本文關(guān)鍵詞：納米金靶向生物組織的光熱治療時域建模仿真

  更多相關(guān)文章： 激光 納米金 局域表面等離子共振效應(yīng) 光熱模型 有限元法

【摘要】：近年來,激光在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用滲透到了醫(yī)學(xué)的各個方面,成為許多疾病治療不可替代的手段,尤其在腫瘤的診斷和治療方面,激光光熱治療更是開辟了另一條道路。研究激光與生物組織相互作用產(chǎn)生的熱效應(yīng)是腫瘤光熱治療的基礎(chǔ),獲知生物組織吸收光后轉(zhuǎn)化成的熱量是腫瘤光熱治療的關(guān)鍵,對推動腫瘤光熱治療早日進入臨床實踐階段有著不可磨滅的重要意義。納米金顆粒隸屬于金屬納米材料,被公認為是一種良好的復(fù)合多功能納米顆粒的介質(zhì)。其獨特的等離子共振性質(zhì),更是在腫瘤光熱治療領(lǐng)域受到研究人員的廣泛青睞。通過控制金屬納米顆粒的尺寸、形貌和結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)其表面等離子體共振峰峰位至近紅外區(qū)(NIR,700~1300nm),此波長范圍內(nèi)生物組織中水和血紅素對光的透過性最好,納米金能在快速提高光熱轉(zhuǎn)化效率的同時極大限度地減少光熱治療過程中對正常細胞的損傷。同時納米金顆粒易控的表面化學(xué)親和力使其能與一些特定的蛋白質(zhì)耦聯(lián),制備出功能化的納米探針與腫瘤細胞靶向結(jié)合,在一定激光能量的照射下,納米金顆�？焖佼a(chǎn)生的熱量使局部溫度增高,從而引起蛋白變性繼而殺死腫瘤組織。以上這些特性都使得納米金有望成為癌癥臨床治療的新手段。針對目前尚未出現(xiàn)具有指導(dǎo)意義的腫瘤光熱治療理論模型,本文從激光與生物組織的相互作用出發(fā),研究了生物組織對光的吸收散射效應(yīng)及光對生物組織產(chǎn)生的熱效應(yīng),通過傳輸理論輻射傳輸方程建立了光在生物組織中的時域傳輸模型,從生物組織內(nèi)的光子密度值分布、曝光時間及生物組織的選擇性吸收出發(fā),依據(jù)Pennes生物傳熱方程建立了時域的熱擴散模型。利用有限元算法對時域光傳輸和熱擴散模型進行求解,定量的計算出納米金靶向的生物組織內(nèi)的光子密度值及溫度分布。在一定程度上模擬出了激光照射生物組織一段時間后,生物組織體內(nèi)的光熱分布,尤其是納米金靶向的腫瘤細胞吸收的熱量。最后通過構(gòu)建非勻質(zhì)仿體對建立的光熱模型進行仿真驗證。仿真結(jié)果比較了納米金的光熱效應(yīng),并對不同納米金濃度、不同曝光時間及不同激光功率值的大小對納米金靶向生物組織光熱治療的影響進行了分析。本文的研究成果對提高腫瘤治療的光熱轉(zhuǎn)化效率及活體治療過程中的可靠性和安全性有著一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：激光 納米金 局域表面等離子共振效應(yīng) 光熱模型 有限元法
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R730.57
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 縮略語對照表10-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用及其生物效應(yīng)14-16
• 1.3 納米金的基本介紹16-18
• 1.3.1 納米金顆粒簡介及制備16
• 1.3.2 納米金顆粒的光學(xué)特性16-17
• 1.3.3 納米金顆粒在腫瘤治療上的應(yīng)用17-18
• 1.4 本論文的創(chuàng)新點及安排18-21
• 第二章 光在生物組織中的傳輸理論21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 光的吸收21-22
• 2.3 光的散射22-23
• 2.4 光在生物組織中傳輸?shù)臅r域數(shù)學(xué)模型23-29
• 2.4.1 時域光傳輸方程的建立23-25
• 2.4.2 光源模型25
• 2.4.3 有限元法25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 生物組織的熱擴散模型31-38
• 3.1 光致熱的原理31-32
• 3.2 激光光熱轉(zhuǎn)換32-33
• 3.3 激光熱相互作用過程33
• 3.4 建立熱擴散模型33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 時域光熱模型仿真與分析38-50
• 4.1 時域光熱模型仿真過程38-42
• 4.2 實驗結(jié)果及分析42-47
• 4.2.1 溫度分布圖比較42-45
• 4.2.2 不同參數(shù)之間值的比較45-47
• 4.3 所建模型的缺陷分析47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 總結(jié)及展望50-52
• 5.1 總結(jié)50-51
• 5.2 未來展望51-52
• 參考文獻52-56
• 致謝56-58
• 作者簡介58-59

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1 張陽德,羅育林;納米科技——21世紀社會發(fā)展的推進器[J];中國醫(yī)學(xué)工程;2003年06期

2 ;我國在核酸藥物的納米載運體系研究中取得進展[J];功能材料信息;2012年01期

3 于菲菲;王新霞;鄒豪;張國慶;鐘延強;;三種不同功能化納米金的制備及其穩(wěn)定性比較[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2013年11期

4 孔小麗;喬飛燕;齊暉;李富榮;周漢新;;抗體和寡核苷酸雙標記納米金生物探針的制備及性能分析[J];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報;2008年05期

5 李紅紅;陳興國;;納米金銀材料在比色檢測汞中的應(yīng)用[J];巖礦測試;2012年05期

6 郭常閏;關(guān)樹文;黃磊;張超;董彪;宋宏偉;王麗萍;;次血紅素六肽對納米金誘導(dǎo)線蟲熱激損傷的保護作用[J];吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2012年01期

7 ;納米金殼新材料可有效抑癌[J];功能材料信息;2012年01期

8 李寧;駱小平;高飛;;復(fù)合納米金膜技術(shù)增強牙科鈦瓷結(jié)合的基礎(chǔ)研究[J];口腔材料器械雜志;2014年03期

9 吳維明,蔡強,陳裕泉;納米金在生物檢測中的應(yīng)用[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;2003年05期

10 ;納米金殼新材料可有效抑癌[J];技術(shù)與市場;2013年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廉學(xué)明;金潔;田佳;趙漢英;;具有溫度響應(yīng)可逆收縮的納米金球簇[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

2 李傳新;潘春旭;;納米科技現(xiàn)狀及展望[A];中南地區(qū)第十六屆電子顯微鏡學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

3 何微娜;林豐;郭祥群;;自旋標記-發(fā)光納米金多模式探針研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第9分會場摘要集[C];2012年

4 余玲;張彥崢;王亞丹;張銀堂;徐茂田;;非標記納米金光譜法檢測雌激素[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第9分會場摘要集[C];2012年

5 郭彬;李青山;;納米功能性紡織品的最新研究進展[A];雪蓮杯第10屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會論文集[C];2010年

6 賈文峰;李津如;林官華;江龍;;簡單方法制備單分散納米金花及其表面拉曼增強應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

7 李竟先;鄢程;吳基球;;納米顆粒制備過程中的機械力化學(xué)效應(yīng)[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會議論文集（上卷）[C];2001年

8 唐芳瓊;;尺寸、結(jié)構(gòu)、形貌可控納米顆粒制備與調(diào)變技術(shù)開發(fā)[A];納微粉體制備與應(yīng)用進展——2002年納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會論文集[C];2002年

9 李軍;紀小慧;洪霞;王連英;賈若昆;菅文平;白玉白;;基于納米晶特性的免疫檢測研究[A];2003年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國會議論文摘要集[C];2003年

10 襲著革;;納米毒理學(xué)研究進展[A];中國毒理學(xué)會環(huán)境與生態(tài)毒理學(xué)專業(yè)委員會成立大會會議論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 劉俊;“納米食品”安全存疑[N];廣州日報;2010年

2 張陽德;我國納米生物醫(yī)藥科技發(fā)展的戰(zhàn)略思考[N];科技日報;2003年

3 本報記者 童岱;劉揚：發(fā)現(xiàn)“神水”之毒[N];北京科技報;2009年

4 本報記者 賈書哲;撥開迷霧看納米[N];中國質(zhì)量報;2002年

5 何屹;納米金晶簇的催化活性與大小有關(guān)[N];科技日報;2008年

6 本報記者 李勝;一噸值一億美元[N];深圳商報;2002年

7 李樹龍;小納米 大神通（上篇）[N];中國黃金報;2001年

8 記者　任荃;納米金球讓基因拷貝不走樣[N];文匯報;2006年

9 中國包裝聯(lián)合會紙委會副秘書長 陳希榮;微觀色彩學(xué)與包裝設(shè)計應(yīng)用[N];中國包裝報;2010年

10 張唯誠;顯微世界中的DNA納米機器人[N];大眾科技報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陶洪;硒、碲及其化合物納米線的液相化學(xué)合成和電子器件性能的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 楊淑華;金納米棒—適配子耦聯(lián)物的研制及其在體內(nèi)外腫瘤熱療中的應(yīng)用研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2010年

3 霍子揚;過渡金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控合成、組裝及其性能研究[D];清華大學(xué);2009年

4 莊家騏;水溶性摻雜型納米晶的合成及性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2004年

5 李鋒;稀土摻雜發(fā)光納米晶的制備及在細胞標記中應(yīng)用的探索[D];東北大學(xué);2010年

6 夏瑋;納米金電化學(xué)生物傳感技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

7 雷存喜;納米活性界面構(gòu)建新方法用于電化學(xué)生物傳感器設(shè)計[D];湖南大學(xué);2005年

8 徐林;分級結(jié)構(gòu)納米線的制備、表征與器件研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

9 李文清;納米金在雄性生殖毒理和雄性避孕中的功能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

10 童春義;基于硒納米顆粒的新型生物材料研制與表征方法研究[D];湖南大學(xué);2008年

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本文編號：977945