مدل سازی تأثیر همزمان فرآیندهای انتقال بار و انتقال انرژی در افزایش بهره درمان های فتودینامیکی

مقدمه: فتودینامیک تراپی روشی مؤثر برای درمان انواع سرطان ها و بیماری های پوستی است. مدل سازی فرآیندهای بیوفیزیکی دخیل در این روش به بهینهسازی آن کمک می کند. در این مطالعه با تکمیل مدل های دینامیکی قبلی که صرفاً توصیف کنندۀ فرآیندهای انتقال انرژی (موسوم به فرآیندهای نوع دوم) و تولید اکسیژن واکنشی در فتودینامیک تراپی بودند، امکان بررسی فرآیندهای انتقال بار (موسوم به فرآیندهای نوع اول) و تولید رادیکال های آزاد و تأثیر آن ها بر روی مرگ سلولی و بازده کل فتودینامیک تراپی فراهم شده است. روش بررسی: مدلی مبتنی بر واهلش حالات کوانتومی اجزای دخیل در فرآیند فتودینامیک تراپی ارائه شده است. در این مدل با نوشتن معادلات آهنگ، تغییرات زمانی جمعیت حالات مختلف بررسی شده است. کاهش غلظت بیومولکولهای واکنشی به عنوان معیاری برای سنجش بازده فتودینامیک تراپی درنظر گرفته شده است. علاوه بر این با در نظرگرفتن هر دو فرآیند وابستگی پارامتری به غلظت دارو و دوز نور تابشی بررسی شد. بیان ریاضی مدل به صورت دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی تزویج شده است که با روش های عددی حل شده است. یافته ها: دو نوع حساسگر نوری فوتوفرین و باکتریوکلرین مورد بررسی قرار گرفت. غلظت اکسیژن در حالت سه گانه و غلظت بیومولکول های واکنشی در دو دارو متفاوت به دست آمد. غلظت بیومولکولها در پایان تیمار در مورد باکتریوکلرین نسبت به فوتوفرین به طور نسبی 40 درصد کاهش می یابد. حساسیت پاسخ باکتریوکلرین به غلظت های مختلف دارو و شدت های متفاوت نور بیشتر است. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که اگرچه فرآیندهای انتقال انرژی در بازده کل تأثیر به سزایی دارند، اما نمی توان تأثیر فرآیندهای انتقال بار را نیز نادیده گرفت. همچنین نتایج بررسی پارامتری دو نوع دارو حاکی از این است که در باکتریوکلرین که با هر دو نوع فرآیند باعث مرگ سلولی می شود، می توان با غلظت های پایین تر دارو و شدت های کمتر نور به نتایج مشابه یا بهتر از فوتوفرین که فقط با انتقال انرژی منجر به مرگ سلولی می شود، دست یافت.