基于靶向给药的微粒子的大小对其在人体血管中运动特性的数值和实验研究

发布时间：2017-04-03 13:14

  本文关键词：基于靶向给药的微粒子的大小对其在人体血管中运动特性的数值和实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着时代的发展以及科学技术水平的提高，人们战胜了许许多多的疾病。但是仍有一些疾病还无法有效的治疗，比如心血管疾病、癌症等病症。研究人员通过各种昂贵的实验发现了许多能够有效治疗心血管疾病、癌症等病症的聚合物，但是由于缺乏能选择性和针对性地运输这些聚合物到达指定部位的途径，并且不造成或者尽量减少对别的生物组织造成的损坏，这些聚合物还远远没有应用到临床。人们希望找到这样一种载药的“车辆”，它能避开人体内的各种阻碍物，最终把药剂快速准确地传送到指定的部位。现阶段通过微小颗粒(比如纳米)来靶向给药或传输成像试剂的技术是目前世界上的一项研究热点，这项技术在癌症检测和治疗等方面有着深远的意义。 本论文针对这一问题进行初步的理论计算。首先简化血管模型；然后对流体中的微颗粒进行受力分析，通过力和力矩的平衡关系建立数学模型；接着利用matlab分析微颗粒所受力的大小与粒径、流量之间的关系，并且求解数学模型；最后搭建实验系统，验证理论计算的可靠性。 本论文总共分为6章，，各章主要内容如下： 第1章，阐述了课题研究的背景和意义，详细介绍了微颗粒药物载体的国内外研究现状，并提出了本论文的主要内容。 第2章，建立数学模型。首先在前人对于血液流动的研究基础上，根据血液流动特性，将血液流体简化成泊肃叶（Poiseuille）流，同时对于血管壁将其简化为平行平板流动腔。这样简化了血管模型，建立了相对简单的物理模型。接着分析了微颗粒在流体中的受力情况，列出了各种力的计算公式，根据力与力矩的平衡条件，建立微颗粒雷诺数与微颗粒粒径、注射流量的关系的数学模型。 第3章，对微颗粒在流体中所受力的大小进行分析，利用matlab软件分析受力大小与粒径、流量的关系，通过matlab计算画出具体受力的大小与粒径、流量的关系曲线图。 第4章，利用matlab软件求解数学模型，通过matlab计算画出微颗粒雷诺数与微颗粒粒径及注射流量关系的曲线图，观察分析曲线图，并且得出一定的结论。 第5章，搭建实验系统，验证理论计算的正确性与可靠性。针对理论研究，本文搭建专门的实验系统，通过实验，得到结论，并且验证理论计算的正确性。 第6章，对全文进行总结，并且指出了计算过程及实验的不足之处和改进方向。
【关键词】：靶向给药 药物载体 平行平板流动腔 雷诺数 matlab
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势12-13
• 1.2.1 国外的研究现状12-13
• 1.2.2 国内的研究现状13
• 1.2.3 微颗粒药物载体的发展趋势13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 数学模型的建立15-28
• 2.1 血管模型的近似等效替换15-16
• 2.2 微颗粒模型的建立16-17
• 2.3 微颗粒运动情况的预测17
• 2.4 流体分析及受力分析17-22
• 2.4.1 二维的泊肃叶（Poiseuille）流动17-19
• 2.4.2 微颗粒在流体中的受力分析19-22
• 2.5 粘附力的计算22-24
• 2.6 微颗粒力与力矩的平衡关系24-26
• 2.6.1 微颗粒作上升运动24-25
• 2.6.2 微颗粒作滑移运动25
• 2.6.3 微颗粒作滚动运动25-26
• 2.7 微颗粒的雷诺数26-27
• 2.8 本章小结27-28
• 第3章 模型中典型力作用的单独分析28-36
• 3.1 升力28-29
• 3.1.1 升力与粒径的关系28-29
• 3.1.2 升力与流量的关系29
• 3.2 曳力29-31
• 3.2.1 曳力与粒径的关系30-31
• 3.2.2 曳力与流量的关系31
• 3.3 范德华力31-32
• 3.3.1 微颗粒完全刚性（无弹性形变）31-32
• 3.3.2 微颗粒不完全刚性（弹性形变）32
• 3.3.3 两种情况的比较32
• 3.4 粘附力32-33
• 3.5 典型力之间的比较33-34
• 3.6 本章小结34-36
• 第4章 数学模型求解及分析36-47
• 4.1 微颗粒的各运动状态与粒径的关系（无粘附力）36-39
• 4.1.1 微颗粒无弹性形变36-38
• 4.1.2 微颗粒发生弹性形变38-39
• 4.2 微颗粒的各运动状态与流量的关系（无粘附力）39-42
• 4.2.1 微颗粒无弹性变形40-41
• 4.2.2 微颗粒发生弹性形变41-42
• 4.3 微颗粒的各运动状态与粒径及流量的关系（有粘附力）42-45
• 4.3.1 微颗粒的各运动状态与粒径的关系42-44
• 4.3.2 微颗粒的各运动状态与流量的关系44-45
• 4.4 总结45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 实验研究47-57
• 5.1 实验系统的搭建47-48
• 5.2 实验系统的主要设备48-52
• 5.2.1 注射泵48-49
• 5.2.2 平行平板流动腔49-50
• 5.2.3 真空泵50-51
• 5.2.4 倒置显微镜以及计算机51-52
• 5.3 实验系统的搭建及实验步骤52-54
• 5.3.1 实验系统的搭建52-53
• 5.3.2 实验步骤53-54
• 5.4 实验结果54-56
• 5.4.1 粒径 20 微米的微颗粒实验结果54-55
• 5.4.2 粒径 10 微米的微颗粒实验结果55
• 5.4.3 实验的定性结论55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第6章 总结57-59
• 6.1 课题内容总结57-58
• 6.2 不足与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 附录 1：利用 matlab 计算各种力64-66
• 附录 2：利用 matlab 计算临界雷诺数模型66-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：284377