Моделювання процесів вологопереносу в багатошарових аплікаційних матеріалах медичного призначення

Abstract

Мета роботи – для прогнозування цілеспрямованого транспорту ліків визначеної ефективної концентрації в осередок ураження, виходячи із геометричних параметрів ран, провести моделювання процесів вологопереносу в багатошарових аплікаційних матеріалах медичного призначення. Засобами цифрової фотографії з подальшою обробкою зображення в комп’ютерному середовищі розроблені методи проектування тривимірних ефектів розповсюдження рідини в багатошарових пакетах матеріалів медичного призначення. Встановлено, що сучасні ранові покриття представляють собою багатошарові багатовимірні композиції із складною кінетикою розповсюдження рідини. Крім того, самі рани на тілі людини мають складну просторову геометричну форму. Це потребує врахування об’ємних ефектів при аналізі та прогнозуванні процесів змочування й розповсюдження рідини в таких системах. Запропоновано алгоритм порядку визначення границь рани засобами цифрової фотографії з подальшою обробкою зображення рани в комп’ютерному середовищі. Для оцінки вологотранспортних властивостей з метою контрольованого вивільнення лікувальних речовин у необхідній концентрації в різних шарах пакетів ранових покриттів проведено експеримент при змочуванні з двох і трьох джерел з подальшим тривимірним моделюванням. Експериментально встановлено, що параметри пошарового розповсюдження рідкої вологи в багатошарових перев’язочних матеріалах значно розрізняються. Результати проведеного моделювання придатні для прийняття оперативних рішень щодо вибору типу, необхідних геометричних параметрів медичних матеріалів і ранових покриттів. Запропонована методика встановлення реальної геометрії рани разом з тривимірним моделюванням дає змогу прогнозувати точні границі нанесення медичного засобу, розрахувати його необхідну кількість і час руху до рани. З використанням тривимірної комп’ютерної графіки дискретних об’єктів розроблено методи, які дозволяють прогнозувати умови надійного функціонування багатошарових перев’язувальних матеріалів. Досліджені процеси транспорту і розповсюдження рідкої вологи можуть бути використані при виборі компонентів сировинного складу, структури і кількості шарів багатошарових ранових покриттів з урахуванням реального геометричного профілю рани.

Цель роботы – для прогнозирования целенаправленного транспорта лекарств определенной эффективной концентрации в очаг поражения, исходя из геометрических параметров ран, провести моделирование процессов влагопереноса в многослойных аппликационных материалах медицинского назначения. Средствами цифровой фотографии с последующей обработкой изображения в компьютерной среде разработаны методы проектирования трехмерных эффектов распространения жидкости в многослойных пакетах материалов медицинского назначения. Установлено, что современные раневые покрытия представляют собой многослойные многомерные композиции со сложной кинетикой распространения жидкости. Кроме того, сами раны на теле человека имеют сложную пространственную геометрическую форму. Это требует учета объемных эффектов при анализе и прогнозировании процессов смачивания и средствами цифровой фотографии с последующей обработкой изображения раны в компьютерной среде. Для оценки влаготранспортних свойств с целью контролируемого высвобождения лекарственных веществ в необходимой концентрации в различных слоях пакетов раневых покрытий был проведен эксперимент при смачиванию из двух и трех источников с последующим трехмерным моделированием. Экспериментально установлено, что параметры послойного распространения жидкой влаги в многослойных перевязочных материалах значительно различаются.. Результаты проведенного моделирования когут бать использованы для принятия оперативных решений по выбору типа, необходимых геометрических параметров медицинских материалов и раневых покрытий. Предложенная методика установления реальной геометрии раны с трехмерным моделированием позволяет прогнозировать точные границы нанесения медицинского средства, рассчитать его необходимое количество и время движения к ране. С использованием трехмерной компьютерной графики дискретных объектов разработаны методы, позволяющие прогнозировать условия надежного функционирования многослойных перевязочных материалов. Исследованые процессы транспорта и распространения жидкой влаги могут использоваться при выборе компонентов сырьевого состава, структуры и количества слоев многослойных раневых покрытий с учетом реального геометрического профиля раны.

To carry out modeling of moisture transfer processes in multilayer medical application materials for forecasting of targeted transport of drugs of a certain effective concentration into the lesion center, based on the geometric parameters of the wounds. Using digital image processing techniques in a computer environment have developed methods for designing three-dimensional fluid propagation effects in multilayer medical wound dressings. Modern wound dressings have been found to be multilayer multidimensional compositions with complex fluid kinetics. Additionally, the wounds on the human body itself have a complex space geometric shape. This requires taking into account the volumetric effects when analyzing and forecasting the processes of wetting and fluid flow in such systems. An algorithm for ordering the boundary of a wound by digital photography with the subsequent processing of a wound image in a computer environment is proposed. To evaluate the moisture transport properties for the controlled release of medicinal substances at the desired concentration in different layers of wound dressings, an experiment was made with wetting from two and three sources, followed by three-dimensional modeling. It has been experimentally found that the parameters of the layered distribution of liquid moisture in multilayer dressings vary significantly. The results of the simulation are suitable for making prompt decisions about the type, the required geometric parameters of medical materials and wound dressings. The proposed method of establishing the real geometry of the wound, together with three-dimensional modeling, allows to predict the exact boundaries of the application of the drug, to calculate its required amount and time of movement to the wound. Using 3D computer graphics of discrete objects, methods have been developed to predict the conditions for the reliable functioning of multilayer dressings. Investigated processes of transport and distribution of liquid moisture can be used in the selection of components of the raw material composition, structure and number of layers of multilayer wound dressings, taking into account the real geometric profile of the wound.