طراحی و ساخت مولد توان پالسی جهت ارزیابی و بهینه¬سازی پارامترهای اثرگذار بر درمان سرطان

چکیده:

یکی از روش­های درمان سرطان، که به تازگی مورد استفاده قرار گرفته، روش الکتروپوریشن سلولی است. الکتروپوریشن به دلیل عدم ایجاد آسیب­های حرارتی، درمان کوتاه مدت، امکان درمان تومورهایی در مجاورت عروق خونی و با عوارض جانبی کم، از درمان­های موثر و مناسب برای سرطان خواهد بود. در واقع با اعمال میدان الکتریکی بسیار قوی به سلول‌ها نفوذپذیری غشای سلولی افزایش می­یابد. به این اثر پالس­های الکتریکی بر سلول­ها که با ایجاد حفره در غشای سلولی همراه است الکتروپوریشن گفته می­شود. در صورت مناسب بودن اندازه پالس­ها این حفره­ها به حدی بزرگ می­شوند که موجب شکسته شدن غشای سلولی شده و در نهایت منجر به مرگ سلول سرطانی می­گردد.

وجود تفاوت­های گسترده در مشخصات الکتریکی نمونه­های سرطانی، طراحی و ساخت مولد پالس را بادشواری­های فراوانی روبه­رو کرده است. همچنین ایجاد بستر مناسب جهت القای حداکثر انرژی پالس­های تولیدی به بافت­، از اصلی­ترین چالش­های فنی پیشروی این مطالعات هستند. در این رساله یک ساختار مولد پالسی منعطف با نوآوری جهت کاربرد درمان سرطان ارائه شده است. با توجه به وابستگی ساختارهای مولد پالسی به امپدانس بار، در این مطالعات دو مدار معادل الکتریکی از نمونه­های سوسپانسیون سلولی سرطانی و غیر سرطانی ارائه گردیده است. در ادامه سه ساختار، مولد توان پالسی منعطف مبتنی بر مولدهای مارکس، مولد مارکس نیمه هادی و مولد پالس مبتنی بر دشارژ خازنی هر یک متناسب با شرایط واقعی درمان و با استفاده از مدل­های الکتریکی ارائه شده، طراحی و شبیه­سازی شده­اند. در نهایت جهت تولید پالس­های الکتریکی مناسب برای درمان، مولد توان پالسی مبتنی بر دشارژ خازنی ساخته شده است.