Development of Patient-Specific Mathematical Models for the Transport of Solute Molecules in the Cerebrospinal Fluid (CSF) Along the Spinal Canal

开发针对脑脊液 (CSF) 中溶质分子沿椎管运输的患者特定数学模型

基本信息

项目摘要

Development of patient-specific mathematical models for the transport of solute molecules in the cerebrospinal fluid (CSF) along the spinal canal PROJECT SUMMARY / ABSTRACT The cerebrospinal fluid (CSF) is predominantly secreted from the blood plasma and continuously bathes and circulates around the external surfaces of the brain and spinal cord. It maintains the electrolytic balance of the central nervous system (CNS), and serves as a medium for the supply of nutrients to neuronal and glial cells and the removal of waste products of cellular metabolism. It also transports hormones, neurotransmitters, and other neuropeptides throughout the CNS. The deregulation of the CSF circulation may compromise the transport of these solutes and the normal physiologic functions of the CNS contributing to the development of some cognitive and neurological diseases. CSF also provides a conduit for the delivery of potent analgesics and chemotherapy to the CNS, a drug delivery procedure often referred to as intrathecal or intraspinal drug delivery (ITDD). To date, there is no comprehensive methodology capable of predicting the patient-specific, long-term, motion of the CSF and the transport of solute molecules along the spinal canal. Thus, the main objective of this proposal is to develop a comprehensive modeling methodology capable of predicting the long-term transport of solute molecules along the spinal canal in each patient-specific anatomy and physiological conditions. The modeling approach combines the use of two time-scales asymptotic analysis of the Eulerian velocity field of the CSF in the spinal canal with in-vitro experimentation and detailed in-vivo validation with patient-specific radiological measurements. The proposed methodology is valid for a wide range of molecular diffusivities and accounts for convective effects of the CSF, including “shear-enhanced diffusion”, “steady-streaming”, and “Stokes drift”, to determine the long-time Lagrangian transport of the solute in the subarachnoid space (SAS) of the spinal canal. The expected outcomes of the proposed research are twofold: 1) it will provide a detailed understanding of the mechanisms regulating the transport of all important molecules key to the functioning of the CNS and 2) it will also provide the methodology necessary to optimize ITDD protocols.
开发患者特定的溶质分子在体内运输的数学模型 沿椎管的脑脊液 (CSF) 项目概要/摘要 脑脊液(CSF)主要由血浆分泌并不断沐浴和 回收大脑和脊髓的外表面周围它维持电解质平衡。 中枢神经系统(CNS),作为向神经元和神经胶质细胞供应营养的媒介 清除细胞新陈代谢的废物。它还运输激素、神经递质和其他物质。 整个中枢神经系统的神经肽。脑脊液循环的失调可能会损害这些神经肽的运输。 溶质和中枢神经系统的正常生理功能有助于某些认知和能力的发展 脑脊液还为神经系统疾病提供了有效的镇痛药和化疗的输送途径。 CNS,一种药物输送程序,通常称为鞘内或椎管内药物输送(ITDD)。 没有能够预测患者特定的脑脊液和脑脊液的长期运动的综合方法 因此,该提案的主要目标是开发一种沿椎管运输溶质分子的方法。 能够预测溶质分子沿管道的长期运输的综合建模方法 该建模方法结合了每个患者特定的解剖学和生理条件的椎管。 使用两个时间尺度渐近分析椎管内脑脊液的欧拉速度场 通过患者特定的放射学测量进行实验和详细的体内验证。 该方法适用于广泛的分子扩散性,并解释了脑脊液的对流效应, 包括“剪切增强扩散”、“稳流”和“斯托克斯漂移”,以确定长时拉格朗日 椎管蛛网膜下腔 (SAS) 中溶质的转运 所提出的预期结果。 研究有双重意义:1)它将提供对调节所有物质运输的机制的详细了解。 对中枢神经系统功能至关重要的重要分子,2)它还将提供必要的方法 优化 ITDD 协议。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Antonio Luis Sanchez其他文献

Antonio Luis Sanchez的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Antonio Luis Sanchez', 18)}}的其他基金

Development of patient-specific mathematical models for the transport of solute molecules in the cerebrospinal fluid (CSF) along the spinal canal
开发针对脑脊液 (CSF) 中溶质分子沿椎管运输的患者特定数学模型
  • 批准号:
    10271278
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
Development of Patient-Specific Mathematical Models for the Transport of Solute Molecules in the Cerebrospinal Fluid (CSF) Along the Spinal Canal
开发针对脑脊液 (CSF) 中溶质分子沿椎管运输的患者特定数学模型
  • 批准号:
    10680419
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:

相似国自然基金

TiC-TiB2颗粒喷射成形原位合成及其对M2高速工具钢共晶碳化物形成与演化的影响
  • 批准号:
    52361020
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
植被群落演替对河道水流结构和纵向离散特性影响机制研究
  • 批准号:
    52309088
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
热带印度洋海表皮温日变化的数值模拟及对海气热通量的影响
  • 批准号:
    42376002
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
  • 批准号:
    82300697
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
协同遥感和气候模型的城市高温热浪时空特征及其对热暴露影响研究
  • 批准号:
    42371397
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Development of patient-specific mathematical models for the transport of solute molecules in the cerebrospinal fluid (CSF) along the spinal canal
开发针对脑脊液 (CSF) 中溶质分子沿椎管运输的患者特定数学模型
  • 批准号:
    10271278
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
Development of Patient-Specific Mathematical Models for the Transport of Solute Molecules in the Cerebrospinal Fluid (CSF) Along the Spinal Canal
开发针对脑脊液 (CSF) 中溶质分子沿椎管运输的患者特定数学模型
  • 批准号:
    10680419
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
Exploring the mechanisms underlying the analgesic effect of Cannabidiol using Proton Magnetic Resonance Spectroscopy.
使用质子磁共振波谱探索大麻二酚镇痛作用的机制。
  • 批准号:
    10017872
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
Exploring the mechanisms underlying the analgesic effect of Cannabidiol using Proton Magnetic Resonance Spectroscopy.
使用质子磁共振波谱探索大麻二酚镇痛作用的机制。
  • 批准号:
    9893763
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
Regulator of G protein signaling proteins differentially control opiod analgesia: Diversity Supplement
G 蛋白信号蛋白的调节剂差异控制阿片类镇痛:多样性补充剂
  • 批准号:
    9291217
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 46.92万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了