Ultrazvukové striekacie zariadenie sa používa na atomizované striekanie bio-proteínových povlakových roztokov.

Ultrazvukové striekacie zariadenie so svojimi hlavnými výhodami atomizácie s nízkym -poškodením a vysokou{1}}presnosťou nanášania rieši bolestivé body bio-denaturácie proteínov a ťažkosti s riadením rovnomernosti povlaku pri atomizovanom striekaní roztokov na poťahovanie bio-proteínov. V súčasnosti je široko používaný v biomedicínskych oblastiach, ako sú lekárske implantáty a biosenzory. K dispozícii sú cielené optimalizačné riešenia pre parametre procesu a kompatibilitu zariadení. Nasleduje podrobný úvod: Scenáre základných aplikácií

Implantovateľný náter zdravotníckych pomôcok: Toto je hlavná oblasť použitia tohto zariadenia. V ortopédii môžu byť kolagénové poťahové roztoky nastriekané na povrch umelých kĺbov z titánovej zliatiny, čím sa aktivuje adhézia a proliferácia osteoblastov, výrazne sa skráti čas integrácie kosti a zníži sa výskyt pooperačného uvoľnenia. V kardiovaskulárnej oblasti môžu poťahovacie roztoky, ako je fibrinogén, na stenty koronárnych artérií inhibovať agregáciu krvných doštičiek a významne znížiť riziko trombózy in-stentu. Okrem toho sa dá použiť aj na bielkovinové poťahovanie balónikov uvoľňujúcich -liečivo, čím sa zlepšuje biokompatibilita medzi balónikom a vaskulárnym tkanivom.

 

Nátery pre biodiagnostické zariadenia: Na diagnostické zariadenia in vitro, ako sú biosenzory a mikrofluidné čipy, možno nastriekať nátery obsahujúce albumín, enzýmy a iné biologické proteíny. Tieto povlaky zlepšujú biošpecifické rozpoznávacie schopnosti senzorov a zabezpečujú presnosť diagnostických výsledkov. Toto zariadenie sa môže použiť aj na poťahovanie in vitro diagnostického spotrebného materiálu, ako je poťahovanie špecifických proteínov na povrch určitých detekčných čipov, aby sa zvýšila citlivosť detekcie.

 

Nátery na iný zdravotnícky spotrebný materiál: V prípade niektorých špeciálnych zdravotníckych textílií, ako sú antibakteriálne obväzy, môže nastriekanie náteru obsahujúceho antibakteriálne proteíny dodať antibakteriálne vlastnosti. Navyše nastriekanie špecifických proteínových povlakov na vnútorné steny určitých špeciálnych striekačiek môže znížiť podráždenie tkaniva počas injekcie a zlepšiť bezpečnosť.

Kľúčové procesné parametre na prispôsobenie sa ultrazvukovému striekaciemu zariadeniu: Na vyváženie aktivity biologického proteínu s kvalitou povlaku je potrebná presná kontrola parametrov. Rôzne charakteristiky proteínov vyžadujú rôzne kombinácie parametrov:

Frekvencia atomizácie: Túto je potrebné upraviť podľa molekulovej hmotnosti proteínu. Proteíny s malými molekulami, ako napríklad inzulín, sú vhodné na vysokofrekvenčnú atomizáciu 80-100 kHz; proteíny s veľkou molekulou, ako je albumín, sú vhodné na nízkofrekvenčnú atomizáciu 20 – 40 kHz, aby sa znížilo poškodenie priestorovej štruktúry proteínu spôsobené vysokofrekvenčnými vibráciami.

 

Parametre prívodu kvapaliny a pohybu: Ak si vezmeme ako príklad nanesenie 100 nm hrubého kolagénového povlaku, reguláciou prietoku kvapaliny pri 0,3 ml/min a nastavením rýchlosti rozprašovacieho pohybu na 2 mm/s sa dosiahne rovnomerný povlak bez dier a prasklín. Súčasne uzavretý-kontrolný systém umožňuje plynulé nastavenie hrúbky povlaku od 50 do 500 nm.

 

Podmienky prostredia: Prostredie striekania sa musí udržiavať pri teplote 20-25 stupňov a relatívnej vlhkosti 40%-60%, aby sa zabránilo príliš rýchlemu vyparovaniu kvapiek, ktoré by mohlo viesť k praskaniu povlaku, a aby sa zabránilo poškodeniu proteínovej aktivity vysokou teplotou a vlhkosťou.

 

Významné technické výhody:

Vysoká miera zachovania aktivity: Proces rozprašovania nevyžaduje vysoký-prúd vzduchu, výsledkom čoho je rovnomerná distribúcia energie a miera deštrukcie priestorovej štruktúry proteínu nižšia ako 5 %, čo je oveľa lepšie ako pri tradičnom pneumatickom striekaní, čím sa maximalizuje zachovanie biologickej aktivity proteínu.

 

Vysoké využitie materiálu a nízke straty: Minimálne prestrekovanie počas striekania, s mierou využitia kvapaliny presahujúcou 95%, nielenže znižuje straty drahých biologických proteínových surovín, ale tiež znižuje náklady. Tryska má navyše samočistiacu funkciu-, vďaka čomu je menej náchylná na upchávanie. To znižuje náklady na údržbu a zabraňuje plytvaniu materiálom a defektom povlaku spôsobeným zablokovaním trysky.

 

Prispôsobenie individuálnym potrebám: Zariadenie dokáže flexibilne upraviť rozsah striekania a hrúbku povlaku, čo umožňuje prispôsobenú prípravu proteínového povlaku pre rôzne veľkosti implantovateľných zariadení pacientov a potreby testovania diagnostických zariadení. Napríklad rozsah proteínového poťahu stentu možno upraviť podľa priemeru krvných ciev, aby sa prispôsobili klinickým potrebám rôznych pacientov.

 

Aké sú výhody ultrazvukového striekacieho zariadenia pri atomizačnom striekaní biologických proteínových povlakových kvapalín?

Hlavnými výhodami ultrazvukového striekacieho zariadenia pri atomizačnom striekaní biologických proteínových povlakových kvapalín sú nízke poškodenie pri zachovaní aktivity, vysoká miera využitia a zníženie nákladov a vysoká presnosť prispôsobenia potrebám. Konkrétne to možno rozdeliť do troch bodov:

 

1. Maximalizácia zachovania aktivity biologickej bielkoviny: Proces atomizácie si nevyžaduje prúdenie vzduchu pod vysokým-tlakom a distribúcia energie je rovnomerná, pričom miera poškodenia priestorovej štruktúry proteínu je menšia ako 5 %. V porovnaní s vysokým-tlakom tradičného pneumatického striekania zabraňuje denaturácii a inaktivácii proteínov, čím zaisťuje, že nie sú ovplyvnené biologické funkcie náteru (ako sú antibakteriálne vlastnosti a podpora bunkovej adhézie).

 

2. Vysoké využitie materiálu + nízke náklady na údržbu: Extrémne nízky objem prestreku vedie k využitiu bio-proteínovej suroviny presahujúcej 95 %, čím sa výrazne znižuje plytvanie drahými proteínovými materiálmi. Tryska má samočistiacu funkciu, ktorá zabraňuje upchávaniu v dôsledku usadenín bielkovín, znižuje frekvenciu údržby zariadenia a náklady a zabraňuje defektom povlaku spôsobeným upchávaním.

 

3. Vysoká presnosť + silná prispôsobivosť: Presná kontrola hrúbky náteru (plynule nastaviteľná od 50 do 500 nm) a flexibilné nastavenie rozsahu striekania a rovnomernosti. Je kompatibilný so substrátmi rôznych veľkostí, ako sú implantovateľné zariadenia a biosenzory, a môže tiež spĺňať personalizované klinické potreby (ako sú prispôsobené rozsahy povlakov stentov). Povlak je bez dier a prasklín a vykazuje vysokú kvalitu stability.