اندازه‌گیری تغییرات دمایی با استفاده از نانوذرات

بنا بر گفته دانشمندان پورتوریکو، نانودماسنج‌هایی که تغییرات دما را درون سلول‌ها اندازه‌گیری می‌کنند، می‌توانند به توسعه یک روش حرارتی برای درمان سرطان کمک کنند.

بنا بر گفته دانشمندان پورتوریکو، نانودماسنج‌هایی که تغییرات دما را درون
سلول‌ها اندازه‌گیری می‌کنند، می‌توانند به توسعه یک روش حرارتی برای
درمان سرطان کمک کنند.

کارلوس رینالدی می‌گوید: «می‌توان با استفاده از یک طیف‌سنج فلورسانس و
از طریق تغییرات فلورسانس نانوذرات روکش‌دهی‌شده با پلیمر، دمای محیط
این نانوذرات را به صورت غیرمخرب اندازه‌گیری کرد».

رینالدی و همکارانش از دانشگاه پورتوریکو روی توسعه درمان سرطان با
استفاده از سیال مغناطیسی دمای بالا (MFH) کار کرده‌اند. MFH شامل
تزریق مستقیم یک سیال حاوی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به تومور می‌باشد.
پس از تزریق، با اعمال یک میدان مغناطیسی متغیر به تومور، گرما ایجاد
شده و دمای سلول‌های اطراف از ۳۷ درجه تا ۴۲ درجه افزایش می‌یابد.

با وجودی که سلول‌های سالم در ۴۲ درجه سانتی‌گراد زنده می‌مانند، سلول‌های
سرطانی در این دما از بین می‌روند. با این حال در دمای بالاتر از ۴۲
درجه، سلول‌های سالم نیز ممکن است آسیب ببینند.

رینالدی برای اندازه‌گیری دمای سلول‌هایی که تحت درمان با استفاده از
روش MFH قرار می‌گیرند، نانوذرات مورد استفاده در این روش را با یک
پلیمر فلورسانس حساس به دما روکش‌دهی کرد؛ این پلیمر از N-ایزوپرویل‌آکریل‌آمید
(NIPAM) و یک آکریل آمید تغییریافته تشکیل می‌شود.

با استفاده از یک طیف‌سنج فلورسانس و اندازه‌گیری تغییرات فلورسانس این
پلیمر، دمای محیط این نانوذرات را به صورت غیرمخرب اندازه‌گیری می‌شود.
زمانی که دما بیش از اندازه افزایش یابد، حرارت‌دهی متوقف می‌شود؛ در
این حالت با استفاده از انتقال حرارت به بافت‌های اطراف، دما کاهش می‌یابد.
رینالدی توضیح می‌دهد: «این مکانیسم طبیعی بدن برای کاهش دماست».

رینالدی می‌گوید نتایج این کار کاربردهای بالقوه‌ای در مهندسی زیستی
دارد. او توسعه بالینی نانوذرات خود را در درمان MFH پیش‌بینی نموده و
تمایل دارد در آینده نزدیک این کاربرد را در خارج از بدن آزمایش کند.

وی هشدار می‌دهد: «قبل از اینکه بتوان این روش را در آزمایشات بالینی
مورد استفاده قرار داد، چندین چالش موجود باید حل شوند. یکی از چالش‌های
اصلی کنترل دمای گذار پلیمرها به نحوی است که بتوان تغییرات دمایی
مرتبط با MFH را به تصویر کشید. همچنین NIPAM در دمایی بالاتر از یک
دمای بحرانی محلول (مخصوصاً در محلولی با قدرت یونی بالا) اگلومره می‌شود.

هنوز دقیقاً روشن نیست که آیا این امر مشکلی در طول درمان ایجاد خواهد
کرد یا نه، ولی اگر این نانوذرات در جریان خون وارد شوند، قطعاً مشکل‌ساز
خواهند بود. ما در حال کار کردن روی کوپلیمرها و همچنین عامل‌دار کردن
پلیمرها برای فلبه بر این مشکل هستیم».