Modelado matemático de procesos físico-químicos en tumores perturbados y no perturbados con terapia de ablación electroquímica
Palabras clave:
modelos físico-matemáticos, ablación electroquímica, electropermeabilización, cinética de crecimiento de tumores sólidos no perturbados, arreglos de electrodosResumen
Introducción: El entendimiento de la cinética de tumores no perturbadas y optimización de los parámetros de la terapia de ablación electrolítica son de vital importancia para la cura del cáncer.
Objetivo: Mostrar diferentes modelos físico-matemáticos dirigidos a la comprensión de procesos inherentes en el crecimiento de tumores no perturbados y búsqueda de arreglos de electrodos que maximicen la destrucción del tumor con el mínimo daño al organismo.
Métodos: Las ecuaciones de Avrami, Gompertz convencional y Montijano-Bergues-Bory-Gompertz se usan para revelar diferentes hallazgos de la cinética de tumores no perturbados. Las ecuaciones de Poisson, Laplace, Pennes, Nernst-Planck permiten calcular el potencial eléctrico en el tumor, potencial eléctrico en el tejido sano circundante, la temperatura y movilidad de iones generados por múltiples geometrías de electrodos, respectivamente.
Resultados: La cinética de crecimiento de tumores no perturbados es dominada por procesos de nucleación, transición entre fases avascular y vascular, energía de activación mucho menor que la energía térmica corporal, vacancias que proporcionan inestabilidad al cáncer, dimensión fractal del contorno menor que 1 y existencia de densidad de corriente eléctrica en la interface tumor-tejido sano circundante relacionada con la biolectricidad y electronegatividad del tumor. Además, las distribuciones espacio-tiempo del potencial eléctrico, intensidad del campo eléctrico, temperatura, frentes de pH, daño tisular y electropermeabilización generadas por múltiples geometrías de electrodos individuales y pares de electrodos adoptan la geometría del arreglo de electrodos, y dependen del modo de polaridad de los electrodos y propiedades eléctrico-térmicas de ambos tejidos. El mecanismo antitumoral de la ablación del tumor que prevalece es el electroquímico.
Conclusiones: Los modelos físico-químico-matemáticos permiten revelar nuevos hallazgos mecano-eléctricos inherentes en la cinética de crecimiento de tumores no perturbados y proponer arreglos de electrodos adecuados que maximicen la destrucción del tumor con el mínimo daño circundante.
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Derechos de autor 2025 Luis Enrique Bergues Cabrales
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