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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/3100

Title: Spectroscopic procedure for in vivo detection of liver metastases in a rat model
Authors: Trotta, Francesco
Supervisor/Tutor: Prati, Ubaldo
Co-supervisor: Tormen, Massimo
Issue Date: 8-Apr-2009
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: Recenti ricerche hanno messo in rilievo la possibilità di distinguere diverse tipologie di tessuti attraverso valutazioni bio-elettriche e meccaniche, ed in particolare di differenziare i tessuti sani dalle lesioni tumorali attraverso la misura di questi parametri. Le metodiche spettroscopiche vanno inserite nel novero delle procedure di maggior interesse nel campo della definizione e della caratterizzazione tissutale (biopsia ottica); difatti, lo sviluppo e la disponibilità di strumenti ad elevata sensibilità ha permesso di ottenere risultati molto incoraggianti in diversi settori di applicazione (tumore della mammella, della cervice uterina, del tratto gastro-intestinale). L’attività di ricerca è stata finalizzata alla realizzazione e alla validazione di un nanosenosore ottico in grado di discriminare tessuto epatico sano, tessuto fibro-connettivale e tessuto neoplastico in un modello di metastasi epatiche da carcinoma colico nel ratto. Le metastasi epatiche sono state indotte in ratti BDIX mediante inoculo intrasplenico di cellule di carcinoma colico stabilizzate in coltura da ratti singenici [DHD/K12/Trb (PROb)]. L’inoculo delle cellule neoplastiche è stato effettuato dopo clampaggio del ramo portale mediano al fine di escludere dal flusso ematico (e dall’invasione neoplastica) i lobi epatici mediani: in questo modo, nello stesso ratto è stato possibile eseguire l’analisi spettroscopica sia del tessuto sano che del tessuto neoplastico con il vantaggio di ridurre al minimo la variabilità del campione. Nel sistema di biopsia ottica adottato nel nostro progetto di ricerca la luce bianca proveniente da una lampada alogena attraversava un beam splitter e veniva indirizzata al campione; la luce riflessa veniva quindi inviata allo spettrofotometro e infine al computer per l’analisi matematica e statistica degli spettri ottenuti. Per effettuare la diagnosi del tessuto sono state utilizzate le informazioni derivanti dalla cosiddetta “diffuse reflectance spectroscopy (DRS)” che fornisce una misura dell’assorbimento e dello scattering multiplo dei fotoni all’interno del tessuto: da questi dati si ottengono informazioni sia di tipo biochimico che morfologico del campione in esame. Lo strumento è in grado di ottenere anche le informazioni provenienti da un’altra metodica, la “spettroscopia a scattering singolo”, che si caratterizza per fornire informazioni di tipo geometrico-morfologico dello strato più superficiale sul tessuto analizzato, prendendo in considerazione solo i fotoni che interagiscono con lo strato a più immediato contatto con la sonda. Nonostante in una sessione preliminare di misura su tessuto artificiale (sferette di polistirene immerse in un liquido a densità ottica simile al citoplasma) queste ultime informazioni siano state ottenute, nelle successive sessioni ex vivo (fegato espiantato) e in vivo (fegato, tessuto peritoneale) la spettroscopia a scattering singolo non si è rilevata utile per la diagnosi. Nell’analisi ex vivo sono state eseguite con lo strumento nella configurazione DRS 750 misure per il tessuto sano e 750 per il tessuto neoplastico. Gli spettri relativi a ciascun tessuto, dopo normalizzazione, sono stati confrontati e l’andamento delle curve ha mostrato differenze che sono risultate, al test t-Student, statisticamente significative (intervallo di confidenza (IC) 95%). La buona accuratezza diagnostica del sistema è stata confermata dalla costante concordanza dei risultati dell’analisi spettroscopica con l’esame istologico effettuato su aree corrispondenti. Nella sessione in vivo (500 misure per ciascun tipo di tessuto) i risultati sono stati paragonabili a quanto evidenziato dallo studio ex vivo: anche in questo caso sia la validazione statistica (test t-Student con IC 95%) sia la corrispondenza tra analisi spettroscopica ed esame istologico di aree corrispondenti hanno confermato l’elevata accuratezza diagnostica dello strumento. Infine, è stato presa in considerazione la diagnosi del tessuto connettivo (500 misure anche in questo caso) che presenta caratteristiche macroscopiche molto simili al tessuto neoplastico e la cui differenziazione risulta particolarmente importante in ambito clinico. Anche in questo contesto i risultati sono stati incoraggianti e confermati dalla validazione statistica e dall’esame istologico. Dai risultati ottenuti si può evincere la buona accuratezza diagnostica del sistema nei confronti dei vati tipi di tessuto (fegato, tessuto connettivale, tessuto neoplastico). Questa caratteristica, associata alla capacità dello strumento di fornire risultati in tempo reale, porrebbe le basi per una successiva valutazione dello strumento in ambito clinico-chirurgico in vista di un uso intra-operatorio.
PhD cycle: XX Ciclo
PhD programme: NANOTECNOLOGIE
Description: 2007/2008
Keywords: Optical biopsy
Diffuse reflectance spectroscopy
Colorectal liver metastases
Main language of document: en
Type: Tesi di dottorato
Doctoral Thesis
Scientific-educational field: FIS/07 FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
NBN: urn:nbn:it:units-7373
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