实验和数值研究固体针插入人类胃组织

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 胃肠病学 胃肠病学

背景情况:

• 口服药物输送是非常理想的,但由于生物可用性差,对宏分子药物来说是有限的.
• 口服设备提供了一个潜在的解决方案,但了解胃中的设备-组织相互作用至关重要.
• 关于针头插入胃组织时的机械相互作用存在知识缺口.

研究的目的:

• 为了研究将针头插入人类胃组织中的机制.
• 开发和验证一个数值模型来模拟针-组织相互作用.
• 为口服药物输送装置的早期设计阶段提供信息.

主要方法:

• 实验性针头插入切除的人类胃组织使用尖和的针头在不同的速度.
• 通过拉力粘性-超弹性生物力学测试来确定构成模型参数.
• 开发一个模拟不同形状和速度的针纹的计算模型.

主要成果:

• 峰值插入力受到针的几何形状的显著影响 (p < 0.05).
• 一个经验证的数值模型 (R2 = 0.973) 准确地预测了组织反应.
• 针形状和插入速度都影响了胃组织中的应力,位移和能量吸收.

结论:

• 这项研究增强了对针头插入胃壁的理解.
• 经过验证的数值模型是早期口腔器械开发的宝贵工具.
• 插入速度和针的几何形状是影响胃针插入过程中的机械结果的关键因素.