23277

درمان سرطان كبد به روش فوتوترمال پلاسموني با استفاده از نانوذرات هسته (SiO2)- پوسته (Au/Ag)

كارشناسي ارشد

فيزيك ماده چگال

1399/11/29

دكتر اميرحسين احمدخان كردبچه

فيزيك

پيشرفتهاي اخير به منظور بهبود موثر سرطانها، روش‌هاي حرارتي را پيشنهاد كرده است كه نه تنها توانايي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني را با تامين گرماي كافي در بافت مخرب دارند، بلكه محافظ بافت سالم نيز هستند. اثرات بيولوژيكي ناشي از تحريك گرمايي، انواع كاربردهاي باليني را در درمان سرطان به وجود آورده است. محققان، به منظور رساندن گرما به يك بخش مشخص مانند تومور، روشهاي انتقال حرارت بيشماري را كشف و بررسي كرده‌اند از جمله درمان گرما نوري. ظهور فناوري نانو، نانوساختارها را به عنوان خط مقدم درمان سرطان معرفي كرده است. اين نانوساختارها كاربردهاي فراواني در تشخيص و درمان بيماريها به خصوص سرطان دارند از جمله عوامل توليد كننده و نگهدارنده گرما در درمان گرما نوري. درمان گرما نوري، با استفاده از نانوذرات پلاسموني، گرما نوري پلاسموني نام دارد. در اين روش از طيف نوري مادون قرمز نزديك به دليل توانايي جذب سريع آن از طريق بافت، استفاده ميشود. به طور كلي، توزيع دما و ميزان آسيب ناشي از ليزر به خصوصيات بافت تحت درمان، نانوذره و روش مورد استفاده بستگي دارد. در اين پژوهش، درمان سرطان كبد انسان به روش گرما نوري پلاسموني با استفاده از نانو ذرات هسته-پوسته، سيليكا-طلا/نقره بررسي ميشود. همچنين خواص نوري نانوذرات در داخل بافت، از جمله: ضرايب نابودي، پراكندگي و پيك پلاسمون سطحي با توجه به اندازه و مورفولوژي آنها براي بررسي توزيع دمايي در بافت مدنظر، ارزيابي ميگردد. نتايج اين مطالعه بيانگر آن است كه نانوپوسته هاي متشكل از هسته اي به شعاع 15 نانومتر و پوسته اي از جنس طلا به شعاع 20 نانومتر بهترين ضرايب نابودي و پيك پلاسمون سطحي را در پنجره درماني دارند. بررسي توزيع دمايي در تومور با استفاده از نانوپوسته مناسب حاكي از آن است كه بعد از گذشت اندك زماني از شروع درمان دماي تومور به دماي مطلوب 45 درجه سانتيگراد مي‌رسد. همچنين توزيع دمايي در تومور به صورت شعاعي از مركز به سمت بيرون كاهش مييابد. روش گرما نوري پلاسموني يك روش كمك درماني و گاهي تنها روش درمان، با امكان دسترسي به بافتهاي عميق، آسيب‌هاي احتمالي بافت‌ سالم را كاهش ميدهد و نتيجه مطلوب تري در درمان تومورهاي سرطاني دارد.

1399/12/20

treatment of cancer by plasmonic photothermal therapy using core (SiO2) - shell (Au/Ag) nanoparticles

2/17/2021 12:00:00 AM

Recent advances, have suggested thermal methods to effectively cure cancers. These methods have the ability to kill cancer cells by providing enough heat to the destructive tissue and also protect healthy tissue. Biological effects of thermal stimulation have created types of clinical applications in cancer treatment. Researchers, have discovered countless heat transfer methods, including photothermal therapy to deliver heat to a specific area, such as a tumor. The advent of nanotechnology, has introduced the nanostructures as the front line of cancer. These nanostructures have many applications in diagnosis and treatment of diseases, especially cancer, including the factors that produce and retain heat in photothermal therapies. Photothermal therapy using plasmonic nanoparticles is called “plasmonic photothermal “. In this treatment modality near-infrared spectrum that is produced by Nd:YAG and diode lasers, is used because of its quick absorbance through tissue. Generally, the temperature distribution and amount of damage caused by the laser, depend on the properties of the treated tissue, the nanoparticle and the method used. In this research, treatment of human liver cancer by plasmonic photothermal therapy using the core (SiO2)-shell (Au/Ag) nanoparticles will be studied. Also, nanoparticles size and morphology will be evaluated on optical properties of them inside the tissue such as extinction and scattering coefficients and surface plasmon resonance, for investigating temperature distribution in the target tissue. The results of the study indicate that nanoshells consisting of a core with a radius of 15 nm and a shell (gold) with a radius of 20 nm have the best extinction coefficients and surface plasmon resonance in the therapeutic window. Examination of the temperature distribution in the tumor using the optimal nanoshell indicates that, tumor temperature reaches the desired temperature of 45 ℃ shortly after the onset of laser irradiation. Also, the temperature distribution in the tumor decreases radially from the center to outside. Photothermal therapy is an adjunctive therapy and sometimes the only treatment, with access to deep tissue, reduces the possible damage to healthy tissue and has a more favorable outcome in the definitive treatment of cancerous tumors.