30787

درمان حرارتي سرطان با استفاده از نانوذرات پلاسموني به كمك ساختار هسته(sio2) و پوسته آلياژ(AU-Ag) و روكش گرافن

كارشناسي ارشد

فيزيك- اتمي و مولكولي ـ پلاسما

1398

1401/6/22

اميرحسين احمدخان كردبچه

فيزيك

با توجه به تحقيقاتي كه اخيرا در زمينه هاي درماني سرطان صورت گرفته، درمان هاي حرارتي يكي از روش هاي موثر در درمان سرطان مي باشد. درمان هاي حرارتي نه تنها در از بين بردن سلول‌هاي سرطاني با تامين گرماي كافي در بافت مخرب توانايي منحصر به فردي دارند، بلكه از بافت سالم نيز حفاطت مي كنند. اثرات بيولوژيكي ناشي از تحريك گرمايي، انواع مختلف كاربردهاي باليني را در درمان سرطان به وجود آورده است. پژوهشگران، به منظور رساندن گرما به يك بخش معين همانند تومور، روش هاي انتقال حرارت زيادي را كشف و بررسي كرده‌اند كه از جمله آن ها، درمان گرما نوري يك روش غيرتهاجمي براي درمان سرطان مي باشد. با ظهور فناوري نانو، نانوساختارها به علت داشتن خواص توليد كنندگي و نگهدارندگي گرما در روش درماني گرما نوري، نقش بسزايي در درمان سرطان دارند. درمان گرما نوري، با به كارگيري نانوذرات پلاسموني كه به علت دارا بودن ويژگي هاي منحصر به فرد در سلول‌هاي خورشيدي، طيف‌سنجي، افزايش سيگنال براي تصويربرداري و از جمله مهم ترين آن درمان سرطان است كه كاربرد هاي فراواني دارد و گرما نوري پلاسموني نام دارد. در اين روش از طيف نوري مادون قرمز نزديك به دليل توانايي جذب سريع آن از طريق بافت، استفاده مي شود. در اين پژوهش، درمان سرطان پروستات انسان به روش گرما نوري پلاسموني با استفاده از نانو ذرات هسته-پوسته، سيليكا-آلياژ طلا-نقره و روكش گرافن بررسي مي شود. همچنين خواص نوري نانوذرات در داخل بافت، از جمله: ضرايب نابودي و پيك پلاسمون سطحي با توجه به اندازه و مورفولوژي آن ها مورد بررسي قرار مي گيرد. نتايج اين مطالعه بيانگر آن است كه نانوپوسته هاي متشكل از هسته اي به شعاع 10 نانومتر و پوسته اي از جنس آلياژ طلا/نقره به شعاع 16 نانومتر با ضريب شكست محيط 1.5در تقريب دوقطبي 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 سانتي گراد مي‌رسد. همچنين توزيع دمايي در تومور به صورت شعاعي از مركز به سمت بيرون كاهش مي يابد. در واقع روش گرما نوري به كمك نانو ذرات پلاسموني يك روش كمك درماني با تهاجم كمتري به بافت هاي سالم است كه با امكان دسترسي به بافت هاي عميق، آسيب‌هاي احتمالي بافت‌ سالم را كاهش مي دهد و نتيجه بهتري در درمان تومورهاي سرطاني دارد.

1403/02/03

treatment of cancer by plasmonic photothermal therapy using core (SiO2)-shell (AU-Ag) nanoparticles and graphene coating

1/1/1900 12:00:00 AM

According to recent researches in the field of cancer treatment, thermal treatments are one of the most effective methods in cancer treatment. Thermal treatments have a unique ability not only to destroy cancer cells by providing enough heat in the destructive tissue, but also protect healthy tissue. The biological effects caused by thermal stimulation have led to various clinical applications in cancer treatment. In order to deliver heat to a specific part such as a tumor, researchers have discovered and investigated many methods of heat transfer, among them, photothermal therapy is a non-invasive method for cancer treatment. With the advent of nanotechnology, nanostructures play a significant role in cancer treatment due to their properties of generating and retaining heat in photothermal therapy. Photothermotherapy, by using plasmonic nanoparticles, which due to their unique properties in solar cells, spectroscopy, signal enhancement for imaging, and among the most important of them is cancer treatment, which has many applications and is called photoplasmonic thermotherapy. In this method, the near-infrared light spectrum is used due to its ability to be quickly absorbed through the tissue. In this research, the treatment of human prostate cancer by plasmonic photothermal therapy using the core (SiO2)-shell (Au/Ag) nanoparticles and graphene coating will be studied. Also, the optical properties of nanoparticles inside the tissue, including extinction coefficients and surface plasmon peaks, are investigated according to their size and morphology. The results of the study indicate that nanoshells consisting of a core with a radius of 10 nm and a shell (gold) with a radius of 16 nm with a refractive index of 1.5 in the dipole approximation have the best extinction coefficients and surface plasmon resonance in the therapeutic window. coefficients and surface plasmon peaks in the window. They have a cure. Examining the temperature distribution in the tumor using a suitable nanoshell indicates that after a short period of time, the temperature of the tumor reaches the desired temperature of 45 degrees Celsius. Also, the temperature distribution in the tumor decreases radially from the center to the outside. In fact, the thermo-optical method with the help of plasmonic nanoparticles is an adjuvant method with less invasiveness to healthy tissues, which with the possibility of accessing deep tissues, reduces possible damage to healthy tissue and has better results in the treatment of cancerous tumors.

سرطان پروستات , درمان گرما نوري , نانوذرات هسته-پوسته , ضريب نابودي

Prostate cancer , Photothermal therapy , Core-Shell Nanoparticles , Extinction Coefficient

Maede Shekari

Dr. Amir Hossein Ahmad Khan