Design and characterization of a minimally invasive bipolar electrode for electroporation

“Una massa di tessuto che cresce in eccesso ed in modo scoordinato rispetto ai tessuti normali, e che persiste in questo stato dopo la cessazione degli stimoli che hanno indotto il processo” così Rupert Allan Willis definì il tumore. Al giorno d’oggi le nuove tecnologie stanno permettendo un progressivo miglioramento nei trattamenti delle lesioni tumorali e conseguentemente nella vita del paziente. Una delle metodologie più innovative per il trattamento di tumori solidi è basata sull’elettroporazione (EP). L’applicazione di impulsi elettrici ad alta tensione sulla massa tumorale permette l’apertura di pori nella membrana cellulare e la conseguente morte cellulare direttamente causata dagli impulsi elettrici o in combinazione con chemioterapici. L’erogazione degli impulsi avviene tramite dispositivi medici “elettrodi” costituiti da aghi con diverse configurazioni geometriche, ma basati tutti sull’accoppiamento elettrico di una coppia di aghi ed in generale su due poli conduttivi. In questo lavoro è presentato un nuovo dispositivo per elettroporazione, costituito da un singolo ago mininvasivo in cui sono presenti entrambi i poli di trattamento (elettrodo bipolare), in grado di trattare lesioni di ridotte dimensioni non facilmente raggiungibili. Il lavoro di tesi ha analizzato preliminarmente gli aspetti teorici dell’elettroporazione tramite modellizzazione FEM del campo elettrico, con software Comsol Multiphysics. Questa analisi ha permesso l’identificazione di specifiche per la progettazione e realizzazione di primi prototipi di elettrodo bipolare utilizzati per le opportune verifiche funzionali mediante modelli pre-clinici (vegetale e animale). L’attività di tesi ha portato all’identificazione di alcuni modelli di elettrodo bipolare ritenuti d’interesse per un possibile sviluppo futuro ad uso clinico.