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柔性载药纳米颗粒在毛细血管中输运特性的数值模拟研究

Numerical simulation of transport of deformable drug nanoparticles in capillaries

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基于柔性纳米颗粒的载药系统由于其诸多优势而具有广泛的应用前景.本文采用格子玻尔兹曼方法和浸入边界法建立了柔性纳米颗粒和红细胞在毛细血管中的三维输运模型,研究了柔性纳米颗粒的迁移机制与特性,并分析了红细胞比容、变形能力及纳米颗粒刚度的影响规律.结果表明,在微血管中柔性纳米颗粒自身有向血管中心迁移的趋势,其径向迁移量随颗粒刚度的增强而减小.红细胞的径向迁移运动及变形,会导致纳米颗粒受排挤而趋向血管壁面的无细胞层;红细胞比容、变形能力及纳米颗粒刚度的增加,能提高纳米颗粒的趋壁率.在混合颗粒输送方案中,颗粒间及颗粒与红细胞间的相互作用使得较低刚度颗粒的趋壁率减小并增加刚度较高颗粒的趋壁率.研究结果对纳米载体药物输送系统的设计具有理论指导意义.

闫秀如、乐恺、张燕、游宇、张欣欣

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北京科技大学能源与环境工程学院,北京100083

北京科技大学顺德研究生院,佛山528399

药物输运 毛细血管 柔性颗粒 红细胞 数值模拟

国家自然科学基金佛山市人民政府科技创新专项资金项目

51890891BK20AE002

2023

10.1360/SSV-2021-0314

中国科学(生命科学)
中国科学院

中国科学(生命科学)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.725
ISSN：1674-7232
年,卷(期)：2023.53(3)
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