بررسی تأثیر نانو ذرات و شدت لیزر در درمان سرطان و تغییرات دمایی بافت پس از تابش

مقدمه: هایپرترمی با لیزر یکی از امیدبخش­ترین شیوه ­های غیرتهاجمی درمان سرطان است. افزودن نانومیله­ های طلا به بافت باعث بهبود قابل توجه در فرآیند درمان می­شود. کنترل دما به­ منظور افزایش دما و حفظ بافت سالم در­طی فرآیند درمان الزمی است. در این مقاله فرآیند درمان سرطان پوست با لیزر و نانومیله­ های طلا شبیه­ سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این مقاله برای اولین­ بار توزیع دما در بافت پس­از توقف تابش لیزر مورد بررسی قرار گرفته است. نظریه و روش: تومور و دامنۀ فیزیکی به­صورت استوانه­ هایی به­ترتیب با شعاع و ارتفاع (5 ،10) و (10 ،20) میلی­ متر درنظر گرفته شده و نانومیله­ های طلا با غلظت 001/0 درصد و به­ طور یکنواخت در ناحیۀ تومور توزیع شده است، سپس ناحیۀ تومور تحت تابش لیزر با شدت W/cm2 1 قرار گرفته است. شبیه­ سازی­ ها براساس حل همزمان معادلۀ بیوگرمایی، معادلۀ آرنیوس و با درنظر­گرفتن جذب نور لیزر در تومور، نانومیله­ های طلا و بافت بیمار و با به­ کاربردن مدل کریبیج-ولمر و با روش المان محدود FEM انجام شده است. در شبیه­ سازی­ ها تأثیر پراکندگی نور لیزر، گرمای متابولیک، رسانش بافت و تومور و نیز نرخ پرفیوژن خون در­نظر­گرفته شده است.   یافته­ ها: نتایج تحقیقات نشان می­دهد که بیشترین مقدار افزایش دما در سطح و در مرکز تومور وجود دارد و دما در این ناحیه تا 98 درجۀ سانتی­گراد افزایش می­ یابد و با دور­شدن از این نقطه در راستای شعاعی و راستای محور z میزان افزایش دما کاهش می­ یابد. همچنین نقطۀ مرکزی دارای بیشترین شیب افزایش کسر تخریب می­ باشد و این شیب همانند دما با دور شدن از نقطۀ فوق کاهش می­ یابد. نتایج بررسی تأثیر شدت و زمان تابش لیزر نشان داد که این دو کمیت تأثیر زیادی در فرآیند درمان دارند به­ طوری­که انتخاب نادرست آن­ها می­ تواند منجر­به عدم تخریب کامل تومور شود. همچنین نتایج نشان داد که مقدار دما پس­از توقف تابش لیزر کاهش پیدا می­کند و دمای تمام نقاط بافت و تومور پس­از 80 ثانیه از توقف تابش به کمتر از 44 درجۀ سانتی­گراد می­ رسد که دمایی ایمن برای بافت می­ باشد.