Vibrerende nanodråber kan invadere en tumor

At sende små dråber til en tumor og få dem fordampet ved hjælp af fokuseret ultralyd:Det kunne være en ny måde at spore en tumor på eller levere lægemidler lokalt. Forskere fra University of Twente demonstrerer nu et nyt fænomen, der udløser dråbefordampning:Det sker ved den nøjagtige akustiske resonansfrekvens og forårsager hurtig og effektiv sænkning af trykket inde i dråben, indtil under tærskelværdien for fordampning. Forskningsresultaterne er publiceret i Fysiske anmeldelsesbreve .

Mikrodråber, stabiliseret ved hjælp af en tynd skal, kan visualiseres i blodbanen ved hjælp af ultralyd. De har et stigende antal medicinske anvendelser inden for billeddannelse og terapi. Dråberne, imidlertid, er for store til at invadere en tumor. Mindre nanoskala dråber kan gøre dette. Ved at lede dem til tumoren og fordampe dem på stedet, de resulterende bobler kan have en terapeutisk effekt inde i tumoren. Fordampning kan typisk virke som et fysisk fænomen, som alt er kendt allerede, men UT-forskerne demonstrerer nu en ny mekanisme baseret på resonans, som i tilfælde af krystalglasbrud forårsaget af lyden af ​​en bestemt sangtone. Det er ved resonansfrekvensen, at fordampning kan styres og forstærkes. Forskningen blev udført ved hjælp af dråber af hydrofluorcarboner (HFC'er), med lavt kogepunkt.

I praksis, fordampning er svær at kontrollere, da nukleationspunkter er nødvendige. Disse er udløserne for fordampning. Den drastiske sænkning af trykket, der finder sted ved resonans - seks gange lavere end i den omgivende væske - forårsager en dramatisk højere sandsynlighed for fordampning. Resonanseffekten er forårsaget af forskellen i lydens hastighed - inde i fluorcarbonet, det er meget lavere end i vandet eller vævet omkring det.

Det rigtige øjeblik

Ved at sende en akustisk bølge til dråberne, forskerne demonstrerer, hvordan fordampning udløses. Denne stærkt kontrollerede fordampning kan introducere nye måder at behandle tumorer på. Forestil dig at tænde for fordampningen, det øjeblik, hvor dråben har invaderet tumoren:Dette kan beskadige tumoren forårsaget af den voldsomme fordampningsproces. Det kan også bruges til at levere lægemidler i tumoren lokalt og udelukkende, uden bivirkninger i resten af ​​kroppen.

Udover medicinske anvendelser, den nye indsigt i resonansstyret fordampning kan være vigtig i energilagring eller forbrændingsprocesser.

Papiret, "Højfrekvent akustisk dråbefordampning initieres af resonans, " af Guillaume Lajoinie, Tim Segers og Michel Versluis, blev udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve .