El control del flujo y transferencia de calor de sangre-nanotubos de carbono magneto-hidrodinámicos a través de la geometría de nanotubos de carbono y propiedades de nanofluido para el tratamiento de hipertermia
Autores: Polychronopoulos, Nickolas D.; Karvelas, Evangelos; Benos, Lefteris; Papathanasiou, Thanasis D.; Sarris, Ioannis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
El control del flujo y transferencia de calor de sangre-nanotubos de carbono magneto-hidrodinámicos a través de la geometría de nanotubos de carbono y propiedades de nanofluido para el tratamiento de hipertermia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Hipertermia
Células cancerosas
Nanotubos de carbono
Transferencia de calor
Tumor
Tratamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La hipertermia es un tratamiento médico prometedor que utiliza calor controlado para dirigirse y destruir las células cancerosas mientras se minimiza el daño al tejido sano circundante. A diferencia de los métodos convencionales, ofrece menores riesgos de infección y períodos de recuperación más cortos. Este estudio se centra en la integración de nanotubos de carbono (NTC) en la sangre para permitir la transferencia de calor precisa a los tumores. La idea central es que ajustando la concentración, forma y tamaño de los NTC, así como la fuerza de un campo magnético externo, se puede controlar la transferencia de calor para un tratamiento dirigido. Se desarrolla un modelo teórico para analizar la convección natural laminar dentro de un recinto poroso rectangular simplificado que se asemeja a un tumor, considerando la composición de la sangre y las características geométricas de los NTC, incluido el grosor de la nanocapa interfacial. Utilizando un método de expansión asintótica, se derivan y resuelven ecuaciones diferenciales ordinarias para los balances de masa, momento y energía. Los resultados muestran que aumentar la concentración de NTC desacelera el flujo de fluido y reduce la eficiencia de transferencia de calor, mientras que los NTC alargados y las nanocapas más gruesas mejoran la conducción sobre la convección, en detrimento de la transferencia de calor. Finalmente, la permeabilidad del tejido aumentada, característica de los tumores cancerosos, impacta significativamente la transferencia de calor. En conclusión, aunque el modelo simplifica las geometrías reales de los tumores y las condiciones de tratamiento, proporciona valiosos conocimientos teóricos sobre la hipertermia y las aplicaciones de nanofluidos para la terapia contra el cáncer.
Descripción
La hipertermia es un tratamiento médico prometedor que utiliza calor controlado para dirigirse y destruir las células cancerosas mientras se minimiza el daño al tejido sano circundante. A diferencia de los métodos convencionales, ofrece menores riesgos de infección y períodos de recuperación más cortos. Este estudio se centra en la integración de nanotubos de carbono (NTC) en la sangre para permitir la transferencia de calor precisa a los tumores. La idea central es que ajustando la concentración, forma y tamaño de los NTC, así como la fuerza de un campo magnético externo, se puede controlar la transferencia de calor para un tratamiento dirigido. Se desarrolla un modelo teórico para analizar la convección natural laminar dentro de un recinto poroso rectangular simplificado que se asemeja a un tumor, considerando la composición de la sangre y las características geométricas de los NTC, incluido el grosor de la nanocapa interfacial. Utilizando un método de expansión asintótica, se derivan y resuelven ecuaciones diferenciales ordinarias para los balances de masa, momento y energía. Los resultados muestran que aumentar la concentración de NTC desacelera el flujo de fluido y reduce la eficiencia de transferencia de calor, mientras que los NTC alargados y las nanocapas más gruesas mejoran la conducción sobre la convección, en detrimento de la transferencia de calor. Finalmente, la permeabilidad del tejido aumentada, característica de los tumores cancerosos, impacta significativamente la transferencia de calor. En conclusión, aunque el modelo simplifica las geometrías reales de los tumores y las condiciones de tratamiento, proporciona valiosos conocimientos teóricos sobre la hipertermia y las aplicaciones de nanofluidos para la terapia contra el cáncer.