JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

This manuscript reviews the modeling and simulations of different protocols to deliver medications to the olfactory region in image-based nasal airway models. Multiple software modules are used to develop the anatomically accurate nose model, generate computational mesh, simulate nasal airflows, and predict particle deposition at the olfactory region.

Abstract

هناك العديد من المزايا من تسليم المخدرات المباشر الأنف إلى المخ في علاج الاضطرابات العصبية. ومع ذلك، يقتصر تطبيقه من قبل الكفاءة تسليم منخفضة للغاية (<1٪) على الغشاء المخاطي الشمي الذي يربط بشكل مباشر على الدماغ. ومن الأهمية بمكان لتطوير تقنيات الرواية لتقديم الأدوية العصبية أكثر فعالية للمنطقة حاسة الشم. الهدف من هذه الدراسة هو تطوير منصة رقمية لمحاكاة وتحسين داخل الأنف تسليم المخدرات حاسة الشم. وقدم طريقة صورة CFD إلى جانب أن synthetized في التنمية القائمة على صورة النموذج، جودة الربط، محاكاة السوائل، وتتبع الجسيمات المغناطيسية. مع هذا الأسلوب، وأداء ثلاثة بروتوكولات تسليم الأنف تقييم عدديا ومقارنتها. كما تمت دراسة التأثيرات عدديا من المناورات في التنفس، والتخطيط المغناطيس، قوة المجال المغناطيسي، موقف الإفراج المخدرات، وحجم الجسيمات على الجرعة حاسة الشم.

من لياليimulations، وجدنا أن جرعة حاسة الشم هامة سريريا (تصل إلى 45٪) كانت ممكنة باستخدام مزيج من تصميم المغناطيس والافراج عن المخدرات انتقائية. وكان من المتوقع تسليم 64 أضعاف أعلى من الجرعة في حال توجيه magnetophoretic بالمقارنة مع حالة دون ذلك. ومع ذلك، والتوجيه الدقيق للباستنشاق الرزاز انفيا إلى المنطقة الشم لا يزال تحديا بسبب الطبيعة غير المستقرة للmagnetophoresis، فضلا عن حساسية عالية من جرعة حاسة الشم لpatient-، device-، والعوامل المتصلة الجسيمات.

Introduction

المخدرات تسليمها إلى منطقة حاسة الشم يمكن تجاوز الدم في الدماغ من العوائق ومباشرة يدخل الدماغ، مما يؤدي إلى امتصاص فعال وبداية التحرك السريع من المخدرات 1،2. ومع ذلك، أجهزة الأنف التقليدية مثل مضخات الأنف والبخاخات تسليم جرعات منخفضة للغاية في المنطقة الشم (<1٪) من طريق الأنف 3،4. ومن يرجع ذلك أساسا إلى بنية معقدة من الأنف البشري الذي يتكون من الضيقة، الممرات الملتوية (الشكل 1). يقع في منطقة الشم فوق الصماخ متفوقة، حيث لا يوجد سوى جزء صغير جدا من استنشاق الهواء يمكن أن تصل إلى 5،6. وعلاوة على ذلك، تعتمد أجهزة الاستنشاق التقليدية على القوات الهوائية لنقل العوامل العلاجية إلى المنطقة المستهدفة 7. ليست هناك سيطرة مزيد على حركة الجسيمات بعد الإفراج عنهم. ولذلك، فإن وسائل النقل وترسب هذه الجسيمات يعتمد في الغالب على سرعات الأولية والمواقف الافراج عنهم. بسببمرور الأنف معقد، فضلا عن عدم وجود رقابة الجسيمات، فإن غالبية الجزيئات المخدرات محاصرون في الأنف الأمامي ولا يمكن أن تصل إلى المنطقة الشمية 8.

في حين أن هناك العديد من الخيارات للأجهزة الأنف، تلك التي صممت خصيصا لتسليم حاسة الشم المستهدفة نادرا ما يتم الإبلاغ عن 7،9. الاستثناء الوحيد هو هوكمان وهو 10 الذي طور جهاز تسليم حاسة الشم-تفضيلية وأظهرت مستويات أعلى من القشرة إلى الدم المخدرات في الفئران بدلا من استخدام قطرة الأنف. ومع ذلك، وتوسيع نطاق النتائج ترسب في الفئران إلى البشر ليست واضحة، بالنظر إلى الاختلافات التشريحية والفسيولوجية واسعة بين هذين النوعين 11. وجود العديد من القيود عند استخدام إصدارات معدلة من الأجهزة الأنف القياسية لتسليم حاسة الشم. واحد نكسة الأساسية هي أنه ليس هناك سوى جزء صغير جدا من الأدوية يمكن أن يتم تسليمها إلى المخاطي الشمي، التي من خلالها الأدوية قد تدخلالدماغ. وتوقع النمذجة العددية التي تقل عن 0.5٪ من الجسيمات النانوية تدار الأنف يمكن أن تودع في المنطقة 3،5 حاسة الشم. معدل الترسيب هو أقل من ذلك (0.007٪) عن جزيئات ميكرون 12. من أجل جعل تسليم الأنف إلى المخ ممكنا سريريا، ومعدل الترسيب حاسة الشم لابد تحسنت بشكل ملحوظ.

وتوجد عدة طرق ممكنة لتحسين أداء حاسة الشم. نهج واحد هو فكرة الاستنشاق الذكية من خلال Kleinstreuer وآخرون. 13 على النحو المقترح الجسيمات إيداع في منطقة واحدة هي أساسا من منطقة معينة واحدة عند مدخل، فمن الممكن لتقديم الجسيمات إلى الموقع المستهدف من قبل الإفراج عنهم فقط من مناطق معينة في مدخل . وقد أظهرت هذه التقنية تسليم الذكية لتوليد أكثر كفاءة بكثير تسليم الرئة من الطرق التقليدية. 13،14 هو الافتراض أن هذه الفكرة تسليم الذكية يمكن أن تطبق أيضا في الأنف تسليم المخدرات إلى iجرعات mprove إلى المخاطي الشمي. عن طريق الإفراج عن الجسيمات في مواقع مختلفة في افتتاح الأنف ومن أعماق مختلفة داخل تجويف الأنف، وتحسين الكفاءة تسليم حاسة الشم وخفض النفايات المخدرات في الأنف الأمامي ممكنة.

طريقة محتمل آخر هو السيطرة بنشاط حركة الجسيمات داخل تجويف الأنف باستخدام مجموعة متنوعة من القوات المجال، مثل القوة الكهربائية أو المغناطيسية. وقد اقترح التحكم الكهربائي من الجسيمات المشحونة لتسليم المخدرات تستهدف الأنف البشري والرئتين 15-17. شي وآخرون. 18 اختبار عدديا أداء التوجيه الكهربائي من الجسيمات المشحونة وتوقع تحسنا كبيرا جرعات حاسة الشم. وبالمثل، بتوجيه من الجزيئات المغناطيسية المخدرات مع المجال المغناطيسي المناسب أيضا لديه القدرة على استهداف جزيئات في الغشاء المخاطي في حاسة الشم. السلوكيات وكلاء المستنشق، إذا المغناطيسية، ويمكن تغيير عن طريق فرض القوى المغناطيسية المناسبة 19. أظهرت السيدات وآخرون. 20 التي هي عملية لاستهداف الجزيئات المغناطيسية للمناطق محددة في الرئتين الماوس. قبل التعبئة والتغليف العوامل العلاجية مع جزيئات أكسيد الحديد مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic، وترسب في رئة واحدة على الفأرة تحت تأثير مجال مغناطيسي قوي وزيادة كبيرة مقارنة مع رئة أخرى 20.

ومن المفترض أن تكون جسيمات كروية وتراوحت من 150 نانومتر إلى 30 ميكرون في القطر. المعادلة الحاكمة هو 21:
(1) figure-introduction-4093

يصف المعادلة المذكورة أعلاه حركة الجسيمات التي تحكمها قوة السحب، قوة الجاذبية، Saffman قوة رفع 22، قوة البراونية للجسيمات الدقيقة، وقوة magnetophoretic إذا وضعت في مجال مغناطيسي. هنا، والخامس ط هو سرعة الجسيمات، ش ط هو سرعة تدفق، τ p غيرزمن الاستجابة الجسيمات، C c هي معامل التصحيح كانينغهام، وα هي نسبة كثافة الهواء / الجسيمات. لتوجيه فعال المخدرات تدار الأنف إلى المنطقة الشم، فمن الضروري للقوات magnetophoretic تطبيقها للتغلب على كل من الجمود الجسيمات وقوة الجاذبية. في هذه الدراسة، وهو مركب من 20٪ maghemite (γ-الحديد 2 يا 3، 4.9 جم / سم 3) و 80٪ وكان من المفترض عامل نشط، والتي تعطي كثافة التقريبي 1.78 جم / سم 3 والنفاذية النسبية 50. كان من المقرر أن السامة للخلايا منخفضة للاختيار من γ الحديد 2 O 3. الحديد (3+) توجد الأيونات على نطاق واسع في جسم الإنسان، وسوف تركيز أيون أعلى قليلا لا يسبب اثار جانبية 23.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

وتمت الموافقة على وقدمت من قبل المعاهد Hamner للعلوم الصحية، واستخدام هذه الصور صور الرنين المغناطيسي من قبل مجلس المراجعة المؤسسية جامعة فرجينيا كومنولث.

إعداد مجرى الأنف المستندة إلى الصور 1.

  1. الحصول بالرنين المغناطيسي (MR) صورا لغير المدخنين الذكور البالغ من العمر 53 عاما صحي (وزن 73 كجم والطول 173 سم) التي تتكون من 72 الاكليلية المقاطع العرضية متباعدة 1.5 مم والتي تمتد بعيدا فتحتي الأنف إلى البلعوم الأنفي 4.
  2. برنامج مفتوح التصوير (على سبيل المثال، يقلد)
    1. لاستيراد الصور، انقر فوق "ملف"، "استيراد الصور". تحديد صور الرنين المغناطيسي وانقر على زر "موافق".
    2. لبناء نموذج 3-D، انقر فوق "الإنقسام"، ثم "العتبة" لتعيين نطاق مقياس الرمادية بين -1020 و-500. انقر على "تقسيم"، "حساب 3D".
    3. انقر على "تقسيم" و "حساب الخطوط المتعددة". حدد 3هيئة -D، وانقر فوق "موافق" لتوليد الخطوط المتعددة التي تحدد الهندسة الصلبة. تصدير الخطوط المتعددة كملف المعهد بالاشتراك.
  3. توسيع نموذج تطوير البرمجيات (على سبيل المثال، المناورة)
    1. انقر فوق "ملف"، "استيراد"، "المعهد بالاشتراك" لاستيراد ملف المعهد بالاشتراك في البرنامج. انقر على "زر الأمر حافة" على لوحة اليمنى. انقر فوق "إنشاء الحافة" وحدد "NURBS" لإعادة بناء ملامح ناعمة.
    2. انقر على "زر الأمر الوجه"، ثم انقر فوق "وجها نموذج". حدد "السلكي" لبناء السطح من الحواف. الاستمرار في بناء جميع الأسطح التي تغطي مجرى الهواء كله. الإبقاء على التفاصيل التشريحية الأنفية مثل اللهاة، أضعاف epiglottal، والجيوب الأنفية الحنجرة (الشكل 1). انقر فوق "ملف"، "تصدير" "المعهد بالاشتراك" لتصدير نموذج مجرى الأنف.
  4. فتح تشبك البرمجيات (على سبيل المثال، ICEM CFD)
    1. انقر فوق "ملف"،" استيراد الهندسة "،" تراث "و" STEP / IES "لاستيراد نموذج مجرى الأنف انقر." إنشاء أجزاء "لتقسيم السطوح مجرى الهواء إلى خمس مناطق مختلفة: دهليز الأنف، صمام الأنف، المنطقة المحارة، حاسة الشم، و البلعوم الأنفي.
    2. لتوليد شبكة حاسوبية داخل مجرى الهواء، انقر فوق "شبكة"، "إعداد شبكة العالمية". تحديد الحد الأقصى لحجم شبكة 0.1 مم وانقر على "تطبيق".
    3. لإضافة شبكة المجهزة الجسم في المنطقة القريبة من الجدار، انقر على "حساب شبكة"، "بريزم شبكة". تحديد عدد طبقات (5) ونسبة زيادة 1.25 وانقر على "تطبيق".

2. التحكم السلبي من الجسيمات

  1. الدهليزي التنبيب: جبهة مقابل. الى الخلف
    1. فتح برامج تطوير نموذج لتطوير نموذج الأنف مع التنبيب الدهليزي الأمامي. انقر على "حجم"، ثم "نقل / نسخ" لتغيير موقع نebulizer القسطرة 5 ملم إلى الدهليز من طرف الأنف. انقر على "حقن" للافراج عن 60،000 الجسيمات (150 نانومتر) في الأنف.
    2. فتح برنامج محاكاة السوائل (على سبيل المثال، ANSYS بطلاقة) لحساب معدلات ترسب الجسيمات داخل الأنف. لحساب الحقل تدفق الهواء داخل مجرى التنفس، تحديد نموذج تدفق الصفحي بالنقر على "تحديد"، "نماذج"، "لزج". اختار "رقائقي" تحت عنوان "نموذج لزج".
    3. حدد "المتقطعة المرحلة النموذجية" لتعقب حركات الجسيمات. تحقق "قوة رفع Saffman" تحت عنوان "المتقطعة المرحلة النموذجية". انقر على زر "تقرير"، ثم اختر "مسارات عينة". حدد "الأنف" تحت عنوان "الحدود" وانقر على "حساب" للعثور على عدد من الجزيئات المترسبة في المنطقة الشم محددة مسبقا. حساب معدل ترسب كنسبة من كمية الجسيمات المودعة لكمية من الجسيمات التي تدخل الأنف.
    4. كرر الخطوات2.1.2 ل1 ميكرون الجسيمات.
    5. اتبع الخطوة 2.1.1، إدراج فوهة رذاذ 5 ملم إلى الدهليز من الجزء الخلفي من الأنف. كرر الخطوات من 2.1.2، 2.1.3 ولحساب معدل ترسب جزيئات 150 نانومتر. كرر الخطوة 2.1.4 ل1 ميكرون الجسيمات (العودة التنبيب).
  2. التنبيب العميق
    1. اتبع الإجراء 2.1.1 لادخال القسطرة البخاخات الحق تحت منطقة حاسة الشم. إطلاق سراح 60،000 الجسيمات submicron (150 نانومتر) من البخاخات.
    2. استخدام البرمجيات السوائل ومحاكاة لحساب معدلات الجسيمات ترسب داخل الأنف على أساس إجمالي والمحلي على حد سواء باتباع إجراءات مماثلة كما هو موضح في 2.1.2. كرر هذا الإجراء 1 ميكرون الجسيمات.
    3. كرر الإجراءات المذكورة أعلاه أثناء ممارستهم التنفس القابضة وزفير، على التوالي. انقر فوق "تحديد"، ثم "شروط الحدود" لفتح لوحة حالة الحدود. تحديد سرعة الصفر في اثنين من الخياشيم للتنفس القابضة. تحديد ضغط الفراغ (200 باسكال) على فتحتي الأنف والضغط الصفر عند مخرج للزفير.

3. التحكم النشط: Magnetophoretic الإرشاد

  1. اختبار في القناة الثانية بليت
    1. البرمجيات مفتوحة تتبع الجسيمات المغناطيسية (على سبيل المثال، COMSOL). انقر على "الهندسة"، و "مستطيل" لبناء قناة لوحة اثنين. انقر على "مستطيل" لبناء مغناطيس حول قناة لوحة اثنين.
    2. حساب مسارات الجسيمات ومعدل الترسيب. انقر على "النموذج 1"، "تدفق رقائقي" و "مدخل 1". تحديد سرعة مدخل إلى 0.5 م / ث. انقر على "النموذج 1"، "الحقول المغناطيسية"، و "الجريان حفظ المغناطيسي"، حدد قوة المغناطيس ثلاثة (1 × 10 5 A / م).
    3. انقر على "النموذج 1"، "تتبع الجسيمات لالسائل تدفق"، و "خصائص الجسيمات". تحديد قطرها الجسيمات (15 ميكرون)، والكثافة (1.78 جم / سم 3). انقر على "مدخل" للافراج عن 3000 الجسيمات. انقر على "قوة Magnetophoretic"، حدد النفاذية النسبية الجسيمات (50). انقر على "حساب".
    4. لمعرفة كيف العديد من الجسيمات إيداع في المنطقة المحددة، انقر فوق "نتائج"، "المجموعة 1D مؤامرة" و "مؤامرة". حساب معدل ترسب كنسبة من كمية الجسيمات المودعة في منطقة معينة لكمية من الجسيمات دخول الهندسة.
    5. لضبط قوة المغناطيس، انقر فوق "النموذج 1"، ثم "الحقول المغناطيسية". اختيار "الجريان حفظ المغناطيسي"، وتغيير قوة المغناطيس تحت عنوان "المغنطة". زيادة قوة المغناطيس من زيادة قدرها 1 × 10 4 A / م وانقر على "حساب".
    6. كرر هذا الإجراء حتى تم الحصول على ترتيب المغناطيس المناسبة لتوصيل الدواء فعال لمنطقة حاسة الشم.
  2. اختبار في 2-D الأنف المثالي النموذجي
    1. تطبيق القوة المغناطيسية التي تم الحصول عليها في 3.1 إلى نموذج الأنف 2-D عن طريق وضع ثلاثة المغناطيس 1 مم فوق الأنف. انقر على "النموذج 1"، "الهندسة 1" لتحديد حجم وموضع من المغناطيس. انقر على "النموذج 1"، "تتبع الجسيمات لالسائل تدفق"، "مدخل" للافراج عن 3000 الجسيمات في فتحة الأنف اليسرى. انقر على زر "خصائص الجسيمات" لتحديد حجم الجسيمات من 15 ميكرون.
    2. محاكاة مسارات الجسيمات واللاحقة الكفاءة تسليم حاسة الشم باتباع إجراءات مماثلة كما هو موضح في 3.1.2.
    3. ضبط تخطيط المغناطيس والقوة لتحسين كفاءة تسليم حاسة الشم. لضبط حجم المغناطيس وموقف، انقر فوق "النموذج 1"، ثم "الهندسة 1". اختيار المغناطيس من الفائدة، تغيير قيم العرض والعمق والارتفاع أو س، ص، ض. اتبع 3.1.5 لضبط قوة المغناطيس.
  3. اختبار في 3-D تشريحيا دقيق الأنف نموذج
    1. عفريتأورط 3-D الأنف نموذج مجرى الهواء في برنامج المغناطيسي الجسيمات تتبع. اتبع الإجراء 3.2.1، وضعت أربعة المغناطيس 1 مم فوق الأنف والافراج عن 3000 الجسيمات من 15 ميكرون في القطر من وجهة اختيار واحد فقط.
    2. استخدام المغناطيسي البرمجيات الجسيمات تتبع لتتبع مسارات الجسيمات وحساب الكفاءة تسليم حاسة الشم باتباع إجراءات مماثلة كما هو موضح في 3.2.1 - 3.2.3.
    3. بعد 3.2.3، وضبط تخطيط المغناطيس والقوة في نموذج 3D لتحسين تقديم تستهدف المنطقة حاسة الشم.
    4. اختبار حجم الجسيمات تتراوح 1-30 ميكرون إلى البحث عن الحق وحجم الجسيمات لتوجيه magnetophoretic الأمثل للمنطقة حاسة الشم.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

حالة التحكم:
الشكل (3) يعرض مجال تدفق الهواء وترسب الجسيمات في مجرى الهواء عن طريق الأنف مع الأجهزة الأنف القياسية. وهذا يبين بوضوح أن تدفق الهواء من الأنف الأمامي والتهوية للمرور العلوي وتدفق الهواء من الأنف الخلفي توجه نحو ال?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

وقدم طريقة صورة CFD جانب في هذه الدراسة أن دمج التنمية القائمة على صورة النموذج، الربط بين الجودة ومحاكاة تدفق الهواء، وتتبع الجسيمات المغناطيسية. نفذت وحدات برمجية متعددة لتحقيق هذا الهدف، والتي تضمنت مهام تقسيم الصور الطبية والتعمير / الربط بين النماذج الهوائية دق?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

واضعو التقرير جود تضارب في المصالح في هذا العمل.

Acknowledgements

وقد تم تمويل هذه الدراسة من جامعة ميتشجان المركزية مبتكرة منحة بحثية P421071 وفي وقت مبكر الوظيفي غرانت P622911.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
MIMICS 13Materialise Inc, Ann Arbor, MIMR image segmentation
GambitANSYS Inc, Canonsburg, PA Model development
ANSYS ICEMCFDANSYS Inc, Canonsburg, PA Meshing
ANSYS FluentANSYS Inc, Canonsburg, PA Fluid and particle simulation
COMSOL MultiphsicsCOMSOL Inc, Burlington, MAMagnetic particle tracing

References

  1. Mistry, A., Stolnik, S., Illum, L. Nanoparticles for direct nose-to-brain delivery of drugs. Int. J. Pharm. 379 (1), 146-157 (2009).
  2. Alam, S., et al. Development and evaluation of thymoquinone-encapsulated chitosan nanoparticles for nose-to-brain targeting: a pharmacoscintigraphic study. Int. J. Nanomedicine. 7 (11), 5705-5718 (2012).
  3. Shi, H., Kleinstreuer, C., Zhang, Z. Laminar airflow and nanoparticle or vapor deposition in a human nasal cavity model. J. Biomech. Eng. 128 (5), 697-706 (2006).
  4. Si, X., Xi, J., Kim, J., Zhou, Y., Zhong, H. Modeling of release position and ventilation effects on olfactory aerosol drug delivery. Respir. Physiol. Neurobiol. 186 (1), 22-32 (2013).
  5. Si, X., Xi, J., Kim, J. Effect of laryngopharyngeal anatomy on expiratory airflow and submicrometer particle deposition in human extrathoracic airways. Open J. Fluid D. 3 (4), 286-301 (2013).
  6. Xi, J., Longest, P. W. Numerical predictions of submicrometer aerosol deposition in the nasal cavity using a novel drift flux approach. Int. J. Heat Mass Transfer. 51 (23), 5562-5577 (2008).
  7. Illum, L. Nasal drug delivery: new developments and strategies. Drug Discov. Today. 7 (23), 1184-1189 (2002).
  8. El Taoum, K. K., Xi, J., Kim, J. W., Berlinski, A. In vitro evaluation of aerosols delivered via the nasal route. Respir. Care. 60 (7), 1015-1025 (2015).
  9. Misra, A., Kher, G. Drug delivery systems from nose to brain. Curr. Pharm. Biotechnol. 13 (12), 2355-2379 (2012).
  10. Hoekman, J. D., Ho, R. J. Y. Effects of Localized Hydrophilic Mannitol and Hydrophobic Nelfinavir Administration Targeted to Olfactory Epithelium on Brain Distribution. Aaps Pharmscitech. 12 (2), 534-543 (2011).
  11. Corley, R. A., et al. Comparative Computational Modeling of Airflows and Vapor Dosimetry in the Respiratory Tracts of Rat, Monkey, and Human. Toxicol. Sci. 128 (2), 500-516 (2012).
  12. Shi, H., Kleinstreuer, C., Zhang, Z. Modeling of inertial particle transport and deposition in human nasal cavities with wall roughness. J. Aerosol Sci. 38 (4), 398-419 (2007).
  13. Kleinstreuer, C., Zhang, Z., Donohue, J. F. Targeted drug-aerosol delivery in human respiratory system. Annu. Rev. Biomed. Eng. 10 (4), 195-220 (2008).
  14. Kleinstreuer, C., Zhang, Z., Li, Z., Roberts, W. L., Rojas, C. A new methodology for targeting drug-aerosols in the human respiratory system. Int. J. Heat Mass Transfer. 51 (23), 5578-5589 (2008).
  15. Wilson, I. B. The deposition of charged particles in tubes, with reference to the retention of therapeutic aerosols in the human lung. J. Colloid Sci. 2 (2), 271-276 (1947).
  16. Wong, J., Chan, H. -K., Kwok, P. C. L. Electrostatics in pharmaceutical aerosols for inhalation. Ther Deliv. 4 (8), 981-1002 (2013).
  17. Bailey, A. G. The inhalation and deposition of charged particles within the human lung. Journal of Electrostatics. 42 (1), 25-32 (1997).
  18. Xi, J., Si, X. A., Gaide, R. Electrophoretic particle guidance significantly enhances olfactory drug delivery: a feasibility study. PLoS ONE. 9 (1), e86593(2014).
  19. Martin, A., Finlay, W. Alignment of magnetite-loaded high aspect ratio aerosol drug particles with magnetic fields. Aerosol Sci. Technol. 42 (4), 295-298 (2008).
  20. Dames, P., et al. Targeted delivery of magnetic aerosol droplets to the lung. Nature Nanotechnology. 2 (8), 495-499 (2007).
  21. Xi, J., Longest, P. W. Transport and deposition of micro-aerosols in realistic and simplified models of the oral airway. Ann. Biomed. Eng. 35 (4), 560-581 (2007).
  22. Longest, P. W., Xi, J. Effectiveness of direct Lagrangian tracking models for simulating nanoparticle deposition in the upper airways. Aerosol Sci. Technol. 41 (4), 380-397 (2007).
  23. Xi, J., Zhang, Z., Si, X. A., Yang, J., Deng, W. Optimization of magnetophoretic-guided drug delivery to the olfactory region in a human nose model. Biomech. Model. Mechanobiol. In. , (2015).
  24. Longest, P. W., Hindle, M., Das Choudhuri, S., Xi, J. X. Comparison of ambient and spray aerosol deposition in a standard induction port and more realistic mouth-throat geometry. J. Aerosol Sci. 39 (7), 572-591 (2008).
  25. Xi, J., et al. Design and Testing of Electric-Guided Delivery of Charged Particles to the Olfactory Region: Experimental and Numerical Studies. Curr. Drug Deliv. 13 (9), 1-15 (2015).
  26. Zhou, Y., Guo, M., Xi, J., Irshad, H., Cheng, Y. -S. Nasal deposition in infants and children. Journal of aerosol medicine and pulmonary drug delivery. 27 (2), 110-116 (2014).
  27. Xi, J., Yuan, J. E., Si, X. A., Hasbany, J. Numerical optimization of targeted delivery of charged nanoparticles to the ostiomeatal complex for treatment of rhinosinusitis. Int. J. Nanomedicine. 10 (7), 4847-4861 (2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

111 magnetophoretic

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved