Modelo de colisiones entre nanopartículas magnéticas y la pared arterial

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Resumen

Cancer, a highly prevalent pathology both in Colombia and worldwide, has spurred research focused on less invasive treatments than conventional chemotherapy. This study centers on an emerging alternative: Magnetic Drug Targeting (MTD) through magnetic nanoparticles on the arterial wall.

A simulation model in C++ based on the Kinetic Monte Carlo method was developed to study processes such as adsorption, absorption, and desorption of these nanoparticles. Essential variables include the thickness of endothelial cells in the arterial wall, ranging from 0.1 to 1 μm, and characteristics of nanoparticles such as a diameter of 200 nm, a speed of 0.5 m/s, and a density of 6450 kg/m3.

The model is evaluated in four phases, adjusting the pore size and activation energy in the arterial wall. The results suggest that both pore size and nanoparticle radius are crucial for effective drug delivery. This study not only contributes to the optimization of the MTD technique but also identifies key areas that require further research.

Descripción

El cáncer, una patología altamente prevalente tanto en Colombia como el resto del mundo, ha propiciado investigaciones enfocadas en tratamientos menos invasivos que la quimioterapia convencional. Este estudio se centra en una alternativa emergente: el direccionamiento magnético de fármacos (MTD) a través de nanopartículas magnéticas en la pared arterial. Un modelo de simulación en C++ fundamentado en el método de Monte Carlo Cinético se desarrolló para estudiar procesos como la adsorción, absorción y desorción de estas nanopartículas. Variables esenciales incluyen el grosor de las células endoteliales de la pared arterial, que varía entre 0,1 y 1 μm, y características de las nanopartículas como diámetro de 200 nm, velocidad de 0,5 m/s y densidad de 6450 kg/m3. El modelo es evaluado en cuatro fases, ajustando el tamaño de los poros y la energía de activación en la pared arterial. Los resultados apuntan a que tanto el tamaño del poro como el radio de las nanopartículas son cruciales para una eficaz entrega del fármaco. Este estudio no solo contribuye a la optimización de la técnica de MTD, sino que también identifica áreas clave que requieren más investigación.

Palabras clave

Nanopartículas magnéticas, Pared arterial, Cáncer, Quimioterapia, Fármaco.

Materias

Maestría en Ingeniería - Énfasis en Ingenieria Electrónica , Cáncer - Tratamientos Alternativos , Nanopartículas Magnéticas - Aplicaciones Médicas , Simulación por Computadora - Método de Monte Carlo Cinético , Dirección Magnética de Fármacos (MTD) - Optimización y Evaluación

Citación