Analyse de l'iontophorèse dans Ansys
Secteur: Technique médicaleDiscipline: ÉlectromagnétismeL'incorporation de substances pharmaceutiques actives sur les surfaces de la peau ou des muqueuses, ou bien leur migration dans les tissus biologiques, peuvent être améliorés par l'application d'un champ électrique propulseur. Ce processus est appelé "iontophorèse".
Résumé
Tâche
Pour Braun GmbH, un fournisseur rennomé de biens de consommation et de petits appareils, il s'agissait d'étudier l'efficacité d'une application iontophorétique par rapport à différentes zones de la surface biologique.
Solution
Dans le modèle MEF d'Ansys, les deux propriétés, c'est-à-dire la conductivité et la constante diélectrique, sont définies pour chaque matériau dans une seule et même simulation. La simulation transitoire fournit le champ vectoriel de densité de courant en fonction du temps, y compris les composantes nécessaires à la (dé)charge des bords. Le flux d'ions effectif qui agit sur la surface de la peau en 3D est finalement déterminé en faisant la moyenne temporelle de la densité de courant en chaque point de l'interface.
Avantages clients
Les résultats de la simulation indiquent les paramètres de fonctionnement optimaux pour amener la substance active à l'endroit souhaité dans le tissu.
Pour Braun GmbH, un fournisseur rennomé de biens de consommation et de petits appareils, l'efficacité d'une application iontophorétique devait être étudiée en relation avec différentes zones de la surface biologique. L'analyse du champ électrique transitoire est effectuée en prenant en compte les matériaux ayant des propriétés conductrices et non conductrices. La simulation sert à la conception et à l'optimisation d'un appareil développé par Braun GmbH pour l'excitation du flux d'ions.
Les résultats de la simulation indiquent les paramètres de fonctionnement optimaux pour amener la substance active à l'endroit souhaité dans le tissu :
- Evaluation du taux de migration, en particulier dans des pores de différentes tailles
- Compréhension des effets de différents paramètres dynamiques du signal, tels que la forme du signal et la fréquence, sur le taux de migration, ce qui permet d'optimiser le signal d'entraînement.
- Optimisation de la forme et de la taille de l'électrode active
La migration des ions de la substance active, à travers la substance porteuse et le tissu, suit le champ vectoriel de densité de courant électrique. Cependant, le tissu biologique n'est pas seulement un conducteur d'ions électriques. Il présente également une permittivité diélectrique élevée. C'est pourquoi une charge de surface s'accumule à la frontière entre le tissu et la substance porteuse. Dans le cas d'une tension de commande pulsée, la densité de courant électrique contient des composants nécessaires à la charge et à la décharge. Dans le modèle MEF d'Ansys, les deux propriétés, c'est-à-dire la conductivité et la constante diélectrique, sont définies pour chaque matériau dans une seule et même simulation. La simulation transitoire fournit le champ vectoriel de densité de courant en fonction du temps, y compris les composantes nécessaires à la (dé)charge marginale. Le flux d'ions effectif qui agit sur la surface de la peau en 3D est finalement déterminé en faisant la moyenne temporelle de la densité de courant en chaque point de l'interface.
