محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان تلاش کردند با شبیه‌سازی همزمان آزمایشگاهی و تحلیلی فرایند گرمادرمانی سرطان، کارایی این فرایند را بهبود بخشند. اعمال حرارت به بافت سرطانی یکی از روش‌های از بین بردن تومورهای سرطانی محسوب می‌شود.
همدان: کمک به افزایش کارایی فرایند گرمادرمانی سرطان
هایپرترمیا یا گرما افزایی به‌صورت کلی به معنای افزایش دمای بدن، بیش از میزان طبیعی است. دمای بالای بدن به‌طورمعمول باعث بیماری می‌شود، اما افزایش کنترل‌شده‌ی دما در بعضی از موارد برای درمان بیماری‌ها به‌ویژه سرطان به کار می‌رود. گرمادرمانی، فرایندی شامل افزایش دمای بافت‌های حاوی تومور معمولاً تا بیش از ۴۲ درجه‌ی سانتی‌گراد است و هدف آن از بین بردن سلول‌های سرطانی است. این فرایند به‌طورمعمول با سایر روش‌های درمان سرطان مثل پرتودرمانی و شیمی‌درمانی همراه می‌شود. این روش با بهره‌گیری از نانوذرات سوپر پارامغناطیس انجام می‌گیرد. کنترل توزیع انرژی در داخل بافت‌های زنده با گسترش ابزارهای الکترونیک و سیستم‌های مدل‌سازی در دهه‌های گذشته بسیار موردتوجه بوده و پیشرفت قابل‌ملاحظه‌ای داشته است.
دکتر محمدمهدی عطار در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «تعیین دقیق پارامترهای بهینه‌ی فرایند حرارت دهی بافت به‌منظور درمان تومورهای سرطانی به کمک نانوذرات سوپر پارامغناطیس، مهم‌ترین هدف این طرح بوده است. در این طرح، فرایند هایپرترمیا هم به‌صورت آزمایشگاهی و هم به‌صورت حل معادلات و کدنویسی مورد بررسی قرار گرفته است.»
وی ادامه داد: « در این طرح، که فرایند گرمادرمانی را به‌صورت دقیق شبیه‌سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته، دوز دقیق نانوذرات، زمان استفاده و شدت میدان مغناطیسی، جهت حذف یک تومور سرطانی با ابعاد مشخص تعیین شده است. از این طریق می‌توان در هزینه و زمان صرفه‌جویی نمود. به‌علاوه فرایند مذکور با کارایی و اثربخشی بالاتری انجام خواهد گرفت.»
فرایند گرمادرمانی با سیال مغناطیسی یکی از فرایندهای زیرمجموعه‌ی فرایند گرمادرمانی است. در این فرایند محل دقیق تومور سرطانی بدون آسیب رساندن به بافت‌های سالم اطراف تومور حرارت دهی می‌شود. در این طرح، از نانوذرات سوپر پارامغناطیس پایه آهن با قطر تقریبی ۲۰ نانومتر به‌منظور اعمال فرایند گرمادرمانی استفاده شده است. این فرایند بر روی یک بافت مرده‌ی حیوانی شبیه‌سازی شده و به‌منظور نزدیک‌تر کردن رفتار بافت مرده به بافت زنده، از یک سری عروق با جریان گردش خون مصنوعی استفاده شده است. به‌علاوه، با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای و نسبت دادن روابط ریاضی به این بافت‌ها، پروفایل دمایی در حین گرمادرمانی برای از بین بردن یک تومور به شعاع ۳ سانتی‌متر مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.
عطار در پایان در خصوص نحوه‌ی بهره‌گیری از فناوری نانو در پیشبرد اهداف طرح خاطرنشان کرد: «گرمادرمانی به کمک نانوذرات سوپر پارامغناطیس پایه آهن یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین راه‌ها برای درمان سرطان است. در این روش عامل تأثیرگذار دمای کوری این نانوذرات است که چنانچه بتوان آن را در ماکزیمم دمای مجاز در بافت (حدوداً ۴۲ الی ۴۳ درجه‌ی سانتی‌گراد) محدود کرد، می‌توان با اطمینان بالایی این روش درمانی را توصیه نمود. استفاده از نانوذرات با تزریق هدفمند و ارسال سازمان‌یافته به بافت هدف، می‌تواند گره‌گشای درمان سرطان باشد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر محمدمهدی عطار- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان- و دکتر محمد حق پناهی- عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران– است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Mechanical Science and Technology (جلد ۳۰، شماره‌ی ۳، سال ۲۰۱۶، صفحات ۱۴۵۹ تا ۱۴۶۹) به چاپ رسیده است.
