شبیهسازی دارورسانی به غضروف زانو با فراصوت پرشدت متمرکز
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1008-ISAV2024 (R2)
نویسندگان
1دانشجوی ارشد دانشگاه صنعتی شریف
2Sharif University
چکیده
بیماری آرتروز در افراد بالای 30 سال بسیار شایع است و 15 درصد از جمعیت جهانی بالای 30 سال را تحت تأثیر قرار داده است. آرتروز در حال حاظر درمان ندارد اما بعضی از داروها نتایج امیدوارکننده نشان دادهاند. هایفو بدون آسیب میتواند دارو را به صورت محلی به قسمت مورد نظر غضروف زانو برساند. در این پژوهش دارو به صورت موضعی بر روی غضروف مدل سازی شده گاو قرار داده شده و توسط امواج هایفو به درون غضروف انتقال داده شده است. در این رابطه چگونگی انتشار امواج فراصوت در غضروف بررسی شده، سپس نیروی وارد بر سیال از نتایج این قسمت بدست آمده و بوسیلهی آن جریان سیال محاسبه شده و با داشتن جریان سیال میزان نفوذ دارو در غضروف بررسی شدهاست. در این شبیهسازی بیشینه فشار مثبت برابر 3.5MPa بدست آمده است و دارورسانی تا عمق 700 میکرومتر انجام شده است. نتایج بدست آمده با نتایج تجربی قرابت نزدیکی را نشان میدهد. این نتایج نشان میدهد هایفو در افزایش دارورسانی موثر بوده و میتواند در بهبود آرتروز بدون تهاجم موثر واقع گردد.
کلیدواژه ها
Title
Simulation of Drug Delivery to Knee Cartilage Using High-Intensity Focused Ultrasound
Authors
alireza mehrshad, Mohammad Taghi Ahmadian
Abstract
Osteoarthritis is highly prevalent in individuals over the age of 30, affecting 15% of the global population in this age group. Currently, there is no cure for osteoarthritis, but some medications have shown promising results. High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU) can non-invasively deliver drugs locally to the targeted area of the knee cartilage. In this study, a drug was topically applied to a model of bovine cartilage and then transported into the cartilage using HIFU waves. The propagation of ultrasound waves in the cartilage was examined, followed by calculating the force exerted on the fluid from these results, which in turn was used to determine the fluid flow and subsequent drug penetration in the cartilage. This simulation achieved a maximum positive pressure of 3.5 MPa, and drug delivery reached a depth of 700 micrometers. The obtained results closely align with experimental data. These findings indicate that HIFU is effective in enhancing drug delivery and could potentially improve osteoarthritis treatment non-invasively.
Keywords
Drug delivery, knee cartilage, HIFU, Simulation