载金相变微泡在声光协同下的动力学及热效应研究

基本信息
批准号:11874216
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:章东
学科分类:
依托单位:南京大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李成海,杨嫣烨,杨东昕,马晴晴,宋人杰,杨可欣
关键词:
多模态造影剂热效应微泡动力学超声治疗声空化
结项摘要

The development of multimodal contrast agents provides a brand new multifunctional platform for the early diagnosis and precise treatment of severe diseases such as cancer. In the present work, a new type of multimodal contrast agents will be fabricated by integrating gold-nanoparticles with perfluorocarbon droplets (Au-PFC). Both theoretical and experimental studies will be performed here to investigate the mechanisms involved in the dynamic behaviors (e.g., liquid-vapor phase transition, cavitation nucleation, nonlinear responses) and thermal effects generated by Au-PFC excited in the acousto-optic coupling field. Numerical modeling will be performed based on Mie scattering, photothermal conversion, hydrodynamics, heat transfer kinetics as well as microbubble vibration theory. Then, the numerical results will be validated using experimental data obtained from microscopic PIV and high-speed imaging system. Systemic experiments will be performed both in vitro and in vivo to evaluate the synergistic hyperthermia effect on melanoma generated by Au-PFC excited in the acousto-optic field. The aim of the present work is to provide a theoretical basis and strategic support for the applications of Au-PFC in integrated diagnosis and treatment for malignant cancer with better safety and greater efficiency, by making use of its acousto-optic hyperthermia effect.

多模态造影剂的研发为肿瘤等重大疾病的早期精准诊疗提供了一个全新平台。本项目拟构建稳定度高、光热转化效率高且具有恰当空化阈值的靶向载金相变液滴,并对其进行理化定征。从理论和实验两方面研究声光耦合物理场中,载金相变微泡的液汽相变、空化成核、非线性响应及其在生物组织中产生热效应的作用机理;理论建模基于Mie散射、光热转化、流体力学、传热动力学及微泡振动理论,并通过显微粒子速度成像技术与高速摄影技术采集实验数据对理论结果进行验证。在此基础上,基于细胞和大鼠活体黑色素瘤模型,研究声光协同作用的载金相变微泡在肿瘤靶向治疗领域的应用;探讨声光耦合产生热效应的影响参数。本项目将为推动载金相变液滴在“一体化精准诊疗”中的安全、高效应用提供关键的理论基础和策略支持。

项目摘要

多模态造影剂的研发为肿瘤等重大疾病的早期精准诊疗提供了一个全新平台。本项目拟构建稳定度高、光热转化效率高且具有恰当空化阈值的靶向载金相变液滴,并对其进行理化定征。从理论和实验两方面研究声光耦合物理场中,载金相变微泡的液汽相变、空化成核、非线性响应及其在生物组织中产生热效应的作用机理;理论建模基于Mie散射、光热转化、流体力学、传热动力学及微泡振动理论,并通过显微粒子速度成像技术与高速摄影技术采集实验数据对理论结果进行验证。在此基础上,基于细胞和大鼠活体黑色素瘤模型,研究声光协同作用的载金相变微泡在肿瘤靶向治疗领域的应用;探讨声光耦合产生热效应的影响参数。本项目将为推动载金相变液滴在“一体化精准诊疗”中的安全、高效应用提供关键的理论基础和策略支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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