Computational Nanomedicine and Nanotechnology: Lectures with Computer Practicums

این کتاب درسی با هدف دانشجویان پیشرفته در مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد، دانش اولیه مورد نیاز برای نانوپزشکی و فناوری نانو را معرفی می‌کند و تاکید می‌کند که چگونه استفاده ترکیبی از شیمی و نور با نانوذرات می‌تواند به عنوان درمان و درمان سرطان عمل کند. این شامل نانودستگاه ها، نانوفوتوتراپی ها، طراحی نانوداروها و گرمایش لیزری نانوذرات و اندامک های سلولی است. علاوه بر این، این کتاب حوزه‌های نوظهور نانوفتونیک و نانوپلاسمونیک را پوشش می‌دهد که با محدود کردن مقیاس نانو تابش و برهمکنش‌های نوری در مقیاسی بسیار کوچک‌تر از طول موج نور سروکار دارند. کاربردهای نانوفتونیک و نانوپلاسمونیک در تحقیقات زیست پزشکی که در این کتاب مورد بحث قرار گرفته است، طیف وسیعی از سنجش زیستی نوری تا درمان‌های فتودینامیک را شامل می‌شود. این کتاب پیشرفته و منعکس کننده ماهیت چند رشته‌ای نانوپزشکی، دانش و مدل‌سازی را از علوم نانو، پزشکی، بیوتکنولوژی، فیزیک، اپتیک به‌طور موثر ترکیب می‌کند. ، مهندسی و داروسازی در قالبی که به راحتی قابل هضم است. از جمله موضوعات تحت پوشش عمیق عبارتند از: • ساختار سلول های سرطانی و خواص آنها، و همچنین تکنیک هایی برای هدف گیری انتخابی سرطان و ژن درمانی. • نانوپلاسمونیک: شبیه سازی Lorentz-Mie از خواص نوری نانوذرات و استفاده از نانوذرات پلاسمونیک در تشخیص و درمان. • نانوفوتونیکس: برهمکنش‌های پالس لیزر کوتاه و فوق‌کوتاه با نانوساختارها، شبیه‌سازی‌های زمانی و مکانی میدان‌های حرارتی در داخل و اطراف نانوذرات زیستی، و نانوخوشه‌هایی که توسط تشعشع گرم می‌شوند. • مدل‌سازی فرسایش بافت نرم و سخت بیولوژیکی توسط نانوذرات فعال شده، همچنین مدل‌سازی نوری، حرارتی، جنبشی و دینامیکی. • تکنیک‌های تشخیص، از جمله طراحی و روش‌های فعال‌سازی نانوداروها و تکنیک‌های تشخیص تشدید پلاسمون. ، به ویژه سینتیک گرمایش و سرمایش نانوذرات. • …و بیشتر! هر فصل شامل مجموعه ای از سخنرانی ها به صورت متن برای خوانندگان دانش آموز و پاورپوینت هایی برای استفاده توسط مربیان و همچنین تمرینات تکلیف است. فصل‌های انتخابی همچنین شامل تمرین‌های کامپیوتری، از جمله کدهای Maple و نمونه‌های کار شده است. این کتاب به خوانندگان کمک می کند تا در نانوپزشکی و فناوری نانو دانش و تبحر بیشتری داشته باشند، خوانندگان را به کار خلاقانه ترغیب می کند و فراتر از ایده ها و موضوعات ارائه شده در داخل هستند، و به اندازه کافی جامع است که برای دانشمندان پژوهشگر و همچنین دانشجویان ارزش داشته باشد.
</ p>

This textbook, aimed at advanced undergraduate and graduate students, introduces the basic knowledge required for nanomedicine and nanotechnology, and emphasizes how the combined use of chemistry and light with nanoparticles can serve as treatments and therapies for cancer. This includes nanodevices, nanophototherapies, nanodrug design, and laser heating of nanoparticles and cell organelles. In addition, the book covers the emerging fields of nanophotonics and nanoplasmonics, which deal with nanoscale confinement of radiation and optical interactions on a scale much smaller than the wavelength of the light. The applications of nanophotonics and nanoplasmonics to biomedical research discussed in the book range from optical biosensing to photodynamic therapies.Cutting-edge and reflective of the multidisciplinary nature of nanomedicine, this book effectively combines knowledge and modeling from nanoscience, medicine, biotechnology, physics, optics, engineering, and pharmacy in an easily digestible format. Among the topics covered in-depth are:• The structure of cancer cells and their properties, as well as techniques for selective targeting of cancer and gene therapy.• Nanoplasmonics: Lorentz-Mie simulations of optical properties of nanoparticles and the use of plasmonic nanoparticles in diagnosis and therapy.• Nanophotonics: short and ultrashort laser pulse interactions with nanostructures, time and space simulations of thermal fields in and around the nanobioparticles, and nanoclusters heated by radiation.• Modeling of soft and hard biological tissue ablation by activated nanoparticles, as well as optical, thermal, kinetic, and dynamic modeling.• Detection techniques, including the design and methods of activation of nanodrugs and plasmon resonance detection techniques.• Design and fabrication of nanorobots and nanoparticles.• Effective implementation of nanotherapy treatments.• Nanoheat transfer, particularly the heating and cooling kinetics of nanoparticles.• …and more!Each chapter contains a set of lectures in the form of text for student readers and PowerPoints for use by instructors, as well as homework exercises. Selected chapters also contain computer practicums, including Maple codes and worked-out examples. This book helps readers become more knowledgeable and versant in nanomedicine and nanotechnology, inspires readers to work creatively and go beyond the ideas and topics presented within, and is sufficiently comprehensive to be of value to research scientists as well as students.