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Microparticules magnétiques thérapeutiques pour la chimio-embolisation ciblée du foie

Pierre Pouponneau

PhD thesis (2011)

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Cite this document: Pouponneau, P. (2011). Microparticules magnétiques thérapeutiques pour la chimio-embolisation ciblée du foie (PhD thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/522/
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Abstract

RÉSUMÉ Cette thèse présente un vecteur thérapeutique pour le traitement des tumeurs du foie basé sur une nouvelle méthode de ciblage magnétique. Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est le cancer le plus fréquent dans le foie. Il est la troisième cause de mortalité reliée à un cancer. Sa fréquence augmente à travers le monde et le pronostic reste sombre (mortalité dans les 3 à 6 mois) malgré de multiples recherches. Environ 70 % des patients ne peuvent recevoir que des traitements palliatifs et la chimio-embolisation demeure l’approche la plus efficace. Cette procédure combine deux techniques: la chimiothérapie avec l’injection par cathéter d’un agent anticancéreux et l’embolisation des vaisseaux sanguins par des microparticules provoquant une ischémie de la tumeur. Afin de maximiser son efficacité et de limiter ses effets secondaires, ce traitement doit être ciblé au niveau de la tumeur. Cependant, le ciblage est actuellement limité par le positionnement du cathéter à plusieurs bifurcations des vaisseaux sanguins en amont de la tumeur. Comme la distribution des agents chimio-embolisants n’est pas contrôlée, il en résulte une atteinte des cellules saines. La navigation par résonance magnétique (‘magnetic resonance navigation’ (MRN)) a été récemment proposée comme une nouvelle méthode de ciblage magnétique des tumeurs. Elle consiste à contrôler la direction d’un corps ferromagnétique en temps réel selon une trajectoire prédéterminée dès son injection dans un réseau vasculaire jusqu’à la zone d’intérêt grâce à un appareil d’imagerie par résonance magnétique (IRM). La navigation dépend du gradient magnétique, du volume et de la magnétisation à saturation (Ms) du dispositif thérapeutique ainsi que des paramètres physiologiques du réseau vasculaire ciblé. Deux bobines de gradient de 400 mT m-1 sont placées dans l’IRM afin de guider des corps à l’échelle micrométrique. L’hypothèse de recherche de cette thèse est qu’il est possible de réaliser un vecteur thérapeutique compatible avec les contraintes de la chimio-embolisation du foie et de la MRN au niveau de l’artère hépatique pour cibler les lobe gauche/droit du foie. Ce vecteur, appelé ‘therapeutic magnetic microcarriers’ (TMMC), est chargé avec un agent anticancéreux et des nanoparticules magnétiques. Il a été conçu en prenant en considération les paramètres physiologiques du lapin, modèle animal choisi pour évaluer la MRN in vivo.----------ABSTRACT The proposed project introduces a therapeutic vector for the liver tumor treatment based on a new magnetic targeting strategy. Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common liver tumor and it is the third cause of cancer-related death. The incidence of HCC is increasing worldwide and its prognostic remains poor (death within 3 to 6 months) despite intensive researches. Approximately 70% of the patients can receive only palliative treatments and chemoembolization is the most efficient approach. This intervention combines two treatment modalities: the chemotherapy with the injection of an antitumor drug, and the embolization of the blood vessels with microparticles, inducing an ischemia of the tumor. To optimize the efficiency and to reduce the secondary effects, this treatment should be targeted on the tumor. However, this targeting is actually limited by the placement of the catheter used for the injection of the cytotoxic agent in the blood vessels at several bifurcations upstream of the tumor. Since the distribution of the chemoembolizing agent cannot be controlled, healthy cells are also affected by the treatment. Magnetic resonance navigation (MRN) has been recently proposed as a new method for the magnetic targeting of tumors. This method aims at controlling the direction of a ferromagnetic body in real time along a pre-planned trajectory from its release in the vascular network to the region of interest with a magnetic resonance imaging (MRI) scanner. MRN depends on the magnetic gradient, the volume and the saturation magnetization (Ms) of the therapeutic device and the physiological properties of the vascular network being targeted. An insert of gradient coils of 400 mT m-1 is placed in the MRI system to steer micro scale devices. The hypothesis of this thesis is that it is possible to design a therapeutic vector compatible with the constraints of liver chemoembolization and MRN in the hepatic artery to target the right/left lobe of the liver. This vector, referred to as therapeutic magnetic microcarriers (TMMC) is loaded with an antitumor drug and magnetic nanoparticles. It was designed by taking into consideration the rabbit physiological parameters, the rabbit being the animal model chosen for the in vivo MRN experiments.

Open Access document in PolyPublie
Department: Institut de génie biomédical
Dissertation/thesis director: Sylvain Martel and Jean-Christophe Leroux
Date Deposited: 16 Aug 2011 15:45
Last Modified: 27 Jun 2019 16:49
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/522/

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