مدل‌سازی عددی سامانه‌ی دارو‌رسانی هوشمند چندلایه‌ی پاسخ‌گو به دما در حالت ناپایا

Abstract

در این تحقیق، نحوه‌ی پاسخ­دهی سامانه‌ی نوین دارورسانی پاسخ‌گو به عامل تحریک تک­گانه‌ی دما مورد بررسی قرار گرفته و عمل‌کرد سامانه در حالت ناپایا به روش عددی مدل­‌سازی شده است. این سامانه از سه لایه‌ی مجرا (شامل هسته‌ی دارویی)، لایه‌ی میانی تغییر فاز دهنده و لایه‌ی محافظ بیرونی تشکیل شده است. سامانه‌ی مورد نظر قابلیت انجام و قطع رهایش دارو با اعمال تغییر در دمای محیط رهایش را دارا بوده و دارو با استفاده از یک مکانیسم روشن-خاموش قابل آزادسازی از سامانه است. مدل­سازی ریاضی با حل عددی معادلات انتقال حرارت و جرم حاکم بر لایه­های مختلف سامانه در حالت ناپایا انجام شده و تاخیر زمانی سامانه در حالت روشن، سینتیک رهایش دارو در حالت­ روشن و هم‌چنین سینتیک رهایش ناخواسته‌ی دارو در حالت خاموش، به عنوان توابعی از پارامترهای مختلف سامانه به دست آمده است. نتایج حاصل از این مدل­سازی نشان می‌دهد که عواملی چون ابعاد سامانه، نوع مواد تشکیل دهنده‌ی لایه­های میانی و محافظ و نسبت ضریب هدایت حرارتی لایه‌ی میانی در حالت ذوب شده به لایه‌ی محافظ، از جمله عوامل مهم تاثیرگذار بر پاسخ‌گویی سامانه در قبال تغییر دمای محیط بوده و با تغییر این عوامل، کاهش در تاخیر زمانی سامانه برای شروع رهایش دارو امکان‌پذیر است. از منظر سینتیک رهایش دارو در حالت­ روشن می­توان عنوان نمود که مقدار داروی آزاد شده، تابعی از ثابت زمانی سامانه بوده و برای افزایش مقدار داروی آزاد شده در این حالت باید ثابت زمانی سامانه کاهش داده شود. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهد که برای تسریع رهایش ناخواسته‌ی داروی موجود در لایه‌ی محافظ در حالت خاموش و اتمام سریع رهایش، باید متغیرهای مربوط به لایه‌ی محافظ مانند نوع و ضخامت ­آن تغییر داده شود. با استفاده از نتایج حاصل از این مدل­‌سازی عددی می‌توان سامانه­های دارو­رسانی هوشمند پاسخ‌گو به دما با ویژگی‌های مطلوب و مورد نظر را برای مصارف عملی، طراحی و تولید کرد.