Impact of the Cell-Spread and Ablation Imaging Technique on Irreversible Electroporation of MCF-7-seeded Hydrogels

不可逆电穿孔 自愈水凝胶 烧蚀 电穿孔 体内 材料科学 生物医学工程 生物物理学 同种类的 化学 医学 生物 内科学 高分子化学 生物技术 物理 基因 热力学 生物化学
作者
C. E. Vera Tizatl,M. A. Vega López,A. Vera,L. A. Leija Salas,A. L. Vera Tizatl
标识
DOI:10.1109/gmepe/pahce62423.2024.10534707
摘要

Tumor ablation may be achieved by irreversible electroporation (IRE) as a non-thermal, minimally-invasive procedure. Particularly, malignant breast tumors are an important tissue to target by IRE. This work presents MCF-7-seeded hydrogels as an analogue framework to in vivo tumors to evaluate the effects of IRE in breast cancer. The experimental ablation extent was imaged in a small surface (1.2 mm x 1.0 mm) in the center of the hydrogel by epifluorescence microscopy. The ablation extent in the complete hydrogels was solved through a computational model considering a homogeneous hydrogel surrounding a central block of MCF-cells heterogeneously spread within extracellular matrix. The electric field distribution revealed that 82% of the hydrogel undergoes more than 400 V/cm and is hence likely to achieve IRE. This distribution was contrasted against the experimental cell-death extent to determine the electric field threshold for IRE of MCF-7 cells as 549.16 V/cm (heterogeneous block) and 728.61 V/cm (homogeneous hydrogel) which are consistent with the values reported for liver, and pancreatic tumors in vivo.
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