无针注射项目简介无针注射 (Needle-free Injection 或 Needleless Injection)又称射流注射,指的是利用机械装置( 如高压气体或弹簧 ) 产生的瞬间高压,推动药剂( 液体或冻干粉 ) 经过一个很细的喷嘴,形成高压射流,高速穿过皮肤直接弥散到皮下组织中
这种射流的速度极高,典型值为150-300m/s,进入肌体的深度有限,且注射过程为几十毫秒, 对神经末梢的刺激很小, 因此,一般不像有针注射器那样有明显的刺痛感, 同时,注射的药物能在一定围呈弥散状分布
作为透皮给药技术之一的无针注射系统具有无痛( 微痛) 的特点,尤其适合于多肽蛋白质药物、治疗性基因药物及疫苗等给药
如图1 所示,无针注射系统包括动力、注射、进药三大部分
图 1 无针注射系统的基本组成图 2 无针注射与有针注射扩散性比较华中科技大学机械学院与生命科学院合作对无针注射给药技术进行了研究
建立无针注射流体力学模型,对不同射流速度下无针注射过程进行了数值仿真;开发了具有自主知识产权的无针注射系统,它包括动力头、注射头、安瓿接口、上弦装置等 ; 开发了无针注射装置机械性能测试平台,并利用该平台对无针注射系统的机械性能进行了研究; 进行了体外、体实验;完成了安瓿注塑模具的开发与试模工作,成功地解决了安瓿的注射加工问题
1 无针注射器流体力学模型和药液射流演化过程仿真项目组假设安瓿液体流动为层流流动,建立不可压缩流体的连续性方程、粘性不可压缩流体的Navier-Stokes方程
在此基础上, 对无针注射流体动力学过程进行了数值模拟
通过仿真, 得到了对不同初始速度下, 无针注射射流在空气中演化的时空分布规律,如图3 所示;同时,还针对不同初始速度情况下,无针注射射流进入皮肤后的扩散情况进行了仿真,得到了如图4 所示的结果
图 3 不同初始速度下,空气中射流演化过程图 4 不同初始速