Μελέτη της εντοπισμένης φωτοδυναμικής θεραπείας (PDT) του καρκίνου σε συνδυασμό με τη χρήση ακτινοβολίας Cherenkov

Κολοστούμπης, Στυλιανός; Kolostoumpis, Stylianos

dc.contributor.author	Κολοστούμπης, Στυλιανός	el
dc.contributor.author	Kolostoumpis, Stylianos	en
dc.date.accessioned	2025-11-24T09:55:41Z
dc.date.available	2025-11-24T09:55:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62922
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30618
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Φωτοδυναμική θεραπεία	el
dc.subject	Καρκίνος	el
dc.subject	Φωτοευαισθητοποιές ουσίες	el
dc.subject	Οξυγόνο	el
dc.subject	Ραδιονουκλίδια	el
dc.subject	Comsol Multiphysics	en
dc.subject	Nanoshells	en
dc.subject	Cherenkov Radiation	en
dc.subject	Mie Theory	en
dc.subject	Light Scattering	en
dc.title	Μελέτη της εντοπισμένης φωτοδυναμικής θεραπείας (PDT) του καρκίνου σε συνδυασμό με τη χρήση ακτινοβολίας Cherenkov	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ιατρική Φυσική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-26
heal.abstract	Ο καρκίνος είναι μία ασθένεια που απασχολεί την Ιατρική και συναφείς επιστήμες διαχρονικά, λόγω των σοβαρών προβλημάτων που μπορεί να δημιουργήσει στην ανθρωπότητα. Η πολυπλοκότητά του τον καθιστά επικίνδυνο για την υγεία, αλλά όχι απαραίτητα μη ιάσιμο. Κατά καιρούς, έχουν μελετηθεί και εφαρμοστεί διάφοροι τρόποι πρόληψης και αντιμετώπισης του. Ένας τέτοιος τρόπος είναι η φωτοδυναμική θεραπεία (Photodynamic Therapy - PDT), όπου είναι μία μη-επεμβατική θεραπεία που χρησιμοποιεί έναν φωτοευαισθητοποιό παράγοντα και μία πηγή μονοχρωματικού φωτός για την επιλεκτική καταστροφή μη φυσιολογικών κυττάρων μέσω οξειδωτικής βλάβης. Ένα μειονέκτημα αυτής της θεραπείας είναι το περιορισμένο βάθος διείσδυσης της ακτινοβολίας στους ιστούς, για αυτό εξετάζουμε τον πιθανό συνδυασμό της με την ακτινοβολία Cherenkov, η οποία μπορεί, υπό συνθήκες, να παραχθεί εντός του ιστού μέσω κατάλληλων ραδιονουκλιδίων. Για παράδειγμα, το ραδιονουκλίδιο 18F-FDG διασπάται σε σωματίδια β τα οποία κινούνται με την απαραίτητη ενέργεια μέσα στον βιολογικό ιστό κι έτσι παράγουν την ακτινοβολία Cherenkov. Στη συνέχεια, τα καρκινικά κύτταρα στα οποία έχουν ενσωματωθεί νανοσωματίδια που φέρουν τον φωτοευαισθητοποιητή απορροφούν κάποιο μέρος της ακτινοβολίας Cherenkov κι έτσι ο φωτοευαισθητοποιητής διεγείρεται παράγοντας ελεύθερες ρίζες και μονήρη οξυγόνα, ώστε να ξεκινήσει η διαδικασία του κυτταρικού θανάτου των καρκινικών κυττάρων. Παράλληλα, μελετήθηκε ο τρόπος με τον οποίο τα νανοσωματίδια και συγκεκριμένα, στην παρούσα εργασία, τα νανοκελύφη απορροφούν την ακτινοβολία και η σημασία της θεωρίας Mie στη μαθηματική μελέτη της απορρόφησης/σκέδασης του φωτός. Χρησιμοποιώντας το προσομοιωτικό πρόγραμμα Comsol Multiphysics μελετήθηκαν οι απώλειες ενέργειας από το κέλυφος, δηλαδή το φάσμα απορρόφησης της ακτινοβολίας, για διαφορετικά υλικά και πάχη κελύφους, με φάσμα μήκους κύματος 300nm-1500nm. Πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί για διαφορετικούς συνδυασμούς των υλικών πυρήνα και κελύφους, ώστε να βρεθεί ο ιδανικότερος για την απορρόφηση της ακτινοβολίας με μήκος κύματος περίπου στα 400nm. Τέλος, υπολογίστηκε ο λόγος της ενέργειας λόγω των απωλειών (ενέργεια απορρόφησης) ως προς τον όγκο των νανοκελύφων (με γεωμετρία σφαίρας στην μελέτη μας), ώστε να βρεθεί ποιο υλικό και σε ποιο μέγεθος είναι αποδοτικότερο, όσον αφορά τη μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε θερμότητα για μήκη κύματος από 300nm έως 450nm, ώστε να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας που προκύπτει από την ακτινοβολία Cherenkov.	el
heal.abstract	Cancer is a disease that concerns Medicine and related sciences throughout time, because of the serious problems it can create in humanity. Its complexity makes it dangerous to health, but not necessarily incurable. From time to time, various ways of preventing and treating it have been studied and applied. One such approach is photodynamic therapy (PDT), which is a non-invasive treatment therapy that uses a photosensitizing agent and a monochromatic light source to selectively destroy abnormal cells through oxidative damage. A disadvantage of this therapy is the limited depth of penetration of radiation into tissues, so we are considering its possible combination with Cherenkov radiation, which can, under certain conditions, be produced within the tissue by appropriate radionuclides. For example, the radionuclide 18F-FDG decays into beta particles which move with the necessary energy through biological tissue and thus produce Cherenkov radiation. Subsequently, cancer cells embedded with nanoparticles carrying the photosensitizer absorb some of the Cherenkov radiation, so the photosensitiser is stimulated to produce free radicals and singlet oxygen to initiate the process of cell death of cancer cells. At the same time, the way in which the nanoparticles and, specifically in this work, the nanoshells absorb the radiation and the importance of the Mie theory in light scattering were studied. Using the Comsol Multiphysics simulation program, the energy losses from the shell, i.e. the radiation absorption spectrum, were studied for different materials and shell thicknesses, with a wavelength spectrum of 300nm-1500nm. Calculations were made for different combinations of core and shell materials to find the most ideal one for absorbing radiation with a wavelength of about 400 nm. Finally, the ratio of energy due to losses (absorption energy) to the volume of the nanoshell (with spherical geometry in our study) was calculated, in order to find which material and in which size is most efficient in terms of converting electromagnetic radiation into heat for wavelengths from 300nm to 450nm, resulting in its use as an energy source activated by Cherenkov radiation.	en
heal.advisorName	Μακροπούλου-Λουκογιαννάκη, Μυρσίνη	el
heal.committeeMemberName	Τσιγαρίδας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννόπαπας, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.
heal.fullTextAvailability	false