Inviare minuscole goccioline a un tumore e farle vaporizzare usando ultrasuoni focalizzati:potrebbe essere un nuovo modo per tracciare un tumore o somministrare farmaci localmente. I ricercatori dell'Università di Twente ora dimostrano un nuovo fenomeno che innesca la vaporizzazione delle goccioline:avviene all'esatta frequenza di risonanza acustica e provoca un abbassamento rapido ed efficiente della pressione all'interno della goccia, fino al di sotto del valore di soglia per la vaporizzazione. I risultati della ricerca sono pubblicati in Lettere di revisione fisica .

micro gocce, stabilizzato con un guscio sottile, può essere visualizzato nel flusso sanguigno mediante ultrasuoni. Hanno un numero crescente di applicazioni mediche nell'imaging e nella terapia. Le goccioline, però, sono troppo grandi per invadere un tumore. Goccioline su nanoscala più piccole possono farlo. Guidandoli al tumore e vaporizzandoli sul posto, le bolle risultanti possono avere un effetto terapeutico all'interno del tumore. La vaporizzazione può sembrare tipicamente un fenomeno fisico di cui si sa già tutto, ma i ricercatori UT ora dimostrano un nuovo meccanismo basato sulla risonanza, come nel caso delle rotture del cristallo causate dal suono di una specifica nota cantata. È alla frequenza di risonanza che la vaporizzazione può essere guidata e amplificata. La ricerca è stata condotta utilizzando goccioline di idrofluorocarburi (HFC), con un punto di ebollizione basso.

In pratica, la vaporizzazione è difficile da controllare, poiché sono necessari punti di nucleazione. Questi sono i trigger per la vaporizzazione. Il drastico abbassamento della pressione che si verifica alla risonanza, sei volte inferiore rispetto al fluido circostante, provoca una probabilità di vaporizzazione notevolmente superiore. L'effetto di risonanza è causato dalla differenza nella velocità del suono:all'interno del fluorocarbon, è molto più basso che nell'acqua o nel tessuto che lo circonda.

Il momento giusto

Inviando un'onda acustica alle goccioline, i ricercatori dimostrano come viene attivata la vaporizzazione. Questa vaporizzazione altamente controllata può introdurre nuovi modi di trattare i tumori. Immagina di accendere la vaporizzazione, nel momento in cui la gocciolina ha invaso il tumore:questo può danneggiare il tumore causato dal violento processo di vaporizzazione. Può anche essere utilizzato per somministrare farmaci nel tumore localmente ed esclusivamente, senza effetti collaterali nel resto del corpo.

Oltre alle applicazioni mediche, le nuove intuizioni sulla vaporizzazione guidata dalla risonanza potrebbero essere importanti nello stoccaggio di energia o nei processi di combustione.

La carta, "La vaporizzazione delle goccioline acustiche ad alta frequenza viene avviata dalla risonanza, " di Guillaume Lajoinie, Tim Segers e Michel Versluis, è stato pubblicato in Lettere di revisione fisica .