https://litfl.com/intraosseous-access/

সাবকুটেনিয়াস ইনজেকশন সিস্টেমটি মূলত একটি মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইস যা অনন্য পরিবহন আইন অনুসরণ করে। রেনল্ডস সংখ্যা Re < 100 সহ একটি ল্যামিনার প্রবাহ অবস্থায়, ড্রাগ দ্রবণের প্রবাহ সান্দ্র শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হয়। পরিবর্তিত Hagen-Poiseuille সমীকরণ অনুসারে, সুই টিউবের মাধ্যমে আয়তনের প্রবাহের হার Q=πΔP(D⁴ - d⁴) / (128μL) দ্বারা দেওয়া হয়, যেখানে D হল অভ্যন্তরীণ ব্যাস এবং d হল সুই কোরের ব্যাস এবং μscodynamic (যদি থাকে)। স্ট্যান্ডার্ড থ্রাস্টের অধীনে একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত 27G সুই (অভ্যন্তরীণ ব্যাস 0.21 মিমি) এর জন্য, জলীয় দ্রবণের প্রবাহের হার প্রায় 0.15 মিলি/সেকেন্ড, যখন 50 সিপি সান্দ্রতা সহ একটি সাসপেনশনের প্রবাহের হার 0.03 মিলি/সেকেন্ডে নেমে আসে। এই মুহুর্তে, যুক্তিসঙ্গত ইনজেকশন সময় বজায় রাখার জন্য একটি 22G সুই (অভ্যন্তরীণ ব্যাস 0.41 মিমি) ব্যবহার করা প্রয়োজন।

মাইক্রো-স্কেল প্রবাহে পৃষ্ঠের টান প্রভাব উপেক্ষা করা যায় না। একটি সিরিঞ্জের ভিতরে গঠিত বাঁকা তরল পৃষ্ঠটি একটি অতিরিক্ত চাপ ΔP=2 cosθ/r তৈরি করে, যেখানে পৃষ্ঠের টান সহগ (জল-এয়ার ইন্টারফেসের জন্য 72 mN/m), θ হল যোগাযোগ কোণ, এবং r হল টিউবের ভিতরের ব্যাসার্ধ। যখন r=0.1 মিমি, এই চাপ 1.4 kPa পৌঁছতে পারে, জলের স্তম্ভের 10 সেন্টিমিটারের সমান। হাইড্রোফিলিক আবরণ (30-40 ডিগ্রির যোগাযোগের কোণ সহ) এই প্রতিরোধকে 20% কমাতে পারে, কিন্তু প্রোটিন শোষণকে বাড়িয়ে দিতে পারে। নতুন উদ্ভাবিত বায়োমিমেটিক সুপার{14}}মসৃণ পৃষ্ঠ, মাইক্রো-ন্যানো স্ট্রাকচারের মাধ্যমে লুব্রিকেটিং তরল স্তরটিকে লক করে, 0 ডিগ্রির কাছাকাছি যোগাযোগের কোণে প্রায় ঘর্ষণহীন প্রবাহ অর্জন করতে পারে।

সুই ডগা জেট প্রবাহের গতিবিদ্যার উপর গবেষণা ইঙ্গিত করে যে তরল ওষুধ সুই ডগা ছেড়ে যাওয়ার পরে, এটি তিনটি সাধারণ প্রবাহ অবস্থা গঠন করে: ক্রমাগত জেট (আমরা > 100), ফোঁটা প্রবাহ (4 < আমরা < 100), এবং পরমাণু প্রবাহ (আমরা < 4)। ওয়েবার সংখ্যা আমরা=ρv²d/ পৃষ্ঠের টান থেকে জড়ীয় বলের অনুপাতকে উপস্থাপন করে। ইনসুলিন ইনজেকশনের জন্য সর্বোত্তম অবস্থা হল আমরা=20 - 40 এর সাথে ফোঁটা প্রবাহ, যেখানে ফোঁটার ব্যাস প্রায় 0.5 - 0.8 মিমি, টিস্যুতে একটি আদর্শ জমা ক্ষেত্র তৈরি করে। কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিকস সিমুলেশন দেখায় যে পাঁচটি-ঢালের সুই ডগা দ্বারা উত্পন্ন তরল প্রবাহের প্রসারণ কোণ হল 8 - 12 ডিগ্রী, যেখানে প্রথাগত ঢালের সূঁচের ডগাটি হল 15 - 20 ডিগ্রী, ইঙ্গিত করে যে নতুন নকশা ওষুধের তরল 4% 0% হ্রাস করতে পারে।

সংগ্রহের সময় রক্তের অ-নিউটনিয়ান বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিশেষ পরিচালনার প্রয়োজন হয়। রক্ত কম শিয়ার হারে শিয়ার পাতলা হওয়ার আচরণ প্রদর্শন করে, আপাত সান্দ্রতা 4-5 cP থেকে বিশ্রামে 3-3.5 cP 100 s⁻¹ এর শিয়ার হারে কমে যায়। ভ্যাকুয়াম ব্লাড সংগ্রহের সিস্টেমের ডিজাইনটি সঠিকভাবে মেলে: 45% হেমাটোক্রিট সহ রক্তের জন্য, 21G সুই এবং -40 kPa নেতিবাচক চাপে, শিয়ার রেট প্রায় 3000 s⁻¹। এই মুহুর্তে, রক্ত ​​প্রায় একটি নিউটনিয়ান তরল (3.2 cP এর সান্দ্রতা সহ), এবং প্রবাহের হার 40 মিলি/মিনিট পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। যদি একটি 25G সূক্ষ্ম সুই ব্যবহার করা হয়, তাহলে শিয়ার রেট একই নেতিবাচক চাপে 12000 s⁻¹ এ বেড়ে যায়, যা শিয়ার-প্ররোচিত প্লেটলেট সক্রিয়করণকে ট্রিগার করতে পারে।

স্থিতিশীলতার জন্য ড্রাগ-সংকীর্ণ মিথস্ক্রিয়া অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রোটিন ভিত্তিক ওষুধগুলি ল্যাংমুইর আইসোথার্ম অনুসরণ করে ধাতব পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকে। ইনসুলিনের জন্য 316L স্টেইনলেস স্টিলের সর্বাধিক শোষণ ক্ষমতা প্রায় 0.8 ug/cm²। একটি সিলিকন আবরণ শোষণকে 0.2 ug/cm² এ কমাতে পারে, তবে এটি সিলিকন তেলের ফোঁটা (0.5 - 5 μm ব্যাস সহ) নির্গত করতে পারে, যা একটি ইমিউন প্রতিক্রিয়া ট্রিগার করে। নতুন বিকশিত কোভালেন্টলি বন্ডেড পলিথিন গ্লাইকোল (PEG) আবরণটি সুই টিউবের ভিতরের দেয়ালে সালফার醇-সোনার বন্ধন দ্বারা 2-3 nm আণবিক ব্রাশ গঠন করে, যার ফলে প্রোটিন শোষণ ক্ষমতা 0.05 ug/cm² এর কম এবং লেকস্টান সাবস্ট্যান নেই।

কিছু ওষুধের জন্য অশান্তি নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বড় অণুর ওষুধ যেমন মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডিগুলি গঠনমূলক পরিবর্তন হতে পারে যখন শিয়ার রেট 10,000 s⁻¹-এর বেশি হয়। নতুন লেমিনার সুই লুমেনে সর্পিল গাইড প্লেটকে অন্তর্ভুক্ত করে, প্রবাহ শক্তিকে ঘূর্ণন গতিশক্তিতে রূপান্তরিত করে, যার ফলে শিয়ার রেট 5,000 s⁻¹-এর নিচে রাখা হয়। প্রাণীর পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ট্রাস্টুজুমাবকে প্রথাগত সুচের মাধ্যমে ইনজেকশন দেওয়ার পরে, অ্যান্টিজেন বাইন্ডিং ক্রিয়াকলাপ 8% কমে যায়, যেখানে ল্যামিনার সুচের মাধ্যমে ইনজেকশনের সময় এটি মাত্র 2% কমে যায়। এই নকশাটি গহ্বরের ঘটনাকেও হ্রাস করে এবং প্রচলিত 0.3 মিলি/মিনিট থেকে 0.05 মিলি/মিনিট পর্যন্ত অণু বুদবুদ তৈরি করে।