Оборудование для ультразвукового распыления используется для распыления растворов био-белковых покрытий.

Ультразвуковое распылительное оборудование с его основными преимуществами, заключающимися в распылении с низким-повреждением и высокой{1}}точностью осаждения, решает проблемы, связанные с денатурацией био-белков и трудностями в контроле однородности покрытия при распылении растворов для покрытия био-белков. В настоящее время он широко используется в биомедицинских областях, таких как медицинские имплантаты и биосенсоры. Доступны целевые решения по оптимизации параметров процесса и совместимости оборудования. Ниже приводится подробное введение: Основные сценарии применения.

Имплантируемое покрытие медицинского оборудования: это основная область применения этого оборудования. В ортопедии растворы коллагенового покрытия можно распылять на поверхность искусственных суставов из титановых сплавов, активируя адгезию и пролиферацию остеобластов, значительно сокращая время интеграции кости и уменьшая частоту послеоперационного расшатывания. В области сердечно-сосудистой системы покрытие стентов коронарных артерий такими растворами, как фибриноген, может ингибировать агрегацию тромбоцитов и значительно снизить риск тромбоза стентов. Кроме того, его также можно использовать для распыления белкового покрытия на баллоны,-выделяющие лекарственное средство, улучшая биосовместимость между баллоном и сосудистой тканью.

 

Покрытия для биодиагностического оборудования. На диагностические устройства in vitro, такие как биосенсоры и микрофлюидные чипы, можно напылять покрытия, содержащие альбумин, ферменты и другие биологические белки. Эти покрытия улучшают возможности биоспецифического распознавания датчиков, обеспечивая точность диагностических результатов. Это оборудование также можно использовать для нанесения покрытия на расходные материалы для диагностики in vitro, например, для нанесения определенных белков на поверхность некоторых детекторных чипов для повышения чувствительности обнаружения.

 

Покрытия для других медицинских расходных материалов. Для некоторых специальных медицинских тканей, таких как антибактериальные повязки, напыление покрытия, содержащего антибактериальные белки, может придать антибактериальные свойства. Кроме того, напыление специального белкового покрытия на внутренние стенки некоторых специальных шприцев может уменьшить раздражение тканей во время инъекции и повысить безопасность.

Ключевые параметры процесса для адаптации к оборудованию ультразвукового распыления: Точный контроль параметров необходим для того, чтобы сбалансировать активность биологического белка и качество покрытия. Различные характеристики белка требуют разных комбинаций параметров:

Частота распыления: ее необходимо регулировать в зависимости от молекулярной массы белка. Малые молекулы белков, таких как инсулин, подходят для высокочастотного-распыления 80-100 кГц; Белки с большими молекулами, такие как альбумин, подходят для низкочастотного распыления 20–40 кГц, чтобы уменьшить повреждение пространственной структуры белка, вызванное высокочастотной вибрацией.

 

Параметры подачи жидкости и движения: на примере нанесения коллагенового покрытия толщиной 100 нм, контролируя скорость потока подачи жидкости на уровне 0,3 мл/мин и устанавливая скорость движения распыления на 2 мм/с, можно добиться однородного покрытия без микроотверстий и трещин. Одновременно с этим система управления с замкнутым-контуром позволяет бесступенчато регулировать толщину покрытия от 50 до 500 нм.

 

Условия окружающей среды: В среде распыления необходимо поддерживать температуру 20–25 градусов и относительную влажность 40–60 %, чтобы предотвратить чрезмерно быстрое испарение капель, которое может привести к растрескиванию покрытия, а также предотвратить повреждение активности белка высокой температурой и влажностью.

 

Значительные технические преимущества:

Высокая степень сохранения активности: процесс распыления не требует потока воздуха под высоким-давлением, что приводит к равномерному распределению энергии и скорости разрушения пространственной структуры белка менее 5 %, что намного превосходит традиционное пневматическое распыление, максимально сохраняя биологическую активность белка.

 

Высокий уровень использования материала и низкие потери: минимальное избыточное распыление во время распыления при коэффициенте использования жидкости, превышающем 95%, не только снижает потери дорогостоящего биологического белкового сырья, но и снижает затраты. Кроме того, сопло имеет функцию самоочистки-, что снижает вероятность его засорения. Это снижает затраты на техническое обслуживание и позволяет избежать отходов материала и дефектов покрытия, вызванных засорением форсунок.

 

Адаптация к индивидуальным потребностям: оборудование может гибко регулировать диапазон распыления и толщину покрытия, что позволяет индивидуально готовить белковое покрытие для различных размеров имплантируемых устройств пациентов и потребностей тестирования диагностического оборудования. Например, диапазон белкового покрытия стента можно регулировать в зависимости от диаметра кровеносного сосуда, чтобы адаптировать его к клиническим потребностям различных пациентов.

 

Каковы преимущества ультразвукового распылительного оборудования при распылении жидкостей для покрытия биологических белков?

Основными преимуществами оборудования для ультразвукового распыления при распылении жидкостей для покрытия биологических белков являются низкий уровень повреждений при сохранении активности, высокая степень использования и снижение затрат, а также высокая точность адаптации к потребностям. Конкретно это можно разделить на три пункта:

 

1. Максимальное сохранение биологической активности белка. Процесс распыления не требует потока воздуха под высоким-давлением, распределение энергии является равномерным, степень повреждения пространственной структуры белка составляет менее 5%. По сравнению с воздействием высокого-давления при традиционном пневматическом распылении, это позволяет избежать денатурации и инактивации белков, гарантируя, что биологические функции покрытия (такие как антибактериальные свойства и стимулирование клеточной адгезии) не будут затронуты.

 

2. Высокий уровень использования материала + низкие затраты на техническое обслуживание. Чрезвычайно низкий объем избыточного распыления приводит к тому, что коэффициент использования биопротеинового сырья превышает 95 %, что значительно снижает отходы дорогостоящих белковых материалов. Форсунка имеет функцию самоочистки-, которая предотвращает засорение из-за белковых отложений, снижает частоту и затраты на техническое обслуживание оборудования, а также позволяет избежать дефектов покрытия, вызванных засорением.

 

3. Высокая точность + высокая адаптируемость: точный контроль толщины покрытия (бесступенчатая регулировка в диапазоне 50-500 нм) и гибкая регулировка диапазона и равномерности распыления. Он совместим с подложками разных размеров, такими как имплантируемые устройства и биосенсоры, а также может удовлетворить индивидуальные клинические потребности (например, индивидуальный диапазон покрытия стентов). Покрытие не имеет пор и трещин и демонстрирует высокую стабильность качества.