بهينه‌سازي پارامترهاي درمان تومورهاي ساركوماي بافت نرم به روش الكتروپوريشن بازگشت ناپذير

مقدمه: الكتروپوريشن روشي مؤثر براي هدايت داروهاي درماني (از جمله داروهاي شيمي درماني) به داخل سلول‌هاي زنده است كه به كاهش حجم و درمان مورد نظر در بافت مي‌انجامد. كارايي اين روش، وابسته به انتخاب بهينه‌ي پارامترهاي شكل موج تخريك است. اين مطالعه، در جهت بهينه‌سازي پارامترهاي درمان تومورهاي ساركوم بافت نرم با روش الكتروپوريشن بازگشت ناپذير انجام گرفت. روش‌ها: هندسه‌ي بافت و تومور در نرم‌افزار Mimics از تصاوير MRI (Magnetic resonance imaging) تومور و بافت‌هاي سالم اطراف آن استخراج شد. سپس، با استفاده از نرم‌افزار CAD-fix، تبديل هندسه‌ي حاصل از نرم‌افزار Mimics به هندسه‌ي قابل استفاده در نرم‌افزار المان محدود (COMSOL Multiphysics) انجام شد. به منظور حل معادلات مربوط (معادله‌ي Laplace و معادله‌ي بيوگرمايي) به روش المان محدود، از نرم‌افزار FEMLAB نسخه‌ي 4/4 استفاده شد. همچنين، از FEMLAB جهت برآورد توابع هدف در قسمت بهينه‌سازي نيز استفاده شد و به منظور بهينه‌سازي هندسه‌ي الكترودهاي مورد استفاده در الكتروپوريشن بازگشت ناپذير، از الگوريتم ژنتيك بهره جستيم. كد الگوريتم ژنتيك با استفاده از نرم‌افزار MATLAB نسخه‌ي 7.10.0 نگارش شد. يافته‌ها: شدت ميدان الكتريكي اعمالي به تومور با افزايش ولتاژ اعمالي به الكترودها افزايش يافت و بيشترين شدت توزيع ميدان الكتريكي، با اختلاف پتانسيل 4000 ولتي مشاهده شد. با تغيير عمق ورود الكترود در بافت، فاصله‌ي بين الكترودها و همچنين ضخامت الكترودها، ميانگين شدت ميدان الكتريكي توزيعي در بافت دچار تغيير شد. با وجود ميدان الكتريكي بالا در ناحيه‌ي تومورال، ميانگين توزيع حرارتي در تومور فقط در حد چند درجه‌ي سانتي‌گراد نسبت به حالت معمول (37 درجه‌ي سانتي‌گراد) افزايش يافت؛ گرچه در نقاط نزديك به انتهاي الكترودها، امكان افزايش حرارت تا 600 درجه‌ي سانتي‌گراد نيز بود. نتيجه‌گيري: با استفاده از مدل‌سازي عددي و لحاظ هندسه‌ي واقعي بافت و تومور مي‌توان پارامترهاي بهينه‌ي مؤثر در درمان‌هاي الكتروپوريشن بازگشت ناپذير را براي كنترل رشد تومور و كنترل آسيب به بافت‌هاي سالم محاسبه كرد.