Araştırmanın kapsamı temel olarak, sayısal simülasyonları doğrulamak için tümör dokusunun geliştirilmesini ve plazmonik fototermal kanser terapötiklerinin fantomlarının yapılmasını ve ayrıca terapötik sonucu değerlendirmek için in vivo deneyler için terapötik parametrelerin belirlenmesini içerir. Bu protokol, plazmonik fototermal tedavi için sayısal modelleme ve deneysel doğrulama ile klinik çeviri öncesi in vivo değerlendirme için terapötik parametrelerin tahmini arasındaki boşluğu doldurur. Bu protokol, termokupl izlemeli agaroz fantomları kullanarak katı tümörler için plazmonik fototermal etkileşimin uygun maliyetli bir değerlendirmesini sunar, böylece hayvanların in vivo test ihtiyacını en aza indirir.
Fantom tabanlı değerlendirme, güvenli ve etkili plazmonik fototermal kanser terapötiklerini desteklemek için tedavi doğruluğunu ve nanopartikül konsantrasyonu ve yineleme ayarları gibi parametreleri ayarlamak için simülasyonun doğrulanmasına olanak tanır. Gelecekte, melanin, hemoglobin ve kan akışını içeren fantomlar yapan daha gerçekçi tümör dokusu geliştirmek istiyoruz. Ayrıca, büyük tümörler için çok bölgeli enjeksiyonları keşfetmek istiyoruz.
Başlamak için, CAD yazılımını kullanarak üç boyutlu bir model tasarlayın. İçi boş silindirik bir kalıp tasarlamak için Yeni'ye ve ardından Oluştur'a tıklayın. Belge Ayarları'na basın ve birimi milimetre olarak değiştirmek için Birimler'i seçin.
İki katı silindirik maskeleme kalıbı ile birlikte iç çapı 40 milimetre ve yüksekliği 12 milimetre olan silindirik bir kalıp tasarlayın. Polilaktik asit filamentli bir 3D yazıcı kullanarak kalıpları yazdırmak için oluşturulan G kodunu kullanın. Birinci çözeltinin hazırlanması için, bir beherde 33.18 mililitre deiyonize suya 0.35 gram agaroz ekleyin.
Su kaybını önlemek için kabı alüminyum folyo ile örtün. Çözelti şeffaf hale gelene kadar karıştırırken kabı 120 santigrat derecede sıcak bir plaka üzerinde ısıtın. Ardından sıcak plaka sıcaklığını 60 santigrat dereceye düşürün ve çözeltinin 15 dakika soğumasına izin verin.
Karıştırırken 1.82 mililitre intralipid çözeltisi ekleyin ve karıştırmaya devam edin. İkinci çözelti için, bir beherde 1.18 mililitre deiyonize suya 45 miligram agaroz ekleyin ve alüminyum folyo ile kaplayın. Çözeltiyi daha önce gösterildiği gibi ısıttıktan ve soğuttuktan sonra, karıştırırken 106.2 mikrolitre intralipid çözeltisi ve 3.21 mililitre altın nanoçubuk süspansiyonu ekleyin.
İkinci çözeltiyi, kullanana kadar 60 santigrat derecede sürekli karıştırarak tutun. Üçüncü çözeltiyi hazırlamak için, bir beherde 2.44 mililitre deiyonize suya 25 miligram agaroz ekleyin ve alüminyum folyo ile kaplayın. Çözeltiyi ısıtın ve soğutun.
Daha sonra 60 derecede karıştırırken 59 mikrolitre intralipid çözeltisi ekleyin. Tümör dokusunu taklit eden fantomun hazırlanması için önce silindirik kalıpların altını parafilm ile kapatın. Maskeleme kalıbını merkeze yerleştirin.
IT fantomunun hazırlanması için, çözelti bir'i maskeleme kalıbının üst işaretine kadar silindirik kalıplara dökün. Katılaşmadan sonra, tümör bölgesi için bir boşluk oluşturmak için maskeleme kalıbını çıkarın. Ardından, boşluğu ikinci çözelti ile doldurun ve katılaşmasına izin verin.
Ardından fantomun üst kısmına birinci çözelti ekleyin ve tamamen katılaşmasına izin verin. IV fantomun hazırlanması için daha küçük bir maskeleme kalıbı yerleştirin ve etrafındaki boşluğu ikinci çözelti ile doldurun. Katılaşmadan sonra, daha küçük kalıbı çıkarın ve kalan boşluğu üçüncü çözelti ile doldurun.
Çözelti bir'i üstüne ekleyin ve tam katılaşmaya izin verin. Ardından, uzunlamasına kesilmiş bazı cam kılcal damarların içine termokupllar yerleştirin. Fantomları belirtilen radyal ve eksenel konumlarda delin.
Tüm termokupllar yerleştirildikten sonra, sonraki NIR kızılötesi ışınlaması için fantomu dikkatlice bir cam Petri kabına yerleştirin. Cam Petri kabını, fantomun üst yüzeyinin merkezi bölgesi NIR kızılötesi ışık kaynağının fiber optik ucuna dik ve eksenel olarak hizalanacak şekilde konumlandırın. Ardından veri toplama sistemini bilgisayara bağlayın ve laboratuvar görünümü yazılımını başlatın.
NIR kızılötesi ışık kaynağını açın ve yazılımdaki oynat düğmesine basarak sıcaklık verilerini kaydetmeye başlayın. Fantomu karanlık bir odada 20 dakika boyunca ışınlayın. Ardından NIR ışık kaynağını kapatın ve kaydı durdurun.
Şimdi kaydedilen ortalama sıcaklık ve zaman verilerini çizin, ardından tüm termokupl konumlarında simüle edilen sıcaklığa karşı ortalama deneysel sıcaklığı çizin. Altın nanoçubuk gömülü tümör dokusu fantomunun IT dağılımındaki sıcaklık artışı, IV dağılımındaki artan saçılma nedeniyle IV dağılımından daha yüksekti. Maksimum sıcaklık artışı, sıfır üç termokupl konumunda IT dağılımı için yaklaşık 11 santigrat derece ve IV dağılımı için altı santigrat derece idi.
İntratümöral ve intravenöz dağılımlar için maksimum kök ortalama kare hatası sırasıyla 2.10 santigrat derece ve 1.94 santigrat derece idi.
