Fotoprocedimento: Terapia Fotodinâmica ( PhotoDynamic Therapy PDT) Prof. Dr. Jorge Humberto Nicola Diretor de Inovação e Tecnologia

Laser produz, em tecido vivo: Corte Estimulação

Laser produz, em tecido vivo: Corte Estimulação Fotoablação (desagregação)

Laser produz, em tecido vivo: Corte Estimulação Fotoablação (desagregação) Efeito fotodinâmico

O mecanismo da PDT, envolve: Física, Química, Biologia

O PAPEL DO OXIGÊNIO MOLECULAR NA PDT O oxigênio molecular (O 2 ) é substância de vital importância para a manutenção da vida celular; Ocorre em duas formas (estados), fisicamente distintas: Singlete Triplete

O PAPEL DO OXIGÊNIO MOLECULAR NA PDT O oxigênio molecular (O 2 ) é substância de vital importância para a manutenção da vida celular; Ocorre em duas formas (estados), fisicamente distintas: Singlete Triplete Na natureza se encontra no estado triplete (mais baixa energia); O oxigênio singlete é cerca de 1.500 vezes mais oxidante do que o triplete, portanto citotóxico!

S 1 O PAPEL DA LUZ (energia) NA PDT MOLÉCULA DE OXIGÊNIO Primeiro excitado Uma energia de 0,9769 ev (equivalente a = 1,27 µm no vácuo) é o suficiente para propiciar a transição Energia 0,9769 ev T 0 S 1. To Estado fundamental 1 electron volt (ev) = 1.6 x 10-19 joules

S 1 O PAPEL DA LUZ (energia) NA PDT MOLÉCULA DE OXIGÊNIO Primeiro excitado Uma energia de 0,9769 ev (equivalente a = 1,27 µm no vácuo) é o suficiente para propiciar a transição Energia 0,9769 ev T 0 S 1. To Estado fundamental 1 electron volt (ev) = 1.6 x 10-19 joules Portanto: 0,9769 ev é energia capaz de destruir vida!

O ESPECTRO SOLAR É RICO EM 1,27 µm MAS, SOBREVIVEMOS! 1,27 µm

TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA POR ABSORÇÃO DE FÓTONS = 1,27 µm S0 T1 Molécula de Oxigênio

TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA POR ABSORÇÃO DE FÓTONS = 1,27 µm S0 A transição T 1 S 0, por absorção de fótons é fisicamente proibida! T1 proibida Molécula de Oxigênio

Como tirar proveito disto?

OUTRA FORMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA (Fluorescence resonance energy transfer (FRET)) S1 Tn Vermelho T1 S0 1,27 µm S0 T1 Molécula intermediária Oxigênio

OUTRA FORMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA (Fluorescence resonance energy transfer (FRET)) S1 Tn FOTONS Vermelho T1 S0 S0 T1 1,27 µm Oxigênio Molécula intermediária Oxigênio Molécula intermediária

TERAPIA FOTODINÂMICA Derivados de Hematoporfirina (HpD), e outras substâncias, atuam como moléculas intermediárias (fotossensibilizadores); Em geral não são tóxicas e podem ser injetas em animais;

TERAPIA FOTODINÂMICA Derivados de Hematoporfirina (HpD), e outras substâncias, atuam como moléculas intermediárias (fotossensibilizadores); Em geral não são tóxicas e podem ser injetas em animais; Tecidos normais, em geral, eliminam rapidamente tais fotossensibilizadores de suas células; Tecidos maligno (câncer), em geral, mantém o fotossensibilizador em suas células.

TERAPIA FOTODINÂMICA Tecido PARÂMETROS: Concentração do fotosensibilizador Concentração de Oxigênio HPD Oxigênio triplete

TERAPIA FOTODINÂMICA Fóton λ = 632 nm Tecido PARÂMETROS: Concentração do fotosensibilizador Concentração de Oxigênio Fluência HPD Oxigênio triplete

TERAPIA FOTODINÂMICA Transferência de energia não radioativa Tecido PARÂMETROS: Concentração do fotosensibilizador Concentração de Oxigênio Fluência HPD Oxigênio triplete

TERAPIA FOTODINÂMICA Tecido PARÂMETROS: Concentração do fotosensibilizador Concentração de Oxigênio Fluência HPD Oxigênio singlete

TERAPIA FOTODINÂMICA Tecido PARÂMETROS: Concentração do fotosensibilizador Concentração de Oxigênio Fluência HPD Oxigênio singlete

TERAPIA FOTODINÂMICA PARÂMETROS DE CONTROLE: Concentração do foto sensibilizador Tipo do foto sensibilizador Concentração de Oxigênio (hiperóxia hiperbárica) Fluência (joules/cm 2 ) Via de acesso X instrumental Laser ou luz térmica

Obrigado jhnicola@inmetro.gov.br www.inmetro.gov.br