18347

۱۸۳۴۷

شبيه سازي عددي تشكيل قطره در دستگاه هاي ريزسيالاتي به صورت دو بعدي

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

آبان ماه ۱۳۹۶

دكتر ساسان آسيايي

دكتر فاطمه قرباني

مكانيك

از بررسيهاي انجام شده در زمينه‌ي دارورساني اين نكته استنباط شد كه يكي از مهم‌ترين چالش¬هاي اين روزهاي داروسازان، عدم توانايي در توليد حامل¬هاي دارويي با دقت و كنترل بالا در تعداد مشخص مي¬باشد. از اين رو مهندسان به كمك علم ريزسيالات به دنبال پيدا كردن راهي جهت رفع اين مشكل بودهاند. توليد ذرات دارويي برپايه¬ي دستگاه¬هاي ريزسيالاتي به عنوان وسيله¬اي تطبيق¬پذير با طيف گسترده¬اي از كاربردها مورد توجه قرار گرفته است كه از مهم¬ترين مزاياي آن مي¬توان به مقدار مواد مصرفي اندك، توليد ذرات يك¬پارچه، نسبت بالاي سطح به حجم ذرات و كنترل مطلوب آزادسازي¬ آن¬ها اشاره كرد. در اين تحقيق در ابتدا با معرفي حامل¬هاي دارويي و لزوم استفاده از آن¬ها در دارورساني نوين، به معرفي انواع روش¬هاي توليد قطرات (به عنوان پايه¬ا¬ي براي ريزذرات)، به كمك دستگاه¬هاي ريزسيالاتي پرداخته شده¬ است. سپس دو نوع از هندسه¬هاي رايج جهت توليد قطرات پيشنهاد و پارامترهاي هندسي، مكانيكي و مشخصه¬هاي سيال كه در قطر قطرات توليدي مؤثر مي¬باشند، مورد ارزيابي قرار گرفته است. به صورت كلي سه نوع دستگاه كه يك نوع ازآن¬ها برپايه¬ي لوله¬هاي مويينه و دو نوع ديگر برپايه¬ي ميكروكانال¬ها مي¬باشد، در اين پژوهش طراحي و ساخته شده است. از طرفي جريان سيال در دو نوع از دستگاه¬ها به صورت غيرفعال و يكي از آن¬ها به صورت فعال انجام مي¬پذيرد. لازم به ذكر است، باتوجه به نتايج بدست آمده با افزايش نسبت لزجت به كشش¬سطحي مواد، قطر كانال¬ها و نسبت نرخ جريان دو سيال كه به ترتيب نشان¬گر مشخصه¬هاي سيال، پارامترهاي هندسي و سينماتيكي مي¬باشد، قطر ذرات كاهش¬يافته است. از طرفي، قطر ذرات توليدي در طول آزمايش¬هاي انجام گرفته در بازه¬ي 50 تا 2000 ميكرومتر با ضريب تغيير كمتر از 5 درصد گزارش شده است.

1396/10/27

3/21/2019 12:00:00 AM

From the studies in the field of drug delivery, it has been deduced that one of the most important challenges which pharmaceutics has been faced in these days are the lack of ability to produce drug carriers with suitable precision and controllability over the specific number of drug carriers. Hence, engineers, with the help of Science, are looking for the solution. The production of pharmaceutical particles based on microfluidic devices has been considered as an adaptive device with a wide range of applications which the most important of them are as follow: the small volume of reagent consumed, the massive production of uniform particles, high surface area to volume ratio that facilitates fast reaction, and suitable release controllability. In this research, first of all some of the drug carriers will be introduced after that the wide range of geometries which has been used in droplet generation with the aid of microfluidic devices will be presented. Then two types of common geometries are proposed for the production of droplets. Subsequently, the effect of geometrical and mechanical properties and fluid parameters on the diameter of the generated droplets are being evaluated. In general, three types of devices which are based on microchannel and capillary tube has been designed and constructed in this study. On the other hand, the fluid movement in two types of devices is passive and in the other is active. It should be noted that according to the results obtained, by increasing the viscosity ratio to surface tension, the diameter of the channels and the ratio of the flow rate of the two fluids, which indicate the characteristics of the fluid, the geometric and kinematic parameters, the diameter Particles have decreased, respectively. The diameter of the produced particles has been reported in experiments ranging from 50 to 2000 μm with a deviation coefficient of less than 5%.