Name: Genizden İnhale İlaç Aerosollerin Pasif ve Aktif Kontroller ile Modelleme ve Koku Drug Delivery Simülasyonlar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 4 s
Description: Keşfedin burun yolu modellerinde ilaç aerosollerinin pasif ve aktif kontrollerle modellenmesini. Manyetik parçaçak izleme ve hesaplamalı simülasyonlarla olfaktif bölgeye ilaç teslimini optimize edin.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma Central Michigan Üniversitesi Yenilikçi Araştırma Bursu P421071 ve Erken Kariyer Hibe P622911 tarafından finanse edildi.

Sağlık Bilimleri Hamner Enstitüleri ve bu görüntülerin kullanımı ile sağlanan MR görüntüleri Virginia Commonwealth University kurumsal inceleme kurulu tarafından onaylanmıştır. 1. Görüntü Tabanlı Burun Havayolu Hazırlık <ol><li> Manyetik rezonans (MR) 72 koronal kesitlerde oluşan sağlıklı bir sigara içilmeyen 53 yaşındaki erkek (ağırlık 73 kg ve yüksekliği 173 cm) görüntülerini ayrı nazofarenks 4 burun delikleri kapsayan 1.5 mm aralıklı kazanır. </li><li> Açık Görüntüleme Programı (örneğin, MIMICS) <ol><li> görüntüleri almak için, &quot;Dosya&quot;, &quot;İthalat görüntüleri&quot; tıklayın. MR görüntüleri seçin ve &quot;Tamam&quot; a tıklayın. </li><li> 3-D modeli oluşturmak için, -1020 ve -500 arasında gri skala aralığını ayarlamak için &quot;Segmentasyon&quot;, sonra &quot;Eşik&quot; i tıklayın. &quot;Segmentasyon&quot;, &quot;Hesapla 3D&quot; yi tıklayın. </li><li> &quot;Segmentasyon&quot; ve &quot;polyline Hesapla&quot; tıklayın. 3 seç-D Beden ve katı geometrisini tanımlamak polyline oluşturmak için &quot;Tamam&quot; düğmesine tıklayın. Bir IGES dosyası olarak polyline aktarın. </li></ol></li><li> Açık Modeli Geliştirme Yazılımı (örneğin, Gambit) <ol><li> programına IGES dosyasını almak için &quot;Dosya&quot;, &quot;Alma&quot;, &quot;IGES&quot; tıklayın. Sağ panelde &quot;Kenar komut düğmesini&quot; tıklayın; &quot;Kenar oluştur&quot; ve pürüzsüz konturları yeniden &quot;NURBS&quot; seçeneğini tıklayın. </li><li> &quot;Yüz komut düğmesini&quot; tıklayın, ardından &quot;Form yüzü&quot; tıklayın. kenarlarından bir yüzey oluşturmak için &quot;Tel Kafes&quot; i seçin. Bütün hava yolu kapsayacak tüm yüzeyleri inşa etmeye devam. Böyle uvula, epiglottal kat ve laringeal sinüs (Şekil 1) olarak burun anatomik ayrıntıları saklayın. Burun hava yolu modeli ihraç &quot;Dosya&quot;, &quot;İhracat&quot;, &quot;IGES&quot; tıklayın. </li></ol></li><li> Açık Bölümlendirme Yazılım (örn ICEM CFD) <ol><li> &quot;Dosya tıklayın&quot;,&quot; İthalat Geometri &quot;,&quot; Legacy &quot;ve&quot; STEP / IES beş farklı bölgeye hava yolu yüzeyleri bölmek için &quot;Parçalar oluştur&quot;. Click nazal havayolu modelini almak için &quot;: burun vestibül, nazal valv, konka bölge, koku ve nazofarenks. </li><li> havayolu içinde hesaplama örgü oluşturmak için, &quot;Mesh&quot;, &quot;Küresel Mesh Setup&quot; a tıklayın. 0.1 mm olarak maksimum örgü boyutunu belirtin ve &quot;Uygula&quot; butonuna tıklayınız. </li><li> duvar yakınındaki bölgede bir vücut takılan örgü eklemek için, &quot;Compute Mesh&quot;, &quot;Prizma Mesh&quot; i tıklayın. 5 olarak katman sayısı ve 1.25 olarak genişleyen oranı belirtin ve &quot;Uygula&quot; butonuna tıklayınız. </li></ol></li></ol> Parçacıkların 2. Pasif Kontrolü <ol><li> Vestibüler Entübasyon: vs Ön. Geri <ol><li> Ön vestibüler entübasyon ile burun modeli geliştirmek için Model Geliştirme Yazılımı açın. n konumunu değiştirmek için &quot;Volume&quot;, sonra &quot;Taşı / Kopyala&quot; tıklayınebulizer kateter burun ucundan vestibüle içine 5 mm. burun deliğine 60.000 parçacıklar (150 nm) serbest bırakmak için &quot;enjeksiyon&quot; tıklayın. </li><li> Burun içindeki parçacık birikme oranları hesaplamak için sıvı simülasyon yazılımı (örneğin, ANSYS Akıcı) açın. havayolu içindeki hava akımı alanını hesaplamak için, &quot;Viskoz&quot;, &quot;Modeller&quot; &quot;Define&quot; tıklayarak laminar flow modelini seçin; &quot;Viskoz modeli&quot; başlığı altında &quot;laminer&quot; seçti. </li><li> parçacık hareketleri izlemek için &quot;Ayrık Faz Modeli&quot; seçeneğini seçin. &quot;Ayrık Faz Modeli&quot; başlığı altında &quot;Saffman Asansör Gücü&quot; kontrol edin. &quot;Rapor&quot;, daha sonra &quot;Örnek Trajectories&quot; seçmek tıklayın; &quot;Sınırları&quot; başlığı altında &quot;burun&quot; seçin ve önceden tanımlanmış koku bölgede biriken parçacıkların sayısını bulmak için &quot;Compute&quot; düğmesine tıklayın. burun delikleri giren parçacıkların miktarı biriken tanecik miktarına oranı olarak birikme hızını hesaplar. </li><li> adımları tekrarlayın1 um parçacıklar için 2.1.2. </li><li> adımı 2.1.1 izleyin burun deliğine arkasından vestibül içine püskürtme memesi 5 mm yerleştirin. Tekrarlayın 2.1.2 adımları ve 2.1.3 150 nm partiküller için birikme hızını hesaplamak için. 1 mikron partiküller (arka-entübasyon) için yineleyin 2.1.4. </li></ol></li><li> derin Entübasyon <ol><li> Sağ koku bölgede altındaki nebulizatör katater takmak prosedürü 2.1.1 izleyin. nebulizer 60,000 mikron altı parçacıkların (150 nm) bırakın. </li><li> 2.1.2&#39;de listelenen benzer prosedürleri takip ederek hem toplam hem yerel bazda burun içindeki partikül birikimi oranlarını hesaplamak için sıvı ve simülasyon yazılımı kullanın. 1 mikron partiküller için bu işlemi tekrarlayın. </li><li> sırasıyla, nefes-tutuşu ve ekshalasyonu egzersiz yaparken yukarıdaki işlemleri tekrarlayın. &quot;Define&quot; seçeneğini tıklayın, ardından &quot;Sınır Koşulları&quot; sınır koşulu panelini açmak için. nefes tutma için iki burun sıfır hız belirtin. Vakum burun basıncı (200 Pa) ve soluk verme için çıkışta sıfır basınç belirtin. </li></ol></li></ol> 3. Aktif Kontrol: Magnetophoretic Rehberlik <ol><li> Bir İki Levha Kanal Test <ol><li> Açık manyetik parçacık izleme yazılımı (örneğin, COMSOL). İki plaka kanalı oluşturmak için &quot;Geometri&quot;, ve &quot;Dikdörtgen&quot; tıklayın. İki plaka kanalı etrafında mıknatıslar inşa etmek &quot;Dikdörtgen&quot; tıklayın. </li><li> parçacık yörüngeleri ve birikme oranını hesaplayınız. &quot;Model 1&quot;, &quot;Laminer akış&quot; ve &quot;Inlet 1&quot; i tıklayın; 0,5 m / s olarak giriş hızını belirtin. &quot;Model 1&quot;, &quot;Manyetik Alanlar&quot; ve &quot;Manyetik Akı Korunması&quot; Click üç mıknatıslar (1 × 10 5 A / m) gücünü belirtin. </li><li> &quot;Model 1&quot;, &quot;Parçacık Akışkan Akışının için İzleme&quot; ve &quot;Parçacık Özellikleri&quot; üzerine tıklayın; (1.7 partikül çapı (15 mikron), yoğunluğunu belirlemek8 g / cm3). 3000 parçacıkları serbest bırakmak için &quot;Inlet&quot; tıklayın. parçacık göreli geçirgenliği (50) belirtmek, &quot;Magnetophoretic Gücü&quot; tıklayın. &quot;Compute&quot; tıklayın. </li><li> &quot;Sonuçlar&quot;, &quot;1D Plot Grubu&quot; ve &quot;Plot&quot; tıklayın, seçilen alanda yatırma kaç parçacıkları bulmak için. geometrisi giren parçacıkların miktarı belli bir alanda biriken tanecik miktarının oranı olarak birikme hızını hesaplar. </li><li> mıknatıs gücünü ayarlamak için, daha sonra &quot;Manyetik Alanlar&quot; &quot;Model 1&quot;, tıklayın; &quot;Manyetik Akı Korunması&quot; seçin ve &quot;Manyetizm&quot; altında mıknatıs kuvvetini değiştiremez. 1 × 10 4 A / m artışla mıknatıs gücünü artırmak ve &quot;Compute&quot; butonuna tıklayınız. </li><li> Uygun mıknatıslar düzenleme koku bölgeye etkili ilaç verilmesi için elde edilene kadar bu işlemi tekrarlayın. </li></ol></li><li> 2-D Ideallestirilen Burun Modeli Test <ol><li> burun yukarıdaki üç mıknatıslar 1 mm koyarak 2-D burun modeline 3.1 elde edilen manyetik güçlü uygulayın. mıknatısın boyutunu ve konumunu belirlemek için &quot;Model 1&quot;, &quot;Geometri 1&quot; i tıklayın. &quot;Model 1&quot; tıklayın &quot;Parçacık Takip Akışkan Akışının için&quot;, &quot;Giriş&quot; sol burun deliğine 3000 parçacıkları serbest bırakmak için. 15 mikron parçacık boyutunu belirlemek için &quot;Parçacık Properties&quot; i tıklayın. </li><li> 3.1.2 listelendiği gibi benzer prosedürleri takip ederek parçacık yörüngeleri ve sonraki koku teslim verimliliği benzetin. </li><li> koku teslim verimliliğini artırmak için mıknatıs düzeni ve gücünü ayarlamak. mıknatıs boyutu ve konumunu ayarlamak için, &quot;Model 1&quot;, ardından &quot;Geometri 1&quot; üzerine tıklayın; ilgi mıknatıs tercih genişliği, derinliği, yükseklik veya x, y, z değerlerini değiştirin. mıknatıs gücünü ayarlamak için 3.1.5 izleyin. </li></ol></li><li> 3-D Anatomik Doğru Burun Modeli Test <ol><li> ithort Manyetik Parçacık Takip yazılımı içine 3-D nazal havayolu modeli. Prosedürü 3.2.1 izleyin dört mıknatıslar burun üzerinde 1 mm koymak ve sadece tek bir seçilmiş noktadan çapı 15 mikron 3.000 parçacıkları bırakın. </li><li> 3.2.3 - parçacık yörüngeleri izlemek ve 3.2.1&#39;de listelendiği gibi benzer prosedürleri takip ederek koku teslim verimliliği hesaplamak için Manyetik Parçacık Takip yazılımı kullanın. </li><li> 3.2.3 ardından, koku bölgeye yönelik sunumunun iyileştirilmesi için 3D modelinde mıknatıs düzeni ve gücünü ayarlamak. </li><li> 1 arasında değişen testi partikül boyutu - 30 mikron koku bölgeye en uygun magnetophoretic rehberlik için doğru partikül büyüklüğü bulmak için. </li></ol></li></ol>

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

Yazarlar bu çalışmada herhangi bir çıkar çatışmaları rapor.

Bir birleştiğinde görüntü CFD yöntemi görüntü tabanlı model geliştirme, kalite hasırlar, hava akımı simülasyon ve manyetik parçacık izleme dahil bu çalışmada sunuldu. Birden fazla yazılım modülleri tıbbi görüntülerin, yeniden / anatomik doğru havayolu modelleri bölümleme ve akış-parçacık simülasyonları segmentasyonu fonksiyonlarını içeren bu amaçla, uygulanmıştır. Bu sayısal yöntem kullanılarak, üç burun içi verme protokolleri performansları test edildi ve karşılaştırıldı. In vitro deneyler ile karşılaştırıldığ...

İlaçların 1,2 etkin bir alımı ve hızlı hareket başlangıcı yol açan, kan-beyin bariyerini aşmak ve doğrudan beyin girebilirsiniz koku bölgeye teslim ilaçlar. Bununla birlikte, bu burun pompaları ve sprey gibi geleneksel nazal cihazlar nazal yol 3,4 ile koku bölgeye (&lt;% 1), son derece düşük dozlar sağlamaktadır. Bu öncelikli olarak, dar, dolambaçlı geçiş yolları (Şekil 1) oluşan insan burnu karmaşık yapısının bir sonucudur. Koku bölge solunan havanın sadece çok küçük bir bölümü 5,6 ulaşabilir üstün meatus, yukarıda bulur. Ayrıca, geleneksel inhalasyon cihazları hedef alan 7 terapötik ajanlar taşımak için aerodinamik kuvvetler bağlıdır. onların serbest bırakıldıktan sonra parçacıkların hareketleri üzerinde daha fazla kontrol yoktur. Bu nedenle, bu parçacıkların, ve çökelme ağırlıklı olarak, başlangıç ​​hızları ve salma konumları bağlıdır. gerekenkıvrık geniz yanı sıra parçacık kontrol eksikliği, ilaç partiküllerinin çoğunluğu ön burun içinde sıkışıp kalırlar ve koku bölgesini 8 ulaşamaz. Burun cihazların birçok seçenek varken, bu özel olarak tasarlanmış hedeflenen koku teslimat için nadiren 7,9 olarak bildirilmiştir. Bunun tek istisnası, bir koku tercihli dağıtım cihazı geliştirmiş ve burun damlası ile karşı farelerde yüksek korteks-to-kan ilaç seviyeleri göstermiştir Hoekman Ho 10&#39;dur. Bununla birlikte, insanlar için sıçanlarda çöktürmesi ölçekleme bu iki tür 11 arasındaki büyük anatomik ve fizyolojik farklılıklar dikkate alındığında, kolay değildir. koku teslimatlar için standart burun cihazların uyarlanmış sürümlerini kullanırken birçok sınırlamalar vardır. Bir birincil gerileme ilaçların sadece çok küçük bir kısmı ilaçlar girebilir oradan koku mukoza, teslim edilebilmesidirbeyin. Sayısal modelleme burundan uygulanan nanopartiküllerin az% 0.5 koku bölge 3,5 olarak yatırabilirsiniz öngördü. Biriktirme hızı mikrometre parçacıklarının 12 (0.007%) daha düşüktür. burun için-beyin dağıtım klinik olarak mümkün hale getirmek için, koku bırakma oranı önemli ölçüde iyileştirilmelidir. koku sunumunun iyileştirilmesi için birkaç olası yaklaşımlar vardır mevcuttur. Bir yaklaşım bir bölgede yatırma parçacıklar çoğunlukla girişinde belirli bir bölgeden olduğundan Kleinstreuer ve ark., 13 önerdiği akıllı inhaler fikir, girişteki bazı alanlarda sadece onları serbest bırakarak hedef siteye parçacıklar teslim etmek mümkündür . Akıllı uygulama tekniği, geleneksel yöntemlere göre çok daha verimli bir akciğer teslim oluşturmak için gösterilmiştir. 13,14 akıllı dağıtım düşüncesi, i intranazal ilaç uygulama uygulanabilir varsayılmaktadırkoku mukozaya mprove dozlar. burun açılışında ve burun boşluğu içinde farklı derinliklerde farklı pozisyonlara parçacıklar bırakarak, koku teslim verimlilikleri ve ön burun azaltılmış ilaç atık mümkündür düzeldi. Başka bir olası yöntem, aktif elektrikli ya da manyetik kuvvet gibi alan kuvvetlerinin çeşitli kullanarak burun boşluğu içindeki parçacık hareketini kontrol etmektir. Yüklü parçacıkların elektrik kontrol insan burun ve akciğerlerin 15-17 hedeflenmiş ilaç iletimi için önerilmiştir. Xi ve ark., 18 sayısal yüklü parçacıkların elektrik rehberlik performansı test edilmiş ve anlamlı koku doz geliştirilmiş öngördü. Benzer bir şekilde, uygun bir manyetik alan ile ferromanyetik ilaç parçacıklarının kılavuzlama da koku mukozaya parçacıklar hedef potansiyeline sahiptir. inhalasyon ajanlarının Davranışları, ferromanyetik eğer uygun manyetik kuvvetleri koyarak değiştirilebilir <sup&gt; 19. Dames ve ark., 20 fare akciğerlerindeki belirli alanlara ferromanyetik parçacıklar hedef uygulama olduğunu göstermiştir. Süperparamanyetik demir oksit nanopartiküller ile terapötik ajanlar ambalaj ile, güçlü bir manyetik alanın etkisi altında bir fare tek akciğer birikim önemli ölçüde diğer akciğer 20 göre artış oldu. Parçacıkların küresel olduğu kabul çapında ve 150 nm um ile 30 arasında değişmekteydi. Yöneten denklem 21&#39;dir: (1) <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/53902/53902eq1.jpg" /> Yukarıdaki denklem bir manyetik alana yerleştirilir eğer sürtünme kuvveti, yerçekimi kuvveti, Saffman kaldırma kuvveti 22 nanopartiküller için Brownian kuvvet ve magnetophoretic kuvvet tarafından yönetilen bir parçacığın hareketini açıklar. Burada, v i parçacık hızı, u i τ p akış hızı olduğunuparçacık tepki süresi, C c Cunningham düzeltme faktörü, ve α hava / parçacık yoğunluğu oranıdır. etkili bir koku bölgeye intranazal yoldan ilaç kılavuz için, uygulanan magnetophoretic kuvvetler partikül atalet ve çekim kuvveti hem de üstesinden gelmek için gereklidir. Bu çalışmada,% 20 maghemit bir bileşik (γ-Fe 2 O 3, 4.9 g / cm3) ile, yaklaşık 1.78 g / cm3 arasında bir yoğunluğa ve 50 bir görece geçirgenliği elde aktif madde varsayılmıştır% 80. γ-Fe 2 O 3 seçim düşük sitotoksik nedeniyle oldu. Demir (3+) iyonları yaygın insan vücudunda bulunan ve biraz daha yüksek bir iyon konsantrasyonu önemli yan etkilere 23 neden olmaz.

<table><tbody><tr><td>MIMICS 13</td><td>Materialise Inc, Ann Arbor, MI</td><td>MR görüntü segmentasyonu</td><td></td></tr><tr><td>Gambit</td><td>ANSYS Inc, Canonsburg, PA&nbsp;</td><td>Model geliştirme</td><td></td></tr><tr><td>ANSYS ICEMCFD</td><td>ANSYS Inc, Canonsburg, PA&nbsp;</td><td>Meshing</td><td></td></tr><tr><td>ANSYS Fluent</td><td>ANSYS Inc, Canonsburg, PA&nbsp;</td><td>Akışkan ve parçacık simülasyonu</td><td></td></tr><tr><td>COMSOL Multiphsics</td><td>COMSOL Inc, Burlington, MA</td><td>Manyetik parçacık izleme</td><td></td></tr></tbody></table>

genizden İnhale İlaç aerosollerin pasif ve aktif kontroller ile modelleme ve koku drug delivery simülasyonlar

Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols

nörolojik hastalıkların tedavisinde doğrudan burun için-beyin ilaç uygulama pek çok avantajı vardır. Bununla birlikte, uygulama, doğrudan beyin bağlayan koku mukozaya son derece düşük uygulama randımanına (&lt;% 1) ile sınırlıdır. Koku bölgeye daha etkin nörolojik ilaçlar sunmak için yeni teknikler geliştirmeye büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı simüle ve burun koku ilaç sunumunun iyileştirilmesi için sayısal bir platform geliştirmektir. Bir birleştiğinde görüntü CFD yöntemi görüntü tabanlı model geliştirme, kalite hasırlar, sıvı simülasyon ve manyetik parçacık izleme sentezlenmiş olduğu sunuldu. Bu yöntemde, üç burun içi verme protokolleri Performans sayısal değerlendirildi ve karşılaştırıldı. solunum manevraları, mıknatıs düzeni, manyetik alan şiddeti, ilaç salım konum ve koku dozaj üzerine parçacık boyutu Etkileri da sayısal olarak incelenmiştir. simulations, biz (% 45 kadar) klinik olarak önemli koku dozaj mıknatıs düzeni ve seçici ilaç salım kombinasyonunu kullanarak mümkün olduğunu bulmuşlardır. doz 64 kat daha yüksek teslim olmadan duruma kıyasla magnetophoretic rehberlik durumunda tahmin edilmiştir. Bununla birlikte, koku bölgeye nazal inhaler aerosollerin hassas bir şekilde kılavuzlanması sayesinde magnetophoresis kararsız doğası, hem de koku hastaya dozajın, aygıttır, ve parçacık ile ilgili faktörler, yüksek hassasiyet zor olmaya devam etmektedir.

Kontrol Kutusu: Şekil 3 görüntüler, standart burun cihazlar ile burun nefes hava akımı alan ve partikül birikimi. Açıkça ön burun deliğinden hava akımı burun kat (Şekil 3A) dönüktür arka burun deliğinden üst geçit ve hava akımına havalandırılmış olduğunu gösterir. Aerosol parçacıklarının ortalama akış yönünde bir aerosol ön oluşturan duvarları yakınında daha hızlı ortalama geçişlerinde ve daha yavaş hareket görülmektedir. Aerosol ...

Bu makale, görüntü tabanlı nazal hava yolu modellerinde koku alma bölgesine ilaç vermek için farklı protokollerin modellemesini ve simülasyonlarını gözden geçirmektedir. Anatomik olarak doğru burun modelini geliştirmek, hesaplamalı ağ oluşturmak, nazal hava akışlarını simüle etmek ve koku alma bölgesinde partikül birikimini tahmin etmek için çoklu yazılım modülleri kullanılır.

Genizden İnhale İlaç Aerosollerin Pasif ve Aktif Kontroller ile Modelleme ve Koku Drug Delivery Simülasyonlar

There are many advantages of direct nose-to-brain drug delivery in the treatment of neurological disorders. However, its application is limited by the ...

Bu metodolojinin genel amacı, görüntü tabanlı nazal hava yolu modellerinde ilaçları olfaktor bölgeye iletmek için farklı protokoller geliştirmektir. Bu yöntem, nörolojik ilaç iletimine yönelik şu gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir: Olfaktor bölgeye yeterli dozajın iletilip iletilemeyeceği ve burundaki partikül hareketlerinin nasıl kontrol edileceği.Koku alma yoluyla hedefleme için en iyi uygulama nedir? Bu tekniğin temel avantajı, koku yoluyla dozajın önemli ölçüde artırılabilmesidir. Bu, burundan beyne ilaç iletimi için kritik bir adımdır.Bu tekniğin etkileri, beyin tümörlerinin tedavisine kadar uzanmaktadır; çünkü olfaktör bölgeye çöken ilaç partikülleri doğrudan beyne girebilir. Burun deliklerinden nazofarenkse kadar uzanan, aralarında 1.5 milimetre mesafe bulunan 72 koronal kesitten oluşan, sağlıklı ve sigara içmeyen 53 yaşında bir erkeğin manyetik rezonans veya MR görüntülerini elde ederek başlayın.Görüntüleme yazılımını açın ve Dosya, Görüntüleri İçe Aktar'a tıklayarak MR görüntülerini içe aktarın. MR görüntülerini seçin ve Tamam'a tıklayın. 3D modeli oluşturmak için Segmentasyon, ardından Eşikleme'ye tıklayın. Gri tonlamalı aralığı negatif 1024 ile negatif

modeling-simulations-olfactory-drug-delivery-with-passive-active

Research

JoVE Journal

Medicine

Tıp

Bu video, bir aerosol jeneratörü ile donatılmış bir inhalasyon ünitesi kullanılarak ilaç aerosollerinin üretilmesini ve bu aerosollerin farelere yalnızca burundan hedeflenen şekilde verilmesini göstermektedir. Fare, yalnızca buruna takılan bir tutucu ile sınırlandırılır ve ilacı doğrudan farenin burun boşluğuna veren inhalasyon ünitesine bağlanır. Daha sonra, ilaç trakeadan geçer ve akciğerlere girer.

İlaç aerosollerini doğrudan fare akciğerlerine üretmek ve vermek için bir teknik

Kaynak: Kanazawa, T., et al. Burundan beyine ilaç dağıtımını değerlendirmek için inhalasyon anestezisi altında intranazal uygulama için yeni yöntemler. J. Vis. Uzm. (2018)Bu video, burundan beyine ilaç dağıtımını sağlamak için anestezi uygulanmış bir farede radyoaktif işaretli ilaçların intranazal uygulamasını göstermektedir. İlaçların nazal epitelden nasıl geçtiğini ve beyne ulaşmak için nöronal yollardan nasıl geçtiğini ve ayrıca siliyer hareketin ilaç tutulmasını ve klerensini nasıl...

Farelerde burundan beyine ilaç iletimi için pipet ve ters kanülasyon yoluyla intranazal ilaç uygulaması

Pulmoner dağıtım için ilaçların geliştirilmesi sırasında, bir hayvan modelinde, farmakokinetik ve etkinliğini değerlendirmek için gereklidir. Biz kemirgenlere intrapulmoner kuru toz, aerosol yönetmek için kullanılabilir of-the-shelf bileşenlerden tek kullanımlık bir aerosol dağılım sistemi oluşturmak için bir yöntem sunulmaktadır.

Küçük Hayvanlarda Terapötik Ajanların Pulmoner Burundan çekmek için tek kullanımlık dozlandırıcılara

Burada tarif edilen inhalasyon ünitesi oluşturmak karakterizasyon için numune ve eşit kemirgenler akciğerlerde ilaç aerosolü bırakabilir. Bu etkinlik ve akciğerlerinde biriken ilaç dozları güvenliği klinik öncesi belirlenmesini sağlar; Klinik kullanılan ilaç gelişimini sağlayan anahtar verileri.

Kuru Toz ve Eczacılık Nebulize Aerosol Soluma bir Burun sadece Pozlama Sistemi Kullanarak Fare teslim

Burada, deneysel hayvan için kararlı burunici Yönetimi'nin altında inhalasyon anestezi en az fiziksel stres ile iki roman yöntemleri açıklanmaktadır. Biz de beyin radiolabeled [14C] kullanarak burun beyin yolu üzerinden ilaç dağıtım seviyelerinde kantitatif değerlendirilmesi için bir yöntem tarif-suda çözünen oluştururlar, bir modeli substrat olarak inulin.

Burun beyin ilaç dağıtım değerlendirmek için inhalasyon anestezi altında burunici yönetim için yeni Yöntemler

Kontrollü Koku Mimik Permeasyon Sistemi koku testi ve eğitimi için koku teslim basit, alan taşınabilir, düşük maliyetli bir yöntemdir. Bir adsorbent malzeme üzerinde tutulan bir odorant inşa edilmiş ve zaman içinde odorant buharı kontrollü serbest bırakılması sağlayan geçirimli polimer çanta içinde yer almaktadır.

Koku Alma Eğitimi ve Saha Testi için Kontrollü Koku Mimik Permeasyon Sistemleri

Ayarlanabilir hava akış profillerine sahip CT tarama türevli, 3D baskılı akciğer modellerini kullanarak lob seviyesinde bölgesel pulmoner birikimi ölçmek için yüksek verimli, in vitro bir yöntem sunuyoruz.

Hastaya Özgü 3D Baskılı Akciğer Modelleri Kullanılarak Bölgesel Pulmoner Birikimin Değerlendirilmesi

Bu makale, insan burun solunumuyla senkronize koku sunumu sırasında tek ve çift bobinli transkraniyal manyetik stimülasyonu (TMS) tetiklemek için nefesle senkronize bir olfaktometre kullanmayı açıklamaktadır. Bu kombinasyon, hoş ve hoş olmayan kokuların belirli bir bireyde kortikospinal uyarılabilirliği ve beyin etkili bağlantıyı nasıl etkilediğini objektif olarak araştırmamızı sağlar.

Kokuların Kortikospinal Uyarılabilirlik ve Etkili Bağlantı Üzerindeki Etkisini İncelemek için Nefesle Senkronize Olfaktometreyi Beyin Simülasyonu ile Birleştirmek

Farmasötik kuru toz geliştirme, genellikle bir fare modeli kullanılarak güvenilir in vivo testler gerektirir. Kuru toz aerosollerin farelere doğru ve tekrarlanabilir bir şekilde iletilmesi için cihaz teknolojisi kısıtlanmıştır. Bu çalışma, fareyle ilgili dozlarda pulmoner ilaç dağıtımı için tek kullanımlık dozlayıcılar sunarak ilk kavram kanıtı araştırmasına yardımcı olur.

Farelere kuru toz verilmesi için tasarlanmış tek kullanımlık dozlayıcılar

Bu protokol, Rayleigh parçalanmasını viral olmayan mRNA vektörlerinin aerosolize edilmesi için hafif bir süreç olarak sunar. Aerosol mRNA vektörleri için bölgesel birikim, Alberta İdealize Burun Girişi (AINI) modeliyle değerlendirilmiştir. İnsan akciğer hücrelerinde yeşil floresan protein (GFP) ekspresyonu, aerosol sonrası mRNA vektörlerinin fizikokimyasal ve biyolojik işlevlerinin korunmasını temsil eder.

Rayleigh Parçalanma Aerosolleri Yoluyla MRNA Poliplekslerinin Burun İçinden Ulaşılması: Burun Biriktirme ve Fonksiyonel Test İçin Vitro Yöntem

Keşfedin burun yolu modellerinde ilaç aerosollerinin pasif ve aktif kontrollerle modellenmesini. Manyetik parçaçak izleme ve hesaplamalı simülasyonlarla olfaktif bölgeye ilaç teslimini optimize edin.

Genizden İnhale İlaç Aerosollerin Pasif ve Aktif Kontroller ile Modelleme ve Koku Drug Delivery Simülasyonlar

Daha fazla video keşfet