بررسي غلظت نانوذره و سرعت تزريق بر فرآيند هايپرترميا

دكتري

هايپرترميا بصورت مكمل با روش‌هاي ديگر مانند شيمي درماني و راديو درماني براي درمان سرطان استفاده مي‌شود. دماي همگن، كنترل دما و مانيتورينگ دما، از چالش‌هاي اساسي براي داشتن يك هايپرترمياي درماني خوب مي‌باشند. در گروه هايپرترمياي حاضر سعي شده است از هر چالش براي يك نوع هايپرترمياي خاص با توجه به شرايط و امكانات استفاده شود. از دستگاه اولتراسوند براي مانيتورينگ غير تهاجمي دما، از هايپرترمياي ماكروويو به دليل شرايط مناسب و وجود تجهيزات كافي در خارج از كشور به منظور كنترل دما و از هايپرترمياي نانوذرات به دليل محلي بودن اين روش به منظور همگن سازي دما استفاده شده است. كه دو مورد آخر به طور خاص در اين پروژه آورده شده است. هدف اصلي پروژه بررسي پارامتر سرعت تزريق مي‌باشد. لازم به ذكر است اين پارامتر علاوه بر اينكه مهندسي بوده و تاثير مستقيمي در همگن سازي و بهبود هايپرترميا مخصوصا هايپرترمياي نانوذرات دارد، بسيار كم مورد توجه محققان و پزشكان قرار گرفته است. همچنين پارامتر غلظت نانوذره كه بوسيله آن عملا مي‌توان قسمت بيولوژيكي و موادي پروژه را كنترل نمود. همچنين نكته بسيار مهم در فرآيند هايپرترميا اين است كه دما نبايد از يك حد پايين تر و از يك حد بالاتر برود پس در اين پروژه سعي بر اين بوده است كه كنترل دمايي كه به دليل مشكلات فراوان تا سالهاي اخير ناشناخته بوده است، تا حد امكان قابل انجام بشود. پروژه حاضر متشكل از سه قسمت كلي مي‌باشد. مبحث آزمايشگاهي، مبحث مدل‌سازي و شبيه‌سازي و مبحث كنترلي. ابتدا در مبحث آزمايشگاهي سعي شد نانوذره‌اي نوين با خواص درماني و مغناطيسي خوب سنتز شود سپس افزايش دما و زيست سازگاري آن مورد بررسي قرار گرفت و تست‌هاي In-vitro و In-vivo روي موش داراي سرطان سينه به منظور بررسي پارامترهاي ذكر شده انجام پذيرفت. در نهايت پارامترهاي مختلف در طول پروسه آزمايش بررسي و بهينه شدند و در مورد پارامترهاي مهم غلظت بهينه 1 ميلي گرم بر ميلي ليتر و سرعت تزريق 10 ميكروليتر بر دقيقه به عنوان مقادير مناسب‌تر انتخاب شدند. سپس برخي از مقادير ورودي و خروجي از آزمايشات هايپرترميا به عنوان ورودي مدل‌سازي و شبيه‌سازي در نظر گرفته شدند و بعد از اعتبارسنجي آن‌ها، مدل‌سازي براي استفاده رنج وسيعتري از آزمايشات به منظور يافتن زمان‌بندي درماني بهينه مورد استفاده قرار گرفت. براي مدل‌سازي سعي شد تا حد امكان از ساده‌سازي‌ها اجتناب گردد. به همين منظور از مدل واقعي تومور به همراه رگ استفاده شد و همچنين سعي شد از كوپل دو طرفه محيط‌هاي جريان سيال، انتقال جرم و انتقال حرارت براي بدست آوردن نتايج استفاده گردد. در انتها با توجه به فراهم بودن امكانات در مركز هايپرترمياي بيمارستان اراسموس در زمان فرصت مطالعاتي، ست آپ كاربرپسند بهمراه نرم افزار كنترلي براي ثابت نگه داشتن دما در هايپرترمياي ماكروويو براي كنترل دماي درون كبد موش طراحي و ساخته شد. كه هدف از آن درنهايت انتقال دانش براي استفاده در هايپرترمياي نانوذرات و استفاده براي مقاصد كلينيكي مي‌باشد. در نهايت يك پروتكل درماني بهينه حاصل از مطالعات انجام شده در پروژه، به منظور مقاصد تحقيقاتي و درماني پيشنهاد شده است.

196490

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر شادي هاتمي

مهندسي مكانيك-بيومكانيك

دكتر محمد حق پناهي