Valutazione numerica di riflessione e rifrazione di onde elettromagnetiche piane con applicazioni di interesse per la fotobiomodulazione di mitocondri isolati.

Abstract

In questa tesi viene presentato lo studio di un simulatore elettromagnetico, sviluppato in linguaggio informatico C++, in grado di risolvere problemi di incidenza obliqua di onde elettromagnetiche piane, su interfacce piane, tra due mezzi omogenei. Questo studio ha come applicazione più generale la fotobiomodulazione (PBM) di mitocondri isolati. La PBM è la disciplina che si occupa di descrivere gli effetti biologici, indotti da radiazioni ottiche e nel vicino infrarosso, sulle cellule. L’interazione tra luce e cellule non vegetali produce effetti biologici benefici tra i quali la modulazione del dolore, dell’infiammazione e dei processi di guarigione e riparazione dei tessuti. Lo sviluppo di questo simulatore permette di tener conto di errori che finora non erano mai stati considerati nel contesto della fotobiomodulazione. Ad esempio, imprecisioni dovute al puntamento della sorgente delle radiazioni elettromagnetiche, insieme a possibili errori dovuti alla presenza di interfacce non piane tra mezzi omogenei. I test effettuati in conclusione del lavoro hanno confermato il corretto funzionamento del simulatore elettromagnetico elaborato, che può essere utilizzato per sviluppi futuri nell’ambito della fotobiomodulazione di mitocondri isolati.

This thesis presents the study of an electromagnetic simulator, developed in C++ computer language, capable of solving oblique incidence problems of plane electromagnetic waves, on plane interfaces, between two homogeneous media. This study has as its most general application the photobiomodulation (PBM) of isolated mitochondria. PBM is the discipline that deals with describing the biological effects, induced by optical and near-infrared radiation, on cells. The interaction between light and non-plant cells produces beneficial biological effects including modulation of pain, inflammation, and tissue healing and repair processes. The development of this simulator allows to take into account errors that until now had never been considered in the context of photobiomodulation. For example, inaccuracies due to the pointing of the source of electromagnetic radiation, together with possible errors due to the presence of non-flat interfaces between homogeneous media. The tests carried out at the end of the work confirmed the correct functioning of the developed electromagnetic simulator, which can be used for future developments in the photobiomodulation of isolated mitochondria.