Trong cuốn sách này, dựa trên hệ thống Truyền thông phân tử (MC), một bệ thử nghiệm dựa trên nước quy mô lớn được sử dụng để mô phỏng sự lan truyền của các hạt nano oxit sắt siêu thuận từ (SPION) chứa thuốc tương thích sinh học qua mạch máu của con người để ứng dụng phân phối thuốc. Trong bệ thử nghiệm, huyền phù hạt được bơm với các lưu lượng khác nhau vào một kênh chứa đầy nước và được phát hiện bằng một máy đo độ cảm. Tất cả các nguyên tắc cơ bản cần thiết để hiểu vật lý của bệ thử nghiệm đều được thảo luận. Trong một nghiên cứu sơ bộ, bệ thử nghiệm được đơn giản hóa thành một mô hình đối xứng quay 2D được mô tả bằng toán học và chế độ dòng chảy của nó được suy ra bằng phương pháp phân tích. Một nghiên cứu số đầy đủ về mô hình đơn giản hóa được thực hiện. Để tránh sự phức tạp về mặt tính toán của các mô phỏng Đa vật lý 3D, các mô phỏng từ tính và lưu chất được tách rời và mô phỏng riêng biệt, từ đó đáp ứng của hệ thống được ước tính hiệu quả. Các máy dò khác, bao gồm Helmholtz, Maxwell và cuộn dây phẳng, cũng được xem xét. Tín hiệu phát hiện được từ các cuộn dây tỷ lệ thuận với độ cảm ứng thể tích và do đó với mật độ các hạt trong vùng phát hiện của chúng. Việc thay đổi phân bố hạt bên trong bộ phát trước khi đưa vào kênh dẫn đến các phân bố khác nhau bên trong bộ dò, ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng của hệ thống.

Abstract:

In This books, based on the Molecular Communication (MC) system, a macroscale aqueous-based testbed is used to imitate the propagation of biocompatible drug-loaded Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPIONs) through a human vessel for drug delivery applications. In the testbed, particle suspension is pumped at different flow rates into a channel filled with water and detected by a susceptometer. All fundamentals required to understand the testbed’s physics are discussed. In a preliminary study, the testbed is simplified to a 2D rotationally symmetric model described mathematically, and its flow regime is analytically derived. A full numerical study of the simplified model is carried out. To avoid the computational complexity of the 3D Multiphysics simulations, the magnetic and fluidic simulations are decoupled and simulated separately, from which the system response is efficiently estimated. Other detectors, including Helmholtz, Maxwell, and planar coils, are also considered. The detected signal of the coils is found to be directly proportional to the volume susceptibility and thus to the density of the particles in their detection regions. Changing the particle distribution inside the transmitter before being injected into the channel leads to various distributions inside the detector, significantly affecting the system response.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Ahmed, Doaa
Thông tin nhan đề:	Detection of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles in Fluid Flow for Molecular Communication Applications: Analysis, Simulation, Experimentation and Design Guidelines
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Điện tử - Viễn thông
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Nguồn gốc:	https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/166243
Mô tả vật lý:	158tr
Năm xuất bản:	2022