渗透微血管磁性载药粒子的统计力学输运理论模型研究

发布时间：2017-10-18 22:35

  本文关键词：渗透微血管磁性载药粒子的统计力学输运理论模型研究

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【摘要】：磁性载药粒子的靶向治疗方法具有高靶向性、低毒性和非侵入性等优点,使其成为当前治疗癌症方法研究的热点之一。该方法能够提升病变区域的药物浓度,减轻药物对正常组织和细胞的毒副作用,从而提升治疗效果,具有巨大的应用前景和市场需求。本文首先从统计力学角度,建立了磁性载药粒子在渗透微血管中的统计力学输运模型。微血管中血液的流动采用Casson-Newton双流体模型描述,微血管渗透效应采用Darcy定律描述。模型采用Starling假说,同时考虑血液流动和周围组织液流动的耦合效应。载药粒子在微血管中的随机运动效应采用Boltzmann方程进行描述,方程中考虑了载药粒子与红细胞的弹性碰撞效应。其次,通过耦合求解磁场方程、血液压力方程、组织液压力方程和Boltzmann方程,获得了渗透微血管的血液流速分布,血液和组织液的压力分布以及磁性载药粒子在渗透微血管中分布。并在此基础上,得到了磁性载药粒子在渗透微血管中的捕获率。结果表明,载药粒子尺寸的增加和外磁介质与血管的距离的减小能提高捕获率,渗透性较强的微血管以及较低的微血管血液入口流速更有利于捕获率的增加。最后,通过体外实验分析了流体速度和磁铁至管道中心的距离对磁性纳米颗粒捕获率的影响,验证了本文建立的模型的有效性。本文的研究工作及成果为磁性药物靶向治疗方法的临床应用提供了有意义的依据。
【关键词】：磁性药物靶向 磁性载药粒子 Casson-Newton模型 纳米粒子随机运动 捕获率
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R73-36
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 变量说明8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景与意义10-11
• 1.2 磁性药物靶向技术概述11-15
• 1.2.1 磁性药物靶向递送的基本概念11
• 1.2.2 靶向系统的分类11-13
• 1.2.3 磁性药物靶向系统的组成13
• 1.2.4 磁性药物载体的种类和特点13-15
• 1.3 磁性药物靶向研究现状15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-17
• 第二章 磁性载药粒子统计力学输运模型理论基础17-32
• 2.1 流体动力学理论17-23
• 2.1.1 流体及其主要性质17-18
• 2.1.2 连续性方程18-20
• 2.1.3 Navier-Stokes方程20-22
• 2.1.4 Stokes公式22-23
• 2.2 血液流变学理论23-25
• 2.2.1 血液的性质23
• 2.2.2 血液的非牛顿性状23-24
• 2.2.3 达西定律24-25
• 2.2.4 Starling假说25
• 2.3 磁场及磁场分布25-28
• 2.3.1 磁场方程26-27
• 2.3.2 物质磁性的分类27
• 2.3.3 圆柱型永磁体引导磁场27-28
• 2.4 输运理论28-31
• 2.4.1 输运理论简介28-29
• 2.4.2 输运方程29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 磁性载药粒子统计力学输运模型的建立32-43
• 3.1 磁性载药粒子输运的物理模型32-33
• 3.2 血液压力方程33-36
• 3.3 组织液压力控制方程36-37
• 3.4 外磁场力方程37-38
• 3.5 磁性载药粒子在血液中的输运方程38-41
• 3.6 磁性载药粒子的捕获率公式41-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 磁性载药粒子统计力学输运模型数值求解43-55
• 4.1 控制方程的无量纲化43-46
• 4.2 控制方程的离散化46-49
• 4.3 数值求解方法49-52
• 4.4 模型编程求解52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 磁性载药粒子统计力学输运模型求解结果分析55-65
• 5.1 血液与组织液的压力分布55-58
• 5.2 流体速度分布58
• 5.3 外磁场力分布58-60
• 5.4 磁性载药粒子分布60-62
• 5.5 磁性载药粒子捕获率影响因素分析62-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 磁性载药粒子统计力学输运模型的实验验证65-69
• 6.1 实验方案65
• 6.2 实验材料和仪器65-67
• 6.3 实验方法和步骤67
• 6.4 实验结果与讨论67-68
• 6.5 本章小结68-69
• 第七章 总结与展望69-71
• 7.1 总结69-70
• 7.2 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75

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本文编号：1057536