RICERCA ITALIANA     

TECNICHE DI TRASPORTO MEDIANTE ULTRASUONI IN TERAPIA MEDICA

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"

Abstract

Il progetto prevede la confluenza di più competenze diversificate: di fisici, di ingegneri, di biologi e di medici verso il comune obiettivo di utilizzare gli effetti di migrazione spaziale che gli ultrasuoni possono indurre su farmaci a livello molecolare, e geni, in due specifici ambiti di uso terapeutico: il rilascio di ossigeno nella radioterapia di tessuti tumorali e il passaggio transcutaneo della tossina botulinica nelle patologia di ipersudorazione palmare, detta iperidrosi focale.
La fenomenologia alla base di questi processi di migrazione è quella del trasporto, il cui studio sarà pertanto affrontato dal punto di vista fisico, considerando l’interazione con un campo acustico di nanobolle riempite di gas, in cui si producono fenomeni di cavitazione dipendenti dalle condizioni fisiche e geometriche del processo. Saranno considerati gli effetti lineari e non lineari del processo di scattering da bolle e le condizioni di soglia per l’instaurarsi della cavitazione. Opportuna considerazione sarà data ai problemi ingegneristici della risposta dei trasduttori elettromeccanici e della loro efficienza, nonché alla costruzione dei fantocci d’uso sperimentale.
Sarà migliorata la tecnologia realizzativa delle microbolle, ora già in uso, per la produzione di nanobolle, atte alla trasmigrazione dell’ossigeno, ed eventualmente di farmaci, attraverso la membrana cellulare e si porrà in uso quella della marchiatura per fluorescenza per la valutazione delle quantità di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Adriano Alippi Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"

Obiettivo del Programma di Ricerca

Microbolle di gas in soluzione sono state e sono ampiamente utilizzate come agenti di contrasto nella diagnostica medica per evidenziare strutture vascolari interne; il loro uso si è ampliato di recente nella terapia medica per le possibilità offerte di rilasciare localmente farmaci o geni dopo implosione per cavitazione acustica. Ciò può avvenire per rilascio diretto nei vasi o per trasferimento attraverso la membrana cellulare. Analogamente, l’azione meccanica indotta da un campo ultrasonoro può stimolare il passaggio di farmaci attraverso la cute; anche in questo caso, i processi di cavitazione sono di ausilio al processo.

Obiettivo di questo progetto è lo studio, l’interpretazione e l’utilizzazione degli effetti di migrazione che un campo ultrasonoro produce su farmaci in soluzione gelica o in inclusioni di micro- e nanobolle, a fini terapeutici. Sono, pertanto, implicate competenze e si individuano specifici obiettivi della ricerca sia nel campo della fisica dei fenomeni sottostanti il processo biomeccanico, sia nella terapia di specifiche patologie. In questo senso è obiettivo collaterale del progetto fare confluire e portare in sinergismo le competenze diversificate di fisici, ingegneri, biologi e medici verso un risultato applicativo di impatto sociale e, in prospettiva, anche verso futuri progetti di ricerca e iniziative produttive.

In ambito fisico, si vuole ottenere una comprensione del fenomeno della cavitazione acustica >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Premessa.
L’apporto di tecnologie innovative nella medicina ha ampiamente esteso negli anni le possibilità diagnostiche e terapeutiche di quest’ultima e, nello stesso tempo, ha stimolato un rinnovato interesse per tematiche già considerate mature nell’ambito delle scienze dell’ingegneria. Costituisce esempio emblematico del sinergismo ora indicato l’uso recentemente introdotto degli agenti di contrasto in medicina, che si è esteso notevolmente negli ultimi anni dalle applicazioni diagnostiche a quelle terapeutiche, in corrispondenza di risultati che si sono dimostrati nel tempo vieppiù promettenti, a mano a mano che si è andata estendendo l’applicazione dall’ambito puramente vascolare e cardiologico, a quello oncologico e, più genericamente, a quello genico connesso con le modificazioni cellulari indotte. Al tempo stesso, la necessità di definire i parametri limite per l’uso delle applicazioni biomediche, ha stimolato lo studio dei fenomeni fisico-chimici alla base dell’interazione tra il campo ultrasonoro e le microbolle, in parallelo al rinnovato interesse che la cavitazione acustica ha prodotto dopo la scoperta casualmente conseguita della sonoluminescenza.
Dalla prima concezione di terapia locale ottenuta per via della sollecitazione meccanica del tessuto irradiato [N.N. Byl], con effetto distributivo del farmaco e, successivamente, per distruzione di microbolle recanti il farmaco mediante ultrasuoni nell’area di irraggiamento, si è passati allo >>>