شبیه‌سازی نانوذرات اکسید کبالت به منظور ارزیابی قیاسی کاربرد آن در فوتوترمال تراپی با استفاده از تابش لیزر

Abstract

یکی از روش‌های غیرتهاجمی درمان سرطان فوتوترمال تراپی با لیزر است. افزودن نانوکره‌ها و نانومیله‌های فلزی به بافت باعث بهبود فرآیند درمان می‌شود. از طرفی دیگر، کنترل دما به منظور حفظ بافت سالم نیز دارای اهمیت است. در این مقاله فرآیند درمان سرطان با استفاده از لیزر و نانوذرات اکسید کبالت و همچنین فلزات آهن و مس مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این کار، نانوکره‌های اکسید کبالت را در یک سلول سرطانی کروی شکل در نظر می‌گیریم. سپس تعدادی نانو میله اکسید کبالت را به شکل استوانه در یک نیم‌کره آبگون (به عنوان سلول سرطانی) در نظر می‌گیریم و به کمک نرم‌افزار کامسول تقریب المان متناهی شبیه‌سازی می‌کنیم. شرایط مرزی مناسب برای انتقال حرارت در سطوح داخلی و خارجی مهم است و باید توزیع دمایی را در قسمت‌های مختلف سلول و نانوذرات به دست آورد. علاوه بر آن اثرات مغناطیسی و غیرمغناطیسی فلزات آهن و مس را با همین شدت لیزر و شرایط مرزی مشابه بررسی کردیم. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد که دمای میانگین حجم آب سلول در مدت زمان 8/0 میکروثانیه اول پرتودهی در حضور نانوکره‌های اکسید کبالت به 43 درجه سلسیوس و در حضور نانو میله‌های اکسید کبالت به دمای 53 درجه سلسیوس می‌رسد. دمای میانگین حجم آب سلول در همین مدت زمان در حضور نانوکره‌های آهن به 100 درجه سلسیوس و در حضور نانو میله‌های مس با شیبی تندتر نیز به محدودۀ دمای 100 درجه سلسیوس می‌رسد.

Keywords

• فوتوترمال تراپی
• نانوذرات
• کامسول
• سلول سرطانی