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Sobre as condições e probabilidades para a nucleação e cavitação acústicas no tecido biológico - uma análise teórica

Antunes, Camila Aparecida

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física de São Carlos 2023-01-25

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Sobre as condições e probabilidades para a nucleação e cavitação acústicas no tecido biológico - uma análise teórica
  • Autor: Antunes, Camila Aparecida
  • Orientador: Pratavieira, Sebastião
  • Assuntos: Cavitação Acústica; Nucleação Acústica; Terapia Sonodinâmica; Acoustic Cavitation; Acoustic Nucleation; Sonodynamic Therapy
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: As ondas ultrassônicas podem ser utilizadas para as mais diversas terapias e tratamentos de doenças humanas. Dentre as vantagens da utilização de terapias com ultrassom (US), pode-se citar a fácil penetração do mesmo no tecido biológico e a alta capacidade de foco do US em pequenas áreas. (1) Dentre as terapias que se utilizam do US, tem-se a Terapia Sonodinâmica (SDT), baseada na interação de ultrassom (US), um fármaco sensível ao US e oxigênio singleto. A SDT consiste em um procedimento não invasivo que pode ser utilizado no combate de células cancerígenas. Dois efeitos causados pela propagação do US no tecido biológico e que podem desencadear uma série de outros efeitos no tecido, inclusive danos celulares, são a nucleação e cavitação acústicas, ou seja, a formação e oscilação de bolhas de gás e vapor no meio. (2) Isso torna fundamental o entendimento desses fenômenos no tecido biológico para sua aplicação na SDT. Assim, os objetivos do presente trabalho consistiram em compreender os mecanismos de nucleação e cavitação acústicas em tecidos biológicos, estimando possíveis ajustes nos parâmetros e equações que descrevem a observação de tais fenômenos na água e no tecido biológico. Para isso foram realizadas análises dos modelos teóricos da dinâmica de nucleação/cavitação descritos na literatura. As solução em meios aquosos e teciduais assim com possíveis ajustes nos modelos analisados foram obtidas nos softwares Wolfram Mathematica e MATLAB. De acordo com os resultados obtidos, a tensão superficial do meio é de grande importância para a ocorrência de nucleação, sendo necessário considerar tal parâmetro dependente da temperatura para que seja possível estimar com maior precisão os valores energéticos necessários para a formação de bolhas no tecido. A presença de heterogeneidades no meio é capaz de reduzir em uma ordem de grandeza a energia mínima necessária para a ocorrência de cavitação. Os limiares da cavitação acústica são fortemente dependentes da tensão superficial, viscosidade e rigidez do meio. Além disso, a implosão de bolhas cavitadas pode gerar aumentos de mais de 3000 K no interior da bolha, causando danos ao tecido.
  • DOI: 10.11606/D.76.2023.tde-30032023-154901
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2023-01-25
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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