Potential applications of tandem shock waves in cancer treatment

0310673 - ÚFP 2010 RIV US eng C - Conference Paper (international conference)
Šunka, Pavel - Stelmashuk, Vitaliy - Beneš, J. - Poučková, P. - Králová, Jarmila
Potential applications of tandem shock waves in cancer treatment.
[Potenciální využití tandemových rázových vln k léčení rakovin.]
2007 IEEE Pulsed Power Conference. New York: IEEE, 2008 - (Schamiloglu, E.; Peterkin, F.), s. 1074-1078. ISBN 978-1-4244-0913-6.
[2007 IEEE Pulsed Power Conference. Albuquerque, New Mexico (US), 17.06.2007-22.06.2007]
R&D Projects: GA ČR GA202/05/0685
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20430508; CEZ:AV0Z50520514
Keywords : Tandem shock waves * cavitations * secondary shocks * cells injoury
Subject RIV: BL - Plasma and Gas Discharge Physics
http://ieeeppc.omnibooksonline.com/

We have developed a generator of two successive shock waves focused to a common focal point–tandem shocks. Time interval between the two shocks can be varied. It was found that acoustical inhomogeniety created in water by the first wave strongly modifies propagation of the second wave. We have measured waveforms of the second wave at the focus for different time intervals after the first wave. In short times (5-20 ms) the second wave reaches the focus as a rarefaction wave producing a large number of cavitations. Amplitude of the wave gradually decreases with the increasing time delay. Schlieren photos show very complex pressure field at the focal region. For a longer time delay (50-500ms) the second wave is almost totally damped at the focus. Propagation of the second pressure wave is reestablished only for very long time intervals (0,7 – 2 ms) when cavitations produced by the first wave are quenched.

Vyvinuli jsme generátor dvou po sobě následujících rázových vln fokusovaných do společného ohniska – tandemové rázové vlny. Časový interval mezi vlnami může být měněn. Zjistili jsme, že akustická nehomogenita vytvářená ve vodě první vlnou podstatně mění šíření druhé vlny Změřili jsme, že při malých zpožděních (5 – 20 micro s) druhá vlna přichází do ohniska jako vlna zředění vytváří mnoho kavitací. Se zvětšujícím se zpožděním amplituda druhé postupně klesá. Pro delší časové zpoždění (50 – 500 micro s) je druhá vlna téměř zcela utlumena. Šíření druhé vlny jako tlakové se obnovuje pro časová zpoždění 0,7 – 2 ms. Bylo zjištěno, že expozice nádorových buněk tandemovými rázovými vlnami vede k pomalejšímu růstu nádorů laboratorních myší.Mikroskopická analýza exponovaných buněk ukázala, že při malém počtu rázů dochází k perforaci buněčných membrán. Při velkém počtu rázů je většina buněk mechanicky rozrušena. Při 350 rázech přežívá jen 8% buněk.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0162463