Medical Radiation Physics

درمان سریعتر شکستگی با گچ چاپ سه بعدی
گچ چاپ سه‌بعدی مجهز به منافذ تهویه هوا با استفاده از امواج فراصوت، امکان درمان سریع‌تر و آسان‌تر شکستگی‌ استخوان را فراهم می‌کند.
گچ چاپ سه‌بعدی Osteoid Medical Cast با وزن بسیار سبک، قابل شست و شو بوده و مجهز به منافذ تهویه هوا است که از خارش و ایجاد حساسیت پوستی جلوگیری می‌کند.
این گچ چاپی مجهز به سیستم فراصوت برای درمان سریع‌تر شکستگی استخوان است؛ با قرار دادن مولدهای پالس فراصوت در بین منافذ گچ یا قسمت بالای عضو آسیب دیده، روند درمان تسهیل می‌شود.
به گفته محققان، روزانه 29 دقیقه استفاده از امواج فراصوت بر روی گچ چاپ سه‌بعدی باعث بهبود 38 تا 80 درصد سریع‌تر شکستگی – بر اساس نوع آسیب‌دیدگی – می‌شود.
طرح گچ چاپ سه‌بعدی که توسط «دنیز کاراساهین» دانشجوی طراحی اهل ترکیه ارائه شده، جایزه طراحی 2014 Golden A'Design Award را از آن خود کرده است.
پیش از این نیز طرح مشابهی با نام Cortex ارائه شده بود که شامل گچ چاپ سه‌بعدی ساخته شده از ضایعات پلاستیکی است؛ این گچ سبک، ضد آب و دارای منافذ تهویه هوا، بازوی شکسته را محکم در جای خود نگهداشته و باعث بهبود سریع‌تر و آسان‌تر شکستگی می‌شود.
شیر کنید همه از این مطلب مفید استفاده ببرن

از نگاه مجله علمی ساینس
«ایمونوتراپی سرطان» مهمترین دستاورد علمی 2013

ایمونوتراپی یا تقویت سیستم دفاعی بدن در مقابل سلول‌های سرطانی بعنوان «دستاورد سال» توسط مجله علمی معتبر «ساینس» در سال 2013 انتخاب شد.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، مجله معتبر علمی ساینس (Science) روز پنجشنبه 19 دسامبر (28 آذر) تحقیقات در حوزه ایمونوتراپی سرطان – که هنوز در مراحل اولیه قرار دارد – را به عنوان دستاورد علمی پیشگامانه سال 2013 انتخاب کرد.
سردبیران علمی مجله ساینس که با اکثریت آرا، ایمونوتراپی سرطان (Cancer immunotherapy) را به عنوان دستاورد علمی سال برگزیده‌اند، علت این انتخاب را ایجاد تغییر در نگرش محققان در خصوص درمان مبتلایان به سرطان عنوان می‌کنند.
در این روش به جای هدف قرار گرفتن تومور سرطانی، سیستم ایمنی بدن بیمار برای مقابله با سلول‌های سرطانی با کمک داروهای خاص تقویت می‌شود.
طی سال جاری میلادی، آزمایشات بالینی انواع مختلف «ایمونوتراپی سرطان» نتایج امیدوار کننده‌ای را نشان می‌دهد که می‌تواند در آینده برای درمان بیماران مورد استفاده قرار بگیرد.
یکی از انواع ایمونوتراپی سرطان، روش درمان سلول تی (T-cell) نام دارد که شامل گرفتن سلول‌های تی بیمار و استفاده از مهندسی ژنتیک برای تغییر کد ژنتیکی آنها است، بطوریکه قادر به شناسایی و هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی شوند.
در یک مطالعه محدود بر روی پنج بیمار بزرگسال مبتلا به لوسمی حاد طی ماه مارس سال جاری، سه بیمار پس از درمان با سلول‌های تی بهبود پیدا کردند.
«تیم آپنسلر» سردبیر اخبار مجله ساینس تأکید می‌کند: متخصصان سرطان متقاعد شده‌اند که شاهد تولد یک الگوی جدید برای مقابله با سرطان هستند، اگرچه این روش هنوز در مراحل اولیه قرار دارد و نباید در خصوص منافع آن بیش از حد غلو کرد.

کمیته‌ای از متخصصان بهداشت و سلامت هشدار داده‌اند که مقاوم شدن باکتری‌ها به آنتی‌بیوتیک یکی از بزرگترین خطراتی است که طب مدرن با آن مواجه شده و اگر تمام کشورها اقدامی فوری، بی‌سابقه و هماهنگ انجام ندهند، بشر عقب‌گردی غیر قابل تصور را تجربه خواهد کرد. آنها می گویند طب مدرن به ندرت با خطری چنین جدی مواجه بوده است. بدون آنتی بیوتیک جراحی‌های کوچک و جراحی‌های پیچیده، مثل پیوند عضو غیرممکن می‌شوند و هزینه خدمات بهداشتی ممکن است سر به آسمان بزند چون باید از آنتی بیوتیک‌های جدیدتر و گران تر استفاده کنیم و بیماران مدت بیشتری بستری خواهند شد.

نتایج این تحقیقات در نشریه لنست منتشر شده است.

پروفسور اُتو کارس، محقق ارشد این پژوهش می گوید: عواقب این موضوع گریبان گیر همه مردم دنیا خواهد شد. فقط در طی چند سال، ممکن است با عقب گردی غیر قابل تصور مواجه شویم، چه از نظر طبی چه از نظر اجتماعی و اقتصادی؛ مگر آنکه اقدامات هماهنگ، واقعی و بی‌سابقه در تمام دنیا صورت بگیرد.

اوایل سال جاری میلادی پروفسور سالی دیویس، مشاور ارشد دولت انگلیس در حوزه بهداشت و درمان هشدار داد که اگر به سرعت برای میکروب‌های مقاوم به آنتی بیوتیک چاره‌ای جدی اندیشیده نشود، در سال‌های آینده هر جراحی ساده‌ای می‌تواند به عفونت‌های مرگبار منجر شود و بیماری‌های عفونی مانند دویست سال پیش جان انسان‌ها را بگیرد.

اما توانایی میکروب‌ها در تغییر تنها دلیل مقاومت به آنتی بیوتیک نیست. از سال ۱۹۸۷ هیچ رده آنتی بیوتیک تازه ای تولید نشده و در خط تولید شرکتهای داروسازی بزرگ تقریبا هیچ آنتی بیوتیک تازه ای نیست.

برای تولید آنتی بیوتیک جدید، انگیزه اقتصادی کافی وجود ندارد چرا که آنتی بیوتیک ها فقط در صورت لزوم برای یک یا دو هفته مصرف می شوند و به دلیل خطر مقاومت میکروب‌ها، مدت استفاده از آنها محدود است، در حالیکه داروهایی مثل داروی فشار خون یا داروی کاهنده قند برای تمام عمر مصرف می شوند.

علاوه بر این پروفسور دیویس از شیوه آموزش دانشجویان رشته‌های پزشکی در مورد آنتی‌بیوتیک‌ها انتقاد کرد.

پس از این هشدار، وزرای علوم 8 کشور صنعتی بهار سال جاری، در آکادمی سلطنتی انگلیس طی نشستی تصمیم گرفتند "هماهنگ با یکدیگر، منابع لازم را برای کاهش مقاومت به آنتی‌بیوتیک" تخصیص دهند و با سازمان‌هایی مثل سازمان بهداشت جهانی همکاری کنند.

در دهه های اخیر مصرف آنتی بیوتیک علاوه بر پزشکی در کشاورزی نیز افزایش چشمگیری داشته و آنتی‌بیوتیکها در دامداری، پرورش مرغ و طیور، پرورش ماهی و آبزیان، تولید محصولات کشاورزی و در باغهای میوه استفاده می‌شود، بنابراین مقاومت به آنتی بیوتیک، کشاورزی و محیط زیست را هم تحت تاثیر قرار می‌دهد.

دانشمندان می‌گویند که زنگ خطر، سال‌هاست به صدا در آمده، اما به آن بی اعتنایی شده است. به گفته آنها، بدون کنترل و قاعده ‌مندی و بدون آگاهی ‌رسانی، سیر صعودی مقاومت به آنتی بیوتیک ادامه پیدا خواهد کرد.

برای مقابله با این معضل باید مصرف آنتی بیوتیک را کاهش داد، بهداشت و پاکیزگی در بیمارستان‌ها را بهتر کرد و برای کارخانه های داروسازی مشوق‌هایی گذاشت تا به تولید آنتی‌بوتیک‌های جدید روی آورند.

دکتر پیتر سویینیارد، رئیس انجمن پزشکان خانواده انگلیس می‌گوید که مردم نیز باید احساس مسئولیت کنند، انتظارات بیماران باید تغییر کند. مردم باید آموزش ببینند که هر بیماری نیاز به دارو ندارد.

وی افزود: تلاش می کنیم که آنتی بیوتیک تجویز نکنیم، اما این کار دشواری است. بیماران از کار پزشک راضی نخواهند بود و از راههای دیگر آنتی بیوتیک را بدست خواهند آورد.

اما اگر وارد دوران بعد از آنتی‌بیوتیک شویم، عفونت‌هایی که الان به آسانی درمان می‌شوند به سادگی جان انسان‌ها را خواهند گرفت.

پروفسور جوآنا کوست، استاد اقتصاد بهداشت می‌گوید نمی‌دانیم این مشکل چقدر بزرگ است. مثل این است که برای گرم شدن هوای زمین بخواهید برنامه ریزی کنید. این مشکل نظام بهداشتی در تمام کشورهای دنیا را دگرگون خواهد کرد.

تخمین دقیقی از اینکه مقاومت به آنتی بیوتیک چقدر هزینه خواهد داشت وجود ندارد، اما مرکز پیشگیری و کنترل بیماریهای اروپا تخمین زده مقاومت به آنتی بیوتیک سالانه ۱ میلیارد و ۵۰۰ میلیون یورو برای سیستم های بهداشتی اروپا هزینه داشته است.

سالی دیویس، مشاور ارشد دولت انگلیس در تلاش است که در سازمان ملل معاهده ای را به تصویب برساند تا بر اساس آن، استفاده از آنتی بیوتیک در صنایع پرورش حیوانات ممنوع شود.

قرار است آژانس پزشکی اروپا با تغییر قوانین، شیوه آزمایش آنتی‌بیوتیک‌های جدید را تغییر دهد تا داروهای جدید سریعتر به بازار راه پیدا کنند.

محققان دانشگاه دولتی کارولینای شمالی و دانشگاه کارولینای شمالی در کیپل هیل در حال ساخت سیستمی هستند که با استفاده از پالس های اولتراسوند، می تواند یک تزریق واحد از نانوذرات انسولین را به طور داخلی را به بدن برساند و نیاز چندین روز به این هورمون را تامین کند.

این ترکیب شامل نانوذرات زیست تخریب و زیست سازگار ساخته شده از پلی لاکتیک کو گلیکولیک اسید و یک محموله از انسولین است. هر ذره دارای یک پوشش با بار مثبت کیتوزان و یا یک پوشش با بار منفی آلژینات است.

وقتی این دو نوع ذره با هم مخلوط شوند این پوشش ها که دارای بار مختلف هستند توسط نیروی الکترواستاتیکی به سوی یکدیگر جذب می شوند.

این وضعیت حتی وقتی که این ترکیب به یک لایه زیر پوستی تزریق می شود نیز حفظ می شود در زیر پوست همه این مواد به یکدیگر متصل می شوند تا یک شبکه نانویی را شکل دهند. از آنجا که نانوذرات متخلخل هستند انسولین به درون آنها نفوذ می کند.

نیروی الکترواستاتیکی موجب می شود انسولین، نزدیک حفظ شده و یک مخزن را در کنار شبکه شکل دهد.

وقتی زمان ورود انسولین به جریان خود فرا برسد یک دستگاه کوچک برای انتقال خارجی امواج متمرکز اولتراسوند به این شبکه نانویی استفاده می شود.

این دانشمندان معتقدند این عمل موجب می شود حباب های گازی میکروسکوپی در بافت بدن ایجاد شده ، شبکه مختل شود و از این رو نیروی الکترواستاتیک که به طور معمول مانع از باز شدن مخزن انسولین می شود ، از کار می افتد.

در این حالت، انسولین می تواند وارد جریان خون شود و توسط نیروی امواج اولتراسوند در بدن حرکت می کند.

وقتی اولتراسوند خاموش شود، شبکه نانو اصلاح می شوند و انسولین بیشتری برای شکل گیری یک مخزن دیگر آزاد می شود. در آزمایش های صورت گرفته بر روی موش های دیابتی آزمایشگاهی یک تزریق از نانوذرات برای تنظیم سطوح گلوکز خون به مدت 10 روز کافی بود.

وقتی شبکه نانو خالی می شود چسب دیگری از ذرات به بدن باید تزریق شود؛ شبکه قدیمی توسط بدن طی چند هفته جذب می شود.

دانشمندان اکنون درتلاش برای به کاری گیری این سیستم فناورانه بر روی انسان هستند. دکتر ژن گو مجری این تحقیقات نتایج مطالعات خود را در نشریه Advanced Healthcare Materials منتشر کرده است.

درمان سرطان رحم با استفاده از نانو ذرات و گرما
محققان از نانوذرات آهن که حاوی مواد شیمی‌درمانی است برای درمان سرطان رحم استفاده کردند. در این روش از میدان مغناطیسی برای نوسان نانوذرات آهن استفاده می‌شود که این نوسان موجب گرم شدن 104 درجه سانتیگرادی سلول‌های سرطانی و مرگ آنها می‌شود. پژوهشگران دانشگاه ایالتی اورگون نشان دادند که می‌توان از ترکیب گرما، مواد شیمی‌درمانی و یک روش جدید رهایش دارو، سیستمی را برای درمان سرطان رحم ارائه کردند که نسبت به روش‌های فعلی دارای اثرات جانبی کمتری باشد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که گرم کردن ملایم در کنار اعمال مواد شیمی‌درمانی می‌تواند 95 درصد از سلول‌های سرطان رحم را از بین ببرد. این گروه معتقدند که اثربخشی این سیستم دارویی را می‌توان بیش از این هم افزایش داد.

این پروژه اهمیت زیادی دارد زیرا سرطان رحم یکی از عوامل مرگ و میر زنان در جهان است. در اغلب موارد بعد از درمان اولیه، سلول‌های سرطانی نسبت به داروی شیمی‌درمانی مقاومت پیدا می‌کنند که این کار فرآیند درمان را مختل می‌کند. سالانه بیش از 150 هزار زن در سراسر جهان به دلیل این بیماری می‌میرند.

اولها تراتولا استادیار دانشگاه ایالتی اورگون می‌گوید: سرطان رحم به سختی قابل شناسایی است، معمولا علاوه بر شیمی‌درمانی نیاز به جراحی نیز وجود دارد. بنابراین بسیار مهم است که بتوان روش موثری را برای شیمی‌درمانی ارائه کرد. نتایج این پژوهش می‌تواند راهبرد مناسبی برای شیمی‌درمانی باشد.

براساس اعلام ستاد فناوری نانو پیش از این مشخص شده بود که گرم کردن می‌تواند به از بین بردن سلول‌های سرطانی کمک کند اما گرم کردن این سلول‌ها خود چالشی بزرگ محسوب می‌شود. این گروه روی سطح نانوذرات آهن را با ترکیبات شیمی‌درمانی پوشش دادند. این نانوذرات بعد از وارد شدن به سلول‌های سرطانی گرم می‌شوند.

یک پپتید ویژه به این نانوذرات متصل شده تا بتواند سلول‌های سرطانی را پیدا کند. ابعاد نانوذرات نیز باید در یک حد مشخصی باشد تا مورد حمله سیستم ایمنی بدن قرار نگیرد. این نانوذرات در یک غلاف پلیمری از جنس پلی‌اتیلن گلیکول قرار داده شدند تا به یکدیگر نچسبند. از آنجایی که برهم‌کنش میان مواد شیمی‌درمانی و پلیمر در محیط اسیدی بسیار ضعیف است در نتیجه با وارد شدن به درون سلول‌های سرطانی که محیط اسیدی دارند، دارو رهاسازی می‌شود.

برای گرم کردن نانوذرات نیز از میدان مغناطیسی استفاده می‌شود، این میدان موجب نوسان نانوذرات شده که در نهایت با تولید گرما همراه است. این گروه با تست این دارو نشان دادند که گرمایی در حدود 104 درجه سانتیگراد در سلول‌های سرطانی ایجاد می‌شود که در نهایت بیشتر سلول‌ها را از بین می برد. این روش موثرترین روشی است که تاکنون برای درمان سرطان رحم ارائه شده‌است.

فیزیک پزشکی امروزه عمدتاً به دو شاخهٔ تصویر برداری پزشکی و پرتو درمانی تقسیم می‌گردد. با این حال فیزیک پزشکیِ نوین، گسترهٔ قابل توجهی از دانشها و فناوری‌ های متفاوتی را پوشش می‌دهد و در بر گیرندهٔ موضوعات و مباحث متعددی از رادیو بیولوژی گرفته تا دزیمتری تا پردازش سیگنال در ام ‌آر‌ آی است. لذا دشوار بتوان مرزهای مشخصی را برای آن تعریف کرد. اما عموماً فیزیک پزشکی را به چهار دسته مختلف طبقه بندی می‌کنند که مشخصات هر یک از این بخش‌ها جداگانه در متون زیر آمده‌اند. رابطهٔ متقابل این شاخه‌ها با یکدیگر را می‌توان با “نمودار ون” زیر نمایش داد:
رابطه شاخه‌ های فیزیک پزشکی با یکدیگر:
۱. روش‌های تصویرسازی مولکولی، پت اسکن، اسپکت، و غیره
۲. برکی ‌تراپی و دیگر روش‌های پرتودهی از داخل
۳. روشهای ترکیبی همانند (درمان با هدایت تصویری)
۴. فیزیک بهداشت و محافظت از پرتو، و نیز مباحثی از دزیمتری و رادیو بیولوژی

پرتودرمانی یا رادیوتراپی (به انگلیسی: Radiation therapy) یکی از مهم‌ترین شاخه‌های فیزیک پزشکی است. پرتودرمانی به درمان بیماری با استفاده از پرتوهای نافذ مانند پرتوهای ایکس و آلفا و بتا و گاما که یا از دستگاه تابیده می‌شوند یا از داروهای حاوی مواد نشاندارشده ساطع می‌شوند گویند.
پرتو درمانی (Radiotherapy) استفاده از پرتوهای یونساز برای ازبین بردن یا کوچک کردن بافت‌های سرطانی است. در این روش در اثر آسیب DNA، سلول‌های ناحیه درمان (بافت هدف) تخریب و ادامه رشد و تقسیم غیر ممکن می‌شود. اگرچه پرتو علاوه بر سلول‌های سرطانی به سلول‌های سالم نیز آسیب می‌رساند ولی اکثر سلول‌های سالم بهبودی خود را دوباره بدست می‌آورند. هدف از پرتو درمانی از بین بردن حداکثر سلول‌های سرطانی با حداقل آسیب به بافت‌های سالم است.
کاربرد اصلی پرتو درمانی در معالجه و یا تقلیل امراض سرطانی می‌باشد.
دیگر کاربردهای پرتودرمانی: از بین بردن سلول‌های سرطانی و ضایعات ارگان‌های مختلف، بازتوانی و بهبود اعضای بدن بیمار (همچون کبد کلیه پروستات)، پیشگیری گسترش ضایعات اعضا و کاهش علائم بیماری (همانند درد).

فیزیک پزشکی نام یک رشته کاربردی در علوم پایه پزشکی است که مفاهیم و کاربرد مجموعه علوم فیزیک را در تشخیص و درمان پزشکی بررسی می‌کند.
این شاخه از دانش، علوم پرتودرمانی، محافظت از پرتو، پرتوشناسی تشخیصی (و زیرشاخه‌های آن همانند سی تی اسکن، ام آر آی و غیره)، و پزشکی هسته‌ای را در بر می‌گیرد،اما از نظر حرفه و پیشه از مهندسی پزشکی و بیوفیزیک مستقل است. تحصیلکردگان و دانش‌آموختگان این شاخهٔ علمی در خدمات بالینی در مراکز درمانی، کنترل کیفیت و محافظت از تشعشع، پژوهش و توسعه، و فعالیت‌های دانشگاهی (همانند آموزش رزیدنت‌های پزشکی) به کار مشغول می‌شوند. رشد فیزیک پزشکی و زیرشاخه های آن در سالهای اخیر با سیر صعودی روبرو بوده است. بطور نمونه تصویربرداری مولکولی که یکی از زیرشاخه‌های فرعی این رشته‌است، امروزه به تنهایی یک صنعت پنج میلیارد دلاری است.
حرفه فیزیک پزشکی بصورت فعلی، ریشه در سال‌های پایانی قرن نوزدهم و کشف رادیواکتیویته و پرتوهای یونیزان دارد. به ویژه، سه جایزه نوبل به سال‌های ۱۹۰۱ (فیزیک)، ۱۹۵۲ (فیزیک)، و ۱۹۴۳ (شیمی) تاثیر مستقیمی در پیدایش این شاخه از دانش داشتند، در حالیکه از سوی دیگر، فیزیک پزشکی به نوبهٔ خود مسبب سه جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی به سال‌های ۱۹۷۹، ۱۹۷۷، و ۲۰۰۳ گردیده‌است.
در ایران نیز در همان بدو تاسیس دانشگاه تهران در سال ۱۳۱۳، تدریس این دانش توسط متخصصین ایرانی در کشور آغاز گشت.تربیت نیروی متخصص فیزیکدان پزشکی مستلزم تحصیلات فراتر از کارشناسی است. در ایران این رشته هنوز یک رشته نوپاست، ولی با این حال همانند سایر کشورها در حال گسترش و فعالیت است.
امروزه بیش از ۱۸٬۰۰۰ فیزیکدان پزشکی بطور رسمی در سرتاسر جهان مشغول به کار هستند، و در حالی که بطور سنتی فیزیک رشته‌ای تحت تسلط مردان بوده‌است، زنان موفقی نیز توانسته‌اند در فیزیک پزشکی موفقیت‌های چشمگیری را به نام خود ثبت کنند.بطور مثال، از میان افرادی که برای به رسمیت شناخته شدن این رشته در سازمان بین المللی کار زحمت فراوان کشیدند می‌توان اعظم نیرومند-راد از دانشگاه جرج تاون را نام برد.