23231

شبيه سازي رفتار ميكروحباب هاي حامل دارو براي دارورساني به كمك امواج فراصوت

كارشناسي ارشد

بيومكانيك

96-99

1399/8/27

دكتر سياوش كاظمي راد - دكتر برهان بيگ زاده

مكانيك

با توجه به اهميت بحث سلامت و پيشگيري از پيشرفت بيماري، امروزه مفهومي به نام دارورساني هدفمند مطرح گرديده تا باعث بيشترين بازدهي دارورساني گردد. از جمله روش هاي دارورساني هدفمند، استفاده از امواج فراصوت و سپس قراردادن ذراتي به نام ميكروحباب، به عنوان حامل دارو در مواجهه با ميدان آكوستيكي است. در اين تحقيق، شبيه سازي عددي اين ذرات در ميداني آكوستيكي با استفاده از نرم افزار كامسول انجام شده است، ابتدا ضمن مطالعه تحقيقات پيشين و نتايج حاصل، سعي شد يكي از خلاهاي موجود، كه در گذشته به آن پرداخته نشده بود، بررسي و به آن پاسخ داده شود. سپس، ميكروحباب با هسته گازي به شعاع 2 ميكرومتر و پوسته اي فسفوليپيدي به ضخامت 10 نانومتر، در محيط شبيه سازي و تحت تاثير ميدان آكوستيكي قرار داده شد و با در نظر گرفتن سه متغير ضريب فشار آكوستيكي، ويسكوزيته و فركانس تحريك، خروجي هاي به دست آمده مورد بررسي قرار گرفت. از آنجا كه در پژوهش هاي حوزه اولتراسوند، ذرات مورد بررسي غالبا ذراتي جامد و توپر بودند، در اين تحقيق، نتايج براي اين ذرات تكرار شده و با خروجي هاي حاصل از ميكروحباب ها مقايسه گرديد. خروجي هاي حاصل از شبيه سازي، در قالب چهار نمودار جابجايي، سرعت، نيروي درگ و نيروي كل اعمال شده به آن ها، به دست آورده شد و اثر تغيير هر يك از سه متغير ويسكوزيته، فركانس و ضريب فشار آكوستيكي، بر چهار نمودار ذكر شده تشريح گرديد. نمودارها غالبا حول ند فشار آكوستيك، نوساني بوده و در نهايت به سمت محور نوسان خود، ميرا گرديدند. همچنين، مشاهده شد، رفتار اين دو ذره در ابعاد گوناگون، تفاوت هاي بسياري با يكديگر دارند، و اين لزوم بررسي ها و تحقيقات بيشتر درباره ي ميكروحباب ها را به اثبات مي رساند. چراكه شناخت بيشتر آن ها به گستردگي كاربردشان در بحث سلامت منجر خواهد شد.

1399/11/20

Simulation of the Behavior of Encapsulated Microbubble for Drug Delivery by Ultrasound

11/18/2021 12:00:00 AM

Today, for the importance of health and prevention of disease progression, targeted drug delivery has been proposed to cause the highest efficiency of drug delivery. Among the targeted drug delivery methods, use of ultrasound waves and then placing microbubbles as drug carriers in the acoustic field. In this research, numerical simulation of these particles in an acoustic field has been performed using Comsol software. First, while studying previous research and the results, we try to resolve and answer one of the existing gaps. Then, the microbubble with a gas core with a radius of 2 μm and a phospholipid shell with a thickness of 10 nm, was placed in the simulation environment and affected by the acoustic field. Considering the three variables of acoustic pressure coefficient, viscosity, and excitation frequency, The results were examined. Since in the previous studies, the studied particles were mostly solid, in this study, the results for these particles were repeated and compared with the output of microbubbles. The outputs of the simulation were obtained in the form of four graphs of displacement, velocity, drag force, and total force applied to them, and the effect of changing each of the three variables of viscosity, frequency, and acoustic pressure coefficient on the four graphs is mentioned. Charts often oscillate around acoustic pressure and eventually dampen toward their oscillation axis. Also, it has been observed that the behavior of these two particles in different sizes is very different from each other, and this proves the need for further studies and research on microbubbles. More knowledge of them will lead to widespread use in health discussions.

دارورساني , فراصوت , شبيه سازي , ميكروحباب

Drug delivery , Ultrasound , Simulation , Microbubble