מאמר שיטה

מודלים וסימולציות של החדרת תרופות חוש ריח באמצעות בקרה פסיבית ואקטיבית של אירוסולים תרופות בשאיפת nasally

DOI:

10.3791/53902

⸱

20 במאי 2016

 , 
1Department of Mechanical Engineering, California Baptist University, 2School of Engineering and Technology, Central Michigan University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כתב יד זה סוקר את המודלים והסימולציות של פרוטוקולים שונים להעברת תרופות לאזור הריח במודלים מבוססי תמונה. מודולי תוכנה מרובים משמשים לפיתוח מודל האף המדויק מבחינה אנטומית, יצירת רשת חישובית, הדמיית זרימת אוויר באף וחיזוי שקיעת חלקיקים באזור הריח.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ישנם יתרונות רבים של ישיר אף-אל-מוח משלוח סמים בטיפול בהפרעות נוירולוגיות. עם זאת, היישום שלה מוגבל על ידי יעילות המשלוח נמוכה מאוד (<1%) על רירית ההרחה באופן ישיר מקשרת בין המוח. זה חיוני כדי לפתח טכניקות רומן כדי לספק תרופות נוירולוגיות בצורה יעילה יותר לאזור חוש הריח. מטרת מחקר זה היא לפתח פלטפורמה מספרית כדי לדמות ולשפר משלוח סמי חוש ריח אף. שיטת דימוי CFD מצמידים הוצגה כי synthetized בפיתוח המודל מבוסס תמונה, meshing איכות, סימולציה נוזלת, ומעקב אחר חלקיקים מגנטיים. באמצעות שיטה זו, מופעים של שלושה פרוטוקולי משלוח אפים הוערכו מספריים ומשווים. השפעות של תמרוני נשימה, פריסת מגנט, עוצמת שדה מגנטית, במצב משוחרר סמים, וגודל חלקיקים על מינון חוש הריח גם נחקרו מספרית.

מתוך היםimulations, מצאנו כי מינון הרחת משמעות קלינית (עד 45%) היה ריאלי באמצעות השילוב של פריסת מגנט שחרור תרופה סלקטיבית. 64 משלוח -fold גבוה של המינון נובאה במקרה עם הדרכה magnetophoretic לעומת המקרה בלעדיו. עם זאת, הכוונה מדויקת של אירוסולים בשאיפת nasally לאזור הריח נותרת מאתגר בשל האופי היציב של magnetophoresis, כמו גם הרגישות הגבוהה של מינון חוש ריח כדי בפציינט, התקן, על, ופקטורים הקשורים חלקיקים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

סמים נמסר באזור חוש הריח יכול לעקוף את מחסום הדם-מוח ישירות נכנסים למוח, מה שמוביל ספיגת יעיל תחילת פעולה מהירה של התרופות 1,2. עם זאת, מכשירי אף קונבנציונליים כגון משאבות אף תרסיסים לספק מינונים נמוכים מאוד לאזור ההרחה (<1%) בציר האף 3,4. זה בעיקר בשל המבנה המסובך של האף האנושי מורכבת של מעברים צרים, מפותלים (איור 1). אזור ההרחה מאתר מעל meatus המעולה, שבו רק חלק קטן מאוד של אוויר בשאיפה יכול להגיע 5,6. יתר על כן, מכשירי משאיפת קונבנציונליים תלויים כוחות אווירודינמיים להובלת סוכנים טיפוליים אל אזור היעד 7. אין שליטה רבה יותר על התנועות של חלקיקים לאחר שחרורם. לכן, התחבורה בתצהיר של חלקיקים אלה תלויים ברובה על המהירויות ועמדות מהדורה הראשוניות שלהם. בשלכדי במעבר האף המפותל כמו גם חוסר שליטת חלקיקים, רוב חלקיקי תרופה כלוא בתוך האף הקדמי ולא יכול להגיע לאזור 8 חוש הריח.

אמנם יש אפשרויות רבות של מכשירי אף, אלה אשר עוצב במיוחד עבור משלוח הרחה ממוקד לעתים רחוקות דווח 7,9. החריג היחיד הוא Hoekman והו 10 שפיתחו מכשיר להעברת הריח-מועדף והפגינו רמות התרופה בקליפת-כדי-דם גבוה אצל חולדות בניגוד באמצעות ירידה האף. עם זאת, קנה המידה של תוצאות בתצהיר בחולדות לבני אדם אינה פשוטה, בהתחשב הבדלים אנטומיים ופיזיולוגיים המכריע בין שני מינים אלה 11. מגבלות רבות קיימות בעת שימוש בגרסות מותאמות של מכשירי אף תקן למשלוחי חוש ריח. נסיגה עיקרית אחת היא שרק חלק קטן מאוד של תרופות יכול להיות מועבר אל רירית ההרחה, שדרכו התרופות יכולות להיכנסמוֹחַ. דוגמנות נומרית חזתה כי פחות מ -0.5% של חלקיקים מנוהלים intranasally יכולים להפקיד 3,5 באזור חוש הריח. השיעור בתצהיר הוא נמוך עוד יותר (0.007%) עבור חלקיקים מיקרומטר 12. על מנת לקיים את המסירה האף-אל-המוח ריאלי קלינית, שיעור בתצהיר חוש הריח צריך להיות שיפור משמעותי.

קיימות מספר גישות אפשריות לשיפור משלוח חוש הריח. גישה אחת היא הרעיון משאף החכם שהציע Kleinstreuer et al. 13 כפי חלקיקי הפקדה באזור אחד הם בעיקר באזור מסוים אחד בכל המפרצון, אפשר לספק חלקיקים לאתר היעד על ידי שחרור אותם רק מאזורים מסוימים על המפרצון . טכניקת המשלוח החכמה הוכחה ליצור משלוח ריאות הרבה יותר יעיל יותר מאשר בשיטות מקובלות. 13,14 השערה היא כי רעיון משלוח חכם זה יכול להיות מיושם גם ב משלוח סמים אפי ל iמינוני mprove אל רירית ההרחה. על ידי שחרור חלקיקים בתנוחות שונות בפתיחה לנחיר ממעמקים שונים בתוך חלל האף, שיפור יעילות משלוח הרחה ופסול תרופה הפחיתה את האף הקדמי אפשריות.

שיטה אפשרית נוספת היא לשלוט בתנועת החלקיקים באופן פעיל בתוך חלל האף באמצעות מגוון של כוחות השדה, כגון כוח חשמלי או מגנטי. בקרה ומדידה של חלקיקים טעונים הוצעה עבור שיגור תרופות אל האף האנושי וריאות 15-17. Et Xi al. 18 מספרית בדק את הביצועים של הדרכה החשמלית של חלקיקים טעונים וחזה שיפור משמעותי מינוני חוש ריח. באופן דומה, הנחיה של חלקיקי סמים פרומגנטי עם שדה מגנטי מתאים גם יש הפוטנציאל למקד חלקיקים רירית ההרחה. התנהגויות של סוכנים בשאיפה, אם פרומגנטי, ניתן לשנות על ידי הטלת כוחות מגנטיים המתאים et al. 20 הוכיח כי הוא מעשי למקד חלקיקים פרומגנטי לאזורים ספציפיים בתוך ריאות עכבר. כתוצאה מאריזת סוכנים טיפוליים עם חלקיקי תחמוצת ברזל פאראמגנטי, בתצהיר בריא אחת על עכבר בהשפעת שדה מגנטי חזק משמעותי הוגדל לעומת הריאה האחרת 20.

חלקיקים היו מניחים להיות כדורי נע בין 150 ננומטר עד 30 מיקרומטר קוטר. המשוואה השלטונית היא 21:
(1) figure-introduction-1

המשוואה לעיל מתאר את תנועתו של חלקיק נשלטת על ידי כוח הגרר, כוח הכבידה, כוח עילוי Saffman 22, כוח בראונית עבור חלקיקים, והכוח magnetophoretic אם להציב שדה מגנטי. הנה, v i היא מהירות החלקיקים, u i הוא מהירות הזרימה, p τ הואזמן תגובת החלקיקים, ג C הוא גורם תיקון קנינגהם, ו α הוא יחס צפיפות אוויר / חלקיקים. כדי ביעילות להנחות את תרופות intranasally מנוהל לאזור חוש הריח, יש צורך עבור כוחות magnetophoretic להחיל להתגבר הן האינרציה חלקיק וכוח הכבידה. במחקר זה, שילוב של 20% מגהמיט (γ-Fe 2 O 3, 4.9 גר '/ ס"מ 3) ו -80% חומר פעיל הונח, אשר נותן צפיפות של המשוער 1.78 גרם / ס"מ 3 ו חדירות יחסית של 50. הבחירה של γ-Fe 2 O 3 נבעה ציטוטוקסיות הנמוכה שלה. ברזל (3+) יונים נמצאים נרחב בגוף אדם ריכוז יון גבוה מעט לא יגרום 23 תופעות לוואי משמעותי.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תמונות MRI נמסרו על ידי מכוני Hamner למדעי בריאות ואת השימוש של תמונות אלה אושרו על ידי דירקטוריון הסקירה מוסדית אונ' וירג'יניה.

1. מבוססת תמונת הכנת Airway אף

  1. רוכש תהודה מגנטית (MR) תמונות של גבר 53 בן עישון שאינו בריא (משקל 73 קילו סנטימטר גובה 173), מורכבות 72 חתכים-עטרה במרווחים 1.5 מ"מ פורש הנחיריים אל לוע האף 4.
  2. תכנית הדמיה פתוחה (למשל, מחק)
    1. כדי לייבא תמונות, לחץ על "קובץ", "ייבוא ​​תמונות". בחר את תמונות MR ולחץ על "אישור".
    2. כדי לבנות את מודל 3-D, לחץ על "פילוח", ואז "סף" כדי להגדיר את טווח גוני האפור בין -1020 ו -500. לחץ "פילוח", "3D חישוב".
    3. לחץ "פילוח" ו "חישוב קווים מרובים". בחר 3גוף -D, ולוחץ על "אישור" על מנת ליצור את הקווים המרובים המגדירים את הגיאומטריה המוצקה. ייצוא קווים מרובים כקובץ IGES.
  3. להרחיב דגם פיתוח תוכנה (למשל, גמביט)
    1. לחץ על "קובץ", "יבוא", "IGES" לייבא את קובץ IGES לתכנית. לחץ על "לחצן הפקודה Edge" בלוח השמאלי; לחץ על "צור Edge" ובחר "NURBS" לשחזר קווי מתאר חלקים.
    2. לחץ "פן לחצן פקודה", ולאחר מכן לחץ על "פן טופס". בחר "עשויים בתים" לבנות משטח מן הקצוות. ממשיכים לבנות את כל המשטחים שמכסים את כל דרכי הנשימה. שמור את פרטי האנטומיים האף כגון ענבל, לקפל epiglottal, ובסינוסים בגרון (איור 1). לחץ על "קובץ", "ייצוא" "IGES" לייצא את המודל דרכי הנשימה באף.
  4. תוכנת Meshing הפתוח (למשל, ICEM CFD)
    1. לחץ על "קובץ"," יבוא גיאומטריה "," מורשה "ו" STEP / IES "כדי לייבא את המודל דרך נשימת האף לחצו." יצירת חלקים "לחלק מהשטחים דרכי הנשימה לחמישה אזורים שונים: פרוזדור אף, שסתום אף, באזור חלזוני, חוש ריח, ו לוֹעַ הָאַף.
    2. כדי ליצור רשת חישובית בתוך דרכי הנשימה, לחץ "Mesh", "הגדרת רשת גלובלית". ציין את גודל הרשת מרבי 0.1 מ"מ ולחץ על "החל".
    3. כדי להוסיף רשת מצוידת-גוף באזור ליד הקיר, לחץ על "רשת מחשוב", "Mesh פריזמה". ציין את מספר שכבות כמו 5 ויחס ההרחבה כפי 1.25 ולחץ על "החל".

2. שליטה פסיבית של חלקיקים

  1. שיווי המשקל אינטובציה: חזית נגד. חזור
    1. פתח פיתוח תוכנת דגם לפתח את מודל האף עם אינטובציה שיווי המשקל קדמי. לחץ על "ווליום", ואז "העבר / העתק" כדי לשנות את המיקום של nebulizer קטטר 5 מ"מ לתוך פרוזדור מקצה נחיר. לחץ על "הזרקה" לשחרר 60,000 חלקיקים (150 ננומטר) לתוך הנחיר.
    2. פתח את תוכנת סימולציה הנוזלת (למשל, ANSYS השוטפת) כדי לחשב את השיעורים בתצהיר חלקיקים בתוך האף. כדי לחשב את שדה זרימת האוויר בתוך דרך הנשימה, בחר את דגם זרימה למינרית על ידי לחיצה על "גדר", "מודלים", "הזדווגות"; בחר "למינרית" תחת "מודל צמיג".
    3. בחר את "מודל השלב הדיסקרטי" כדי לעקוב אחר תנועות חלקיקים. בדוק "כוח עילוי Saffman" תחת "דגם שלב הדיסקרטי". לחץ על "דווח", ואז לבחור "מסלולי מדגם"; בחר "אף" תחת "גבולות" ולחץ על "לחשב" כדי למצוא את מספר החלקיקים שהופקדו באזור ההרחה המוגדר מראש. חשב את שיעור בתצהיר כיחס בין כמות החלקיקים שהופקדו לסכום של חלקיקים נכנסים הנחיריים.
    4. חזרו על שלבים2.1.2 עבור 1 מיקרומטר חלקיקים.
    5. פעל לפי השלבים 2.1.1, הכנס את זרבובית תרסיס 5 מ"מ לתוך פרוזדור מגב הנחיר. חזור על שלבים 2.1.2, ו 2.1.3 כדי לחשב את שיעור בתצהיר עבור 150 חלקיקים ננו-מטר. חזור על שלב 2.1.4 עבור 1 מיקרומטר חלקיקים (-אינטובציה בחזרה).
  2. אינטובציה עמוק
    1. בצע הליך 2.1.1 להכניס את הקטטר nebulizer ממש מתחת לאזור חוש הריח. שחרר 60,000 חלקיקים submicron (150 ננומטר) מן nebulizer.
    2. השתמש בתוכנת נוזל וסימולציה כדי לחשב את השיעורים בתצהיר חלקיקים בתוך האף משני בסיס כלל ולכלכלה מקומי בעקבות הליכים דומים כמופיע 2.1.2. חזור על הליך זה עבור 1 מיקרומטר חלקיקים.
    3. חזור על התהליך המתואר לעיל תוך הפעלה מחזיקה נשימה ונשיפה, בהתאמה. לחץ על "הגדר", ולאחר מכן "גבול תנאי" כדי לפתוח את לוח המצב בגבול. ציין מהירות אפס בשני הנחיריים עבור החזקת נשימה. ציין בלחץ ואקום (200 אבא) את הנחיריים ולחץ אפס במוצא לנשיפה.

3. בקרת פעילות: הדרכת Magnetophoretic

  1. בדיקת ערוץ דו פלייט
    1. תוכנת מעקב חלקיקים מגנטיים פתוחה (למשל, COMSOL). לחץ "גיאומטריה", ו "מלבן" לבנות את הערוץ דו-צלחת. לחץ "מלבן" לבנות מגנטים ברחבי הערוץ דו-צלחת.
    2. לחשב את מסלולי החלקיקים ואת שיעור בתצהיר. לחץ על "מודל 1", "זרימה למינרית" ו "מפרצון 1"; לציין את מהירות כניסת 0.5 m / s. לחץ על "מודל 1", "שדות מגנטיים", ו "שימור שטף מגנטי", ציין את הכוח של שלושה מגנטים (1 × 10 5 A / m).
    3. לחץ על "מודל 1", "מעקב אחר חלקיקים עבור זרימת נוזל", ו "חלקיקים מאפיינים"; לציין את קוטר החלקיקים (15 מיקרומטר), צפיפות (1.78 גרם / ס"מ 3). לחץ "מפרצון" לשחרר 3,000 חלקיקים. לחץ "Magnetophoretic חיל", ציין חדירות יחסית חלקיקים (50). לחץ על "מחשוב".
    4. כדי למצוא כמה חלקיקי הפקדה באזור שנבחר, לחץ על "תוצאות", "קבוצת מגרש 1D" ו "מגרש". חשב את שיעור בתצהיר כיחס בין כמות החלקיקים שהופקדו אזור מסוים לסכום של חלקיקים נכנסים הגיאומטריה.
    5. כדי לכוון את עוצמת המגנט, לחץ על "מודל 1", ולאחר מכן "שדות מגנטיים"; לבחור "שימור שטף מגנטי", ולשנות את עוצמת המגנט תחת "המגנטיזציה". להגביר את עוצמת המגנט על ידי תוספת של 1 × 10 4 A / m ולחץ על "מחשוב".
    6. חזור על הליך זה עד לעריכת הסדר המגנטים המתאימים הושג למסירת תרופה יעילה לאזור חוש הריח.
  2. מבחן במודל Nose 2-D אידיאליזציה
    1. החל את החוזק המגנטי שהושג 3.1 למודל אף 2-D על ידי צבת שלושה מגנטים 1 מ"מ מעל האף. לחץ על "מודל 1", "גיאומטריה 1" כדי לציין את הגודל והמיקום של המגנט. לחץ על "מודל 1", "מעקב אחר חלקיקים עבור זרימת נוזל", "דבר" לשחרר 3,000 חלקיקים לתוך הנחיר השמאלי. לחץ על "חלקיקים מאפיינים" כדי להגדיר את גודל החלקיקים כפי 15 מיקרומטר.
    2. לדמות מסלולי החלקיקים ויעילות משלוח חוש הריח לאחר מכן על ידי ביצוע הליכים דומים כמופיע 3.1.2.
    3. התאם את פריסת המגנט וכוח כדי לשפר את יעילות משלוח חוש ריח. כדי להתאים את גודל מגנט ואת המיקום, לחץ על "מודל 1", ולאחר מכן "גיאומטריה 1"; לבחור את המגנט של עניין, לשנות את הערכים של רוחב, עומק, גובה או x, y, z. עקוב 3.1.5 כדי לכוון את עוצמת המגנט.
  3. מבחן במודל Nose 3-D אנטומית מדויק
    1. שֵׁדאורט המודל דרכי נשימת אף 3-D לתוך תוכנת מעקב חלקיקים מגנטית. בצע את ההליך 3.2.1, לשים ארבעה מגנטים 1 מ"מ מעל האף ולשחרר 3,000 חלקיקים של 15 מיקרומטר בקוטר מנקודה אחת נבחרת בלבד.
    2. השתמש בתוכנת מעקב חלקיקים מגנטית כדי לעקוב אחר מסלולי חלקיקים ולחשב את יעילות משלוח חוש ריח על ידי ביצוע נהלים דומים כמופיע 3.2.1 - 3.2.3.
    3. בעקבות 3.2.3, להתאים את פריסת מגנט וכוח במודל 3D לשיפור משלוח ממוקד לאזור חוש הריח.
    4. גודל מבחן חלקיקים הנעים בין 1 - 30 מיקרומטר כדי למצוא את גודל חלקיקים התקין להדרכת magnetophoretic אופטימלית לאזור חוש הריח.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Case Control:
איור 3 מציג את שדה זרימת האוויר בתצהיר חלקיקים בדרכי נשימת האף עם מכשירי אף סטנדרטיים. זה מראה בבירור כי זרימת אוויר מן הנחיר מול מאוורר למעבר ואת זרימת אוויר העליונות מהנחיר בחזרה מופנה לכיוון רצפת האף (איור 3 א). חלקיקי האירוסולים הם נצפו לנוע מהר יותר במעברים החציוני ואיטי בסמוך לחומות, ויצרו חזית האירוסולים כיוון זרימת הממוצע. תרסיס חלקיקים יכולים להגיע לאזור ריח 0.02 כדי 0.0...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיטת דימוי CFD מצמידים הוצגה במחקר זה ששלב בפיתוח המודל מבוסס תמונה, meshing איכות, סימולצית זרימת אוויר, ומעקב אחר חלקיקים מגנטיים. מודולי תוכנה מרובה יושם למטרה זו, שכללה פונקציות של פילוח תמונות רפואיות, שחזור / meshing דגמים דרכי נשימה מדויקות מבחינה אנטומית, וסימולציות-חלקיקי זרימה. באמצעות שיטה נומרית זו, הופעות של שלושה פרוטוקולי משלוח אפים נבדקו והושוו. לעומת ניסויים במבחנה, שיטה זו היא יותר יעילה עלות וזמן; וכך מספר רב של בדיקות מספריות יכול להתנהל כדי לזהות את <...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מדווחים על היעדר ניגוד עניינים בעבודה זו.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה מומן על ידי מרכז אוניברסיטת מישיגן חדשני מענק מחקר P421071 הקדומה קריירה גרנט P622911.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
MIMICS 13Materialise Inc, Ann Arbor, MIMR פילוח
GambitANSYS Inc, Canonsburg, PA פיתוח
ANSYS ICEMCFDANSYS INC, Canonsburg, PA רשת
ANSYS FluentANSYS Inc, Canonsburg, PA של נוזלים וחלקיקים
COMSOL MultiphsicsCOMSOL Inc, ברלינגטון, מסצ'וסטסמעקב אחר
תמונהמודליםסימולציה חלקיקים מגנטיים

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Mistry, A., Stolnik, S., Illum, L. Nanoparticles for direct nose-to-brain delivery of drugs. Int. J. Pharm. 379 (1), 146-157 (2009).
  2. Alam, S., et al. Development and evaluation of thymoquinone-encapsulated chitosan nanoparticles for nose-to-brain targeting: a pharmacoscintigraphic study. Int. J. Nanomedicine. 7 (11), 5705-5718 (2012).
  3. Shi, H., Kleinstreuer, C., Zhang, Z. Laminar airflow and nanoparticle or vapor deposition in a human nasal cavity model. J. Biomech. Eng. 128 (5), 697-706 (2006).
  4. Si, X., Xi, J., Kim, J., Zhou, Y., Zhong, H. Modeling of release position and ventilation effects on olfactory aerosol drug delivery. Respir. Physiol. Neurobiol. 186 (1), 22-32 (2013).
  5. Si, X., Xi, J., Kim, J. Effect of laryngopharyngeal anatomy on expiratory airflow and submicrometer particle deposition in human extrathoracic airways. Open J. Fluid D. 3 (4), 286-301 (2013).
  6. Xi, J., Longest, P. W. Numerical predictions of submicrometer aerosol deposition in the nasal cavity using a novel drift flux approach. Int. J. Heat Mass Transfer. 51 (23), 5562-5577 (2008).
  7. Illum, L. Nasal drug delivery: new developments and strategies. Drug Discov. Today. 7 (23), 1184-1189 (2002).
  8. El Taoum, K. K., Xi, J., Kim, J. W., Berlinski, A. In vitro evaluation of aerosols delivered via the nasal route. Respir. Care. 60 (7), 1015-1025 (2015).
  9. Misra, A., Kher, G. Drug delivery systems from nose to brain. Curr. Pharm. Biotechnol. 13 (12), 2355-2379 (2012).
  10. Hoekman, J. D., Ho, R. J. Y. Effects of Localized Hydrophilic Mannitol and Hydrophobic Nelfinavir Administration Targeted to Olfactory Epithelium on Brain Distribution. Aaps Pharmscitech. 12 (2), 534-543 (2011).
  11. Corley, R. A., et al. Comparative Computational Modeling of Airflows and Vapor Dosimetry in the Respiratory Tracts of Rat, Monkey, and Human. Toxicol. Sci. 128 (2), 500-516 (2012).
  12. Shi, H., Kleinstreuer, C., Zhang, Z. Modeling of inertial particle transport and deposition in human nasal cavities with wall roughness. J. Aerosol Sci. 38 (4), 398-419 (2007).
  13. Kleinstreuer, C., Zhang, Z., Donohue, J. F. Targeted drug-aerosol delivery in human respiratory system. Annu. Rev. Biomed. Eng. 10 (4), 195-220 (2008).
  14. Kleinstreuer, C., Zhang, Z., Li, Z., Roberts, W. L., Rojas, C. A new methodology for targeting drug-aerosols in the human respiratory system. Int. J. Heat Mass Transfer. 51 (23), 5578-5589 (2008).
  15. Wilson, I. B. The deposition of charged particles in tubes, with reference to the retention of therapeutic aerosols in the human lung. J. Colloid Sci. 2 (2), 271-276 (1947).
  16. Wong, J., Chan, H. -K., Kwok, P. C. L. Electrostatics in pharmaceutical aerosols for inhalation. Ther Deliv. 4 (8), 981-1002 (2013).
  17. Bailey, A. G. The inhalation and deposition of charged particles within the human lung. Journal of Electrostatics. 42 (1), 25-32 (1997).
  18. Xi, J., Si, X. A., Gaide, R. Electrophoretic particle guidance significantly enhances olfactory drug delivery: a feasibility study. PLoS ONE. 9 (1), e86593(2014).
  19. Martin, A., Finlay, W. Alignment of magnetite-loaded high aspect ratio aerosol drug particles with magnetic fields. Aerosol Sci. Technol. 42 (4), 295-298 (2008).
  20. Dames, P., et al. Targeted delivery of magnetic aerosol droplets to the lung. Nature Nanotechnology. 2 (8), 495-499 (2007).
  21. Xi, J., Longest, P. W. Transport and deposition of micro-aerosols in realistic and simplified models of the oral airway. Ann. Biomed. Eng. 35 (4), 560-581 (2007).
  22. Longest, P. W., Xi, J. Effectiveness of direct Lagrangian tracking models for simulating nanoparticle deposition in the upper airways. Aerosol Sci. Technol. 41 (4), 380-397 (2007).
  23. Xi, J., Zhang, Z., Si, X. A., Yang, J., Deng, W. Optimization of magnetophoretic-guided drug delivery to the olfactory region in a human nose model. Biomech. Model. Mechanobiol. In. , (2015).
  24. Longest, P. W., Hindle, M., Das Choudhuri, S., Xi, J. X. Comparison of ambient and spray aerosol deposition in a standard induction port and more realistic mouth-throat geometry. J. Aerosol Sci. 39 (7), 572-591 (2008).
  25. Xi, J., et al. Design and Testing of Electric-Guided Delivery of Charged Particles to the Olfactory Region: Experimental and Numerical Studies. Curr. Drug Deliv. 13 (9), 1-15 (2015).
  26. Zhou, Y., Guo, M., Xi, J., Irshad, H., Cheng, Y. -S. Nasal deposition in infants and children. Journal of aerosol medicine and pulmonary drug delivery. 27 (2), 110-116 (2014).
  27. Xi, J., Yuan, J. E., Si, X. A., Hasbany, J. Numerical optimization of targeted delivery of charged nanoparticles to the ostiomeatal complex for treatment of rhinosinusitis. Int. J. Nanomedicine. 10 (7), 4847-4861 (2015).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

CFD

מאמרים קשורים