在柔性组织附近涂上脂质单层的振荡微泡的数值分析
Ramyar Doustikhah1, Saeed Dinarvand1, Pedram Tehrani1
1Department of Mechanical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
概括
超声波药物输送面临的挑战是化诱导的细胞损伤. 这项研究使用数值模拟来分析组织附近的泡行为,揭示了超声压如何影响细胞应激和泡动态,这对于更安全的药物输送至关重要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学化声学化声学化
- 药物输送系统 药物输送系统
背景情况:
- 超声波是一种有前途的非侵入性药物输送方法.
- 超声波暴露过程中的一个现象 - - 声波化 (Acoustic cavitation) 可以导致细胞损伤和死亡.
- 了解生物组织附近的泡动态对于优化超声波介导疗法至关重要.
研究的目的:
- 在超声波暴露下,在柔性生物组织附近数值分析可压缩的脂质涂层泡的行为.
- 研究超声压对气泡动力学,剪切应力和边界变形的影响.
- 为了更准确地模拟化现象,以提高超声波药物输送的安全性.
主要方法:
- 采用了格子博尔兹曼方法 (LBM) 和有限元素方法的组合进行数值模拟.
- 使用多伪潜在的LBM来增强对化的建模.
- 分析了泡动态和应力分布在不同的超声压 (200和400 kPa) 附近的弹性边界代表组织.
主要成果:
- 观察到在200和400kPa超声压下增加剪切应力,边界变形和改变泡动态.
- 发现弹性边界的存在会增加泡的共振频率.
- 在泡压缩和膨胀阶段,切割应力显著增加,靠近细胞加剧了压力效应.
结论:
- 数字模拟提供了对超声波诱导的泡行为及其对周围组织的影响的见解.
- 这些发现强调了泡动力学和剪切应力在化相关的细胞损伤中的重要性.
- 使用先进的LBM技术改进的洞穴建模可以帮助开发更安全,更有效的超声波药物输送策略.
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