Моделирование и оптимизация систем микроигл
В настоящей работе представлен новый вариационный метод моделирования и вычисления параметров трансдермальных (подкожных) инъекций лекарств при использовании систем микроигл. Методами теории осреднения исследованы задачи минимизации для интегральных функционалов с осциллирующими препятствиями, модел...
Saved in:
| Published in: | Проблемы управления и информатики |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180795 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Моделирование и оптимизация систем микроигл / Г.В. Сандраков, С.И. Ляшко, Е.С. Бондар, Н.И. Ляшко // Проблемы управления и информатики. — 2019. — № 3. — С. 31-40. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862751036459974656 |
|---|---|
| author | Сандраков, Г.В. Ляшко, С.И. Бондар, Е.С. Ляшко, Н.И. |
| author_facet | Сандраков, Г.В. Ляшко, С.И. Бондар, Е.С. Ляшко, Н.И. |
| citation_txt | Моделирование и оптимизация систем микроигл / Г.В. Сандраков, С.И. Ляшко, Е.С. Бондар, Н.И. Ляшко // Проблемы управления и информатики. — 2019. — № 3. — С. 31-40. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы управления и информатики |
| description | В настоящей работе представлен новый вариационный метод моделирования и вычисления параметров трансдермальных (подкожных) инъекций лекарств при использовании систем микроигл. Методами теории осреднения исследованы задачи минимизации для интегральных функционалов с осциллирующими препятствиями, моделирующими рассматриваемые системы микроигл. Такие задачи описывают упругое сопротивление поверхностей при взаимодействии с системами микроигл.
Розроблено математичну модель та варіаційний метод обчислення оптимальних параметрів трансдермального (підшкірного) введення ліків при використанні систем мікроголок. Такі системи формуються досить великою кількістю мікроголок, закріплених на пласкій основі, і застосовуються при інʼєкціях вакцин, протеїнів та інсуліну. Численні публікації підтверджують високу ефективність використання систем мікроголок для трансдермальних інʼєкцій ліків при лікуванні різних захворювань. Мікроголки таких систем, як правило, не є звичайними медичними голками, а синтезуються з біорозчинних полімерів, які після трансдермального введення розчиняються із запропонованою швидкістю. Розроблено методи осереднення для обчислення оптимальних параметрів мікроголок, які враховують, що системи складаються з дуже великої кількості мікроголок. Задачу обчислення параметрів пружної взаємодії систем мікроголок з поверхнею розглянуто як задачу наближення та осереднення розв’язків проблеми мінімізації для інтегрального функціонала, яка визначається як задача із перешкодою. Отримані значення параметрів мікроголок гарантують ефективне використання таких систем для трансдермального введення ліків. Доведено твердження, що такі значення параметрів не залежать від форми основ та конфігурації мікроголок. Така незалежність звʼязана насамперед із мікротонкістю голок, які складають розглянуті системи мікроголок. Підтверджено, що найбільш оптимальними є системи із круглими циліндричними мікроголками, оскільки такі голки мають найкращі властивості для ін’єкцій.
A mathematical model and variatinal method of optimal parameter computation for transdermal (hypodermic) drug delivery by microneedle systems are developed. Such systems are formed by a large number of microneedles, which are fixed on plane base, and used for vaccine, protein and insulin injections. There are numerous publications that confirm high efficiency of microneedle system applications for transdermal drug injections at treatment of different diseases. Microneedles of such systems, as a rule, are not ordinary medical needles. The microneedles are synthesized from biodegradable polymers that are dissolved with the prescribed speed after transdermal drug injections. Homogenization methods for the optimum parameter computation for microneedles are developed, where it is essential that microneedle number is large enough. The parameter computation for elastic surface resistance under interaction with microneedle systems is considered as approximation and homogenization solutions for the integral functional minimization problem, which is determined as an obstacle problem. The obtained optimal values of microneedle parameters are guarantees for effective applications of transdermal drug delivery. The statement on independence of the parameters on the base form and configuration of microneedles is proved. The independence is related above all things to needle microthinness of systems under consideration. The mentioned statement makes clear that the systems with circular cylindrical microneedles are most optimal, since the microneedles have the best properties for the drug injections.
|
| first_indexed | 2025-12-07T21:09:36Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-180795 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0572-2691 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T21:09:36Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сандраков, Г.В. Ляшко, С.И. Бондар, Е.С. Ляшко, Н.И. 2021-10-19T15:30:01Z 2021-10-19T15:30:01Z 2019 Моделирование и оптимизация систем микроигл / Г.В. Сандраков, С.И. Ляшко, Е.С. Бондар, Н.И. Ляшко // Проблемы управления и информатики. — 2019. — № 3. — С. 31-40. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180795 517.9, 519.6 В настоящей работе представлен новый вариационный метод моделирования и вычисления параметров трансдермальных (подкожных) инъекций лекарств при использовании систем микроигл. Методами теории осреднения исследованы задачи минимизации для интегральных функционалов с осциллирующими препятствиями, моделирующими рассматриваемые системы микроигл. Такие задачи описывают упругое сопротивление поверхностей при взаимодействии с системами микроигл. Розроблено математичну модель та варіаційний метод обчислення оптимальних параметрів трансдермального (підшкірного) введення ліків при використанні систем мікроголок. Такі системи формуються досить великою кількістю мікроголок, закріплених на пласкій основі, і застосовуються при інʼєкціях вакцин, протеїнів та інсуліну. Численні публікації підтверджують високу ефективність використання систем мікроголок для трансдермальних інʼєкцій ліків при лікуванні різних захворювань. Мікроголки таких систем, як правило, не є звичайними медичними голками, а синтезуються з біорозчинних полімерів, які після трансдермального введення розчиняються із запропонованою швидкістю. Розроблено методи осереднення для обчислення оптимальних параметрів мікроголок, які враховують, що системи складаються з дуже великої кількості мікроголок. Задачу обчислення параметрів пружної взаємодії систем мікроголок з поверхнею розглянуто як задачу наближення та осереднення розв’язків проблеми мінімізації для інтегрального функціонала, яка визначається як задача із перешкодою. Отримані значення параметрів мікроголок гарантують ефективне використання таких систем для трансдермального введення ліків. Доведено твердження, що такі значення параметрів не залежать від форми основ та конфігурації мікроголок. Така незалежність звʼязана насамперед із мікротонкістю голок, які складають розглянуті системи мікроголок. Підтверджено, що найбільш оптимальними є системи із круглими циліндричними мікроголками, оскільки такі голки мають найкращі властивості для ін’єкцій. A mathematical model and variatinal method of optimal parameter computation for transdermal (hypodermic) drug delivery by microneedle systems are developed. Such systems are formed by a large number of microneedles, which are fixed on plane base, and used for vaccine, protein and insulin injections. There are numerous publications that confirm high efficiency of microneedle system applications for transdermal drug injections at treatment of different diseases. Microneedles of such systems, as a rule, are not ordinary medical needles. The microneedles are synthesized from biodegradable polymers that are dissolved with the prescribed speed after transdermal drug injections. Homogenization methods for the optimum parameter computation for microneedles are developed, where it is essential that microneedle number is large enough. The parameter computation for elastic surface resistance under interaction with microneedle systems is considered as approximation and homogenization solutions for the integral functional minimization problem, which is determined as an obstacle problem. The obtained optimal values of microneedle parameters are guarantees for effective applications of transdermal drug delivery. The statement on independence of the parameters on the base form and configuration of microneedles is proved. The independence is related above all things to needle microthinness of systems under consideration. The mentioned statement makes clear that the systems with circular cylindrical microneedles are most optimal, since the microneedles have the best properties for the drug injections. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблемы управления и информатики Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем Моделирование и оптимизация систем микроигл Моделювання та оптимізація систем мікроголок Modelling and optimisation of microneedle systems Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование и оптимизация систем микроигл Сандраков, Г.В. Ляшко, С.И. Бондар, Е.С. Ляшко, Н.И. Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем |
| title | Моделирование и оптимизация систем микроигл |
| title_alt | Моделювання та оптимізація систем мікроголок Modelling and optimisation of microneedle systems |
| title_full | Моделирование и оптимизация систем микроигл |
| title_fullStr | Моделирование и оптимизация систем микроигл |
| title_full_unstemmed | Моделирование и оптимизация систем микроигл |
| title_short | Моделирование и оптимизация систем микроигл |
| title_sort | моделирование и оптимизация систем микроигл |
| topic | Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем |
| topic_facet | Математическое моделирование и исследование сложных управляемых систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180795 |
| work_keys_str_mv | AT sandrakovgv modelirovanieioptimizaciâsistemmikroigl AT lâškosi modelirovanieioptimizaciâsistemmikroigl AT bondares modelirovanieioptimizaciâsistemmikroigl AT lâškoni modelirovanieioptimizaciâsistemmikroigl AT sandrakovgv modelûvannâtaoptimízacíâsistemmíkrogolok AT lâškosi modelûvannâtaoptimízacíâsistemmíkrogolok AT bondares modelûvannâtaoptimízacíâsistemmíkrogolok AT lâškoni modelûvannâtaoptimízacíâsistemmíkrogolok AT sandrakovgv modellingandoptimisationofmicroneedlesystems AT lâškosi modellingandoptimisationofmicroneedlesystems AT bondares modellingandoptimisationofmicroneedlesystems AT lâškoni modellingandoptimisationofmicroneedlesystems |