Painel Setorial – Fotoprocedimentos
4 de setembro 2008
Fotoprocedimento: Terapia Fotodinâmica
(“PhotoDynamic Therapy” – PDT)
Prof. Dr. Jorge Humberto Nicola
Diretor de Inovação e Tecnologia
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Laser produz, em tecido vivo:
•Corte
•Estimulação
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Laser produz, em tecido vivo:
•Corte
•Estimulação
•Fotoablação (desagregação)
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Laser produz, em tecido vivo:
•Corte
•Estimulação
•Fotoablação (desagregação)
•Efeito fotodinâmico
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O mecanismo da PDT, envolve:
• Física,
• Química,
• Biologia
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O PAPEL DO OXIGÊNIO MOLECULAR NA PDT
• O oxigênio molecular (O2) é substância de vital
importância para a manutenção da vida celular;
• Ocorre em duas formas (estados), fisicamente
distintas:
• Singlete
• Triplete
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O PAPEL DO OXIGÊNIO MOLECULAR NA PDT
• O oxigênio molecular (O2) 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!
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O PAPEL DA LUZ (energia) NA PDT
MOLÉCULA DE OXIGÊNIO
S1
Primeiro excitado
Energia
To
0,9769 ev
Estado fundamental
1 electron volt (ev) = 1.6 x 10-19 joules
Uma energia de 0,9769 eV
(equivalente a
= 1,27 µm
no vácuo) é o suficiente
para propiciar a transição
T0
S1.
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O PAPEL DA LUZ (energia) NA PDT
MOLÉCULA DE OXIGÊNIO
S1
Primeiro excitado
Energia
Uma energia de 0,9769 eV
(equivalente a
no vácuo) é o suficiente
para propiciar a transição
T0
0,9769 ev
= 1,27 µm
S1.
Portanto: 0,9769 ev é
To
Estado fundamental
1 electron volt (ev) = 1.6 x
10-19
joules
energia capaz de
destruir vida!
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O ESPECTRO SOLAR É RICO EM 1,27 µm MAS, SOBREVIVEMOS!
1,27 µm
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TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA POR ABSORÇÃO DE
FÓTONS
= 1,27 µm
S0
T1
Molécula de Oxigênio
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TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA POR ABSORÇÃO DE
FÓTONS
= 1,27 µm
S0
A transição T1
S0, por
absorção de fótons é
fisicamente proibida!
proibida
T1
Molécula de Oxigênio
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Como tirar proveito disto?
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OUTRA FORMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
(Fluorescence resonance energy transfer (FRET))
S1
Vermelho
Tn
T1
S0
1,27 µm
S0
Molécula
intermediária
T1
Oxigênio
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OUTRA FORMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
(Fluorescence resonance energy transfer (FRET))
S1
Vermelho
FOTONS
Tn
T1
S0
Oxigênio
1,27 µm
S0
Molécula
intermediária
T1
Oxigênio
Molécula intermediária
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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;
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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.
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TERAPIA FOTODINÂMICA
Tecido
PARÂMETROS:
• Concentração do fotosensibilizador
• Concentração de Oxigênio
HPD
Oxigênio
triplete
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TERAPIA FOTODINÂMICA
Tecido
PARÂMETROS:
• Concentração do fotosensibilizador
• Concentração de Oxigênio
Fóton λ = 632 nm
HPD
• Fluência
Oxigênio
triplete
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TERAPIA FOTODINÂMICA
Tecido
PARÂMETROS:
• Concentração do fotosensibilizador
• Concentração de Oxigênio
• Fluência
Transferência de
energia
não radioativa
HPD
Oxigênio
triplete
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TERAPIA FOTODINÂMICA
Tecido
PARÂMETROS:
• Concentração do fotosensibilizador
• Concentração de Oxigênio
• Fluência
HPD
Oxigênio
singlete
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TERAPIA FOTODINÂMICA
Tecido
PARÂMETROS:
• Concentração do fotosensibilizador
• Concentração de Oxigênio
• Fluência
HPD
Oxigênio
singlete
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TERAPIA FOTODINÂMICA
PARÂMETROS DE CONTROLE:
• Concentração do foto sensibilizador
•Tipo do foto sensibilizador
• Concentração de Oxigênio (hiperóxia – hiperbárica)
• Fluência (joules/cm2)
•Via de acesso X instrumental
•Laser ou luz térmica
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