Nonlinear dynamical analysis in magnetic hyperthermia

Abstract

Magnetohipertermia é um tratamento de câncer baseado no aquecimento de tumores usando ferrofluidos. Motivado por essa terapia, esse trabalho avalia diferentes respostas dinâmicas não-lineares, a fim de aprimorar seu desempenho em termos do aumento de temperatura. Através de um sistema com 250 caixas com 300 partículas cada, um ferrofluido é simulado numericamente sob diversas circunstâncias. Devido ao efeito randômico, 50 realizações do mesmo sistema são aplicadas e a resposta temporal média é obtida. Três forçamentos distintos são aplicados: campo magnético alternado puro, campo magnético alternado com cisalhamento alternado e campo magnético caótico puro. Para o caso do campo magnético alternado puro, a resposta do sistema foi avaliada para diferentes valores do número de Péclet, da concentração de partículas, do parâmetro de Langevin, do parâmetro de interação dipolar e da frequência angular do campo magnético. A melhor situação obtida está associada a um campo magnético mais intenso. Para o caso do campo magnético alternado com cisalhamento alternado, a amplitude e a frequência angular da taxa de cisalhamento são os parâmetros variados. Os resultados indicam que o cisalhamento não traz benefícios para a magnetohipertermia. Para o caso do campo magnético caótico, o paramêtro de Langevin é avaliado. Dos três forçamentos considerados, o campo magnético alternado puro é o comportamento mais apropriado para esse tratamento de câncer. É importante destacar que, além do objetivo de aumentar a temperatura, esse trabalho permite um melhor entendimento da resposta dinâmica de ferrofluidos em magnetohipertermia.