Géis condutores na homogeneização do campo elétrico em eletroporação e eletroquimioterapia: estudo in silico e in vitro

Abstract

A eletroquimioterapia é um tratamento para câncer que combina a quimioterapia e a eletroporação. A eletroporação consiste na aplicação de pulsos de campo elétrico em tecidos biológicos causando um aumento na permeabilidade da membrana celular e facilitando a entrada dos quimioterápicos ao interior das células tumorais, aumentando sua citotoxicidade. Para o sucesso do tratamento, toda região tumoral deve ser exposta a um campo elétrico adequado. A modelagem numérica e estudos in vitro são usados em uma etapa de pré-tratamento para avaliar a distribuição de campo elétrico e possíveis problemas, principalmente quando as estruturas dos tecidos possuem geometria irregular. Géis condutores podem ser utilizados para homogeneizar a distribuição de campo elétrico. Sendo assim, esta dissertação de mestrado traz um estudo in silico e in vitro para avaliar o uso dos géis na homogeneização do campo elétrico. Foram testados géis comerciais e géis preparados em laboratório. Os resultados mostram que os géis são efetivos, porém é indicado que seja preparado um gel de condutividade ótima determinada no pré-tratamento.

Abstract: Electrochemotherapy is a cancer treatment that combines chemotherapy and electroporation. Electroporation consists of applying electric field pulses in biological tissues causing an increase in the cell membrane permeability and facilitating the entrance of drugs inside tumour cells and increasing their cytotoxicity. For successful treatment, the entire tumour region needs to be exposed to an adequate electric field intensity. Numerical modeling and in vitro studies are used in a pre-treatment step to assess the electric field distribution and possible issues, especially in tissue structures with irregular geometry. Conductive gels can be used to homogenize the electric field distribution. Therefore, this master's dissertation brings an in silico and in vitro study to evaluate the use of gels in homogenization of electric field. Commercial gels and gels prepared in laboratory were tested. The results show that the gels are effective, however it is recommended to prepare an optimum conductivity gel in the pre-treatment step.