Механика жидкости в периваскулярном пространстве
Автор: Ванг П., Олбрихт У.Л.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 3 (49) т.14, 2010 года.
Бесплатный доступ
Периваскулярное пространство в мозге является важным транспортным путем для доставки интерстициальной жидкости и растворов. Течения жидкостей в периваскулярном пространстве, которые играют важную роль в физиологии, могут влиять на эти транспортные процессы. В данной работе был проведен теоретический анализ для исследований биомеханики жидкости в периваскулярном пространстве. При некоторых допущениях и аппроксимациях было получено аналитическое решение проблемы. Был выявлен физический смысл решения и, в частности, изучены последствия индуцированного потока жидкости в рамках метода конвекционно-усиленной доставки лекарств (convection enhanced delivery). Было обнаружено, что перистальтическое движение стенок кровеносных сосудов может обеспечивать транспортировку жидкостей и растворов в периваскулярном пространстве.
Преобразование координат, перистальтическая волна, гидравлическая проницаемость, закон дарси, конвекционно-усиленная доставка лекарств, теория смазывания
Короткий адрес: https://sciup.org/146216000
IDR: 146216000
Список литературы Механика жидкости в периваскулярном пространстве
- Bilston L.E., Fletcher D.F., Brodbelt A.R., Stoodley M.A. Arterial pulsation-driven cerebrospinal fluid flow in the perivascular space: a computational model//Comput. Meth. Biomech. Biomed. Eng. -2003. -Vol. 6, No. 4. -P. 235-241.
- Bloomfield I.G. Effects of proteins, blood cells and glucose on the viscosity of cerebrospinal fluid//Pediatric Neurosurg. -1998. -Vol. 28, No. 5. -P. 246-251.
- Bobo R.H., Laske D.W., Akbasak A., Morrison P.F., Dedrick R.L., Oldfield E.H. Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain//PNAS. -1994. -Vol. 91. -P. 2076-2080.
- Brinkman H.C. A calculation of the viscous force exerted by a flowing fluid on a dense swarm of particles//Appl. Sci. Res. -1947. -A1. -P. 27-34.
- Deen W.M. Analysis of transport phenomena. -New York: Oxford University Press, 1998. -597 р.
- Edelman I. Wave dynamics of saturated porous media and evolutionary equations//Transport Porous Med. -1999. -Vol. 34. -P. 117-128.
- Foley C.P. Neural drug delivery: novel microfluidic delivery devices and studies of transport phenomena: Ph.D. Dissertation. -Cornell University, 2009.
- Gladdish S., Dulka M., Winston B., James C., Christopher J., Chakravarthi R. Repeatability of non-invasive measurement of intracerebral pulse wave velocity using transcranial Doppler//Clinical Science. -Vol. 108. -P. 433-439.
- Hadaczek P., Yamashita Y., Mirek H., Tamas L., Bohn M.C., Noble, C., Park J.W., Bankiewicz K. The 'perivascular pump' driven by arterial pulsation is a powerful mechanism for the distribution of therapeutic molecules within the brain//Molecular Therapy. -2006. -Vol. 14, No. 1. -P. 69-78.
- Hoeks A.P.G., Brands P.J., Willigers, J.M., Reneman, R.S. Non-invasive measurement of mechanical properties of arteries in health and disease. P. I.//Mech. Eng. -1999. -Vol. 213 (Part H). -P. 195-202.
- Ichimura T., Fraser P.A., Cserr H.F. Distribution of extracellular tracers in perivascular spaces of the rat brain//Brain Res. -1991. -Vol. 545. -P. 103-113.
- Jaffrin M.Y., Shapiro A.H. Peristaltic pumping//Annu. Rev. Fluid Mech. -1971. -Vol. 3. -P. 13-37.
- Lightfoot E.N. Transport phenomena and living systems. -New York: Wiley, 1973.
- Mishra M., Rao A.R. Peristaltic transport in a channel with a porous peripheral layer: model of a flow in gastrointestinal tract//J. Biomech. -2004. -Vol. 38. -P. 779-789.
- Neeves K.B., Lo C.T., Foley C.P., Saltzman W.M., Olbricht W.L. Fabrication and characterization of microfluidic probes for convection enhanced drug delivery//J. Control Release. -2006. -Vol. 111. -P 252-262.
- Neeves K.B., Sawyer A.J., Foley C.P., Saltzman W.M., Olbricht W.L. Dilation and degradation of the brain extracellular matrix enhances penetration of infused polymer nanoparticles//Brain Res. -2007. -Vol. 11, No. 80. -P. 121-132.
- Nield D., Bejan A. Convection in porous media. -New York: Springer-Verlag, 1998.
- Sarntinoranont M., Banerjee R.K., Lonser R.R., Morrison P.F. A computational model of direct interstitial infusion of macromolecules into the spinal cord//Ann. Biomed. Eng. -2003. -Vol. 31. -P. 448-461.
- Sarntinoranont M., Chen X., Zhao J., Mareci T.H. Computational model of interstitial transport in the spinal cord using diffusion tensor imaging//Ann. Biomed. Eng. -2006. -Vol. 34, No. 8. -P. 1304-1321.
- Schley D., Carare-Nnadi R., Please C.P., Perry V.H., Weller R.O. Mechanisms to explain the reverse perivascular transport of solutes out of the brain//J. Theor Biol. -2006. -Vol. 238. -P. 962-974.
- Shapiro A.H., Jaffrin M.Y., Weinberg S.L. Peristaltic pumping with long wavelengths at low Reynolds number//J. Fluid Mech. -1969. -Vol. 37, No. 4. -P. 799-825.
- Smith J.H., Humphrey J.A.C. Interstitial transport and transvascular fluid exchange during infusion into brain and tumor tissue//Microvasc. Res. -2007. -Vol. 73. -P. 58-73.
