Karim Bensalah, M.D.,1 Altug Tuncel, M.D.,1 Willard Hanson, Ph.D.,2 Joshua Stern, M.D.,1 Bumsoo Han, Ph.D.,3 and Jeffrey Cadeddu, M.D.1
1Department of Urology, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas.
2Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Texas, Arlington,
Цель: целью данного исследования была демонстрация доступности методики термометрии с помощью флюоресценции полупроводниковых квантовых точек (КТ) (quantum dot (QD)-mediated fluorescence thermometry), при мониторинге тепловой дозы во время термоабляции в эксперименте in-vitro. Зона термоаблации создавалась за счет разогрева лазером золотых наногильз (ЛЗНГ).
Материалы и методы: гипертермическая гибель клеток рака простаты линии PC-3 определялась после различных способов нагревания, и сопоставлена с тепловыми условиями используя модель Аррениуса для ЛЗНГ. Клетки PC-3 с золотыми наногильзами и КТ облучались лазером в ближайшей инфракрасной области спектра и лазером возбуждающим КТ. Когда клетки нагревались ЗНГ, локальная температура измерялась за счет интенсивности температура-зависимой флюоресценции КТ. С помощью предетерминирующей модели Аррениуса, тепловая доза (т.е. гибель клеток PC-3) при ЛЗНГ оценивались за счет локального измерения температуры методом усредняющей КТ-термометрии. Тепловая доза подтверждалась с помощью определения жизнеспособности клеток методом окраски кальцеин-ацетокси-метиловым эфиром.
Результаты: для клеточной линии PC-3, активационная энергия и частотный фактор модели Аррениуса составил 86,78 ккал/моль и 6,35Х10⁵⁵Гц соответственно. Во время ЛЗНГ аблации PC-3 клеток усредненная КТ-термометрия показала, что температура в области лазерного пятна быстро увеличивалась до ≈58°±4°С. Определение тепловой дозы показало, что гибель клеток наступает в ≈90% за 120 секунд. Зона некроза, наблюдаемая после окрашивания соответствовала области пиковой температуры полученной при анализе интенсивности флюоресценции квантовых точек.
Выводы: исследование показало, что термометрия с помощью флюоресценции квантовых точек может точно контролировать гибель PC-3 клеток при ЛГНЗ-аблации. Данная методика открывает возможности для более эффективного контроля над тепловым эффектом аблации в клинической практике.
Комментарии