Eletroporação: desenvolvimento de aplicativo para simulação de campos elétricos em tecidos biológicos

Abstract

O câncer tem se tornado, cada vez mais, um maior problema para a sociedade. Por este motivo, é possível verem muitos esforços concentrados com intenção de combate à doença. A eletroporação é uma técnica que em conjunto com o tratamento quimioterápico vem como uma aplicação auspiciosa de tratamento aos tumores, o qual é denominado eletroquimioterapia. A utilização da técnica tem como base a criação de poros na membrana celular através de aplicação de curtos pulsos de campos elétricos em células e tecidos. A maior porosidade causa um aumento na permeabilidade celular, o que garante que fármacos utilizados para o tratamento do câncer consigam adentrar as células com maior facilidade, aumentando a citotoxicidade dessas substâncias. Neste trabalho são desenvolvidos dois aplicativos (modelos 2D e 3D) que apresentam para o usuário - de maneira gráfica - os resultados prováveis obtidos pela aplicação da técnica da eletroporação em certos tecidos. O software desenvolvido é interativo e permite trazer resultados de diferentes simulações em tempo real. Os aplicativos resultantes deste trabalho apresentam, de maneira didática, os resultados com intenção de disseminar o conhecimento da técnica (principalmente entre médicos e veterinários) e deixar mais claro o comportamento e distribuição dos campos elétricos em tecidos biológicos.

Cancer has become, each time, a bigger problem for the society. For this reason, it is possible to see many efforts concentrated in the intention to fight and treat this disease. The electroporation is a technique that - in conjunction with chemotherapy treatment – comes as an auspicious tumor treatment study, which is known as electrochemotherapy. The technique use leads to pores creation inside the cellular membrane through the application of short pulses of electrical fields in the cells and tissues. The increased porosity causes an increase in the cells permeability, which facilitates the drugs used for cancer treatment to enter the cells, increasing these substances cytotoxicity. In this work, two software are developed (2D and 3D models) that present to the user - graphically - the probable results obtained by applying the electroporation technique in certain tissues, allowing user interactions with the application in order to bring results from different simulations in real time. The applications resulting from this work are presented, in a didactic way, with the intention to disseminate the technique knowledge (mainly to the doctors and veterinarians) and to make clearer the behavior and distribution of the electric fields in biological tissues.