Envoyer de minuscules gouttelettes vers une tumeur et les faire vaporiser à l'aide d'ultrasons focalisés :cela pourrait être une nouvelle façon de tracer une tumeur ou d'administrer des médicaments localement. Des chercheurs de l'Université de Twente démontrent maintenant un nouveau phénomène déclenchant la vaporisation des gouttelettes :il se produit à la fréquence exacte de résonance acoustique et provoque une baisse rapide et efficace de la pression à l'intérieur de la gouttelette, jusqu'en dessous de la valeur seuil de vaporisation. Les résultats de la recherche sont publiés dans Lettres d'examen physique .

Micro gouttelettes, stabilisé à l'aide d'une coque mince, peut être visualisé dans la circulation sanguine à l'aide d'ultrasons. Ils ont un nombre croissant d'applications médicales en imagerie et en thérapie. Les gouttelettes, cependant, sont trop gros pour envahir une tumeur. Des gouttelettes nanométriques plus petites peuvent le faire. En les guidant vers la tumeur et en les vaporisant sur place, les bulles résultantes peuvent avoir un effet thérapeutique à l'intérieur de la tumeur. La vaporisation peut typiquement sembler un phénomène physique dont tout est déjà connu, mais les chercheurs de l'UT démontrent maintenant un nouveau mécanisme basé sur la résonance, comme dans le cas des bris de verre en cristal provoqués par le son d'une note chantée spécifique. C'est à la fréquence de résonance que la vaporisation peut être guidée et amplifiée. La recherche a été effectuée à l'aide de gouttelettes d'hydrofluorocarbures (HFC), avec un point d'ébullition bas.

En pratique, la vaporisation est difficile à contrôler, car des points de nucléation sont nécessaires. Ce sont les déclencheurs de la vaporisation. L'abaissement drastique de la pression qui se produit à la résonance - six fois plus faible que dans le fluide environnant - provoque une probabilité de vaporisation considérablement plus élevée. L'effet de résonance est causé par la différence de vitesse du son à l'intérieur du fluorocarbure, il est beaucoup plus bas que dans l'eau ou les tissus qui l'entourent.

Le bon moment

En envoyant une onde acoustique aux gouttelettes, les chercheurs démontrent comment la vaporisation est déclenchée. Cette vaporisation hautement contrôlée peut introduire de nouvelles façons de traiter les tumeurs. Imaginez allumer la vaporisation, le moment où la gouttelette a envahi la tumeur :Cela peut endommager la tumeur causée par le processus de vaporisation violent. Il peut également être utilisé pour délivrer des médicaments dans la tumeur localement et exclusivement, sans effets secondaires dans le reste du corps.

Outre les applications médicales, les nouvelles connaissances sur la vaporisation guidée par résonance pourraient être importantes dans les processus de stockage d'énergie ou de combustion.

Le papier, "La vaporisation acoustique à haute fréquence des gouttelettes est initiée par résonance, " par Guillaume Lajoinie, Tim Segers et Michel Versluis, a été publié dans Lettres d'examen physique .