Name: modeling and simulations of olfactory drug delivery with passive and active controls of nasally inhaled pharmaceutical aerosols
Uploaded: 2016-05-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols at JoVE.com

Denne undersøgelse blev finansieret af Central Michigan University Innovative Research Grant P421071 og Early Career Grant P622911.

De MRI-billeder blev leveret af Hamner Institutes for Health Sciences og brugen af ​​disse billeder blev godkendt af Virginia Commonwealth University institutionelle Review Board. 1. Image-Based Nasal Airway Forberedelse <ol><li> Erhverve magnetisk resonans (MR) billeder af en sund ikke-ryger 53-årig mand (vægt 73 kg og højde 173 cm), der består af 72 koronale tværsnit anbragt 1,5 mm fra hinanden spænder næseborene til næsesvælget 4. </li><li> Åbent Imaging...

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

En koblede billede-CFD-metoden blev præsenteret i denne undersøgelse, som indarbejdet billedbaseret model udvikling, kvalitet meshing, luftstrøm simulation, og magnetisk partikel tracking. Flere softwaremoduler blev gennemført til dette mål, som omfattede funktioner af segmentering af medicinske billeder, rekonstruktion / indgreb af anatomisk nøjagtige luftvejs modeller, og flow-partikel simuleringer. Ved anvendelse af denne numerisk metode blev opførelser af tre intranasal indgivelse protokoller testet og sammen...

Lægemidler, der leveres til det olfaktoriske område kan passere blod-hjerne-barrieren og gælder trænge ind i hjernen, hvilket fører til en effektiv optagelse og hurtig handling indtræden af lægemidlerne 1,2. Imidlertid konventionelle nasale anordninger, såsom nasale pumper og sprays levere ekstremt lave doser til det olfaktoriske område (&lt;1%) via den nasale rute 3,4. Det er primært den komplicerede struktur af menneskelige næse, som er sammensat af smalle, indviklede passager (figur 1). Den olfaktoriske område lokaliserer over den overlegne meatus, hvor kun en meget lille brøkdel af inhaleret luft kan nå 5,6. Endvidere konventionelle inhalationsanordninger afhænger aerodynamiske kræfter til at transportere terapeutiske midler til målområdet 7. Der er ingen yderligere kontrol over bevægelserne af partikler efter deres løsladelse. Derfor er transport og aflejring af disse partikler overvejende afhænge af deres oprindelige hastigheder og release positioner. Duetil den højtravende nasal passage samt den manglende kontrol af partikler, er de fleste af narkotika partikler fanget i den forreste næsen og kan ikke nå den olfaktoriske område 8. Mens der er mange valg af nasale enheder, der er konstrueret specielt til målrettet olfaktoriske levering er sjældent rapporteret 7,9. En undtagelse er Hoekman og Ho 10, der udviklede en olfaktorisk-præferentiel enhed levering og demonstrerede højere cortex-til-blod narkotika niveauer i rotter i modsætning til ved hjælp af en næse dråbe. Men skalere deposition resultater i rotter til mennesker er ikke ligetil, overvejer de store anatomiske og fysiologiske forskelle mellem disse to arter 11. Der findes mange begrænsninger ved brug tilpassede versioner af standard nasale indretninger til olfaktoriske leverancer. En primær tilbageslag er, at kun en meget lille del af medikamenter kan leveres til det olfaktoriske slimhinde, gennem hvilke medikamenterne kan komme ind ihjerne. Numerisk modellering forudsagt, at mindre end 0,5% af intranasalt administrerede nanopartikler kan indbetale i olfaktoriske område på 3,5. Den deposition er den endnu lavere (0,007%) for mikrometer partikler 12. For at gøre næse-til-hjerne levering klinisk muligt, den olfaktoriske afsætningshastighed skal forbedres væsentligt. Der findes flere mulige tilgange for at forbedre olfaktoriske levering. En fremgangsmåde er smart inhalator idé ved Kleinstreuer et al. 13 foreslået som partikler sætter sig i en region er hovedsageligt fra et specifikt område ved indløbet, er det muligt at levere partikler til målområdet ved kun at frigive dem fra visse områder ved indløbet . Den smarte levering teknik har vist sig at generere en meget mere effektiv lunge levering end traditionelle fremgangsmåder. 13,14 Det antages, at denne smarte levering idé også kan anvendes i intranasal lægemiddeltilførsel til improve doseringer til det olfaktoriske slimhinde. Ved at frigive partikler i forskellige stillinger på næsebor åbning og fra forskellige dybder i næsehulen, forbedret olfaktoriske levering effektivitet og mindre lægemiddel affald i den forreste næse er mulige. En anden mulig metode er at aktivt kontrollere partikel bevægelse inden næsehulen ved hjælp af forskellige felt kræfter, såsom elektrisk eller magnetisk kraft. Elektrisk styring af ladede partikler er blevet foreslået til målrettet lægemiddeladministration til den menneskelige næse og lunger 15-17. Xi et al. 18 numerisk testet udførelsen af elektrisk styring af ladede partikler og forudsagde væsentligt forbedret olfaktoriske doser. Tilsvarende vejledning af ferromagnetiske lægemiddelpartikler med en passende magnetfelt har også potentiale til at målrette partikler til det olfaktoriske slimhinde. Adfærd af inhalerede stoffer, hvis ferromagnetisk, kan ændres ved at pålægge passende magnetiske kræfter <sup&gt; 19. Dames et al. 20 viste, at det er praktisk at målrette ferromagnetiske partikler til specifikke områder i muselunger. Ved pakning af terapeutiske midler med superparamagnetiske jernoxid nanopartikler, blev aflejring i en lunge af en mus under indflydelse af et stærkt magnetfelt betydeligt øget i forhold til den anden lunge 20. Partikler blev antaget at være sfæriske og varierede fra 150 nm til 30 um i diameter. Den styrende ligning er 21: (1) <img alt="ligning 1" src="/files/ftp_upload/53902/53902eq1.jpg" /> Ovenstående ligning beskriver bevægelsen af en partikel omfattet af modstandskraften, tyngdekraften, Saffman løftekraft 22, brownske kraft for nanopartikler, og magnetophoretic kraft, hvis den anbringes i et magnetfelt. Her, v i er partikelhastigheden, ui er strømningshastigheden, τ p erpartiklen responstid, C c er Cunningham korrektionsfaktoren, og α er luft / partikel massefylde ratio. For effektivt at styre intranasalt administrerede lægemidler til det olfaktoriske område, er det nødvendigt for de påførte magnetophoretic kræfter til at overvinde både partiklen inerti og tyngdekraft. I denne undersøgelse et kompositmateriale af 20% maghemit (γ-Fe 2 O 3, 4,9 g / cm3) og 80% aktivt middel blev antaget, hvilket giver en densitet på ca. 1,78 g / cm3 og en relativ permeabilitet på 50. udvælgelsen af γ-Fe 2 O 3 skyldtes dets lave cytotoksiske. Jern (3+) -ioner er almindeligt findes i menneskekroppen og en lidt højere ionkoncentration ikke vil forårsage signifikante bivirkninger 23.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="659">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:152px;">MIMICS 13</td>
			<td style="width:199px;">Materialise Inc, Ann Arbor, MI</td>
			<td style="width:188px;">MR image segmentation</td>
			<td style="width:120px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:152px;">Gambit</td>
			<td style="width:199px;">ANSYS Inc, Canonsburg, PA&#160;</td>
			<td style="width:188px;">Model development</td>
			<td style="width:120px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:152px;">ANSYS ICEMCFD</td>
			<td style="width:199px;">ANSYS Inc, Canonsburg, PA&#160;</td>
			<td style="width:188px;">Meshing</td>
			<td style="width:120px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:152px;">ANSYS Fluent</td>
			<td style="width:199px;">ANSYS Inc, Canonsburg, PA&#160;</td>
			<td style="width:188px;">Fluid and particle simulation</td>
			<td style="width:120px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:152px;">COMSOL Multiphsics</td>
			<td style="width:199px;">COMSOL Inc, Burlington, MA</td>
			<td style="width:188px;">Magnetic particle tracing</td>
			<td style="width:120px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling and simulations of olfactory drug delivery with passive and active controls of nasally inhaled pharmaceutical aerosols

Der er mange fordele ved direkte næse-til-hjerne lægemiddelafgivelse til behandling af neurologiske lidelser. Imidlertid er dens anvendelse begrænset af de ekstremt lave levering effektivitet (&lt;1%) til det olfaktoriske slimhinde, der direkte forbinder hjernen. Det er afgørende at udvikle nye teknikker til at levere neurologiske medicin mere effektivt til det olfaktoriske område. Formålet med denne undersøgelse er at udvikle en numerisk platform til at simulere og forbedre intranasal olfaktoriske lægemiddeltilførsel. En koblede billede-CFD-metoden blev præsenteret som syntetiseres billedbaseret model udvikling, kvalitet meshing, flydende simulation, og magnetisk partikel tracking. Med denne metode blev opførelser af tre intranasal indgivelse protokoller numerisk vurderet og sammenlignet. Påvirkninger af vejrtrækning manøvrer, magnet layout, magnetiske feltstyrke, medikamentfrigivelse position, og partikelstørrelse på olfaktoriske dosis blev også numerisk undersøgt. Fra Simulations, fandt vi, at klinisk signifikant olfaktoriske dosering (op til 45%) var muligt ved at anvende kombinationen af ​​magnet layout og selektiv lægemiddelfrigivelse. En 64-fold højere levering af dosis blev forudsagt i tilfældet med magnetophoretic vejledning i forhold til sagen uden det. Men præcis vejledning af nasalt inhalerede aerosoler til olfaktoriske regionen er fortsat en udfordring på grund af den ustabile karakter af magnetophoresis, samt den høje følsomhed af olfaktoriske dosering til patient-, enheds- og partikel-relaterede faktorer.

Kontrol Case: Figur 3 viser luftstrømmen felt og deposition partikel i den nasale luftvej med standard nasale enheder. Det viser klart, at luftstrømmen fra forsiden næsebor er ventileret til det øvre passage og luftstrøm fra bagsiden næsebor er rettet mod den nasale etage (figur 3A). Aerosolpartikler observeres at bevæge sig hurtigere i de mediane passager og langsommere nær væggene, som danner en aerosol front i midterst...

Watch this Scientific Journal Video about Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols at JoVE.com

Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols

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.

Modellering og Simuleringer af olfaktoriske Drug Delivery med passiv og aktiv kontrol af nasalt Inhalation Pharmaceutical Aerosoler

There are many advantages of direct nose-to-brain drug delivery in the treatment of neurological disorders. However, its application is limited by the ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Osmotisk Drug Delivery til Iskæmisk bagbensknogler og perfusion af kar med Microfil for Micro-computertomografi Imaging

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

Musemodel af lårarterien Wire Skade med implantation af en Perivaskulær Drug Delivery Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

Intraluminal Drug Delivery to the Mouse Arteriovenous Fistula Endothelium

Intraluminale Drug Delivery til Mouse arteriovenøse Fistula Endothel

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The ...

Evaluation of Drug Sorption to PVC- and Non-PVC-based Tubes in Administration Sets Using a Pump

Evaluering af Drug Sorption til PVC- og ikke-PVC-baserede Tubes i Administration sæt med en pumpe

Administration sets are delivery tools for the direct application of drugs into the body and are composed of a spike, a drip chamber, tubes, Luer adapters ...

Pancreatic Duct Infusion: An Effective and Selective Method of Drug and Viral Delivery

Pancreas Duct Infusion: En effektiv og selektiv metode til drug og viral levering

The pancreas is a bifunctional organ with both endocrine and exocrine components. A number of pathologies can afflict the pancreas, including diabetes, ...

Optimized LC-MS/MS Method for the High-throughput Analysis of Clinical Samples of Ivacaftor, Its Major Metabolites, and Lumacaftor in Biological Fluids of Cystic Fibrosis Patients

Optimeret LC-MS/MS metoden til høj overførselshastighed analyse af kliniske prøver af Ivacaftor, dets vigtigste metabolitter, og Lumacaftor i biologiske væsker af cystisk fibrose patienter

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Forbedret metode til etablering af et In Vitro blod - hjerne barrieren Model baseret på svin hjernen Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Trans-Tympanic Drug Delivery for the Treatment of Ototoxicity

Trans-tympaniske Drug Delivery til behandling af ototoksicitet

The systemic administration of protective agents to treat drug-induced ototoxicity is limited by the possibility that these protective agents could ...

A Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury with Periadventitial Therapeutic Application

En rotte halspulsåren Tryk-kontrolleret segmental ballon skade med Periadventitial Terapeutisk Application

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the ...

Intratracheal Administration of Dry Powder Formulation in Mice

Intratracheal administration af tør pulverformulering hos mus

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper ...