مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - شبيه سازي پروتكل درمان سرطان به روش هايپرترميا با استفاده از ليزر در حضور نانوذرات و با اعمال اثر رگ هاي خوني

چكيده فارسي :

مقدمه در ساليان اخير، استفاده از نانوساختارها در گرمادرماني به عنوان عواملي كه بتوانند به صورت اختصاصي تنها در سلول هاي توموري تجمع يابند و به عنوان مبدل انرژي، انرژي تابيده شده را در سلول هاي توموري به گرما تبديل كنند، به شدت مورد توجه بوده است. روش بررسي در اين مقاله مدل رياضي و شبيه سازي كامپيوتري كاملي براي تحليل حرارتي در هايپرترميا به وسيله ليزر و با حضور نانوذرات طلا ارايه شده است. همچنين به بررسي تاثير توزيع غيريكنواخت نانوذرات و حضور عروق خوني در بافت تومور بر روي توزيع دما پرداخته شده است. در مدل ارايه شده از معادله انتقال جرم براي محاسبه توزيع نانوذرات در بافت و همچنين از قانون بير - لامبرت به منظور محاسبه توزيع انتشار نور ليزر در بافت استفاده شده است. مدلسازي انتقال حرارت در بافت زنده با استفاده از مدل پنس و با لحاظ كردن اثر خنك كنندگي رگ هاي شاخص حرارتي انجام شده است. همچنين براي محاسبه سرعت جريان خون در رگ از معادلات پيوستگي و ناوير - استوكس استفاده شده است. در نهايت، شبيه سازي براي يك تومور زيرپوستي با ابعاد مشخص در نرم افزار كامسول انجام شده است. يافته ها نتايج نشان مي دهد كه درنظر گرفتن توزيع غيريكنواخت براي نانوذرات و لحاظ كردن رگ هاي شاخص حرارتي در مدل، توزيع دما را به ميزان قابل توجهي تحت تاثير قرار مي دهد و درنتيجه درنظر گرفتن آن ها به منظور پيش بيني هرچه دقيق تر توزيع دما ضروري مي باشد. اعتبارسنجي شبيه سازي برهم كنش ليزر - بافت در حضور رگ و در غياب نانوذرات با مقايسه نتايج شبيه سازي با نتايج آزمايش روي فانتوم ارايه شده در مقالات، انجام شده است كه اين مقايسه حاكي از دقت قابل قبول محاسبات مي باشد. نتيجه گيري نتايج حاصل مي تواند در ارزيابي اثر عوامل مختلف بر نتيجه درمان و به تبع آن دستيابي به پروتكل هاي مناسب براي انجام هايپرترمياي كم خطر با هدف از بين بردن بافت سرطاني بدون آسيب رساندن به بافت سالم نقش موثري ايفا كند.