Sviluppo di modelli termici per l'ablazione laser di tumori = Development of thermal models for laser ablation of tumors

Il tumore oggigiorno è tra le principali cause di morte in tutto il mondo, ed è per questo che è il soggetto d’indagine scientifico principale. Generalmente a seconda della sua gravità, una volta diagnosticato, viene trattato con tecniche di radioterapia, chemioterapia e interventi chirurgici di asportazione, ove possibile. Tali tecniche risultano particolarmente invasive per il paziente che, in aggiunta al percorso postoperatorio, potrebbe riscontrare varie difficoltà nel periodo di ripresa. Proprio per questo motivo l’attenzione scientifica è focalizzata alla ricerca di nuove tecniche chirurgiche meno invasive per il paziente, apportando di conseguenza notevoli benefici pur garantendo una buona efficacia. Due buone strade da perseguire sono quelle della termoablazione e crioablazione dove si sfruttano variazioni di temperatura ben controllate e focalizzate sulla massa tumorale al fine di eliminarla con successo. Le principali fonti esterne di calore per termoablazione possono essere un laser, onde radio o microonde; questi interagendo col tessuto biologico, infatti, creano un surriscaldamento locale che porta inevitabilmente a fenomeni di necrosi od apoptosi quando vengono superate determinate soglie termiche. In crioablazione, analogamente, si determina un brusco abbassamento di temperatura che condurrà agli stessi risultati. Una cellula umana per poter svolgere correttamente le sue funzioni biologiche ha bisogno di vivere in un ambiente a temperatura ben controllata, circa 37 °C. L’organismo umano è già predisposto naturalmente ad aumentare o diminuire la temperatura corporea, rispettivamente, con fenomeni di termogenesi e termodispersione, o si pensi anche alla febbre che favorisce l’incremento della temperatura corporea con lo scopo di debellare infezioni batteriche o virali, fornendo loro un ambiente più ostile. Il lavoro qui presente mira alla ricerca e all’indagine di tecniche numeriche sviluppate in parallelo a modelli sperimentali termici per individuare, infine, validi strumenti per la predizione degli effetti di tecniche di termoablazione su masse tumorali. L’idea di base è quella di ricercare eventuali modelli precostruiti e adattarli ad hoc alle nostre esigenze. I modelli termici di tipo teorico e numerico fungeranno da fondamenta su cui poi costruire un modello sperimentale utile a valutare gli effetti della termoablazione su un tessuto biologico. Lo scopo, nel dettaglio, è stato quello di sviluppare un modello termico, teorico-numerico e quindi privo di errori di misura, in grado di analizzare, a caratteristiche termiche note, le evoluzioni della temperatura del campione nel tempo. In un secondo momento, percorrendo la strada inversa, si vuole studiare la variazione delle caratteristiche termiche (conducibilità e diffusività termiche) a partire dalle curve di temperatura. In questo modo si vuole convalidare il modello progettato sulla base del fatto che in entrambi i frangenti di tempo le caratteristiche termiche dovrebbero combaciare. Per validare, dunque, tale modello sono state utilizzate anche numerose misure sperimentali effettuate in laboratorio.