Η επίδραση ρευμάτων eddy στην μαγνητική υπερθερμία νανοσωματιδίων
Creators: name: Καλημέρη, Αντωνία-Αρετή Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Υπερθερμία
Μαγνητικά νανοσωματίδια
Δινορεύματα
Ηyperthermia
Magnetic nanoparticles
Eddy currents

description: Η μαγνητική υπερθερμία είναι μια σύγχρονη θεραπεία που έχει ως στόχο την τοπική καταστροφή του καρκινικού όγκου. Ένας, όμως, περιορισμός της μαγνητικής υπερθερμίας είναι η εμφάνιση των ρευμάτων eddy στους υγιείς ιστούς του ανθρώπου εξαιτίας του ηλεκτρικού πεδίου που επάγεται από το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Ο σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η ελαχιστοποίηση της ανεπιθύμητης θέρμανσης λόγω των ρευμάτων eddy και η ταυτόχρονη διατήρηση μιας ικανοποιητικής έκλυσης θερμότητας από τα μαγνητικά νανοσωματίδια που θα μπορούσε να αυξήσει την αποτελεσματικότητα της θεραπείας. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος χρησιμοποιήθηκε διακοπτόμενα εφαρμοζόμενο εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Στην εργασία αυτή μελετήθηκαν διαλύματα που προσομοίαζαν στην περιοχή του καρκινικού όγκου και διαλύματα που προσομοίαζαν στους υγιείς ιστούς. Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν προπαρασκευαστικά πειράματα, έτσι ώστε να προσδιοριστούν οι βέλτιστες παράμετροι όπως, ο χρόνος των μετρήσεων, το σημείο των μετρήσεων και η ομοιογένεια των διαλυμάτων. Κατόπιν έγινε μια σειρά από πειράματα σε διακοπτόμενο μαγνητικό πεδίο. Σε αυτή την ενότητα μελετήθηκαν ο χρόνος λειτουργίας, ο κύκλος λειτουργίας και διαφορετικά πλάτη μαγνητικού πεδίου και προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες. Στην συνέχεια οι βέλτιστες αυτές συνθήκες, χρησιμοποιήθηκαν σε πειράματα ex vivo. Τέλος στην εργασία αυτή μελετήθηκαν δυο συστήματα που προσομοίαζαν στην περιοχή του καρκινικού όγκου και στους γύρω υγιείς ιστούς. Εκτός όμως από την πειραματική μελέτη παρουσιάζονται συγκριτικά και τα θεωρητικά υπολογιστικά μοντέλα που δημιουργήθηκαν για τα παραπάνω πειράματα. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά για την αποτελεσματική εφαρμογή της μαγνητικής υπερθερμίας στη θεραπεία και στην προστασία του ασθενούς από αρνητικές παρενέργειες.
description: Magnetic hyperthermia is a modern type of treatment, that aims to locally destroy the cancerous tumor. However, one of the restrictions of magnetic hyperthermia therapy is the appearance of eddy currents on healthy human tissues due to the electric field induced by the alternating magnetic field. The purpose of this work is to minimize undesired heating due to eddy currents and to maintain a satisfactory heat release from magnetic nanoparticles that could increase the effectiveness of the treatment. To achieve this goal an intermittently applied alternating magnetic field was used (ON-OFFs), instead of a continuously applied one. In this work, solutions mimicking the cancerous tumor area and solutions mimicking the healthy tissues area were studied. Initially, preliminary experiments were carried out to determine the optimal parameters such as the duration of the experiments, the measurements area and the solution homogeneity. Afterwards, there was a series of experiments in a discontinuous alternating magnetic field. In this section, the operating time, the operating cycle and different values of the magnetic field amplitude were studied, and the optimal conditions were determined. Subsequently, these optimal conditions were used in ex vivo experiments. Finally, two systems that resembled the area of the cancerous tumor and the nearby healthy tissues were studied. Apart from the experimental study, the theoretical, computational models that were created for the experiments are also presented. The results of this project are encouraging for the prospect of effectively applying magnetic hyperthermia in the treatment of cancer and protecting the patient from adverse side effects.