|
การศึกษาผลของไฮโดรเจลต่อการปกป้องผนังลำไส้ในการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากด้วยเลเซอร์โดยใช้แบบจำลองชีวความร้อนเชิงขั้นสูง |
|---|---|
| รหัสดีโอไอ | |
| Title | การศึกษาผลของไฮโดรเจลต่อการปกป้องผนังลำไส้ในการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากด้วยเลเซอร์โดยใช้แบบจำลองชีวความร้อนเชิงขั้นสูง |
| Creator | ภานุวัฒน์ บุญตาท้าว |
| Contributor | ณัฐดนย์ พรรณุเจริญวงษ์, ที่ปรึกษา |
| Publisher | มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ |
| Publication Year | 2568 |
| Keyword | มะเร็งต่อมลูกหมาก, การรักษาด้วยเลเซอร์, ผนังลำไส้ตรง, ไฮโดรเจล, Generalized dual-phase-lag, Prostate cancer, Laser-based thermal therapy, Rectal wall, Generalized Dual-Phase-Lag model, Spacer materials |
| Abstract | มะเร็งต่อมลูกหมากเป็นหนึ่งในโรคมะเร็งที่พบบ่อยในเพศชายและมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้น การรักษาด้วยเลเซอร์เป็นทางเลือกที่ได้รับความสนใจเนื่องจากมีความแม่นยำสูงและลดการรุกรานของเนื้อเยื่อดี อย่างไรก็ตามความร้อนที่แพร่กระจายจากบริเวณรักษาไปยังอวัยวะข้างเคียงโดยเฉพาะผนังลำไส้ตรงอาจก่อให้เกิดความเสียหายทางความร้อนและภาวะแทรกซ้อนได้ งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแบบจำลองทางกายวิภาคแบบหลายชั้นสำหรับการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากด้วยเลเซอร์และประยุกต์ใช้แบบจำลองชีวความร้อนแบบ Generalized Dual-Phase-Lag (GDPL) เพื่ออธิบายการถ่ายเทความร้อนแบบไม่เป็นไปตามกฎฟูเรียร์ รวมทั้งศึกษาผลของชนิดและความหนาของวัสดุไฮโดรเจล ขนาดก้อนมะเร็ง และพารามิเตอร์การรักษาที่มีต่อการกระจายอุณหภูมิและความเสียหายทางความร้อนของผนังลำไส้ตรง ใช้การจำลองเชิงตัวเลขด้วยโปรแกรม COMSOL Multiphysics บนแบบจำลองทางกายวิภาคแบบหลายชั้นในลักษณะสมมาตรเชิงแกนสองมิติ ประกอบด้วยก้อนมะเร็ง ต่อมลูกหมาก เนื้อเยื่อรอบต่อมลูกหมาก ชั้นไฮโดรเจล และผนังลำไส้ตรง โดยพิจารณาวัสดุไฮโดรเจล 4 ชนิด ได้แก่ ไฮยาลูโรนิกแอซิด (HA) โพลิเอทิลีนไกลคอล (PEG) คอลลาเจน และบอลลูน พร้อมทั้งวิเคราะห์ผลของความหนาของไฮโดรเจล ขนาดก้อนมะเร็ง อัตราการไหลเวียนเลือด กำลังเลเซอร์ และรูปแบบการฉายเลเซอร์แบบต่อเนื่องและแบบหลายพัลส์เพื่อประเมินบทบาทของไฮโดรเจลในการลดการถ่ายเทความร้อนไปยังผนังลำไส้ตรง งานวิจัยนี้ได้เปรียบเทียบพฤติกรรมทางความร้อนระหว่างกรณีที่ไม่มีการใช้ไฮโดรเจลกับกรณีที่มีการใช้ไฮโดรเจลชนิดต่าง ๆ ผลการศึกษาพบว่าในกรณีไม่มีไฮโดรเจลผนังลำไส้ตรงมีอุณหภูมิสูงสุดประมาณ 108.0 °C ขณะที่การใช้ไฮโดรเจลความหนา 4 มม. สามารถลดอุณหภูมิสูงสุดลงเหลือ 54.4 52.1 51.4 และ 51.1 °C สำหรับคอลลาเจน บอลลูน PEG และ HA ตามลำดับ นอกจากนี้เมื่อเพิ่มความหนาของ HA เป็น 5.1 7.1 และ 8.8 มม. อุณหภูมิสูงสุดของผนังลำไส้ตรงมีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่อง โดยให้ค่าอุณหภูมิต่ำที่สุด 48.2 43.1 และ 40.1 °C ตามลำดับ แสดงให้เห็นว่าชนิดและความหนาของไฮโดรเจลมีผลต่อการป้องกันความร้อนของผนังลำไส้ตรง โดย HA ให้ประสิทธิภาพดีกว่า PEG balloon และ collagen เมื่อขนาดก้อนมะเร็งเพิ่มขึ้นพื้นที่ที่ถูกทำลายด้วยความร้อนจากการฉายเลเซอร์เพียงครั้งเดียวมีแนวโน้มไม่ครอบคลุมก้อนมะเร็งทั้งหมด ขณะเดียวกันอัตราการไหลเวียนเลือดและกำลังเลเซอร์มีผลโดยตรงต่อพฤติกรรมทางความร้อนของเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้กำลังเลเซอร์ที่ 3 W สามารถลดอุณหภูมิสูงสุดและลดความเสียหายทางความร้อนของผนังลำไส้ตรงได้ชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้กำลังเลเซอร์ที่สูงกว่า นอกจากนี้การฉายเลเซอร์แบบหลายพัลส์ โดยเฉพาะ 4-pulse สามารถลดการสะสมความร้อนและลดความเสียหายของผนังลำไส้ตรงได้ดีกว่าการฉายแบบต่อเนื่อง โดยยังคงความสามารถในการทำลายก้อนมะเร็งไว้ได้ในระดับใกล้เคียงเดิม ผลลัพธ์ที่ได้จากการจำลองนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญต่อการพัฒนาและปรับปรุงความปลอดภัยทางความร้อนในการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากด้วยเลเซอร์ อีกทั้งยังเป็นข้อมูลพื้นฐานที่สามารถนำไปใช้สนับสนุนการศึกษาและการตรวจสอบทางคลินิกในอนาคตได้ |
