使用有限元素方法设计和优化三种材料的空心微针间距,使用有限元素方法
Xiaodan Zhang1, Qifei Gu1, Xue Sui1
1School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing, 102488, China.
Scientific reports
|January 3, 2025
概括
这项研究分析了由二氧化 (HfO2),多糖醇酸 (PGA) 和多乳酸 (PLA) 制成的空心微针结构,以精确的药物输送. 针对多针间距的最佳设计因材料特性而有所不同.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 药物输送系统 药物输送系统
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 微针可以提供精确,最少侵入性的药物输送.
- 结构和水力动力学特性对于微针的有效性至关重要.
研究的目的:
- 执行结构分析和皮肤穿孔模拟空洞的微针.
- 研究材料,尺寸和间距对微针性能的影响.
- 为了分析药物运输的微针亮度内的流体动力学.
主要方法:
- 使用ANSYS进行结构分析和皮肤穿孔模拟.
- 进行L9(3^4) 直角实验以优化单针结构.
- 模拟的多针配置 (双,三,五针) 与不同的间隔.
- 模拟水和利多卡因 (利多卡因) 布洛芬的水力动力学特性 [Lid][Ibp].
主要成果:
- 最佳的单针结构在二氧化物 (HfO2),多糖醇酸 (PGA) 和多乳酸 (PLA) 材料中是一致的.
- 根据材料,最佳的多针间距差异很大.
- 流体流速在光线中与压力正相关,减少低粘度流体的损失.
结论:
- 材料选择对于优化药物输送应用中的多针间距至关重要.
- 压力调制可以提高微针系统中的流体输送效率.
- 计算建模为设计先进的微针设备提供了宝贵的见解.
