Resumen

Photodynamic therapy (PDT) is a modern therapeutic method, which uses light activated drug that can be used topically to treat a number of non-melanoma skin cancers (NMSC) and precancers. PDT key components include the presence of a photosensitizer, oxygen, and light (within the absorption spectrum of the photosensitizer). Current clinical practice utilizes topical photosensitizers that are precursors of protoporphyrin IX (PpIX). The purpose of this work is to report quantitatively the effect of using Protoporphyrin IX as a photosensitizer on tumor dose enhancement when the skin tissue is irradiated by a typical 630 nm red light laser source. For this, the transport of light in turbid biological media such as human skin was modeled using the stochastic method called Monte Carlo. It was used a custom Monte Carlo simulation algorithm of a multi-layered skin model in the presence of a superficial tumor volume. The results of such simulations indicate dose improvement factor increases linearly with concentration and decreases with doubling of tumor volume. RESUMEN. La terapia fotodinámica (PDT) es un tratamiento moderno, el cual utiliza la luz para activar un agente fotosensibilizador, este tratamiento es utilizado para tratar los carcinomas cutáneos no-melanoma (NMSC) y precánceres. Los componentes claves de la PDT son el fotosensibilizador, el oxígeno y la luz (dentro del espectro de absorción del fotosensibilizador). La práctica clínica actual utiliza fotosensibilizadores que son precursores de la Protoporfirina IX (PpIX). El propósito de este trabajo es reportar cuantitativamente el incremento de dosis en tumor con el fotosensibilizador PpIX cuando el tejido de la piel es irradiado con una fuente láser de luz roja a 630 nm. De este modo, el transporte de luz en tejido biológico turbio, como es el caso de la piel humana, fue modelado usando el método estocástico de Monte Carlo. Se utilizó un código genérico de Monte Carlo para simular un modelo multicapas de tejido biológico en presencia de un tumor superficial. Los resultados de las simulaciones indican un aumento lineal en el factor de incremento de dosis con la concentración de PpIX y una reducción al duplicar el volumen del tumor.

Palabras clave: Terapia Fotodinámica, Protoporfirina IX, Monte Carlo, Dosis.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Planteamiento del problema

Capítulo 3. Objetivos

Capítulo 4. Marco teórico

Capítulo 5. Materiales y métodos

Capítulo 6. Resultados y discusión

Capítulo 7. Conclusiones

Capítulo 8. Perspectivas y trabajo a futuro

Referencias

Anexo A. El código en MATLAB que se creó para graficar la absorbancia respecto a la concentración dada una longitud de onda

Anexo B. El código para obtener la simulación Monte Carlo donde se cuantifica la energía depositada en el tumor y las capas de tejido sano

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Munguía Siu, A. 2020. Estimación del incremento de dosis en la Terapia Fotodinámica para el tratamiento de carcinomas cutáneos no-melanomas mediante el fotosensibilizador Protoporfirina IX. Tesis Licenciatura. Ingeniería Biomédica. Departamento de Ingeniería en Computación, Electrónica y Mecatrónica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2020.