Temperatura

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 18287 (2022) Citar este artigo

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A terapia térmica a laser é um dos tratamentos para tumores malignos. Desenvolvemos um endoscópio térmico usando um sensor térmico ultracompacto e estabelecemos um novo sistema laparoscópico de terapia térmica a laser para aquecer o tecido cancerígeno a uma temperatura adequada, com foco no fato de que as câmeras termográficas são capazes de mapear a temperatura bidimensional. Células de carcinoma hepatocelular (N1S1) foram implantadas nos fígados de ratos Sprague-Dawley (n = 13) para criar carcinoma hepatocelular ortotópico. Seis dos ratos foram submetidos à termoterapia laparoscópica a laser (70 ° C, 5 min) utilizando o sistema recém-desenvolvido, e os demais foram submetidos apenas à inserção laparoscópica. A medição do volume da lesão e a avaliação histológica foram realizadas em todos os ratos. O sistema de terapia térmica a laser laparoscópico proporcionou controle estável da temperatura. Quando uma temperatura de 70 °C foi usada para a temperatura definida, a temperatura do câncer alvo foi mantida dentro da faixa de 68-72 °C durante 93,2% do tempo de irradiação (5 min). O volume médio dos tumores tratados termicamente foi significativamente menor que o dos tumores não tratados. O sistema de terapia térmica laparoscópica a laser recentemente desenvolvido foi capaz de manter a temperatura da superfície do tumor em qualquer temperatura desejada e provou ser eficaz no tratamento do modelo de carcinoma hepatocelular de rato.

A terapia térmica é um tratamento altamente eficaz para o câncer porque as células cancerígenas são vulneráveis ​​ao calor, e a terapia térmica tem sido estudada há muito tempo devido aos seus efeitos adversos mínimos1,2,3.

Nos últimos anos, a terapia térmica a laser (LTT), um método para aquecimento de tecido tumoral por irradiação laser, tem atraído atenção. O aquecimento térmico pela luz laser ocorre quando a energia luminosa é absorvida pelo tecido e depois convertida em calor4. A absorção da luz laser nos tecidos varia de acordo com os componentes constituintes do tecido (proporções de matriz extracelular, colágeno, água, etc.), tendo cada um dos órgãos características próprias5. Contudo, uma vez convertido para aquecimento localizado do tecido, o efeito termodinâmico no tecido é o mesmo. O efeito terapêutico da lasertermia é causado pela destruição tecidual devido à vaporização da água no tecido e à apoptose ou necrose das células tumorais6. Como o LTT pode ser aplicado a órgãos dentro do corpo usando fibra óptica, o LTT pode ser usado não apenas para cânceres de órgãos luminais, como o esôfago7, mas também para cânceres de órgãos sólidos, como câncer de fígado8, tumor cerebral9 e carcinoma de células renais10.

Para conseguir um LTT seguro e eficaz, é necessário monitorizar a temperatura do tecido cancerígeno durante o aquecimento e manter a temperatura a um nível apropriado. O monitoramento da temperatura por ressonância magnética (RM) tem sido utilizado no LTT intersticial para tumores cerebrais, e a eficácia do controle da temperatura no tratamento foi comprovada9,11,12. Por outro lado, o monitoramento de temperatura baseado na detecção de energia radiante (infravermelho) tem as vantagens de obter a temperatura da superfície de um objeto (1) de forma não invasiva e (2) em tempo real. Além disso, (3) a distribuição térmica bidimensional pode ser obtida. Com base nessas vantagens, estabelecemos um método de monitoramento de temperatura utilizando uma câmera termográfica e demonstramos sua utilidade na termoterapia a laser. Especificamente, conseguimos desenvolver um sistema de feedback que controla automaticamente a saída do laser usando informações de temperatura obtidas da câmera termográfica como sinal de entrada enquanto aquece o tecido alvo . Utilizando o sistema, demonstramos que a temperatura do tumor alvo pode ser mantida a uma temperatura estável em um modelo animal13, e relatamos que isso leva a um bom efeito terapêutico14.