امکان‌سنجی، طراحی و شبیه‌سازی استفاده از مولد توان پالسی برای ترمیم ضایعات پوستی غیر سرطانی

چکیده:

با توجه به افزایش روز‌افزون عمل­های زیبایی و درمان ضایعات پوستی غیرسرطانی مانند جوان­سازی، درمان اکنه و اسکارها و..، استفاده از دستگاه­های مراقبت از پوست بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از این رو به دلیل تقاضای بالا برای استفاده از دستگاه­های مراقبت از پوست بازار مالی دستگاه­های مراقبت از پوست در سال 2021 به 5/12 میلیارد دلار رسید. یکی از کاربرد­های شگفت­انگیز انرژی الکتریکی استفاده از آن در حوزه سلامت و زیبایی می­باشد. الکتروپوریشن پدیده­ای است که در آن نفوذپذیری غشای سلولی در برابر یون­ها و ماکرومولکول­ها با قرار دادن سلول در معرض پالس­های کوتاه میدان الکتریکی افزایش می­یابد. به صورت کلی دو نوع الکتروپوریشن برگشت­پذیر و برگشت ناپذیر مطرح است. الکتروپوریشن برگشت­پذیر زمانی اتفاق می­افتد که میدان الکتریکی به اندازه­ای زیاد باشد که از آستانه بحرانی فراتر رود اما سلول همچنان میتواند به حالت اولیه خود بازگردد. الکتروپوریشن برگشت­ناپذیر زمانی اتفاق می­افتد که میدان الکتریکی بسیار زیاد باشد و تعداد منافذ ایجاد شده باعث عدم تعادل اسمزی سلول یا از دست دادن هموستاز می شود که منجر به مرگ سلول می شود. الکتروپوریشن به دلیل آرامش کامل عضلانی برای مقابله با تحریک عضله اسکلتی به علت پالس­های الکتریکی ارسال شده و جلوگیری از حرکت پروب­ها به دلیل انقباض عضلانی نیاز به بیهوشی عمومی و عوامل فلج کننده دارد. انقباضات عضلانی ممکن است بر محل قرارگیری الکترود­­های سوزنی تأثیر بگذارد، که میتواند الگوریتم­های برنامه ریزی درمان را باطل کند و در درمان­های نزدیک ساختارهای حیاتی مضر باشد. در مراجع مختلف به کاربرد الکتروپوریشن برای ضایعات پوستی اشاره شده است. هدف از انجام این پروژه درمان ضایعات پوستی خوش­خیم است. ابتدا به بررسی انواع ضایعات پوستی خوش­خیم و بدخیم و روش­های درمان انها به خصوص درمان با الکتروپوریشن پرداخته شده است. در ادامه به بررسی انواع مدارهای توان پالسی پرداخته شده است. چون هدف ما درمان ضایعات پوستی خوش­خیم است و بیهوشی برای یک درمان زیبایی منطقی نیست از این رو می­توان از مدارهای H-FIRE که عوارض کمتری نسبت به سایر مدارات دیگر دارند و همچنین نیازی به بیهوشی ندارند استفاده کرد. نتایج نشان می­دهد که  H-FIRE می­تواند ضایعات را بدون ایجاد انقباضات عضلانی به صورت غیر حرارتی از­ بین ببرد. پس از انتخاب مدار H-FIRE به شبیه سازی مدار مورد نظر در ORCAD پرداخته شده است. مدار H-FIRE مد نظر این پژوهش دارای 10 طبقه است که هر طبقه از سلف، خازن و 4 ماسفت سیلیکونی تشکیل شده است.