Terapia fotodynamiczna nowotworów upigmentowanych. Modelowanie własności optycznych melaniny metodami Monte Carlo

• Autorzy: Matuszak Z. , Sawow A. , Wasilewska-Radwańska M.

Warianty tytułu

EN

Photodynamic therapy of pigmented tumors. Computer modelling of optical properties of synthetic melanin with the use of Monte Carlo method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z użyciem metody Monte Carlo wykonano symulacje krzywej absorpcji wodnych roztworów DOPA-melaniny i porównano z krzywymi otrzymanymi doświadczalnie. Własności optyczne pojedynczych cząsteczek melaniny traktowanych jako sfery o określonym promieniu zostały obliczone na podstawie teorii Mie,go. Zbadano wpływ rozmiarów cząsteczek melaniny oraz rodzaju generatorów liczb przypadkowych na jakość symulacji krzywych absorpcji metodą Monte Carlo. Stwierdzono dobrą odtwarzalność charakteru zaniku krzywej absorpcji, obie krzywe doświadczalna i wysymulowana miały podobny eksponencjalny charakter zmian intensywności w funkcji długości fali, jednak wartość nachylenia przebiegu dla krzywych wsymulowanych była systematycznie mniejsza.

EN

Monte Carlo (MC) simulations of the absorption curves of the aqueous solution of DOPA-melanin were performed and compared with experiment results. The simulations of the optical properties of individual melanin particles treated as spheres were performed according to the Mie theory. The influence of the melanin particles diameters and the type of the random numbers generators on quality of Monte Carlo simulations was investigated and briefly discussed. The MC simulation gave good reproducibility of the exponential character of absorbance dependence on wave-length, but the inclination of the simulated absorption curve was systematically smaller comparing to experimental one.

Słowa kluczowe

PL

Monte Carlo; DOPA-melanina; absorpcja

EN

Monte Carlo; DOPA-melanin; absorption

• Wydawca: Uniwersytet Jagielloński - Collegium Medicum ; Index Copernicus Sp. z o.o.
• Czasopismo: Bio-Algorithms and Med-Systems
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 1, no. 1/2
• Strony: 237--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr.

Twórcy

autor

Matuszak Z.

• Zakład Fizyki Medycznej, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków, Zakład Fizyki Medycznej, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków

autor

Sawow A.

• Zakład Fizyki Medycznej, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków

autor

Wasilewska-Radwańska M.

• Zakład Fizyki Medycznej, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków

Bibliografia

• 1. Bohren C. F., Huffman D. R.: Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley- Interscience Publ., Wyd. Ros. Mir., Moscow 1986.
• 2. Borland C++5.0: Opis programu. Borland Software Corporation 2003.
• 3. Bridelli M. G.: Self-assembly of melnin studied by laser ligt scattering, Biophys. Chem., 73: 227-239, 1998.
• 4. Chandrasekhar S.: Radiative Transfer: Dover, New York 1960.
• 5. Chedekel M. L.: Photophysics & Photochemistry of Melanin, in Melanin: Its Role in Human Photoprotection, ed. Zeise L., Che dekel M. R., Fitzpatrick T. H., Valdenmar Publ. Comp. Overland Park, Kansas,11-22, 1995.
• 6. Cheong W. F., Prahl S. A., and. Welch A. J.: Review of the Optical Properties of Biological Tissues, IEEE J. Quantum Electronics, 26: 2166-2185, 1990.
• 7. Crippa R., Horak V., Prota G., Svoronos P., Wolfram L.: Chemistry of Melanins, in. The Alkaloids, Acad. Press, Inc., 96(6): 254-312, 1989.
• 8. Felix C. C., Hyde, J. S., Sarna T., & Sealy R.C.: Interactions of Melanin J.S. with Metal Ions. Electron Spin Resonance Evidence for Chelate Complexes of Metal Ions with Free Radicals, J. Am. Chem. Soc. 100: 3922-3926, 1978.
• 9. Graczyk A. (red.): Fotodynamiczna metoda rozpoznawania i leczenia nowotworów, Bellona, Warszawa 1999.
• 10. Huang J. S., Sung J., Eisner M., Moss S. C., Gallas J.: The fractal nature and the dynamics of aggregation of synthetic melanin in low pH aqueous solutions, J. Chem. Phys. 90(1): 25- 29, 1989.
• 11. Jacques S. L.: Light Distributions from Point, Line and Plane Sources handicap Photochemical reactions and Fluorescence in Turbid Biological Tissues, Photochem. Photobiol. 67(1): 23-32, 1998.
• 12. Kukielczak B., Cieszka K. A., Matuszak Z. T., Subczynski W. K.: Experimental Photodynamic Therapy (PDT) of Bomirski Hamster Melanoma using Merocyjanine 540 and Visible Light Part I. Pigmented (ma) line., Curr. Topics in Biophys., 19: 66-70, 1995.
• 13. Lim D. S., Ko S. H., Lee W. Y.: Silkworm-phophorbe a mediated photodynamic theraphy against B16F10 pigmenetd melanoma, J. Photochem. Photobiol. B., 74(1): 1-6, 2004.
• 14. Matuszak Z., Wasilewska-Radwańska M.: Measurement and Computer Modeling of Optical Properties of Synthetic Melanins in Solution, Polish J. Med. Phys & Engn., 6(4): 211-223, 2000.
• 15. Matuszak Z., Wasilewska-Radwańska M.: Melanin as skin and eye photoprotection factor. Theoretical and experimental investigations, Prace Mineralogiczne (Mineralogical Transactions), 89: 47-55, 2000.
• 16. Nofsinger J. B., Forest S. E., Eibest L. M., Gold K. A. and Simon J. D.: Probing the Buiding Blocks of Eumelenin Using Scanning Electron Microscopy, Lgment cell res., 13: 179-184, 2000.
• 17. Urbańska K., Romanowska-Dixon B., Matuszak Z., Oszajca J., Nowak-Śliwińska P., Stochel G.: Indocyanine green as a prospective sensitizer for photodynamic therapy of melanomas, Acta Biochim.Polon. 49: 387-391, 2002
• 18. Young A. R.: Chromophores in human skin, Phys. Med. Biol., 42: 789-802, 1997.
• 19. Wang L. H., Jacques S. L., Zheng L. Q.: MCML-Monte Carlo modeling of light transportation in multi-layered tissues, Comp Methods. Prog. Biomed., 47: 131-146, 1995.
• 20. Wang L. H., Jacques S. L., Zheng L. Q.: CONV- Convolution for responses to a finite diameter photon beam incident on multi-layered tissues, Computer Methods and Programs in Biomedicine, 54: 141-150, 1997.
• 21. Wohlbarst M. L., Walsh A. W. and George G.: Melanin, a unique biological absorber, Appl. Opt. 20: 2184-2186,1981.