Modelagem e simulação da corrente elétrica em tecidos biológicos

Abstract

O câncer é uma das principais causas de morbidade e mortalidade em animais de companhia, tornando importante o desenvolvimento de novas abordagens para seu tratamento. Entre elas, destaca-se a eletroquimioterapia, que utiliza pulsos elétricos para aumentar temporariamente a permeabilidade da membrana celular e potencializar a ação de agentes quimioterápicos. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo computacional de um dígito canino para analisar a distribuição do campo elétrico durante a aplicação de eletroporação. O modelo foi desenvolvido a partir de uma geometria anatômica obtida em formato STL e posteriormente simplificado utilizando sólidos geométricos, devido às dificuldades encontradas na reconstrução dos diferentes tecidos. Foram representados a epiderme, derme, tecido subcutâneo, periósteo, osso cortical, cavidade medular e tendão extensor. As simulações foram realizadas no COMSOL Multiphysics utilizando o Método dos Elementos Finitos, considerando as propriedades elétricas dos tecidos e diferentes condições de aplicação do campo elétrico. Os resultados permitiram identificar regiões submetidas a intensidades de campo compatíveis com a ocorrência de eletroporação, além de regiões que permaneceram abaixo dos limiares considerados. Também foi possível observar a influência da geometria e do posicionamento dos eletrodos na distribuição do campo elétrico. O modelo desenvolvido apresenta-se como uma ferramenta inicial para o estudo da eletroporação em estruturas anatômicas veterinárias e pode contribuir para o desenvolvimento futuro de métodos de planejamento de tratamentos por eletroquimioterapia.