Att skicka små droppar till en tumör och få dem förångade med fokuserat ultraljud:Det kan vara ett nytt sätt att spåra en tumör eller leverera läkemedel lokalt. Forskare vid University of Twente demonstrerar nu ett nytt fenomen som utlöser droppförångning:Det sker vid den exakta akustiska resonansfrekvensen och orsakar snabb och effektiv sänkning av trycket inuti droppen, tills under tröskelvärdet för förångning. Forskningsresultaten publiceras i Fysiska granskningsbrev .

Mikrodroppar, stabiliseras med ett tunt skal, kan visualiseras i blodomloppet med hjälp av ultraljud. De har ett växande antal medicinska tillämpningar inom bildbehandling och terapi. dropparna, dock, är för stora för att invadera en tumör. Mindre nanoskala droppar kan göra detta. Genom att leda dem till tumören och förånga dem på plats, de resulterande bubblorna kan ha en terapeutisk effekt inuti tumören. Förångning kan vanligtvis tyckas vara ett fysiskt fenomen som allt redan är känt om, men UT-forskarna visar nu en ny mekanism baserad på resonans, som i fallet med kristallglasbrott orsakade av ljudet av en specifik sångton. Det är vid resonansfrekvensen som förångning kan styras och förstärkas. Forskningen gjordes med hjälp av droppar av fluorkolväten (HFC), med låg kokpunkt.

I praktiken, förångning är svår att kontrollera, eftersom kärnbildningspunkter behövs. Dessa är triggers för förångning. Den drastiska sänkningen av trycket som sker vid resonans - sex gånger lägre än i den omgivande vätskan - orsakar en dramatiskt högre förångningssannolikhet. Resonanseffekten orsakas av skillnaden i ljudets hastighet – inuti fluorkolvätet, den är mycket lägre än i vattnet eller vävnaden som omger den.

Rätt ögonblick

Genom att skicka en akustisk våg till dropparna, forskarna visar hur förångning utlöses. Denna mycket kontrollerade förångning kan introducera nya sätt att behandla tumörer. Föreställ dig att slå på förångningen, det ögonblick då droppen har invaderat tumören:Detta kan skada tumören som orsakas av den våldsamma förångningsprocessen. Det kan också användas för att leverera läkemedel i tumören lokalt och exklusivt, utan biverkningar i resten av kroppen.

Förutom medicinska tillämpningar, de nya insikterna om resonansstyrd förångning kan vara viktiga i energilagrings- eller förbränningsprocesser.

Pappret, "Högfrekvent akustisk droppförångning initieras av resonans, " av Guillaume Lajoinie, Tim Segers och Michel Versluis, publicerades i Fysiska granskningsbrev .