Modeling cavitation bubble dynamics in an autoinjector and its implications on drug molecules

气泡 空化 半径 机械 喷射(流体) 无量纲量 聚结(物理) 下降(电信) 化学 材料科学 物理 计算机安全 计算机科学 电信 天体生物学
作者
Yuchen Zhang,Zhongwang Dou,Jean-Christophe Veilleux,Galen H. Shi,David S. Collins,Pavlos P. Vlachos,Sadegh Dabiri,Arezoo M. Ardekani
出处
期刊:International Journal of Pharmaceutics [Elsevier]
卷期号:608: 121062-121062 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.ijpharm.2021.121062
摘要

The collapse of cavitation bubbles induced by abrupt acceleration of the syringe in an autoinjector device can lead to protein aggregation. The details of bubble dynamics are investigated using an axisymmetric, three-dimensional simulation with passive tracers to illustrate the transport of protein molecules. When a bubble near the syringe wall collapses, protein molecules are concentrated in the re-entrant jet, pushed towards the syringe wall, and then spread across the wall, potentially leading to protein adsorption on the syringe wall and aggregation. This phenomenon is more prominent for bubbles positioned closer to the bottom wall, growing to a larger maximum radius. The bubble’s maximum radius decreases with the bubble’s distance from the syringe wall and air gap pressure, and increases with an increase in liquid column height and nucleus size. The strain rate induced by the bubble collapse is not large enough to unfold the proteins. When the re-entrant jet impacts the bubble surface or syringe wall, the bubble breaks up, generating smaller bubbles with high surface concentration of protein molecules, potentially inducing aggregation in the bulk. The bubble dynamics are influenced by dimensionless distance of the nucleus from the wall, normalized by maximum bubble radius (γ). The re-entrant jet velocity increases with γ, while the maximum liquid pressure, typically 100∼1000 bar, first decreases and then increases with γ. For a cloud of cavitation bubbles, i.e., closely clustered bubbles, coalescence of bubbles can occur, leading to a higher peak pressure at collapse.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
必然发布了新的文献求助10
1秒前
势临完成签到 ,获得积分10
4秒前
Aurn完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
山野下完成签到,获得积分10
8秒前
龚文亮发布了新的文献求助10
9秒前
无花果应助辛勤的书兰采纳,获得10
9秒前
孝顺的蛋挞完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
无极微光应助cong采纳,获得20
11秒前
Owen应助茉莉奶绿采纳,获得10
11秒前
希望天下0贩的0应助Miranda采纳,获得10
11秒前
12秒前
大个应助老实的山菡采纳,获得10
13秒前
zhan20200503完成签到,获得积分10
14秒前
苹果发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
鱼肠发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
我来文献求助了完成签到,获得积分10
16秒前
Lee发布了新的文献求助10
16秒前
跳跃的夜柳应助eeen采纳,获得10
17秒前
乐乐应助eeen采纳,获得10
17秒前
ary完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
陶醉的代玉完成签到 ,获得积分10
19秒前
四九完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
思源应助乐颜采纳,获得10
21秒前
善学以致用应助QDL采纳,获得10
22秒前
小小人儿发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
伊丽莎白发布了新的文献求助20
25秒前
26秒前
27秒前
27秒前
烟花应助四九采纳,获得10
28秒前
云弋发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6026445
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7669480
关于积分的说明 16182655
捐赠科研通 5174419
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768743
邀请新用户注册赠送积分活动 1752063
关于科研通互助平台的介绍 1638010