基于非牛顿流体多相流的磁性药物靶向给药捕获效率分析
2012-11-27张勇全王石刚
中国生物医学工程学报 2012年1期
张勇全 王 帅 吴 强 王石刚* 刘 利
1(上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240)
2(上海市第六人民医院,上海 200233)
引言
磁性靶向是目前主要的药物靶向递送方法。在不同的方法中,磁性药物靶向递送因其非侵入性、高靶向性和对肌体组织最小毒副作用,从而成为最具吸引力的方法。磁性药物递送的模型把血液假设为某种流体模型,把血管假设为刚性非渗透性的结构。Bugliarello 等[1]和 Cokelet[2]实验证明血管较小时,血流可分为两层:外层是由血浆组成的牛顿流体,内层是由红细胞等组成的非牛顿悬浮流体。已有的研究表明,血液在血管内的流动特性可以采用卡森模型描述。Merrill等验证了卡森模型适用于直径130~1000 μm、壁剪切应力在一定范围内的软模型,该软管模型与血管模型极为相近[3]。Srivastava等将它进一步用于分析血液的脉动流动[4],而Liu等将它用在了微血管壁带电糖蛋白的分析上[5]。由于卡森模型用于血管内血液的非牛顿流体流动状态的描述更加合理,其应用也越来越多。
对于磁性药物靶向捕获效率的研究,Guo等将血液假设为单相牛顿流体,根据颗粒所受流体阻力和磁力得到了运动轨迹,分析了颗粒大小、血液流速和血管直径对捕获效率的影响[6]。Shaw将血液假设为非牛顿 Herschel-Bulkey模型,分析了载体颗粒大小、磁颗粒容积比、磁铁距离等因素对捕获效率的影响[7]。Haverkort等从计算流体力学(CFD)的角度出发,将血液假设为广义的幂律流体,使用FLUENT软件仿真磁颗粒的运动[8]。综合以上发现,磁性药物靶向中的血液模型越来越复杂,考虑的实际因素越来越多,理论的精确性也越来越高。……
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