Μελέτη και σχεδιασμός επαγωγικών στοιχείων για εφαρμογές μαγνητικής υπερθερμίας

Abstract

Μετά από πολλές δεκαετίες εντατικών μελετών και πολυάριθμων κλινικών προσπαθειών, οι περισσότεροι τύποι ανθρώπινου καρκίνου παραμένουν ανίατοι. Η αντιμετώπιση του καρκίνου αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα θέματα που καλείται να αντιμετωπίσει η σύγχρονη επιστήμη δεδομένου ότι η ασθένεια αυξάνεται με νησυχητικούς ρυθμούς τα τελευταία χρόνια. Σε αυτήν την προσπάθεια έρχεται ο τομέας της επιστήμης των υλικών κατασκευάζοντας μαγνητικά νανοσωματίδια επικαλυμμένα με βιοσυμβατά υλικά τα οποία εισέρχονται στον οργανισμό με διάφορες μεθόδους και με τη βοήθεια ενός εξωτερικού εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου οδηγούνται σε μαγνητική υπερθερμία. Ουσιαστικά με αυτόν τον τρόπο αξιοποιείται η θερμότητα που λευθερώνεται από τα νανοσωματίδια όταν αυτά εξαναγκάζονται σε κίνηση μαγνήτισης λόγω του μαγνητικού πεδίου. Στην ουσία, η υπερθερμία εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι μία μέτρια αύξηση της θερμοκρασίας (42-46 ο C) είναι ικανή να μεταβάλλει τη λειτουργικότητα των πρωτεϊνών με αποτέλεσμα την κυτταρική αποδόμηση προκαλώντας έτσι την απόπτωση, δηλαδή το θάνατο του κυττάρου. Οι κύριες προκλήσεις αυτής της νέας θεραπείας του καρκίνου είναι η ενίσχυση της ισχύος θέρμανσης τέτοιων νανοσωματιδίων και ο έλεγχος της τοπικής θερμοκρασίας όγκου. Αυτοί οι παράγοντες υπερθερμίας εξαρτώνται από τις φυσικές ιδιότητες των μαγνητικών νανοσωματιδίων καθώς και από το μαγνητικό πεδίο. Επομένως, η αποτελεσματικότητα της μαγνητικής υπερθερμίας εξαρτάται κυρίως από τον σωστό προσδιορισμό των χαρακτηριστικών τους. Η μελέτη αυτή προσπάθησε να παράσχει μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση της θεραπείας της μαγνητικής υπερθερμίας μέσω του προσδιορισμού των χαρακτηριστικών του μαγνητικού πεδίου και προτείνοντας σχεδιαστικές λύσεις πηνίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν.