características comuns entre si que podem ser evidenciados com a etapa de sonometria, como pontos de máxima pressão acústica a uma distância da face do transdutor, correspondendo a transição entre campo próximo e distante. Também nota-se que os perfis de pressão acústica em seções paralelas à face do transdutor possuem pontos cujo feixe encontrase mais concentrado ao ponto central, configurando a secção de interface entre as zonas próximas e distantes. A revisão bibliográfica ressalta a falta de padrão entre o uso de acopladores para a TSD, bem como sugere alguns tipos de acopladores para estudo in vivo. Um tubo para acoplamento com água e um cone de alumínio foram propostos para estudos in vivo e novamente submetidos à sonometria. Resultados in vivo mostram que os eventos mais frequentes após análise por microscopia óptica é a esteatose hepática, necrose hemorrágica, necrose focal e infiltrados inflamatórios além de que diferentes arranjos experimentais estão associados a severidade desses eventos. A determinação dos parâmetros da fonte física em terapias dinâmicas, as possíveis configurações de aplicação e o efeito em tecidos biológicos é importante para um tratamento seguro e eficiente. O presente trabalho buscou elucidar tais características para o desenvolvimento da TSD e evidenciou eventos singulares em cada etapa do estudo, contribuindo para o estado da arte e na progressão da TSD à avanços clínicos.Cancer is a highly prevalent disease with increasing incidence rates worldwide. Treatment with conventional therapies is important, but alternative therapies are presented as promising and are as efficient as conventional methods. Sonodynamic therapy (SDT) is based on the production of reactive oxygen species (ROS) when a sensitizer, in the presence of molecular oxygen, is excited by acoustic waves at the ultrasound (US) frequency. In order to study the interaction of low-intensity US with biological tissues, a sonometry step was performed to spatially determine the US pressure field through a scanning system, the AIMS III (OndaCorp, United States), with an HNR-1000 hydrophone (OndaCorp, United States) submerged in degassed water. In the couplers step, a bibliographic review of scientific articles was performed to determine the couplers common among authors for different US application conditions. For in vivo tests, livers from Wistar rats were used to quantify macroscopic damage through visual and microscopic analysis using histological slides. The field generated by piezoelectric transducers has common characteristics that can be demonstrated in the sonometry stage, such as points of maximum acoustic pressure at a distance from the face of the transducer, corresponding to the transition between near and far fields. It is also noted that the acoustic pressure profiles in sections parallel to the face of the transducer have points where the beam is more concentrated at the central point, configuring the interface section between the near and far zones. The literature review highlights the lack of a standard for the use of couplers for SDT, as well as suggesting some types of couplers for in vivo studies. A water-coupled tube and an aluminum cone were proposed for in vivo studies and again subjected to sonometry. In vivo results show that the most frequent events after analysis by optical microscopy are hepatic steatosis, hemorrhagic necrosis, focal necrosis and inflammatory infiltrates, in addition to the fact that different experimental arrangements are associated with the severity of these events. Determining the parameters of the physical source in dynamic therapies, the possible application configurations and the effect on biological tissues is important for a safe and efficient treatment. The present work sought to elucidate such characteristics for the development of SDT and highlighted unique events in each stage of the study, contributing to the state of the art and the progression of SDT to clinical advances.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPratavieira, SebastiãoCarvalho, Iago Silva e2024-11-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-19032025-081943/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-19T20:15:02Zoai:teses.usp.br:tde-19032025-081943Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-19T20:15:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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