Microbubble dynamics for delivery of nanomedicineto tumors
Nano ilacin tümörlü dokuya mikrokabarcik ile taşinimi
- Tez No: 928489
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH KEREM UĞUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 350
Özet
Bu tezde, mikrodamarlardaki kuresel ve k üresel olmayan mikrokabarcık salınımları ile ültrason aracılıgıyla gerçekleştirilen terap ötik uygulamalara etkileri incelenmiştir. Çalışma, literatürde genellikle ihmal edilen mikrodamar özelliklerine ve bu özelliklerin mikrokabarcık salınımı üzerindeki etkilerine odaklanmaktadır. Çeşitli damar ve kabarcık özellikleri ile akustik alan parametreleri altında kabarcık yüzey alanı ve mikrodamar duvarındaki kayma ğerilimi hesaplanmıştır. Maksimum gerilim, 8 MHz frekans ve 1.5 atm akustik alan basıncı altında 30 kPa'ya ulaşmıştır. 800 Pa'nın uzerindeki gerilim de ğerlerinin doku hasarına yol açtıgı bilinmektedir. Kabarcık yüzey alanı, ilaç y ükleme kapasitesini ve dif üzyon hızını etkileyen önemli bir parametredir. Newtonyen sıvıda rezonans koşullarında maksimum yüzey alanı 900 µm2 hesaplanmıştır. Kanın Newtonyen olmayan yapısı için çeşitli modeller kullanılmıştır. Kabarcık kabugu için doğrusal olmayan model tercih edilerek, daha basit doğrusal modeller yerine bu model kullanılmış, önemli farklar tespit edilmiştir. Doğrusal ve doğrusal olmayan kabuk modelleri arasındaki sapma, basınç genligi 2.5 atm'ye ulaştığında %60'a ulaşmıştır. Literatürde, gerekli olmadığında bile karmaşık modellerin kullanıldığı gçzlemlenmiştir. Bu tezde, uzun kod çalışma surelerini önlemek adına, basit modellerin kullanılabileceği aralık tanımlanmıştır. Elde edilen bilgiler, potansiyel vasküler hasarı aza indirirken ilaç etkinligini artırmak için kabarcık özelliklerin ve akustik parametrelerin optimize edilmesine yonelik bir temel sunmaktadır. Model, kabarcık etkileşimlerini içermekte, bu sayede kabarcık patlamasını onlemek için gereken mesafeyi belirlemektedir. Rezonans koşullarında bu mesafenin 12 µm'ye düştüğü görülmüştür. Ultrason aracılı kabarcık uygulamalarında tedavinin güvenli ve etkili olduğu aralıkları göstermek amacıyla, farklı kabuk ve akustik alan özellikleri için kontur haritaları hazırlanmıştır. Bu haritalar oluşturulurken üç kriter dikkate alınmıştır: kabarcık yüzey alanı, duvar kayma gerilimi ve kabarcıklar arasındaki mesafe.
Özet (Çeviri)
This dissertation explores the dynamics of spherical and nonspherical microbubble oscillations in microvessels and their implications for ultrasound-mediated therapeutic applications. The study focuses on microvessel properties, an aspect often neglected in the literature, and their impact on microbubble oscillation and stability. Simulations were conducted across various vessel and bubble properties and acoustic field parameters to analyze their effects on the resulting bubble surface area and shear stress on the microvessel wall where high shear stress values cause tissue damage (> 800 Pa). In particular, the maximum shear stress reaches 30 kPa with an acoustic field pressure of 1.5 atm at 8 MHz. The maximum bubble surface area should be 900 µm2 at resonance for Newtonian liquid, which affects the drug loading capacity and diffusion rate. Different constitutive models are applied to examine the effects of blood's non-Newtonian properties. For the bubble shell, Neo-Hookean model replaces simpler linear models, revealing significant deviations; for example, the difference between linear and nonlinear shell models reaches 60% when the pressure amplitude reaches 2.5 atm. In the literature, most studies use complex models, whether necessary or not. However, in this dissertation, a parametric range is obtained, where simple models can be used to prevent unnecessary long code runs. These insights provide a foundation for optimizing ultrasound-mediated drug delivery by carefully tuning bubble characteristics and acoustic settings to maximize therapeutic efficacy while minimizing potential vascular injury. The model also includes bubble-bubble interactions to determine the minimum distance to prevent collapse. Near resonance, this distance is found to be 12 µm. Contour maps for different shell and acoustic field properties are obtained to show where the ultrasound-mediated bubble application is safe or unsafe for the treatment application. Here, three criteria are considered: bubble surface area, wall shear stress, and distance between bubbles.
Benzer Tezler
- Flow evolution of hydrodynamic cavitation on chip concept
Hidrodinamik kavitasyonun çip üzerindeki akış evrimi
FARZAD ROKHSAR TALABAZAR
Doktora
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ MORTEZA GHORBANI
- Dinamik manyetik rezonans görüntüleme ve ultrason kontrast ajanlı power doppler ultrasonografi ile meme lezyonlarında benign ve malign ayrımı
Başlık çevirisi yok
FAİK SUNGURLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2002
OnkolojiMarmara ÜniversitesiRadyodiagnostik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERKİN ARIBAL
- Development of ultrasound triggered drug delivery systems for cancer treatment
Kanser tedavisi için ultrason tetikli ilaç taşıma sistemleri geliştirilmesi
CANSU ÖNERCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVGİ KILIÇ ÖZDEMİR
- Using C. elegans to investigate ciliary protein transport into cilia
Silyalı proteinin silyaya taşınmasını araştırmak için C. elegans'ın kullanılması
OKTAY İSMAİL KAPLAN
Doktora
İngilizce
2011
GenetikUniversity College DublinGenetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLİVER E BLACQUE
- Identification of katanin p60 interacting proteins
Katanin p60 proteini ile etkileşen proteinlerin belirlenmesi
DUYGU ESEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Genetikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARZU KARABAY KORKMAZ