شبيه‌سازي عددي انتقال گرما و دارورساني در چشم انسان

كارشناسي ارشد

به طور كلي چشم انسان به دو بخش جلويي و عقبي تقسيم مي¬شود. روش درمان بيماري¬هاي مربوط به هر بخش، متفاوت مي¬باشد. معمولاً بيماري¬هاي بخش عقبي چشم با روش¬هاي بسيار تهاجمي مانند انواع عمل¬هاي جراحي درمان مي¬شوند، در حالي كه معمولاً براي درمان بيماري¬هاي بخش جلويي از قطره¬هاي چشمي استفاده مي¬شود. ميزان داروي درون بافت براي قسمت جلويي چشم به عوامل مختلفي همچون؛ ژنتيك، ساختار لايه¬ها، توزيع دما و ميدان جريان زلاليه بستگي دارد. در پژوهش حاضر با استفاده از يك مدل سه¬بعدي، پديده¬هاي انتقال گرما، ميدان جريان زلاليه و دارورساني در چشم به روش عددي مورد بررسي قرار گرفته است. بر اساس نتايج توزيع دما و نحوه قرار گرفتن چشم نسبت به جهت جاذبه، نقش مهمي در ميدان جريان زلاليه ايفا كرده¬اند. ميدان جريان نيز بر فرآيند انتقال غلظت در بخش¬ جلويي چشم تاثير بسزايي دارد. در اين تحقيق تاثير دماي محيط بر ميدان جريان در حالتي كه شخص ايستاده و به پشت خوابيده باشد، بررسي شده و با استفاده از ميدان جريان بدست آمده، انتقال غلظت دارو درون چشم طي دو روش دارورساني موضعي و تزريق اينتراويترال (Intravitreal) شبيه¬سازي شده است. براي اعتبارسنجي مدل محاسباتي ارائه شده از نتايج حل عددي ميدان جريان كه در گذشته انجام گرفته، استفاده شده است. همچنين نتايج حاصل از شبيه¬سازي انتقال گرما و غلظت، با استفاده از داده¬هاي تجربي كه حاصل آزمايش بر روي چشم انسان و خرگوش هستند، مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان داده است كه اگر اختلاف دماي بين محيط و بدن انسان 4 درجه سلسيوس باشد، بيشينه سرعت زلاليه 9/27 ميكرومتر بر ثانيه خواهد بود و اين مقدار براي اختلاف دماهاي 12 و 25 درجه سلسيوس به ترتيب 167 و 385 ميكرومتر بر ثانيه مي¬باشد. به طور كلي با افزايش اختلاف دماي محيط و بدن انسان، سرعت زلاليه در محفظه جلويي چشم افزايش مي¬يابد. شبيه¬سازي انتقال غلظت نشان داده است كه هنگام استفاده از قطره¬هاي چشمي ميزان داروي در دسترس براي زجاجيه بسيار ناچيز است و از طرفي در روش تزريق چشمي اينتراويترال (Intravitreal)، دارو در بخش پشتي چشم غلظت قابل توجهي دارد. بر اساس نتايج بدست آمده، در روش تزريق اينتراويترال در هنگام تزريق 25/1 ميلي¬گرم دارو، بيشينه غلظت دارو درون زجاجيه μg⁄ml5/1575 مي¬باشد و پس از گذشت 30 روز دارو درون چشم از بين مي¬رود. در اين حالت، بيشينه غلظت داروي درون زلاليه μg⁄ml 16/30 مي¬باشد كه پس از گذشت 5/1 روز رخ مي¬دهد.

230221

دانشگاه اصفهان

مهندسي مكانيك - تبديل انرژي

حسين احمدي‌كيا