Numerical analysis of the biomechanical effects on micro-vessels by ultrasound-driven cavitation

微气泡 材料科学 机械 气泡 空化 半径 磁导率 超声波 剪应力 多物理 生物医学工程 有限元法 结构工程 复合材料 化学 声学 物理 工程类 生物化学 计算机安全 计算机科学
作者
Wenyi Liu,Jiwen Hu,Yatao Liu,Weirui Liu,Xue-Kun Chen
出处
期刊:Acta of Bioengineering and Biomechanics [Politechnika Wroclawska Oficyna Wydawnicza]
卷期号:23 (1) 被引量:7
标识
DOI:10.37190/abb-01749-2020-03
摘要

Purpose: The goal of this study was to evaluate the biomechanical effects such as sonoporation or permeability, produced by ultrasound- driven microbubbles (UDM) within microvessels with various parameters. Methods: In this study, a bubble-fluid-solid coupling system was established through combination of finite element method. The stress, strain and permeability of the vessel wall were theoretically simulated for different ultrasound frequencies, vessel radius and vessel thickness. Results: the bubble oscillation induces the vessel wall dilation and invagination under a pressure of 0.1 MPa. The stress distribution over the microvessel wall was heterogeneous and the maximum value of the midpoint on the inner vessel wall could reach 0.7 MPa as a frequency ranges from 1 to 3 MHz, and a vessel radius and an initial microbubble radius fall within the range of 3.5–13 μm and 1–4 μm, respectively. With the same conditions, the maximum shear stress was equal to 1.2 kPa and occurred at a distance of ±5 μm from the midpoint of 10 μm and the maximum value of permeability was 3.033 × 10 –13 . Conclusions: Results of the study revealed a strong dependence of biomechanical effects on the excitation frequency, initial bubble radius, and vessel radius. Numerical simulations could provide insight into understanding the mechanism behind bubble-vessel interactions by UDM, which may explore the potential for further improvements to medical applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
偷得浮生半日闲完成签到,获得积分10
2秒前
HY完成签到 ,获得积分10
4秒前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
7秒前
高高的从波完成签到,获得积分10
7秒前
12秒前
yuyu877完成签到 ,获得积分10
12秒前
洁净半梦完成签到,获得积分10
12秒前
orixero应助arniu2008采纳,获得10
19秒前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
23秒前
fxy完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
年华完成签到,获得积分10
33秒前
yu完成签到,获得积分10
36秒前
板凳板凳完成签到 ,获得积分10
36秒前
39秒前
乐乐应助arniu2008采纳,获得10
39秒前
dandelion完成签到,获得积分10
40秒前
小石头完成签到 ,获得积分10
45秒前
2026成功上岸完成签到 ,获得积分10
49秒前
50秒前
Akim应助arniu2008采纳,获得10
51秒前
董小妍完成签到 ,获得积分10
51秒前
太阳当空照完成签到,获得积分10
52秒前
xiahaijun发布了新的文献求助10
55秒前
goodsheep完成签到 ,获得积分10
57秒前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
1分钟前
6666666666完成签到 ,获得积分10
1分钟前
GTR的我完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zzz完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
mi完成签到,获得积分10
1分钟前
码头完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lzk发布了新的文献求助10
1分钟前
淡然胡萝卜完成签到,获得积分10
1分钟前
心系天下完成签到 ,获得积分10
1分钟前
huazilla11完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
英姑应助lzk采纳,获得10
1分钟前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
biofresh完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Markov Chain Monte Carlo 5000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Lengua e imagen en la comunicación digital 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7484145
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9076729
关于积分的说明 19355786
捐赠科研通 7099248
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3248056
关于科研通互助平台的介绍 2417373
邀请新用户注册赠送积分活动 2233492