Μοντελοποίηση μεταφοράς μακρομορίων LDL και μαγνητικών σωματιδίων σε αρτηριακά τοιχώματα

Δήμου, Χρήστος; Dimou, Christos

dc.contributor.author	Δήμου, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Dimou, Christos	en
dc.date.accessioned	2023-05-22T09:46:25Z
dc.date.available	2023-05-22T09:46:25Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57737
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25434
dc.rights	Default License
dc.subject	Φαινόμενα μεταφοράς	el
dc.subject	Χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνες	el
dc.subject	Μαγνητικά νανοσωματίδια	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Trasnport Phenomena	en
dc.subject	LDL	en
dc.subject	Magnetic Nanoparticles	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Finite Elements	en
dc.title	Μοντελοποίηση μεταφοράς μακρομορίων LDL και μαγνητικών σωματιδίων σε αρτηριακά τοιχώματα	el
dc.title	Simulation of macromolecules of LDL and magnetic particles transport into arterial walls	en
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Φαινόμενα μεταφοράς σε αρτηριακά τοιχώματα και μελέτη της αποδοτικότητας της ιδέας για Μαγνητική Καθοδήγηση Φαρμάκων σε αρτηρία εξιδανικευμένης γεωμετρίας	el
heal.secondaryTitle	Transport phenomena in arterial walls and study of the efficacy of Magnetic Drug Targeting concept in idealized artery geometry	en
heal.classification	Υπολογιστική βιοϊατρική μηχανική	el
heal.classification	Computational biomedical engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-16
heal.abstract	Η στοχευμένη μεταφορά φαρμάκου με την επιβολή μαγνητικών πεδίων (Magnetic Drug Targeting) κοντά στο σημείο ενδιαφέροντος μπορεί να αποτελέσει την λύση στο πρόβλημα των ανεπιθύμητων παρενεργειών που επιφέρει η χορήγηση μεγάλων δοσολογιών φαρμάκων υψηλής τοξικότητας για τη θεραπεία ασθενών. Μεγάλο κομμάτι του πεδίο έρευνας της μεθοδολογίας MDT εστιάζεται στο σχεδιασμό φαρμακευτικών νανοσωματιδίων μαγνητικού πυρήνα για τη θεραπεία καρδιαγγειακών παθήσεων, όπως η αθηροσκλήρωση. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη in silico μεθόδων μέσω του εμπορικού πακέτου λογισμικού COMSOL Multiphysics που αφορούν έμμεσα την πρόληψη και θεραπέια τέτοιου είδους παθήσεων. Συγκεκριμένα, στο πρώτο σκέλος γίνεται μία προσπάθεια προσομοίωσης φαινομένων μεταφοράς μάζας της LDL- το μακρομόριο κλειδί για την ανάπτυξη αθηρωματικής πλάκας- μέσα σε μία εξιδανικευμένη 2D γεωμετρία του αρτηριακού τοιχώματος, αξιοποιώντας τις εξισώσεις μεταφοράς ορμής και μάζας για ροή ελεύθερη και σε πορώδες μέσο. Οι λύσεις της προσομοίωσης που προκύπτουν σχετικά με τη κατανομή της συγκέντρωσης στο αρτηριακό τοίχωμα επικυρώνουν τα ήδη υπάρχοντα αποτελέσματα αντίστοιχων προσομοιώσεων της βιβλιογραφίας. Έπειτα, στο δεύτερο υπολογιστικό κομμάτι προσομοιώνονται οι τροχιές ιδανικών σφαιρικών μαγνητικών νανοσωματιδίων, διαμέτρου 500 nm -1 μm, μέσα σε μία 3D εξιδανικευμένη γεωμετρία αρτηρίας υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη. Γίνεται παραμετρική ανάλυση των αποτελεσμάτων στις παραμέτρους της μέγιστης ταχύτητας του αίματος στην αρτηρία και έντασης πεδίου με την αποδοτικότητα παγίδευσης των MNPs να μην ξεπερνά το 2% για τους δεδομένους φυσικούς και γεωμετρικούς παραμέτρους αλλά και παραδοχές του προβλήματος. Ωστόσο, η δυνατόητα ελέγχου του σημείο έγχυσης των MNPs φαίνεται να μπορεί να αλλάξει δραματικά την αποδοτικότητα της μεθόδου MDT.	el
heal.abstract	The targeting of a drug by inducing magnetic fields near a certain region of interest may serve as a solution to the problem of the undesired toxic side effects that cause the administration of high doses of drugs with high toxicity for the curing of some patients. Big part of the research area in Magnetic Drug Targeting (MDT) focuses on the design of pharmaceutical nanoparticles with a magnetic core for the therapy of cardiovascular diseases like atherosclerosis. The current diploma thesis aims at developing in silico methods in the commercial software package COMSOL Multiphysics that concern the prolepsis and therapy of such type of diseases. Specifically, in the first part we simulate the mass transport phenomena of LDL- a key macromolecule for the genesis of atheromatic plaque- inside an idealized 2D geometry of artery, utilizing the momentum and mass transport equations for free flow and porous media flow. The solution of the simulation regarding the distribution of concentration inside the arterial wall validate the pre-existing results of similar simulations in the relative literature. Then, the second computing part regards the simulation of trajectories of ideally spherically shaped magnetic nanoparticles, with diameter ranging from 500 nm - 1 μm, inside a 3D idealized geometry of an artery under the effects of an external magnetic field produced by a permanent magnet. A parametric study of the results is being conducted for the parameters of maximum velocity of blood inside artery and power of the magnetic field which indicates that the values of capturing efficiency of MNPs do not surpass 2% for the considered physical and geometrical parameters and also assumptions of the problem. However, the capability of controlling the position of injection of MNPs seems that it can dramatically change the efficiency of MDT method.	en
heal.advisorName	Καβουσανάκης, Μιχάλης	el
heal.advisorName	Kavousanakis, Mihalis	en
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Μπουρουσιάν, Μιρτάτ	el
heal.committeeMemberName	Papathanasiou, Thanasis	en
heal.committeeMemberName	Bourousian, Mirtat	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	78 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false