Varje år i Sverige sker ca 24 000 skallskador på grund av yttre trauma och 30 000 strokeskador. Ett betydande antal får sekundära skador på grund av den ökade vattenhalten kring den skadade hjärnvävnaden. Föreslagen metod är att inducera vattenflöde från skadad till frisk vävnad baserat på teorin om elektroosmotiskt flöde. Teorin bakom elektroosmotiskt flöde är att ett flöde induceras då en spänning läggs över ett medium. Elektroosmotiskt flöde tillämpas i industrin och kallas då electro-osmotic dewatering (EOD). Tekniken används för avvattning av biomaterial, leror, tofu ark samt inom tumörbehandling. I arbetet har utförts flera experiment på hjärnfantomer av agarosgel för att undersöka om metoden kan användas för att leda bort vatten. Första experimentet gjordes för att bevisa att ett flöde induceras vid pålagd spänning över fantom. Andra experimentet undersöker förhållandet mellan flödet, spänningen och strömmen. Resultatet blev linjära förhållanden mellan flödet och spänningen, flödet och strömmen samt mellan spänningen och strömmen. Med litteraturkällor och experimentella resultat härleddes ett samband för att kunna bestämma flödet vid pålagt elektriskt fält. Arbetet avslutades med litteraturstudie i elektrodens material, utformning och placering. Rekommendationerna blev att använda platta elektroder med en strömtäthet under 25 mA/m2. Placeringen optimeras genom förbestämda Finite Element (FE) simuleringar av typskador. / Every year in Sweden there is about 24,000 head injuries due to external trauma and 30,000 strokes. A significant number may develop secondary damage because of the increased water content around the damaged brain tissue. The proposed method is to induce water flow from damaged to healthy tissue based on the theory of electroosmosis. The theory behind the electroosmosis is that a flow is induced when a voltage is applied across a medium. The theory of electroosmosis is applied in industry and called electro-osmotic dewatering (EOD) which is used as a drying technique for the dewatering of bio-materials, clays, tofu sheets and electroosmosis is also applied in clinical treatment of tumors. Several experiments were performed on brain phantoms consisting of agarose gel to examine whether the method can be used to divert water. The first experiment was done prove that a flow can be induced when a voltage is applied over the phantom. The second experiment was to investigate the relationship between the flow rate, voltage and current. The result showed linear correlation between flow rate and voltage, flow rate and current, and between the voltage and current. The literature sources and experimental results were referred to a relationship which is developed to determine the flow induced by electrical field. The work was completed with recommendations in electrode material, design and placement. The recommendations are to use plate electrodes at a current density under 25 mA/m2. Electrode placement is predetermined by Finite Element (FE) simulations of different types of injuries.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-126014 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Ahlberg, Johan, Wang, Jie Yu |
| Publisher | KTH, Skolan för teknik och hälsa (STH) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Trita-STH ; 2013-64 |
Page generated in 0.0029 seconds