بررسی اثر نانو ذرات مختلف بر سرما‌درمانی با استفاده از مدل انتقال گرما غیر فوریه

جراحی با سرمایش یا انجماد، یک روش درمانی است که از آن برای از بین بردن بافت‌های نامطلوب و بدخیم در میان بافت‌ها و اعضای سالم استفاده می‌شود. با اضافه شدن نانو سیال به بخش بافت معیوب، می‌توان اثربخشی این روش را افزایش داد. در این پژوهش اثر نانو سیالات مختلف و غلظت آن‌ها در بافت بر انجماد و توزیع دما، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا تفاوت بین حالت فوریه و غیر فوریه معادله دما نشان داده شده است؛ برای بررسی اثر نانو سیال بر انجماد بافت از حالت غیر فوریه معادله دما استفاده شده است. از روش انتالپی برای حل معادلات دما با تغییر فاز استفاده خواهد شد. نتایج نشان می‌دهند که با اضافه شدن نانو سیال به بافت به دلیل افزایش در مقدار ضریب رسانایی گرمایی، پیشروی سرمایش بیشتر شده و در زمان یکسان، دمای هر نقطه نسبت به حالت بدون نانو سیال مقدار کمتری دارد. همچنین تزریق نانو سیال منجر به افزایش نرخ سرمایش (افزایش بیش از 40 درصد با تزریق نانو سیال Ag) و درنتیجه افزایش آسیب به تومور می‌شود. همچنین نشان داده شده است که هر چه ضریب رسانایی گرمایی نانو ذرات و یا غلظت نانو ذرات در بافت بیشتر باشد، دمای بافت پایین‌تر آمده، نرخ سرمایش بیشتر شده و در نتیجه آسیب بیشتری به تومور وارد می‌شود.