فصلنامه لیزر در پزشکی
سال هفدهم شماره 1 (پیاپی 75، بهار 1399)

دیابت یکی از بیماری های شایع در جهان است که تعداد بسیاری به آن مبتلا هستند. به منظور کنترل این بیماری لازم است قند خون بیمار به صورت مداوم چک شود. دستگاه های متداول اندازه گیری قند خون سبب بروز مشکلاتی برای فرد می شود. در این مقاله یک سیستم اندازه گیری غیرتهاجمی قند خون معرفی می شود که مشکلات دستگاه های متداول را نداشته باشد.

دستگاه مذکور یک سیستم اپتیکی- الکترونیکی غیر تهاجمی مبتنی بر طیف سنجی مادون قرمز نزدیک است. این سیستم با استفاده از مدولاسیون عرض پالس بر روی یک دیود نوری با طول موج 940 نانومتر، هارمونیک اول پرتوی جذب شده را پس از عبور از نرمه گوش توسط یک آشکارساز دریافت و پردازش می کند و در نهایت داده ها را به رایانه ارسال می کند و بر روی نرم افزار نمایش می دهد.

آزمون های زیادی بر روی اشخاص با سن، جنسیت و رنگ پوست متفاوت انجام شد. یافته ها حاکی از این بود که ضخامت نرمه گوش و رنگ پوست باعث ایجاد خطای بزرگی در اندازه گیری در افراد مختلف می شود. این مشکل تا حد خوبی با مراجعه به پایگاه داده ها در مورد ضخامت نرمه گوش و انجام یک تست تهاجمی در ابتدای اندازه گیری و اعمال یک کالیبراسون دقیق حل شد. بیشینه خطای نسبی دستگاه در نهایت 8/9 درصد برآورد شد.

یافته های این پروژه نشان می دهد که این سیستم با توجه به مقرون به صرفه بودن و دقت مناسب می تواند جایگزین مناسبی برای دستگاه های تهاجمی بیمارستانی و خانگی کنونی شود.

به منظور جلوگیری از کاهش تولید محصولات کشاورزی استفاده از آفت کش هایی مانند متیل پاراتیون رو به رشد است. باقیمانده متیل پاراتیون بر روی محصولات کشاورزی نگرانی هایی را به دنبال دارد. بنابراین شناسایی و تعیین مقدار متیل پاراتیون باقیمانده بر روی محصولات کشاورزی ضروری است. در این مطالعه بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی با استفاده از نانوذرات طلا ساخته شدند تا به راحتی با چسبیدن متیل پاراتیون باقیمانده روی محصولات کشاورزی (سیب) بر روی آن ها و با استفاده از طیف سنج رامان شناسایی و تعیین غلظت آن ها را انجام داد.

با استفاده از نمک طلا و عامل کاهنده تری سدیم سیترات دوآبه، نانوذرات طلا به روش ساده شیمیایی ساخته شدند و به روش قطره افشانی با چکاندن محلول کلوییدی طلا بر روی چسب دوطرفه، بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی ساخته شدند. با استفاده از این بسترها و طیف سنجی رامان، ارتعاش های مولکولی آفت کش متیل پاراتیون باقیمانده بر روی سطح میوه های سیب اندازه گیری و بررسی شدند.

در این مطالعه تجربی، تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان می دهد تعداد زیادی از ذرات طلا اندازه 15 نانومتر دارند. داده طیف پراکندگی دینامیکی نور (DLS) نشان می دهد که ذرات کوچک تر تا اندازه حدود 5 نانومتر و ذرات بزرگ تر تا اندازه حدود 30 نانومتر نیز ساخته شده اند. با مشاهده قله پلاسمونی ذرات ساخته شده در حدود 519 نانومتر و مشاهده ساختار FCC در مشخصه یابی XRD، ساخت نانوذرات طلا تایید شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی نشان می دهد که ترک ها می توانند مراکزی برای پراکندگی نور باشند. زبری که برای بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی در تصویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشاهده می شود، به پراکندگی نور از نقاط زبر کمک می کند. با چسباندن بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی بر روی میوه سیب، باقیمانده آفت کش متیل پاراتیون روی میوه سیب به بستر پلاسمونیکی منتقل می شود که در نتیجه طیف رامان ارتعاشات مولکولی متیل پاراتیون به دلیل تشدید پلاسمون های سطحی نانوذرات کوچک تر و پراکندگی نور از نقاط زبر و ترک های روی بستر انعطاف پذیرپلاسمونیکی تقویت می شوند و شدت طیف SERS در مقایسه با شدت طیف رامان آن ها افزایش قابل ملاحظه ای می یابد.

بسترهای انعطاف پذیرپلاسمونیکی ساخته شده به وسیله چسب دوطرفه و محلول کلوییدی طلا، به دلیل تشدید پلاسمون های سطحی نانوذرات طلا و پراکندگی نور از ترک های ایجاد شده روی بستر و زبری لایه ایجاد شده، سیگنال رامان ارتعاش های مولکولی آفت کش متیل پاراتیون باقیمانده بر روی میوه سیب را تقویت می کند. بنابراین، با استفاده از این بسترها به راحتی آفت کش متیل پاراتیون از سطح محصول کشاورزی به سطح بستر منتقل می شود و آشکارسازی سریع و راحت غلظت های مختلف قابل انجام است. از طرفی با کالیبراسیون انجام شده، با اندازه گیری طیف SERS، می توان غلظت متیل پاراتیون باقیمانده بر روی محصول کشاورزی را با استفاده از شدت سیگنال رامان به دست آورد.

روش فتودینامیک درمانی برای درمان سرطان در یک دهه اخیر به سرعت توسعه یافته است و از آن به عنوان جایگزینی مناسب و کم خطر برای روش های متداولی از قبیل پرتودرمانی استفاده می شود. در درمان سرطان از حساسگر های نوری بدین روش استفاده می گردد که این حساسگر ها با جذب نور از منبع نوری متناسب با حساسگر، سبب آزادسازی گونه های فعال اکسیژن در محل تومور می گردند و بدون آسیب به دیگر بافت های سالم منجر به نابودی سلول های سرطانی می شوند.

در این تحقیق، 12 موش که سرطان سینه در آن ها کشت داده شده است به روش فتودینامیک درمانی تحت درمان قرار گرفته اند. در این روش درمانی از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن که حامل داروی حساس به نور گیاهی کورکومین بوده نیز استفاده گردیده است.
یافته ها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده کاهش حجم تومور نمونه های درمانی به کمک روش فتودینامیک درمانی می باشد. همچنین در این روش بافت های داخلی مجاور کاملا سالم مانده اند.

 سرعت رشد تومور در گروه درمانی نسبت به گروه کنترل به طور چشمگیری کاهش یافته است و پس از کالبد شکافی موش ها ملاحظه شد که در این روش به هیچ یک از اندام های حیاتی بدن موش ها آسیبی نرسیده است و می توان این روش را به عنوان یکی از بهترین روش های جایگزین نسبت به سایر روش های متدوال توام با عوارض جانبی معرفی نمود.

سرطان پستان یکی از شایع ترین بدخیمی ها میان زنان و بعد از سرطان ریه دومین علت مرگ در زنان می باشد. از مهم ترین کاربرد های پرتوها می توان به پرتودرمانی سلول های سرطانی اشاره کرد. بیمارانی که تحت اشعه قرار دارند، ممکن است با عود سرطان روبه رو شوند. استفاده از درمان های ترکیبی پلی فنل های گیاهی(سیننستین) به همراه پرتودرمانی به علت استفاده از دوزهای درمانی کمتر، سبب کاهش سمیت سیستمیک درمان های رایج سرطان می شود.

برای ارزیابی مدت زمان دو برابر شدن و به دست آوردن مدت زمان تیمار سلول ها منحنی رشد رسم گردید. با بهره گیری از تستMTT ، اثر سمیت داروی سیننستین برروی رشد این رده سلولی مشخص گردید. به منظور بررسی مرگ تولیدمثلی سلول های سرطانی، قبل از تیمار با پلی فنل، بعد از استفاده از پرتوهای یونیزان و بعد از استفاده از درمان ترکیبی از تست کلونی زایی استفاده شد.

مدت زمان دو برابر شدن رده سلولی MDA-B-231، 39/24 ساعت است. داروی سیننستین به تنهایی یک داروی موثر برای درمان رده سلولیMDA-MB231  بوده است و با افزایش غلظت دارو میزان آسیب به بافت های سرطانی بیشتر شده است. مناسب ترین زمان برای درمان سلول های آسیب دیده 48 ساعت می باشد و غلظت کشندگی این دارو 1/0 میکرومولار است. درمان ترکیبی پرتو و پلی فنل سیننستین باعث کاهش راندمان کشت شده است.

این دارو در حضور پرتو خاصیت حساسیت پرتویی داشته است. درصورتی که حساس کننده پرتویی به مواد شیمیایی همزمان استفاده شوند، اثرات کشنده پرتوها را افزایش می دهند.

در کنار درمان های معمول، از تکنیک های مختلفی همچون امواج صوت، میدان های الکتریکی و مغناطیسی، تخت های کاهش فشار و... برای ترمیم و بهبود زخم استفاده می شوند. این روش ها معمولا برای جلوگیری و بهبود زخم های فشاری استفاده می شوند. ترمیم زخم یک روند هم پوشانی کننده و ماتریس پیچیده است. به منظور تسریع روند بهبود و به حداقل رساندن عفونت باکتریایی از روش درمانی مبتنی بر نور برای تحریک زیست نوری استفاده می شود. یکی از این انواع روش های مورد استفاده در بهبود زخم  نیز لیزر (نور تقویت شده توسط تابش تحریکی) درمانی است که پتانسیل زیادی برای درمان زخم دارد. پارامترهای مختلف می توانند بر بازده لیزر درمانی تاثیر بگذارند. در این مقاله سعی داریم تا تکنیک های لیزر در درمان و ترمیم و بهبود زخم، سابقه استفاده از لیزر درمانی تاثیرات بیولوژیکی و همچنین پارامترهای بهینه نور مانند طول موج و دوز برای بهبود زخم را مرور نماییم.