Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 68-83.

Most cancers of the oral cavity are oral squamous cell carcinomas (OSCC), and
tobacco, alcohol and betel use the main risk factors for these and many potentially
malignant lesions (PML). The main high risk groups are older adult males who use
tobacco and alcohol. It is expected that early diagnosis of PML can reduce
mortality.
Early diagnosis of OSCC can speed proceeding to treatment and can improve the
prognosis. This requires patients to seek an oral and dental examination at an early
stage. Histopathological analysis of surgical biopsy is still the gold standard for
oral cancer diagnosis. However, the histopathological analysis is time-consuming,
and the results mainly depend on the subjective judgment of pathologists. In
addition, precancerous lesions may occur in hidden anatomical sites such as the
crypts at the base of the tongue, making it difficult for the precise diagnosis of the
lesion sites based on the histological examination of surgical biopsy.
Standard clinical imaging methods, such as computed tomography, magnetic
resonance imaging (MRI), and ultrasound provide basic information about tumor
location, size, and spreading. However, these methods are not good enough to
distinguish the small size (<0.5 cm) tumors, as well as benign and malignant
tumors. Therefore, the development of highly sensitive and specific as well as
minimum invasive diagnostic approaches for oral cancer is urgent.
Nanoparticles have been studied and applied in the field of tumor diagnosis and
treatment and have attracted attention as contrast agents to enhance imaging of oral
cancer, yet, these methods do not affect clinical practice. Due to the remarkable
properties of gold nanoparticles, they are considered as a potential tool for cancer
diagnosis and drug delivery applications.
61
Summary
The method is based on measuring the reflected light from a tissue (diffusion
reflection-DR) following the introduction of gold nanoparticles (GNPs). As GNPs
absorb light in the red to infra-red spectrum, illumination with red color laser beam
will yield a decrease in the reflected light compared to a tissue without gold
nanoparticles.
The aim of the present study was to exploit the ability of gold nanoparticles
(AuNPs) to undergo coupled surface plasmon resonance when closely spaced to
improve diagnosing squamous cell carcinoma of the tongue. The prepared AuNPs
are characterized by UV-VIS spectroscopy, dynamic light scattering, Fourier
transform infrared spectroscopy, and transmission electron microscopy. The size of
the prepared AuNPs is 12±2nm with narrow size distributions and exhibited high
stability with a zeta potential of -16.5 mV. The light fluorescence of the normal
and cancer cells is recorded before and after NPs addition using a spectrometer
upon excitation by 405-nm laser irradiation. Furthermore, the light reflectance of
the examined samples is measured at different laser wavelengths (red to NIR
region).
The main results of the study revealed that:
The cancer cells mixed with AuNPs produce a higher fluorescence peak at 489.2
nm than the cancer cells without AuNPs. Moreover, the optical diffuse reflectance
analyses reveal that the addition of AuNPs enhances cancer detection especially at
the 635-nm irradiation with sensitivity (94%), specificity (87%), and overall
accuracy (91%). Based on our results we recommend for further studies on larger
patients and longer period of follow up to emphasize our conclusion.

يعتبرسرطان الخلايا الحرشفية الفموي من أكثر أنواع سرطانات تجويف الفم شيوعا، ويعد استخدام التبغ والكحول من عوامل الخطر الرئيسية لهذا المرض. الفئات الرئيسية المعرضة للخطر هم كبار السن من الذكور. من المتوقع أن يؤدي التشخيص المبكر إلى تقليل معدل الوفيات.
يمكن للتشخيص المبكر لسرطان الخلايا الحرشفية الفموي أن يسرع من متابعة العلاج ويمكن أن يحسن التشخيص. هذا يتطلب من المرضى أن يطلبوا فحص الفم والأسنان في مرحلة مبكرة.
لا يزال التحليل التشريحي للخزعة الجراحية هو المعيار الذهبي لتشخيص سرطان الفم. ومع ذلك ، فإن تحليل الأنسجة المرضية يستغرق وقتًا طويلاً ، وتعتمد النتائج بشكل أساسي على الحكم الذاتي لأخصائيي علم الأمراض. بالإضافة إلى ذلك ، قد تحدث الآفات محتملة التسرطن في مواقع تشريحية مخفية مثل التجاويف الموجودة في قاعدة اللسان ، مما سيؤدي الي صعوبة التشخيص الدقيق لمواقع الآفة.
توفر طرق التصوير الإكلينيكي، مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي والموجات فوق الصوتية ، معلومات أساسية حول موقع الورم وحجمه وانتشاره. ومع ذلك ، فإن هذه الطرق ليست جيدة بما يكفي لتمييز الأورام الصغيرة الحجم (<0.5 سم)، وكذلك الأورام الحميدة والخبيثة. لذلك، من الضرورري تطوير طرق تشخيصية عالية الحساسية ومحددة وكذلك الحد الأدنى من التدخل الجراحي لسرطان الفم.
تمت دراسة الجسيمات النانوية وتطبيقها في مجال تشخيص الأورام وعلاجها وقد جذبت الانتباه كعوامل تباين لتحسين تصوير سرطان الفم ، ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب لا تؤثر على الممارسة السريرية. نظرًا للخصائص الرائعة لجسيمات الذهب النانوية ، فإنها تعتبر أداة محتملة لتشخيص السرطان وتطبيقات توصيل الأدوية.
تعتمد الطريقة على قياس الضوء المنعكس من الانسجه بعد إدخال جزيئات الذهب النانوية. نظرًا لأن جزيئات الذهب النانوية تمتص الضوء في الطيف من الأحمر إلى الأشعة تحت الحمراء ، فإن الإضاءة بشعاع ليزر اللون الأحمر ستؤدي إلى انخفاض في الضوء المنعكس مقارنة بالأنسجة التي لا تحتوي على جزيئات الذهب النانوية.
كان الهدف من هذه الدراسة هو استغلال قدرة الجسيمات النانوية الذهبية على الخضوع للرنين السطحي المقترن بالبلازمون عند تباعدها عن كثب لتحسين تشخيص سرطان الخلايا الحرشفية في اللسان.
تتميز جزيئات الذهب النانوية المعدة بالتحليل الطيفي للأشعة المرئية وفوق البنفسجية ، وتشتت الضوء الديناميكي ، وجهاز "فورييه" لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء، ، والمجهر الإلكتروني النافذ. حجم جزيئات الذهب المحضر هو 12 ± 2 نانومتر بتوزيعات ضيقة الحجم وأظهر ثباتًا عاليًا مع جهد زيتا تبلغ -16.5 مللي فولت. يتم تسجيل الاضاءه الفلوريه للخلايا السرطانية والعادية قبل وبعد إضافة الجزيئات النانوية باستخدام مقياس طيف عند الإثارة بواسطة شعاع الليزر 405 نانومتر. علاوة على ذلك ، يتم قياس انعكاس الضوء للعينات التي تم فحصها بأطوال موجات ليزر مختلفة (أحمر إلى منطقة NIR)..
أظهرت النتائج الرئيسية للدراسة ما يلي:
تنتج الخلايا السرطانية الممزوجة بجزيئات الذهب النانوية اضاءه فلوريه أعلى عند 489.2 نانومتر من الخلايا السرطانية التي لا تحتوي على جزيئات الذهب النانوية . علاوة على ذلك ، تكشف تحليلات انعكاس الانتشار البصري أن إضافة جزيئات الذهب النانوية تعزز اكتشاف السرطان خاصة عند إشعاع 635 نانومتر مع الحساسية (94٪) والنوعية (87٪) والدقة الكلية (91٪).
أظهر اختبار ANOVA أن البيانات التي تم الحصول عليها أظهرت نتائج معنوية عالية لجميع مجموعات الأطوال الموجية حيث بلغت قيمة p <0.0001.
بناءً على نتائجنا ، نوصي بإجراء مزيد من الدراسات على المرضى الأكبر حجمًا وفترة المتابعة الأطول للتأكيد على استنتاجنا.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.