受群体感应启发的协同药物递送分子通信
定量方法
2023-03-15 v1 信息论
信号处理
math.IT
摘要
本文提出一种协同药物递送系统，其中基于合成细菌的纳米机器（B-NMs）利用群体感应（QS）——一种密度依赖的细菌行为协调机制——实现可控药物递送。在我们提出的系统中，仅当存在足够多的 QS 分子时才触发药物递送，而这又仅在存在足够多的 B-NMs 时发生。这使得所提系统能够在 B-NMs 种群密度可能未知的情况下，从高数量 B-NMs 实现药物分子的高释放率。推导了以下解析表达式：i) 由随机分布的 B-NMs 引起的 B-NM 期望激活概率；ii) 由随机分布的 QS 激活 B-NMs 引起的药物分子期望总吸收率。解析结果通过基于粒子的仿真得到验证。由于考虑了严格的基于扩散的分子信道，推导结果有助于预测和控制环境因素（如扩散系数和降解率）对药物分子吸收率的影响。我们的结果表明，B-NM 的激活概率随该 B-NM 更靠近 B-NM 种群中心而增大，且药物分子的总吸收率随种群密度增加而非线性增大。
引用
@article{arxiv.2303.08015,
title = {Molecular Communication for Quorum Sensing Inspired Cooperative Drug Delivery},
author = {Yuting Fang and Stuart T. Johnston and Matt Faria and Xinyu Huang and Andrew W. Eckford and Jamie Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08015},
year = {2023}
}
备注
9 pages; 9 figures