عنوان

بررسی هایپرترمی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن

پ۲۸۳۷۴

per

بررسی هایپرترمی با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن

علیرضا عبداله زاده

فیزیک

۱۴۰۱

۹۶ص

سی دی

کارشناسی ارشد

فیزیک، گرایش نانو فیزیک

۱۴۰۱/۱۱/۱۷

سرطان یکی از شایع ترین بیماري هاي حال حاضر جهان می باشد که بشر در طی سالیان متوالی با آن دست و پنجه نرم میکند. یکی از روش هاي درمان سرطان هایپرترمی )گرما درمانی( می باشد که به معناي حقیقی کلمه، گرماي بیش از حد برايبافت توموري به روش هاي مختلف در مدت زمان معین اعمال می گردد تا تومور از بین برود. یک روش بسیار کارآمد گرمادرمانی استفاده از نانو ذرات مغناطیسی تحت میدان مغناطیسی متناوب می باشد. با اعمال میدان مغناطیسی متناوب، ذراتدرون تومو ر شروع به ایجاد گرما می نمایند و تولید گرما به گونه اي است که دماي سلول هاي سرطانی را افزایش داده و باعثاز بین رفتن آن ها می شود. در این مطالعه کل فرآیند گرما درمانی در نرم افزار کامسول شبیه سازي شده است. از سیال پایهاکتان و نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 در شبیه سازي ها استفاده می شود. این شبیه سازي شامل تزریق نانو سیال به محیطمتخلخل، انتشار نانو سیال در تومور و انتقال حرارت ناشی از ذرات مغناطیسی است. براي هندسه انتخاب شده و با استفاده ازشبکه ریز، فشار نانو سیال و غلظت نانو سیال به عنوان تابعی از زمان محاسبه می شود. این مدل با سایر مدل هاي کامپیوتري وداده هاي تجربی مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد تمام فیزیک ها به درستی در نرم افزار کامسول پیاده سازيشده اند. همچنین تاثیر شدت میدان مغناطیسی و فرکانس، غلظت اولیه و قطر نانو ذرات بر توزیع دماي داخل تومور بررسیشده است. به گونه اي که با افزایش شدت میدان مغناطیسی از ������ 2 / 1 به ������ 4 / 1، فرکانس اعمالی از 164kHz به 180kHz ،غلظت اولیه نانو ذرات از ��������3 29 / 1024 به ��������3 1200 و قطر نانو ذرات از 8nm به 11nm دماي بافت تومورال از 48℃ بهث54℃ ، از 48℃ به 65℃ ، از 48℃ به 80℃ ،از 48℃ به 160℃ به ترتیب افزایش یافت. موارد ذکر شده تاثیر مستقیمیبا میزان گرماي ایجاد شده درون بافت تومور دارد ولی باید توجه داشت که افزایش دما براي گرما درمانی تا 48℃ مناسب استو افزایش بیش از حد، موجب آسیب و حتی نابودي بافت هاي سالم اطراف تومور می گردد

Cancer is one of the current, widespread diseases in the world which human beings have tackled over the years. One of the treatments of cancer is “Hyperthermia” which literally, an excessive heat is implemented on tumor tissue in different ways and in a certain amount of time until the tumor disappears. One efficient way of utilization hyperthermia is to use magnetic nano particles under an alternating magnetic field. By implementing the alternating field, the particles initiate to generate heat inside the tumor. The production of heat is such that increases the temperature of cancerous cells and cause them to disappear. In this study the whole process of hyperthermia was simulated in the “Comsol” software. The octane base fluid and Fe3O4 nanomagnetic particles were used in the simulations. The infusion of nanofluid into the porous medium, nanofluid diffusion in tumor, and production of heat caused by nanomagnetic particles were included. For the seleteced geometry and by using the fine grid, the nanofluid pressure and concentration as function of time were calculated. This model was compared with other computer models and experimental data. The results showed that all the physics were involved and were correctly implemented in the Comsol software. Also the effect of the magnetic field intensity and it’s frequency, concentration and diameter of the nanoparticles onthe temprature distribution inside the tomur has been investigated. The calculations showed that by increasing the magnetic field intensity from 1.2 kA/m to 1.4 kA/m, frequency from 164kHz to 180kHz, concentration of nanoparticles from 1024.29 mol/m3 to 1200 mol/m3 and nanoparticles diameter from 8nm to 11nm the tumoral tissue temperature increased from 48℃ to 54℃, 48℃ to 65℃, 48℃ to 80℃ and 48℃ to 160℃ respectively. The mentioned cases have a direct effect on the amount of heat that was generated inside the tumor tissue, but it should be noted that increasing the temperature for up to 48℃ is suitable and excessive increase causes in healthy tissues around the tumor.

Investigation of the iron oxide magnetic nanoparticles Hyperthermia

‏‏عبداله زاده،

‏علیرضا

تهیه کننده

‏ عزتی،

اصلی بیکی،

‏احداله

‏باقر

راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز