تخمین تغییرات دما در ساختار سه‌‌بُعدی پوست سه‌لایۀ معادلۀ انتقال گرمای زیستی پنس بر اثر تابش لیزر در سطح میکرو و نانو

  مقدمه: یکی از کاربردهای امروزی لیزر در پزشکی افزایش دمای پوست با هدف درمانی است. شبیه‌سازی عددی روش مناسبی را برای تخمین تغییرات دما در سه لایۀ‌ مختلف پوست فراهم می‌کند که امکان اندازه‌گیری مستقیم این تغییرات دما توسط دستگاه‌های موجود در شرایط میکرو و نانو ممکن نیست.   روش‌ بررسی: مدل پوست سه‌لایه‌ای در سه ‌ بُعد به ‌ عنوان محیط بررسی، تابش پرتوی لیزر به ‌ عنوان منبع تولید حرارت ‎‎ و یک رگ مرکزی به ‌ عنوان عامل اثرگذار بر دمای عمقی‌ترین لایۀ پوست در ‌ نظر گرفته شدند. ‎‎ اطلاعات مربوط به پوست واقعی و شکل تعدیل ‌ شده‌ای از معادلۀ انتقال گرمای زیستی پنس برای به ‌ دست ‌ آوردن تخمینی از تغییرات دمای لایه‌های مختلف پوست در شرایط میکرو مورد استفاده واقع شدند. علاوه بر این از مدل اختلاف فاز دوگان برای انجام محاسبات مشابه در سطح نانو استفاده شد.   ‎ یافته‌ها: بر ‌ اساس این مدل، دما در لایه‌های مختلف پوست از سطح تا عمق با شیب متفاوتی در هر لایه در شرایط میکرو و نانو کاهش می‌یابد. همچنین دما در سطح پوست با دور شدن از مرکز تابش لیزر روند کاهشی دارد. چرخش کانون لیزر در محیط یک دایره در سطح پوست سبب شد تا در هر دو شرایط محاسباتی (میکرو و نانو) دمای بافت پوست در هر نقطه مرحله به مرحله شروع به افزایش کند. شیب تغییرات دما در لایۀ حاوی رگ خونی نسبت به دو لایۀ فوقانی از شیب ملایم‌تری برخوردار بود.   نتیجه‌گیری: میزان تغییرات دما در لایه‌های مختلف پوست از لایه‏ای به لایۀ‏ دیگر در شرایط میکرو و نانو با هم متفاوت است و حضور رگ خونی در لایۀ تحتانی پوست تا حدود زیادی از شدت دمای لیزر در این لایه می‏کاهد.