تحلیل عددی گرمادرمانی با استفاده از نانو ذرات تحت تأثیر میدان مغناطیسی

Abstract

سرطان بیماری است که از تکثیر غیرطبیعی سلول‌های بدن شروع می‌شود. ژن‌های داخل هر سلول، به آن سلول، دستورهای لازم را صادر می‌کنند. گاهی اوقات این دستورات در یک سلول، مبهم و مغشوش بوده و سلول رفتار غیرطبیعی دارد و پس از مدتی گروهی از سلول‌های غیرطبیعی می‌توانند در خون یا سیستم ایمنی گردش کرده، یا تبدیل به توده یا تومور بدخیم یا سرطان شوند. به همین منظور جهت توقف تولید سلول‌های سرطانی نیاز به روش‌های درمانی می‌باشد. در این تحقیق، بررسی عددی در خصوص اثر گرمادرمانی (افزایش دمای بدن) با استفاده از نانوذرات مغناطیسی، جهت به دست آوردن دمای مطلوب در نقطه خاصی از تومور مدنظر قرار گرفته است. حل عددی برای حل مسئله انتقال گرمای زیستی در دو ناحیه بافت با هندسه کروی و نرخ پرفیوژن خون و متابولیسم بافت ارائه گردیده است. حل تحلیلی، صحت حل عددی را نشان می‌دهد و نتایج پژوهش را مورد تأیید قرار می‌دهد. معادله انتقال حرارت زیستی برای پیش‌بینی افزایش دما با توجه به مشخصه‌های نانوذرات مغناطیسی، میدان مغناطیسی و خصوصیات بافت به کار می‌رود. نتایج نشان می‌دهد که قدرت میدان مغناطیسی AC فراهم آمده دارای کمترین اثر، کسر حجمی نانوذرات و فرکانس میدان مغناطیسی AC دارای اثر متوسط و قطر نانوذرات دارای اثر حداکثری بر افزایش دما می‌باشد. بین موادی که در این پژوهش بررسی شده‌اند، فریت پلاتینیوم دارای بیش‌ترین تأثیر جهت گرمادرمانی می‌باشد. همچنین افزایش دما برای نرخ پرفیوژن مستقل از مکان و افزایش دما برای نرخ متابولیسم وابسته به دما، بیشتر از نرخ متابولیسم مستقل از دما می‌باشد.