A spatiotemporal computational model of focused ultrasound heat-induced nano-sized drug delivery system in solid tumors
Notice bibliographique
Résumé
Focused Ultrasound (FUS)-triggered nano-sized drug delivery, as a smart stimuli-responsive system for treating solid tumors, is computationally investigated to enhance localized delivery of drug and treatment efficacy. Integration of thermosensitive liposome (TSL), as a doxorubicin (DOX)-loaded nanocarrier, and FUS, provides a promising drug delivery system. A fully coupled partial differential system of equations, including the Helmholtz equation for FUS propagation, bio-heat transfer, interstitial fluid flow, drug transport in tissue and cellular spaces, and a pharmacodynamic model is first presented for this treatment approach. Equations are then solved by finite element methods to calculate intracellular drug concentration and treatment efficacy. The main objective of this study is to present a multi-physics and multi-scale model to simulate drug release, transport, and delivery to solid tumors, followed by an analysis of how FUS exposure time and drug release rate affect these processes. Our findings not only show the capability of model to replicate this therapeutic approach, but also confirm the benefits of this treatment with an improvement of drug aggregation in tumor and reduction of drug delivery in healthy tissue. For instance, the survival fraction of tumor cells after this treatment dropped to 62.4%, because of a large amount of delivered drugs to cancer cells. Next, a combination of three release rates (ultrafast, fast, and slow) and FUS exposure times (10, 30, and 60 min) was examined. Area under curve (AUC) results show that the combination of 30 min FUS exposure and rapid drug release leads to a practical and effective therapeutic response.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».