لیزر در پزشکی
سال:1397 | دوره:15 | شماره:4 |تعداد مقالات:5

مقدمه: غیرفعال­ سازی فتودینامیکی ضدمیکروبی (antimicrobial PhotoDynamic Inactivation) aPDI روشی امید­ بخش برای از بین بردن باکتری­ های مقاوم به آنتی­ بیوتیک از­ طریق تولید گونه­ های فعال اکسیژن با ترکیب نور و حساسگر نوری است. تاکنون راه­ های گوناگونی جهت افزایش نفوذپذیری غشای باکتری­ های گرم­ منفی و درنتیجه افزایش اثربخشیaPDI بر آن­ ها توسعه یافته است. کیتوزان، پلی­ ساکارید خطی پلی­ کاتیونی دارای قابلیت ایجاد از هم گسیختگی در ساختار غشای خارجی باکتری­ های گرم­ منفی است و می­ تواند به­ عنوان افزایش­ دهنده ی پتانسیل حساسگر نوری مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین هدف ما در این مطالعه بررسی توانایی کیتوزان در بهبود و افزایش کارآیی aPDI به­ واسطه ی متیلن­ بلو بر­ روی سلول­ های پلانکتونی و بیوفیلم باکتری Pseudomonas Aeruginosa بود. روش بررسی: در محیط آزمایشگاهی، اثر فتوتوکسیک متیلن­ بلو به­ تنهایی (µ M 50، دوز نوری J/cm2 47) و به­ همراه کیتوزان (µ g/ml 30) بر­ روی 5 جدایه ی بیمارستانی P. aeruginosa مطالعه شد. همچنین اثر فتوتوکسیک متیلن­ بلو (µ M 200) و کیتوزان (µ g/ml 1000) با دوز نوری J/cm2 47 بر­ روی بیوفیلم این جدایه­ ها مورد بررسی قرار گرفت. یافته­ ها: میزان کشندگی aPDI به­ واسطه ی متیلن­ بلو کمتراز یک لگاریتم در تعداد باکتری­ ها در فرم پلانکتونی و بیوفیلم بود در­ حالیکه aPDI به­ واسطه ی متیلن­ بلو و کیتوزان منجر به کاهش 5/2 و 15/5 لگاریتم در تعداد باکتری­ ها به­ ترتیب در فرم پلانکتونی و بیوفیلم شد. نتیجه­ گیری: یافته­ های این مطالعه نشان داد که کیتوزان سبب افزایش کارآیی aPDI به­ واسطه ی متیلن­ بلو علیه باکتری P. aeruginosa در هر دو حالت پلانکتونی و بیوفیلم شد.

مقدمه: بهینه­ سازی آشکارسازهای نوری به­ منظور تشخیص سیگنال­ های بیولوژی با دقت و حساسیت بالا در تشخیص انواع سرطان ها و تومورها برخوردار از اهمیت زیادی است. در این مطالعه یک ساختار بهینه ی آشکارساز مبتنی بر اثرات پلاسمونیکی در بیوحسگرهای تشخیص سیگنال­ های سرطان پستان از بافت نرمال مورد بررسی قرار گرفته است. روش بررسی: یک ساختار بهینه ی آشکارساز مبتنی بر اثرات پلاسمونیکی در بیوحسگر تشخیص سیگنال­ های سرطان پستان از بافت نرمال پیشنهاد شده است. به­ منظور بهینه کردن آشکارسازهای تشخیص سرطان پستان، اثرات پلاسمونیک مجموعه از نانوذرات کروی طلا و نقره بر­ روی زیر­ لایه ی سیلیکون در طول موج­ های مختلف بررسی شده است. خواص اپتیکی شامل ضرایب جذب و فاکتور بهبود برای نانو­ ذرات طلا و نقره، طیف عبوری و بازتابی میدان­ های الکتریکی و مغناطیسی در محدوده ی طول موج لیزر فرودی، تولید پلاسمون پلاریتون سطحی در سطح مشترک نانوذرات نقره و نیم­ رسانا و نحوه ی انتشار آن­ ها درون ماده ی فعال آشکارساز محاسبه شده است. در­ نهایت به برهم­ کنش تابش فرودی با پلاسمون­ های جایگزیده در حالت تشدید و انتشار پلاسمون پلاریتون­ های سطحی در طول موج­ های مختلف به­ صورت جذب در ماده ی فعال سیلیکونی پرداخته شده است. یافته­ ها: نتایج شبیه­ سازی نشان می­ دهد افزودن نانوذرات پلاسمونیک باعث افزایش 50 درصدی توان جذب­ شده در مقایسه با آشکارسازهای متداول می­ گردد. نتیجه­ گیری: این مطالعه نشان می­ دهد برای بهینه­ سازی توان جذب­ شده به­ منظور آشکارسازی تشخیص سرطان پستان از بافت نرمال باید ساختار متناوبی با دوره ی تناوب 9 نانوذرات از جنس نقره و شعاع آن­ ها در محدوده ی 75 نانو­ متر انتخاب شود.

مقدمه: در سال­ های اخیر توجه زیادی به فناوری بلورهای فوتونیکی معطوف شده است. امکان ساخت حسگرهای با حساسیت بالا از مهم­ ترین کاربردهای بلورهای فوتونیکی در شاخه ی پزشکی است. افزون­ بر­ این، تولید کم­ هزینه ی زیست­ حسگرهای بلور فوتونیکی از دیگر مزایای آن­ ها به­ شمار می­ رود. از­ دیگر­ سو، گذار بین حالت­ های جایگزیده و ناجایگزیده از موضوع­ های مورد علاقه در سال­ های اخیر بوده است. مطالعه ی حاضر گذار بین این حالت­ ها را برای یک بلور فوتونیکی غیر متناوب مورد مطالعه قرار می­ دهد. هدف از انجام مطالعه، بررسی امکان جایگزیدگی نور در چنین بلورهایی است. بدین منظور مدل تنگ-بست یک­ بعدی با در­ نظرگرفتن جهش فوتون به دومین همسایگی نزدیک در­ نظر گرفته می­ شود. نتایج حاصل از نظریه ی جایگزیدگی بیانگر این است که برای ثابت جهش صفر، فوتون جایگزیده می­ باشد و با افزایش مقدار ثابت جهش به همسایه ی دوم، طول جایگزیدگی فوتون افزایش می­ یابد و تابع موج فوتون گسترده می­ شود. در­ مقابل، مشاهدات حاصل از نظریه ی آشوب کوانتومی نشان می­ دهد که برای ثابت جهش صفر، تابع توزیع نسبت فاصله ی ترازی متوالی از تابع توزیع پواسونی تبعیت می­ کند و با افزایش مقدار ثابت جهش به سمت تابع توزیع ویگنر-دایسون میل می­ نماید در­ نتیجه در حالت گسترده، افت و خیز ترازهای انرژی با آمار آنسامبل جی اُ ئی توصیف می­ شود. روش بررسی: مطالعه ی رفتار الکتریکی ساختارهای بلوری دارای نقص در قالب نظریه ی جایگزیدگی اندرسون ممکن است. در مطالعه ی حاضر نیز با اساس قرار دادن این نظریه از روش ماتریس انتقال و طول جایگزیدگی به­ منظور بررسی رفتار جایگزیده ی فوتون در بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک­ بعدی بهره می­ گیریم. یافته­ ها: در پژوهش حاضر، طول جایگزیدگی توابع موج فوتونی به­ ازای مقادیر متفاوت انرژی و در حضور احتمال جهش به همسایه ی دوم با شدت­ های متفاوت محاسبه شد. مطالعه ی حاضر که برمبنای تعمیم مدل تنگ-بست انجام گرفته است، نشان می­ دهد در گستره ی خاصی از انرژی می­ توانیم شاهد گذار بین حالت­ های جایگزیده و ناجایگزیده باشیم و در­ نتیجه بلور فوتونیکی مورد مطالعه قابلیت انتقال فوتون را خواهد داشت. نتیجه­ گیری: در پژوهش حاضر امکان جایگزیدگی فوتون در یک بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک­ بعدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به­ دست­ آمده نشان می­ دهد در شرایط خاصی می­ توان شاهد گذار بین حالت­ های گسترده و جایگزیده بود که همین موضوع اتفاق امیدوارکننده­ ای در حوزه ی ساخت نانوابزارهای فوتونیکی به­ منظور کاربرد در حوزه ی پزشکی می­ باشد.

مقدمه: روش پراکندگی رامان ارتقاء­ یافته ی سطحی (SERS) یکی از روش­ های کارآمد برای شناسایی مقادیر اندک و حتی شناسایی تک مولکول است. با قرار گرفتن گونه­ های مختلف در نزدیکی سطح فلز و یا جذب فیزیکی گونه­ ها به نانوساختارهای فلزی، به علت برهم­ کنش گونه­ ها و پلاسمون­ های سطحی فلز، شدت سیگنال رامان افزایش می­ یابد. از طرفی باکتری سالمونلا در بسیاری از مواد غذایی یافت می­ شود و به­ راحتی می­ تواند رشد کند که شناسایی این باکتری در صنایع غذایی و کشاورزی مورد توجه است که برای شناسایی این باکتری می­ توان استفاده از تکنیک SERS را پیشنهاد کرد. روش بررسی: در این پژوهش، نانوذرات نقره به روش شیمیایی و با استفاده از عامل کاهنده ی­ ساکاروز ساخته شدند، سپس با به­ کارگیری روش چرخشی و نشست نانوذرات نقره روی بستر­ های شیشه­ ای، بسترهای پلاسمونیکی ساخته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی و طیف­ سنجی رامان که تکنیکی غیرمخرب است، آشکارسازی باکتری سالمونلا انجام شد. یافته­ ها: با استفاده از آنالیزهای طیف­ سنجی فرابنفش-مرئی (UV-Vis)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، مشخصه­ های بستر های پلاسمونیکی بررسی شدند و به­ عنوان حسگر زیستی پراکندگی رامان ارتقاء­ یافته ی سطحی (SERS) مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده از بستر پلاسمونیکی سبب می­ شود که به دلیل تشدید پلاسمون­ های سطحی نانوجزایر نقره و پراکندگی نور از جزایر نقره ی میکرومتری، ارتعاش­ های مولکولی باکتری سالمونلا تقویت شوند بنابراین شدت قله­ های ارتعاش­ های مولکولی طیف SERS باکتری سالمونلا نسبت به طیف رامان آن که از حکاکی باکتری روی بستر شیشه­ ای به­ دست می­ آید، قوی­ تر است. بسترهای پلاسمونیکی معرفی­ شده می­ تواند به تشخیص کم­ هزینه و زود­ هنگام بیماری­ های ناشی از باکتری سالمونلا و پاتوژن­ های موجود در مواد غذایی کمک کند. نتیجه­ گیری: از­ آن­ جایی­ که نقره به­ دلیل تشدید پلاسمون­ های سطحی و پراکندگی نور، سیگنال رامان حاصل از مولکول­ های مختلف را بهبود می­ دهد، بستر­ های پلاسمونیکی به­ عنوان بستر فعال در طیف­ سنجی ارتقاء­ یافته ی­ سطحی (SERS) برای آشکارسازی غلظت­ های مختلف باکتری سالمونلا به­ کارگرفته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی که متشکل از نانوجزایر و جزایر میکرومتری نقره هستند می­ توان از اثر تشدید پلاسمون­ های سطحی و اثر پراکندگی نور به­ طور هم­ زمان استفاده کرد و سیگنال رامان باکتری سالمونلا را افزایش داد. با کاهش غلظت باکتری، سیگنال­ های SERS نیز کاهش می­ یابند. برخلاف رامان باکتری­ هایی که روی بستر غیرپلاسمونیکی شیشه قرار دارند در بسترهای پلاسمونیکی، با کاهش غلظت باکتری، شدت قله­ های ارتعاش­ های مولکولی سالمونلا هنوز هم از شدت قابل ملاحظه­ ای برخوردار است که نتیجه ی تحریک ارتعاش­ های مولکولی به­ وسیله ی پلاسمون­ های سطحی و پراکندگی نور از بستر پلاسمونیک است و می­ توان باکتری سالمونلا تا غلظت 102 cfu mL-1 را شناسایی کرد هرچند این بسترهای پلاسمونیکی توانایی شناسایی تک مولکول را ندارد که برای انجام این کار باید از سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کرد که هزینه­ ها را افزایش می­ دهد.

مقدمه: در دهه ی گذشته نگاه ویژه­ ای به تصویر­ برداری نوری به­ خصوص فلورسانس شده است. در جراحی تومور، برداشتن حاشیه ی مناسب یک عامل مهم در بهبود سرطان محسوب می­ شود. تصویر­ برداری فلورسانس امکان برداشتن تومور با تعیین مرز مناسب در حین جراحی را به جراح می­ دهد. در روش تصویر­ برداری فلورسنت با استفاده از سلول­ های بیان­ کننده ی GFP مثبت، به­ هنگام جراحی به­ صورت همزمان کمترین بافت سالم از بدن بیمار جدا می­ شود. روش بررسی: در این مقاله استفاده از تصویر­ برداری نوری برای هدایت و تصمیم­ گیری حین جراحی بررسی شده است. برای تعیین مرز تومور سلول­ های بیان­ کننده ی GFP مثبت به 10 موش تزریق شد و تصویر­ برداری و جراحی بر­ روی هر موش صورت گرفت و حاشیه ی تومورها برای بررسی به پاتولوژی فرستاده شد. یافته­ ها: جراحی با کمک تصویر­ برداری نوری یک ابزار قدرتمند برای مراقبت­ های جراحی و درمان سرطان می­ باشد. از­ طرفی سلول­ های بیان­ کننده ی GFP مثبت به­ عنوان یک ماده ی حاجب غیر هدفمند برای تعیین مرز تومور مناسب می­ باشد. نتیجه­ گیری: پیشرفت­ های قابل توجه در استراتژی­ های تصویربرداری نوری در زمان واقعی برای تشخیص تومور حین جراحی و ارزیابی حاشیه به­ دست آمده است. تصویربرداری نوری برای دستیابی به بالاترین درصد حاشیه ی جراحی منفی و در تشخیص زود­ هنگام متاستازها در دهه ی آینده حرف­ های زیادی برای گفتن دارد.