超声经皮给药机制的计算机仿真研究与实验

发布时间：2017-09-10 04:26

  本文关键词：超声经皮给药机制的计算机仿真研究与实验

  更多相关文章： 经皮给药 超声促渗 空化效应 数值研究

【摘要】：随着多肽和蛋白质类药物等新型药物被不断地研制出来并广泛的应用于疾病的预防、诊断和治疗,传统的口服、注射给药的方式越来越显现出其不足,寻找更为方便安全有效的给药途径也成为重要的研究课题。作为一种重要的经皮给药方法,超声促渗具有对皮肤刺激性小、不破坏药物性质等优势,因而受到广泛关注,具有很重要的研究价值。超声经皮给药是指通过超声波促进药物透过皮肤进入组织,被毛细血管吸收进入体循环。其主要作用机制为超声空化效应,空化气泡崩溃瞬间局部产生大量能量,可以破坏皮肤角质层的屏障作用。目前,有关超声的频率、强度与促渗效果之间的关系均是基于实验总结,而缺少相关超声经皮给药的数学定量模型的研究,从数值上对超声频率、强度与促渗效果之间关系的研究报道也很少。基于这种研究背景,本文进行了以下研究工作：1.本论文基于超声经皮给药的机制、空化效应及空化气泡动力学,探究了超声激励信号与空化气泡运动相关的数学方程。使用Matlab工具进行数值求解和空化气泡运动状态的仿真。2.对不同频率、声场强度的超声信号作用下的仿真结果进行分析,以研究超声的频率、强度对于超声促渗效果的影响。依据仿真分析结果,作者对双频超声促渗的机制进行了讨论。3.设计了活体小鼠超声促胰岛素经皮给药实验,用于研究低频超声对肽类药物经皮转运的促进作用,验证了较低频率的超声具有更好的促渗效果；设计了超声信号发射系统,实现了多种频率且声压幅值可调的超声波的发射;对低频超声经皮给药的安全性进行了讨论。将空化效应的数值研究应用于超声信号与超声经皮给药效果的分析上,由超声激励信号与空化气泡运动的关系,引申到超声频率、强度参数对超声促渗效果的影响。这种研究方法具有一定的创新性,对于超声经皮给药的数学定量分析研究也有一定的研究价值。
【关键词】：经皮给药 超声促渗 空化效应 数值研究
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R943;TB559
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 课题研究背景15-18
• 1.1.1 经皮给药的研究背景15-16
• 1.1.2 经皮给药的各种促渗方法16-17
• 1.1.3 超声经皮给药的优势17-18
• 1.2 超声经皮给药研究发展与应用现状18-21
• 1.2.1 超声经皮给药的研究发展18
• 1.2.2 国外应用现状18-20
• 1.2.3 国内应用现状20-21
• 1.3 课题研究意义与主要工作21
• 1.4 本文结构21-23
• 第二章 超声经皮给药机制及影响因素23-28
• 2.1 低频超声经皮给药机制23-26
• 2.1.1 超声经皮给药的渗透途径23-24
• 2.1.2 空化效应24-25
• 2.1.3 热效应25
• 2.1.4 声微流效应25-26
• 2.1.5 其他机制26
• 2.2 影响超声经皮给药的因素26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 超声空化的计算机仿真研究28-43
• 3.1 超声空化效应简介28-29
• 3.1.1 超声空化原理28
• 3.1.2 超声空化研究理论基础28-29
• 3.1.3 超声促渗数值研究的意义29
• 3.2 超声给药过程简化29-30
• 3.3 超声空化气泡壁运动方程30-32
• 3.4 气泡壁运动方程的数值求解方法32
• 3.5 不同声场条件下的仿真研究32-40
• 3.5.1 不同频率超声激励的气泡运动仿真33-36
• 3.5.2 不同强度声场激励的气泡运动仿真36-40
• 3.6 空化泡运动与促渗效果分析40-41
• 3.7 关于双频超声的基于仿真结论的原理分析41
• 3.8 本章小结41-43
• 第四章 超声促胰岛素经皮渗透实验设计43-57
• 4.1 活体小鼠实验目的与意义43-44
• 4.2 实验材料和方法44-49
• 4.2.1 材料44-45
• 4.2.2 实验方法45-49
• 4.3 超声发射系统49-53
• 4.3.1 超声发射系统的功能需求49
• 4.3.2 超声发射系统总体设计49-50
• 4.3.3 超声发射系统的分块设计50-53
• 4.4 实验步骤53-55
• 4.4.1 实验试剂的配制与用量53
• 4.4.2 小鼠分组与实验技术方法53-55
• 4.5 实验可行性分析55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第五章 实验分析与安全性讨论57-62
• 5.1 实验数据分析57-58
• 5.2 关于超声经皮给药安全性的讨论58-60
• 5.2.1 皮肤角质层的屏障作用58-59
• 5.2.2 基于小鼠实验的安全性讨论59
• 5.2.3 安全性研究意义59-60
• 5.2.4 超声促渗的安全性研究总结60
• 5.3 本章小结60-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况68

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本文编号：824725