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黏度对微射流注射特性的影响

2021-10-11曾栋坪

振动与冲击 2021年18期

伍 妮,曾栋坪,康 勇

(武汉大学 动力与机械学院,武汉 430072)

工程技术和生物医学的交叉融合推动了给药技术的发展,微射流注射技术将水射流技术与医学工程相结合,应用于临床试验和动物免疫[1-2]。微射流注射技术通过高速射流将药物由微孔喷出,注入皮下。与传统注射方式相比,微射流注射操作简单,能有效减少针刺伤害和交叉感染。现有微射流注射器主要由弹簧、压缩气体、超声电机等动力源驱动[3-5]。随着微射流技术在疫苗接种和注射给药治疗中的应用,对射流流量与流速的精确度要求逐渐提高。

由于药物浓度要求或缓释要求,许多现代药物制剂表现出较高黏度,例如单克隆抗体和恩诺沙星[6-7]。研究表明,黏度对感知疼痛有显著影响,与中黏度或低黏度注射相比,高黏度注射导致的疼痛更少[8]。采用传统注射方式注射高黏度液体需要更大的推力和更长的注射时间,微射流技术为高黏度液体注射提供了一种更加安全、高效、方便的方法。研究药物的扩散形态、射流速度和黏度之间的关系对微射流注射有重要意义。

目前,国内外关于射流黏性的研究已经有较多成果和理论。Kato等[9]提出了脉冲射流力学模型,将作用在射流上的压力分为孔壁侧面的阻力和射流尖端的反作用力,以解释脉冲射流注入黏弹性生物材料的机理。Reci等[10]建立了考虑黏性摩擦光滑管中层流和湍流的总能量损失模型。施红辉[11]研究了液体黏性的增加对射流的穿甲效果的影响,发现射流的黏度特性能抑制流体自身不稳定性的发展,阻止在高速运动中射流的气动雾化。……

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