Αυτοματοποιημένο σύστημα οδήγησης μαγνητικών μικροσωματιδίων

Abstract

Σε έναν κόσμο όπου η τεχνολογική ανάπτυξη καλπάζει, ο άνθρωπος καλείται να είναι ευρηματικός και να βρίσκει νέους, πιο σύνθετους και αυτοματοποιημένους τρόπους για να λύσει τα προβλήματά του. Από ένα αυτόματο σύστημα ποτίσματος μέχρι ένα πιο περίπλοκο αυτόματο σύστημα χορήγησης φαρμάκων, η τεχνολογία έχει καταφέρει να απλοποιήσει απαιτητικές διαδικασίες, ελαχιστοποιώντας το χρόνο διεκπεραίωσής τους και αυξάνοντας την αποδοτικότητά τους. Η παρούσα διπλωματική πραγματεύεται τη δημιουργία ενός αυτοματοποιημένου συστήματος οδήγησης μαγνητικών μικροσωματιδίων για βιοϊατρικές εφαρμογές. Πιο συγκεκριμένα, για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών απαιτείται η χορήγηση φαρμάκων σε συγκεκριμένο σημείο στο σώμα, όπου εμφανίζονται τα άρρωστα κύτταρα. Στόχος είναι η πιο στοχευμένη και συνεπώς αποτελεσματική θεραπεία, καθώς και η αποφυγή ενδεχόμενων παρενεργειών στο υπόλοιπο σώμα. Με την εφαρμογή εξωτερικών μαγνητικών πεδίων είναι δυνατόν να κατευθύνονται φάρμακα ή μόρια εμπλουτισμένα με μαγνητικά νανοσωματίδια μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Η δημιουργία των μαγνητικών πεδίων και ο έλεγχός τους μπορεί να υλοποιηθεί μέσω υπολογιστή συνδέοντας κατάλληλα μαγνήτες με κάποιο μικροελεγκτή, όπως είναι το Arduino. Στο πλαίσιο εκπόνησης της συγκεκριμένης εργασίας, δημιουργήθηκε μία διάταξη ικανή να οδηγήσει μαγνητικά σωματίδια ελεγχόμενη μέσω υπολογιστή με τη δυνατότητα ζωντανής οπτικής ανάδρασης. Η διάταξη αυτή αποτελείται από τέσσερα πηνία, τέσσερεις πυρήνες, ένα τροφοδοτικό, ένα οπτικό μικροσκόπιο, ένα μικροελεγκτή Arduino, ένα κύκλωμα ελέγχου και έναν υπολογιστή από τον οποίο γίνεται ο προγραμματισμός και η εκτέλεση της διαδικασίας. Προκειμένου να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης διάταξης πραγματοποιήθηκαν πειράματα τα όποια και παρουσιάζονται.