基于高频声流控技术的可控药物输送系统

《Lab on a Chip》：High frequency acoustofluidic based controllable drug delivery system

可控药物递送系统在精准医学中的应用研究。提出基于纳米通道与GHz声流动力学的双模调控系统，通过有限元模拟揭示声流场与剪切流对药物释放的协同作用，实现零级释放的稳定性和一级释放的可调性。体外实验验证了无线供电的GHz声流动力学植入式系统（GADDS）的控释性能，为个性化治疗提供新范式。

　　

可控药物输送系统在个性化医疗和精准医疗中发挥着重要作用，尤其是在长期治疗方面。然而，目前的药物释放模式（如脉冲释放、一级释放和零级释放）往往无法满足患者的多样化需求。在此，我们介绍了一种新型药物输送系统，该系统利用流体动力学方法，将纳米通道与基于声流控技术的调制技术相结合，从而实现零级和一级药物输送系统的可控释放。通过采用有限元方法，我们模拟了声流场及其对应的分子浓度场，以研究声射流和剪切流对药物释放的影响。利用FITC-葡聚糖通过纳米通道的零级释放特性，我们将吉赫兹（GHz）声流控技术集成到该系统中，展示了其调制能力，包括在低功率下实现缓慢释放以及在高功率下增强释放效果。此外，我们还通过一个无线供电的基于GHz声流控技术的植入式药物输送系统（GADDS），在体外环境中验证了该技术对一级释放的调制效果。这项研究为新一代声学药物输送平台奠定了基础，为精准医疗的发展开辟了新的途径。