Skip to main content
Aller à la page d’accueil de la Commission européenne (s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
français fr
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

Multiscale modeling and simulation approaches for biomedical ultrasonic applications

Description du projet

Faire progresser la technologie des ultrasons pour des applications biomédicales

Les ultrasons peuvent être utilisés pour guider l’administration de médicaments et de macromolécules encapsulées dans des microbulles (MB) et des vésicules de gaz (VG) de l’échelle du sous-micron. Bien que la nature non invasive et de haute précision de l’approche la rende attrayante pour administrer des médicaments, le réglage empirique de ses paramètres entrave son application clinique généralisée. Afin de résoudre ce problème, l’équipe du projet MULTraSonicA, financé par l’UE, entend optimiser rationnellement différents paramètres des MB et des VG en recourant à un cadre de test et de quantification contrôlé. Les scientifiques amélioreront le comportement des agents des ultrasons et in fine la prédiction des résultats de l’administration de médicaments, faisant progresser la mise en œuvre des ultrasons dans les applications biomédicales.

Objectif

Ultrasound-guided drug and gene delivery (USDG) enables controlled and spatially precise delivery of drugs and macromolecules, encapsulated in microbubbles (MBs) and submicron gas vesicles (GVs), to target areas such as cancer tumors. It is a non-invasive, high precision, low toxicity process with drastically reduced drug dosage. These advantages open doors to numerous biomedical applications, from sonothrombolysis to blood–brain barrier opening. However, the progress and deployment of this technology is subject to extensive experimentation and heuristics. The proposal aims to develop a virtual environment to quantify and optimize USDG and in particular the MBs and GVs utilized as drug carriers and contrast agents. Their type and concentration, and interface with ultrasound (US) are critical to the success and efficiency of USDG. State-of-the-art USDG systems operate in a narrow range of empirically-tuned US parameters. This empiricism entails severe risks and limitations for clinical applications and delays the adoption of this potent technology. I propose a computational framework that would allow for controlled testing, data-driven quantification of uncertainties, and a rational optimization of experimental US parameters. The framework will rely on submicron resolution modeling and simulation of cavitating MBs and GVs interacting with US. Limitations of existing models based on continuum theory preclude an accurate description of cavitation, drastically degrading the prediction of drug delivery outcomes. I will develop new, data-informed mesoscopic models of US contrast agents, capturing their rheological and acoustic behavior. Specific interactions of US and agents at a submicron level will be included by harnessing novel multiscale methods that enable seamless propagation of US from the macro to microscopic level. The proposed framework will be integrated with experimental efforts to advance USDG across biomedical applications.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

KEMIJSKI INSTITUT
Contribution nette de l'UE
€ 1 535 500,00
Coût total
€ 1 535 500,00

Bénéficiaires (2)