设计人工Microswimmers靶向药物输送

许多类型的能动的细胞,如我们肠道内的细菌和精子在女性生殖道,需要推动自己通过密闭空间充满粘性液体。近年来,这些“microswimmers”的运动已经在自行设计的模拟微观和纳米机器的应用程序包括靶向药物输送。优化这些机器需要一个详细的设计,数学理解microswimmers在这些环境中。物理学家的一个大型国际集团由阿卜杜拉Daddi-Moussa-Ider Heinrich-Heine-Universitat杜塞尔多夫,德国已经生成的数学模型在清洁和surfactant-covered microswimmers粘性下降,表明表面活性剂显著改变了游泳者的行为。他们的工作发表在EPJ E。

microswimmers移动内部的动力学粘性液体一滴取决于很多东西,包括形状和大小下降,microswimmers和液体的雷诺数。这是一个测量粘度;低雷诺数更粘稠的液体,与小湍流流线性的方式。这种液体的流动可以模仿通过求解一组偏微分方程称为navier - stokes方程。在这种情况下,microswimmer本身被认为是一个力偶极子局限在下降,位于一个设置点。周围的一层表面活性剂的存在包含microswimmer模仿使用边界条件的下降。

解决这些方程的条件——滴有或没有表面活性剂外套、固定和自由移动,和不同雷诺数和半径,给Daddi-Moussa-Ider和他的同事一组略有不同流场,从microswimmer可以被定义的动态。他们游泳者的注意,这些模型动力学可能有用的材料设计微型机器组装,若和显微外科手术带来革命,以及药物输送。

参考:斯派格AR、Shaik VA Ardekani点,等。对一个分析的描述活跃microswimmers清洁和surfactant-covered下降,欧元。理论物理。j . E2020;43:58。doi:10.1140 / epje / i2020 - 11980 9

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