纳米粒子沉积到穿过软组织的细胞中:三维模拟和拉格朗日连贯结构动力学

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 计算流体动力学的流体动力学.
• 纳米医学是一种纳米医学.

背景情况:

• 针对性药物输送面临挑战,因为人们对细胞附近纳米粒子行为的理解不足.
• 细胞水平上的活性纳米生物分离器对于有效的纳米药物输送至关重要.

研究的目的:

• 阐明时间不变的空间吸引器-排斥器在瘤细胞周围纳米粒子分离中的作用.
• 了解纳米粒子轨迹并确定几何分离器,以优化药物输送.

主要方法:

• 细胞动力学模拟的格子-博尔兹曼-浸泡边界方法.
• 计算纳米粒子轨迹的动态系统方法.
• 粒子拉格朗连贯结构 (pLCS) 分析以确定分离器.

主要成果:

• 主导的吸引力-排斥力pLCS为纳米粒子吸引力/排斥力划分区域.
• 纳米粒子的传递是可行的通过拉伸的血膜的高压后侧.
• 排斥性pLCS将纳米粒子从细胞的低压侧/前侧屏障.

结论:

• 确定了纳米颗粒在细胞周围的普遍分离行为.
• 随着毛细血管数量和细胞核大小的增加,纳米颗粒的递送速度会增加.
• 较重的纳米粒子和更硬的细胞核/核外的交付速度下降.