Manyetik sıvı hipertermi için parametrik olarak üretilen gradyan örüntülerinin haritalanması

Abstract

Manyetik sıvı hipertermi (MFH) geliştirilmekte olan yeni nesil kanser tedavi yöntemlerinden biridir. MFH’nin pratik uygulamalarında ortaya çıkan zorluklardan biri manyetik nanoparçacıkların (MNP) sınırlı kontrolüdür. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için MFH testlerinde yeni yaklaşımlar araştırılmaktadır. MNP salınımlarının bölgeselleştirilmesi sabit mıknatıs veya elektromıknatıslar tarafından üretilen manyetik alansız bölge (FFR) ve statik manyetik alan (SMF) gradyanları aracılığıyla sağlanabilir. Bu çalışmada elektromıknatıslara göre teknik ve ekonomik avantajlar sunmasından dolayı SMF kaynağı olarak sabit mıknatıslar tercih edilmiştir. Çalışma alanında ortaya çıkacak gradyan örüntülerini kestirebilmek için sonlu elemanlar yöntemi benzetimi kullanılmıştır. Gradyan örüntüsünün parametrik değişimlerle oluşturulacağı platform bilgisayar destekli çizim ortamında tasarlanarak 3B yazıcı ile üretilmiştir. Sabit mıknatıslarla üretilen gradyan örüntüsünün hedeflemeli MFH kullanımı için haritalanması bu çalışma ile ilk defa ele alınmıştır. Elde edilen bulgular tümör tipine göre hangi gradyan örüntüsünün kullanılabileceği hakkında bilgiler sunmaktadır.

Magnetic fluid hyperthermia (MFH) is one of the new generation cancer treatment methods under development. One of the challenges that arise in the practical applications of MFH is the limited control of magnetic nanoparticles (MNP). In order to overcome this problem, new approaches in MFH tests are being investigated. The localization of the MNP oscillation can be achieved through magnetic field-free zone (FFR) and static magnetic field (SMF) gradients generated by permanent magnets or electromagnets. In this study, permanent magnets are preferred as SMF source because of their technical and economic advantages compared to electromagnets. Finite element method simulation is used to predict the gradient patterns that will appear in the study area. The platform, where the gradient pattern will be created with parametric changes, is designed in computer-aided drawing environment and produced with a 3D printer. The mapping of the gradient pattern generated by permanent magnets for targeted MFH use is discussed for the first time in this study. The obtained findings provide information about which gradient pattern can be used according to the tumor type.