一个纳米功能释放囊的一般多层模型:一个实验驱动的计算研究.
Elia Onofri1, Emiliano Cristiani1, Andrea Martelli2
1Istituto per le Applicazioni del Calcolo (IAC), National Research Council of Italy (CNR), Rome, Italy.
Mathematical biosciences and engineering : MBE
|January 6, 2026
概括
本研究提出了从多层微囊中释放药物的计算模型,考虑到囊侵蚀和复杂扩散. 该模型准确地预测释放动力学,有助于设计先进的药物输送系统.
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
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 释放囊对于药物输送至关重要,通常具有核心和同心涂层.
- 现有的模型往往简化了囊结构和释放动态.
研究的目的:
- 扩展多层囊的机械模型,包括并发侵蚀.
- 为了计算性地描述活性物质释放动力学.
- 为控制释放药物输送系统提供设计标准.
主要方法:
- 开发了一个从球形微囊中释放药物的计算模型.
- 采用非线性扩散方程,具有不对称的扩散和不连续系数.
- 使用具有自适应分辨率的有限体积方案以数值方式解决.
- 对度和累积释放的衍生分析表达式.
主要成果:
- 模型准确地预测了多层囊的释放概况.
- 确定了影响释放动态的关键参数,例如涂层透性.
- 模型预测与体外实验数据有很好的一致性.
结论:
- 开发的模型提供了对复合粒子中运输过程的机械洞察力.
- 作为评估和设计下一代药物输送系统的实用工具.
- 减少了开发可控释放系统的实验力度.


