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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

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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


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.

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