低频超声激励亚毫米微球制备模型与实验研究.pdf

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1、低频超声激励亚毫米微球制备模型与实验研究Preparationmodelandexperimentaloflowfrequencyultrasonicexcitationforsubmillimetermicrospheres学科专业：仪器科学与技术研究生：夏大祥指导教师：何明霞副教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一一年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津

2、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年

3、月日摘要药物微球作为一种新型的药物载体，具有易吸收、易游走和靶向性等特点。在临床治疗、微生物学等众多领域得到了广泛应用，微球制备技术也受到了越来越多的关注。已有的常规微球制备技术，不适合亚毫米量级和微米量级微球的制备。本论文研究超声激励破碎法结合载流方式制备微球的技术。通过调节载流与射流的流速比，可以制备小于喷嘴直径的亚毫米级的药物微球。论文的核心工作是：建立流速范围为0-30ms时，乙基纤维素物系破碎的理论模型，并完成了激励频率20kHz的超声激励载流破碎微球制备装置的研制。论文研究内容主要包括以下几个方面：

4、1、详细阐述了微球制备技术的发展，重点介绍了激励式微球制备技术中超声激励制备技术的特点、工作原理和技术构架；载流破碎微球制备装置通过超声换能器将超声频段的机械振动传递给射流，同时，在射流周围的载流挤压和拉伸射流。射流在扰动与载流作用下破碎成均匀液滴，均匀液滴进入收集液得到微球。2、在现有的超声激励破碎制粒装置上，改进了注射针与超声变幅杆的连接方式。根据现有装置和超声激励载流微球制备技术的特点设计了载流结构。该机械结构能方便的更换载流孔径和调整注射针与载流孔的同轴度。3、基于FLUENT软件中的流体体积函数模型（

5、volumeoffluid，VOF），借助动网格模型和用户自定义函数实现了超声换能器的周期性扰动，模拟了射流破碎过程。通过仿真分析，研究了射流速度从8ms增加到30ms、激励频率从15kHz变化到70kHz和激励幅度从0增加到10m时，对射流破碎效果的影响，得到激励频率和激励幅度对射流破碎后的液滴形态影响较大。研究了不同载流-射流流速比下，射流破碎效果。4、探讨了载流情况下物系的选择。通过超声激励载流破碎微球制备装置，以乙基纤维素为实验材料，研究了射流速度不变、载流-射流流速比变化时，对微球粒径及其相对标准差

6、的影响。并分析了在乙基纤维素这种物系下，制备的微球粒径偏差较大的原因。关键词：微球射流破碎载流超声激励VOFABSTRACTMicrospheresasanoveldrugcarrierarewidelyusedinclinicaltreatment,microbiologyandotherfields,becauseoftheircharacteristicsofabsorptioneasily,flowsmoothlyandtarget.Theconventionalmicrospherepreparati

7、ontechnologiesarenotsuitableforsubmillimeternormicronmicrospheres.Inthiswork,wecombineultrasonicexcitationcrushingmethodwithcarrierforpreparingmicrospheres.Submillimetermicrospheresthataresmallerthannozzlecanbeobtainedbyadjustingtheflowratioofjetandcarrier.T

8、hemainworkofthispaperistoestablishthetheorymodelofethylcellulosecrushingwhenthejetvelocityrangesfrom0to30m/s,besidescompletethedeviceofultrasonicexcitationcrushinginthepresenceofcarrier.Theconte