Development of a Simulation Technique for Gene/Cancer Therapy Using Nano/Micro Bubbles

使用纳米/微米气泡开发基因/癌症治疗模拟技术

• 批准号: 22656047
• 负责人: TAKAHIRA Hiroyuki
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22656047/
• 关键词: 流体工学; ナノ・マイクロバブル; 治療性分子; 衝撃波; 液体ジェット; 流対工学; 音響性リポソーム; Ghost Fluid法; 表面張力; 力積; シミュレーション; 拡散抵抗; 動的表面張力

This study is aimed to develop a technique for gene therapy using bubble collapse. The motion of acoustic liposomes under pressure change is investigated experimentally and a bubble model for acoustic liposomes is developed. The collapse of a bubble near a tissue surface is simulated using the boundary element method or the ghost fluid method. A simulation technique is also developed for the transport of therapeutic molecules using bubble collapse. It is shown that the bubble motion is much affected by the variation of surface tension due to the reduction of phospholipid layers on the bubble surface. The tissue boundary velocity is correlated to the impulse at the tissue due to bubble collapse. The usage of vortex flows generated by the liquid jet accompanied with bubble collapse is effective in transporting the molecules.

本研究的目的是开发一种利用气泡塌陷进行基因治疗的技术。对声学脂质体在压力变化下的运动进行了实验研究，建立了声学脂质体的气泡模型。使用边界元法或虚拟流体法模拟组织表面附近气泡的破裂。还开发了一种模拟技术，用于使用气泡崩溃的治疗分子的运输。结果表明，由于气泡表面磷脂层的减少，气泡运动受表面张力的影响很大。组织边界速度与由于气泡破裂而在组织处的脉冲相关。利用液体射流产生的涡流伴随着气泡的崩溃是有效的在传输的分子。

项目成果

気泡崩壊によるゼラチン壁面損傷に関する数値解析

气泡破裂导致明胶壁损伤的数值分析

• 发表时间: 2010
• 期刊: 日本混相流学会年会講演会2010講演論文集
• 作者: 神保佳典;小林一道;高比良裕之
• 通讯作者: 高比良裕之

圧力変動下でのリン脂質に覆われたマイクロバブルの挙動

压力波动下磷脂覆盖的微泡的行为

• 发表时间: 2011
• 期刊: 混相流-混相流研究の進展-
• 作者: 田中佑樹;小林一道;高比良裕之
• 通讯作者: 高比良裕之

気泡崩壊に伴う物質輸送に関する数値解析

与气泡破裂相关的质量传递的数值分析

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会講演論文集
• 作者: 葛谷健士郎;高比良裕之;神保佳典
• 通讯作者: 神保佳典

衝撃波と気泡との干渉による薬剤輸送に関する数値シミュレーション

冲击波和气泡干扰引起的药物传输的数值模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 葛谷健士郎;神保佳典;高比良裕之
• 通讯作者: 高比良裕之

Effects of Phospholipid Layers on the Motion of Microbubbles under Pressure Variations

磷脂层对压力变化下微泡运动的影响

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proc. ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011
• 作者: 葛谷健士郎;神保佳典;高比良裕之;Y. Tanaka and H. Takahira
• 通讯作者: Y. Tanaka and H. Takahira