Использование барофореза при хроническом генерализованном пародонтите: математическое обоснование
Цель исследования — оценить возможности применения барофореза для доставки жидкостно-воздушных лекарственных веществ в десну с использованием математической модели взаимодействия лекарственной смеси с тканями пародонта.
Материалы и методы. Решение задачи предварялось построением геометрической CAD-модели аппарата и насадки для барофореза, включая геометрию насадки и форсунок. Для построения CAD-геометрии использовали пакет программ Ansys SpaceClaim.
Результаты. Численное моделирование при решении задачи поиска оптимального расстояния от сопла до поверхности десны показало, что при расстоянии 5 мм объемная доля жидкости в смеси составляет 18–20%. Смесь фактически пробивает десну, заполняя 0,8 мм толщины и распространяясь симметрично в стороны на расстояние до 3 см, образуя полость. При расстоянии 10 мм от сопла до поверхности десны объемная доля жидкости в смеси вблизи десны лежит в узком диапазоне значений — 5–7%. Смесь касается поверхности десны, попадая вовнутрь незначительно — на расстояние 0,30–0,45 мм. При расстоянии 15 мм от сопла до поверхности десны объемная доля жидкости в смеси вблизи десны лежит в диапазоне 2–5%. Смесь незначительно касается поверхности десны, попадая вовнутрь на расстояние до 0,2 мм, фактически не оказывая на десну никакого влияния.
Заключение. Разработанная математическая модель подтвердила возможность использования барофореза при лечении хронического генерализованного пародонтита. Оптимальным расстоянием от насадки до поверхности следует считать 10–15 мм. Такое расстояние является безопасным и позволяет доставить лекарственный препарат на глубину до 0,45 мм.
- Wei Y., Deng Y., Ma S., Ran M., Jia Y., Meng J., Han F., Gou J., Yin T., He H., Wang Y., Zhang Y., Tang X. Local drug delivery systems as therapeutic strategies against periodontitis: a systematic review. J Control Release 2021; 333: 269–282, https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.03.041.
- Ahn D.H., Kang I. Transdermal delivery of a new hair growth promoting solution in patients with hair loss. Int J Case Rep Images 2019; 10: 101016Z01DA2019, https://doi.org/10.5348/101016z01da2019cs.
- Iannitti T., Palmieri B., Aspiro A., Di Cerbo A. A preliminary study of painless and effective transdermal botulinum toxin A delivery by jet nebulization for treatment of primary hyperhidrosis. Drug Des Devel Ther 2014; 8: 931–935, https://doi.org/10.2147/dddt.s60389.
- de Boer R. Highlights in the historical development of the porous media theory: toward a consistent macroscopic theory. Appl Mech Rev 1996; 49(4): 201–262, https://doi.org/10.1115/1.3101926.
- Pitz-Paal R., Hoffschmidt B., Böhmer M., Becker M. Experimental and numerical evaluation of the performance and flow stability of different types of open volumetric absorbers under non-homogeneous irradiation. Sol Energy 1997; 60(3–4): 135–150, https://doi.org/10.1016/s0038-092x(97)00007-8.
- Hsu C.T. Dynamic modeling of convective heat transfer in porous media. In: Handbook of porous media. Vafai K. (editor). Boca Raton, Florida: CRC Press; 2005; p. 39–80, https://doi.org/10.1201/9780415876384.ch2.
