大家早安,因为我个人的物理基础,尤其是对流体力学了解实在有限,今天早晨阅读的文献其实很困难,虽然大体上是理解了,但对有些专业名词的理解和翻译可能有误,请朋友们能够不吝赐教。
基于非牛顿流体力学的模拟模型评价抗癌药物碘油乳剂的栓塞效果
摘要
目的:
为了验证由碘化油和抗癌药物表柔比星组成的水包油(O-W)和油包水(W-O)乳剂之间栓塞效应的差异,研究使用基于非牛顿流体力学的模拟模型。
方法:
用粘度计检查制备后立即和1小时后的纯碘油和两种水包油和油包水乳剂的流动曲线。使用获得的流体应力数据,我们模拟了刚性管中稳定流动的每种流体的粘滞性。
结果:
观察到油包水乳剂在低压梯度下在细管中停滞。油包水乳剂的栓塞效果在制备后1小时降低。水包油乳剂是稳定的,并且在油包水乳剂停滞的条件下不会停滞。
结论:
模拟模型显示油包水乳剂的栓塞效果优于水包油乳剂。
在制备乳剂后立即通过光学显微镜测量液滴尺寸。在制备乳剂后即刻碘帕醇和碘海醇的水包油乳剂(分散在造影剂中的碘化油滴)平均液滴尺寸分别为3.9±0.3μm(平均值±SD)和3.5±0.2μm。在制备后即刻碘帕醇和碘海醇的油包水乳剂(分散在碘化油中的表柔比星水溶液液滴)的平均液滴尺寸分别为3.3±0.3μm和3.3±0.6μm。
结果:
流动性分析:
纯碘油的流体粘性应力被认为是零。制备后立即生成的油包水乳剂的流体粘性应力值比立即和制备后1小时的水包油乳剂高出47.4倍。油包水乳剂分成两层,制备后1小时各层的流体粘性应力降低。相反,制备后1小时的水包油乳剂是稳定的,且流体粘性应力没有降低。
刚性管内稳态流动的模拟研究
停滞状态下的压力梯度与管半径成反比关系,使得停滞状态下的压力梯度随着管半径的增加而减小。纯碘油在任何条件下都不会停滞。在立即和制备后1小时的水包油乳剂中,半径超过5μm的管中的压力梯度小于0.5mmHg/cm。在制备后立即在油包水乳剂中,半径为5-25μm的管中的停滞压力梯度为29.4-4.4mmHg/cm。在相同的管半径下,制备后立即油包水乳剂停滞时的压力梯度比油包水乳剂立即和制备后1小时高出47.4倍。在制备后1小时的油包水乳剂中,每层停滞时的压力梯度降低。然而,每个上层和下层停滞时的压力梯度至少比任何水包油乳剂和制备后1小时高出2.1倍。
讨论
乳剂通常是非牛顿流体。非牛顿流体可归类为假塑性(剪切力稀化;粘度随剪切率降低而增加),膨胀性(剪切力增稠;粘度随剪切力增加而增加)和塑性流体(具有剪切减小或增加的流体粘性应力)。纯碘油被认为是牛顿流体,水包油和油包水乳剂被认为是塑料流体。水包油和油包水乳剂均表现出剪切稀化行为,油包水乳剂的表观粘度大于水包油乳剂。
模拟显示,制备后立即使用的油包水乳剂有可能在低压梯度下封闭细管类似于固体状栓塞材料。相比之下,水包油乳剂被认为不具备阻塞这种细管的潜力,因为它们的流体粘性应力低。水包油乳剂仅在低压梯度下减慢细管中的流动。
deBaere等报道,油包水乳剂的肝肿瘤摄取高于纯碘油和水包油乳剂。但是,作者没有对此结果作出解释。我们的研究表明,由化疗药物、碘化油和造影剂组成的油包水乳剂将导致细管停滞,而类似组分但归类为水包油乳剂(一种具有更多造影剂)的乳剂则不会。我们的模拟研究表明,油包水乳剂的更高流体粘性应力反映了乳剂的栓塞效应(停滞),这是肿瘤摄取油包水乳剂高于纯碘油或水包油乳剂的原因之一。
明胶海绵颗粒通常在注入碘化油和抗癌药物的乳剂后注入肝动脉。动脉内注射明胶海绵颗粒可降低肝癌微血管系统的压力梯度,该微血管系统可捕获乳剂。我们推测,将油包水乳剂注射到肝动脉中只有注入明胶海绵颗粒,相比仅仅注射油包水乳剂,更有可能在肿瘤的微血管中形成固体状栓塞。
原文:
DemachiH,MatsuiO,AboH,TatsuH.Simulationmodelbasedonnon-newtonianfluidmechanicsappliedtotheevaluationoftheemboliceffectofemulsionsofiodizedoilandanticancerdrug.CardiovascInterventRadiol.Aug;23(4):–90.
译者评述:
由于缺乏流体力学的理论基础,我对这篇文章的理解其实非常有限。
从本研究中可以看出油包水乳剂更容易在肿瘤血管中形成类似于固体的栓塞效果。
水包油及纯碘油的栓塞效果不如油包水乳剂。
希望对大家有所帮助
(医院介入科靳勇编译)
译者简介:
靳勇国务院政府特殊津贴专家、医院介入科主任、主任医师、医学博士、硕士生导师、中国抗癌协会肿瘤介入治疗委员会委员、中国抗癌协会肺癌微创综合治疗委员会常委、科技部创新产业联盟肺癌消融委员会副主任委员、江苏省抗癌协会肿瘤介入治疗委员会常委、江苏省介入医学会委员兼妇幼介入学组副组长、江苏省妇幼学会妇产介入委员会副主任委员、苏州市介入医学会副主任委员。曾荣获苏州大学优秀共产党员、苏州市卫生系统优秀共产党员及青年文明标兵、苏州市医德医风标兵、苏大附二院“十佳”医生等称号。
专业特长:
1.肝硬化消化道大出血、顽固性腹水、门静脉血栓的介入治疗
2.肝癌、肺癌、肝血管瘤等良恶性实体肿瘤的介入微创治疗
3.食道、胃肠道、呼吸道狭窄及胆道梗阻的介入微创支架治疗
4.出血及血栓栓塞性疾病的介入微创治疗
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门诊时间:周二上午周四上午
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