پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,164 |
| تعداد مقالات | 10,049 |
| تعداد مشاهده مقاله | 18,791,204 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,044,555 |
شبیه‌سازی نانوذرات اکسید کبالت به منظور ارزیابی قیاسی کاربرد آن در فوتوترمال تراپی با استفاده از تابش لیزر | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| مقاله 5، دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 10، اسفند 1400، صفحه 41-48 اصل مقاله (246.77 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2022.64752.1116 | ||
| نویسندگان | ||
| محمدرضا آرمان مهر* 1؛ محمدرضا جلالی1؛ علی اصغر شکری1؛ علی حیدری چالشتری2 | ||
| 1گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
| 2گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| یکی از روش‌های غیرتهاجمی درمان سرطان فوتوترمال تراپی با لیزر است. افزودن نانوکره‌ها و نانومیله‌های فلزی به بافت باعث بهبود فرآیند درمان می‌شود. از طرفی دیگر، کنترل دما به منظور حفظ بافت سالم نیز دارای اهمیت است. در این مقاله فرآیند درمان سرطان با استفاده از لیزر و نانوذرات اکسید کبالت و همچنین فلزات آهن و مس مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این کار، نانوکره‌های اکسید کبالت را در یک سلول سرطانی کروی شکل در نظر می‌گیریم. سپس تعدادی نانو میله اکسید کبالت را به شکل استوانه در یک نیم‌کره آبگون (به عنوان سلول سرطانی) در نظر می‌گیریم و به کمک نرم‌افزار کامسول تقریب المان متناهی شبیه‌سازی می‌کنیم. شرایط مرزی مناسب برای انتقال حرارت در سطوح داخلی و خارجی مهم است و باید توزیع دمایی را در قسمت‌های مختلف سلول و نانوذرات به دست آورد. علاوه بر آن اثرات مغناطیسی و غیرمغناطیسی فلزات آهن و مس را با همین شدت لیزر و شرایط مرزی مشابه بررسی کردیم. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد که دمای میانگین حجم آب سلول در مدت زمان 8/0 میکروثانیه اول پرتودهی در حضور نانوکره‌های اکسید کبالت به 43 درجه سلسیوس و در حضور نانو میله‌های اکسید کبالت به دمای 53 درجه سلسیوس می‌رسد. دمای میانگین حجم آب سلول در همین مدت زمان در حضور نانوکره‌های آهن به 100 درجه سلسیوس و در حضور نانو میله‌های مس با شیبی تندتر نیز به محدودۀ دمای 100 درجه سلسیوس می‌رسد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| فوتوترمال تراپی؛ نانوذرات؛ کامسول؛ سلول سرطانی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Simulation of Cobalt Oxide Nanoparticles in Order to Estimate Its Use in Photothermal Therapy with Use of Laser | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohamadreza Armanmehr1؛ Mohammad Reza Jalali1؛ Aliasghar Shokri1؛ Ali heydari2 | ||
| 1Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Biomedical Engineering, Payam Noor University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the non-invasive methods of cancer treatment is photothermal laser therapy Adding metal nanospheres and nanorods to tissue improves the healing process On the other hand, temperature control is also essential to maintain healthy tissue This article investigates the process of cancer treatment using laser and cobalt oxide nanoparticles as well as iron and copper metals For this, we consider cobalt oxide nanospheres in a spherical cancer cell; Then, a number of cylindrical cobalt oxide nanorods are regarded in an aqueous hemisphere (as a cancer cell) and simulated with the help of COMSOL finite element approximation software Appropriate boundary conditions are important for heat transfer on internal and external surfaces and temperature distribution should be obtained in different parts of the cell and nanoparticles In addition, we investigated the magnetic and non-magnetic effects of iron and copper metals with the same laser intensity and similar boundary conditions The calculation results show that the average temperature of the cell water volume during the first 0 8 microseconds of irradiation in the presence of cobalt oxide nanospheres is 43 degrees Celsius; also, in the presence of cobalt oxide nanorods, it reaches a temperature of 53 degrees Celsius The average temperature of the water volume of the cell reaches 100 degrees Celsius in the presence of iron nanospheres and 100 degrees Celsius in the presence of copper nanorods with a steeper slope | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Photothermal Therapy, Nanoparticles, Comsol, Cancer Cell | ||
| مراجع | ||
|
[1] Markov, N., Laser-Tissue Interaction, (translated by Dr Parviz Parvin), (2008), Amir Kabir University of Technology Press.
[2] Moradi, F., Sadeghi, M., Use of gold nanoparticles as radiation absorbers in photothermal therapy: Simulation of heat distribution. (2012). Mazandaran University Physics Conference.
[3] Shan GS., Liu XM., Che HJ., Yu JS., Chen XD., Yao Y., Qi LM., Chen ZJ. Investigation of laser heating effect of metallic nanoparticles on cancer treatment. IOP Conf Series: Materials Science and Engineering. 2016; 137: 012013.
[4] Hirsch LR., Stafford RJ., Bankson JA., Sershen SR., Rivera B., Price RE Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 13549–54.
[5] Chun-Wen Hsiao, Er-Yuan Chuang, Hsin-Lung Chen, Dehui Wan, Chiranjeevi Korupalli, Zi-Xian Liao, Ya-Ling Chiu, Wei-Tso Chia, Kun-Ju Lin e., Hsing-Wen Sung Photothermal tumor ablation in mice with repeated therapy sessions using NIR-absorbing micellar hydrogels formed in situ. Biomaterials. 2015; 56: 26-35.
[6] Huang X., El-Sayed IH., Qian W., El-Sayed MA. Cancer cell imaging and photothermal therapy in the near infrared region by using gold nanorods. J Am Chem Soc. 2006; 128: 2115–20.
[7] Choi WI., Kim JY., Kang C., Byeon CC., Kim YH., Tae G. Tumor regression in vivo by photothermal therapy based on Gold-nanorod loaded functional nanocarriers. ACS Nano. 2011; 5: 1995–2003.
[8] Zhou F., Xing D., Ou Z., Wu B., Resasco DE., Chen WR. Cancer photothermal therapy in the near-infrared region by using single-walled carbon nanotubes. J Biomed Opt. 2009; 14: 021009.
[9] Kam NWS, O.’Connell M., Wisdom JA., Dai H. Carbon nanotubes as multifunctional biological transporters and near infrared agents for selective cancer cell destruction. Proc Natl Acad Sci USA. 2005; 102: 11600–5.
[10] Mobley J., Vo-Dinh T. Optical properties of tissues In: VoDinh T., editor Biomedical Photonics Handbook BocanRaton, FL: CRC Press. 2003; 2–38.
[11] Nathan CS., Paul J., Abraham MM., Sasirekha M. Efficacy of Low Level Laser Therapy over Conventional Therapy on Diabetic Peripheral Neuropathy: A Pilot Study Call for Editorial Board Members. 2019; 12 (3): 226.
[12] Moradpoor, H.; Safaei, M.; Rezaei, F.; Golshah, A.; Jamshidy, L.; Hatam, R.; Abdullah, R S. Optimisation of cobalt oxide nanoparticles synthesis as bactericidal agents. Open Access Maced J Med Sci. 2019, 7, 2757–2762.
[13] Rabani, I.; Yoo, J.; Kim, H S.; Lam, D.V.; Hussain, S.; Karuppasamy, K.; Seo, Y S. Highly dispersive Co3O4 nanoparticles incorporated into a cellulose nanofiber for a high-performance flexible supercapacitor. Nanoscale. 2021, 13, 355–370.
[14] Zhang, J.; Qian, B.; Sun, S.; Tao, S.; Chu, W.; Wu, D.; Song, L. Ultrafine Co3O4 nanoparticles within nitrogen-doped carbon matrix derived from metal-organic complex for boosting lithium storage and oxygen evolution reaction Small. 2019, 15, e1904260.
[15] Iqbal, J.; Numan, A.; Omaish Ansari, M.; Jafer, R.; Jagadish, P R.; Bashir, S.; Hasan, P M Z.; Bilgrami, A L.; Mohamad, S.; Ramesh, K.; et al Cobalt Oxide nanograins and silver nanoparticles decorated fibrous polyaniline nanocomposite as battery-type electrode for high performance supercapattery. Polymers. 2020, 12, 2816.
[16] Bhojane, P.; Sinha, L.; Devan, R S.; Shirage, P M. Mesoporous layered hexagonal platelets of Co3O4 nanoparticles with (111) facets for battery applications: High performance and ultra-high rate capability Nanoscale. 2018, 10, 1779–1787.
[17] Dalkıran, B.; Erden, P E.; Kılıç, E. Graphene and tricobalt tetraoxide nanoparticles based biosensor for electrochemical glutamate sensing. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2017, 45, 340–348.
[18] Abbasi, B A.; Iqbal, J.; Khan, Z.; Ahmad, R.; Uddin, S.; Shahbaz, A.; Zahra, S A.; Shaukat, M.; Kiran, F.; Kanwal, S.; et al Phytofabrication of cobalt oxide nanoparticles from Rhamnus virgata leaves extract and investigation of different bioactivities. Microsc Res Tech 2021, 84, 192–201.
[19] Huang, X.; Cai, H.; Zhou, H.; Li, T.; Jin, H.; Evans, C E.; Cai, J.; Pi, J. Cobalt oxide nanoparticle-synergized protein degradation and phototherapy for enhanced anticancer therapeutics. Acta Biomater. (2021), 121, 605–620.
[20] Huanshao Huang 1,†, Jiajun Wang 1,†, Junai Zhang 1, Jiye Cai 2, Jiang Pi 1,* and Jun-Fa Xu 1, Inspirations of Cobalt Oxide Nanoparticle Based Anticancer Therapeutics; Pharmaceutics. )2021), 13. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 505 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 274 |
||