محاكاة عددية لإنتاج الكريات المجهرية من مستحلب البوليمر في جهاز الجريان المايكروي لاستخدامها في أنظمة توصيل الأدوية

الملخص

   أظهر إنتاج الكرات المجهرية من مستحلبات البوليمر باستخدام أجهزة الجريان المايكروية إمكانات كبيرة لتطبيقات توصيل الأدوية نظرًا لقدرتها على تغليف الأدوية وإطلاقها بطريقة خاضعة للرقابة. في هذه الدراسة، تم فحص تأثيرات السرعة والكثافة واللزوجة والتوتر السطحي، وكذلك قطر القناة، على توليد الكراة المجهرية باستخدام برنامج ANSYS. تمت برمجة البرنامج بالخصائص الفيزيائية لمستحلب البوليمر مثل الكثافة واللزوجة والتوتر السطحي. لإجراء المحاكاة والتنبؤ بتدفق السوائل وإنتاج الغلاف المجهري وتحسين تصميم تطبيقات توصيل الأدوية بناءً على التغييرات المذكورة كما تمت دراسة تأثيرات أرقام capillary وWeber.

      أظهرت نتائج الدراسة أنه يمكن التحكم في حجم الكرات المجهرية عن طريق ضبط سرعة وقطر القناة. فقد ا نتجت الكرات المجهرية الضيقة عن عرض قناة أضيق ومعدلات تدفق أعلى ، مما قد يحسن كفاءة توصيل الدواء ، بينما انتجت الكرات المجهرية الأصغر عند انخفاض التوتر السطحي البيني. أثرت لزوجة وكثافة مستحلب البوليمر بشكل كبير على حجم الكرات المجهرية، حيث ان زيادة اللزوجة والكثافة تنتج كرات مجهرية أصغر.

     كما تم التنبؤ بخصائص التحميل وإطلاق الدواء للكرات المجهرية التي تم إنشاؤها باستخدام تقنية ميكروفلويديك. أظهرت النتائج أن الكرات المجهرية يمكنها تغليف الأدوية بكفاءة وإطلاقها بطريقة خاضعة للرقابة على مدى فترة من الزمن. ويرجع ذلك إلى ارتفاع مساحة السطح إلى نسبة الحجم للكرات المجهرية، مما يسمح بنشر الدواء بكفاءة. وقد توفر القدرة على ضبط عملية التصنيع باستخدام عوامل مثل السرعة والكثافة واللزوجة وقطر القناة والتوتر السطحي فرصة محتملة لتصميم أنظمة توصيل الأدوية بكفاءة أكبر وتأثيرات جانبية أقل.a