薬物配送アプリケーションのフェーズシフトドロップルのリアルタイム光学および音響特性

科学分野:

• 生物医学工学
• 音響物理学
• 材料科学

背景:

• アコースティック・ドロップレット・ヴァーパライゼーション (ADV) は,超音波による薬物投与の鍵となる技術である.
• 治療効果のためには,ペイロードの放出を正確に制御することが不可欠です.
• ADVのダイナミクスを理解するには,マルチモダルの調査が必要です.

研究 の 目的:

• ドライビング圧力,パルス持続時間,ドロップルの沸点がADVに与える影響を調べる.
• ADV中のペイロードの放出動態と音響の排出を特徴づける.
• 先進的なイメージングを使用して,ペイロードの解放とバブルの行動を相関させる.

主な方法:

• 超高速光場 (10Mfps) と光顕微鏡 (2Mfps) を利用した.
• リアルタイムでペイロードの放出を可視化するためにコンフォカル顕微鏡 (1fps) を採用した.
• 集積されたパッシブキャビテーション検出器で,音波の分析を行う.

主要な成果:

• 負荷の放出速度はADV中に2〜4m/sに達し,超音波後に減速した.
• ドロップレットの熱物理的性質は,長期にわたる泡の行動と放出運動に大きく影響した.
• 圧力とパルス数と正の相関関係があるが,沸点と負の相関関係がある.

結論:

• 超高速画像は バブルダイナミクスとペイロードの解放との直接的な結合を明らかにしました
• 拡散後の超音波によって,バブル成長率を超えて,ペイロードの放出が続きます.
• マルチモダル画像はADVベースのヒドロゲル薬物投与システムの進歩に不可欠です.