El equipo de pulverización ultrasónica se utiliza para la pulverización atomizada de soluciones de recubrimiento de bio-proteínas.

El equipo de pulverización ultrasónica, con sus ventajas principales de atomización de bajo-daño y deposición de alta-precisión, resuelve los puntos débiles de la desnaturalización de bio-proteínas y la dificultad para controlar la uniformidad del recubrimiento en la pulverización atomizada de soluciones de recubrimiento de bio-proteínas. Actualmente se utiliza ampliamente en campos biomédicos como los implantes médicos y los biosensores. Se encuentran disponibles soluciones de optimización específicas para los parámetros del proceso y la compatibilidad del equipo. La siguiente es una introducción detallada: Escenarios de aplicaciones principales

Recubrimiento de dispositivos médicos implantables: esta es el área de aplicación principal de este equipo. En ortopedia, se pueden rociar soluciones de recubrimiento de colágeno sobre la superficie de articulaciones artificiales de aleación de titanio, activando la adhesión y proliferación de osteoblastos, acortando significativamente el tiempo de integración ósea y reduciendo la incidencia de aflojamiento posoperatorio. En el campo cardiovascular, las soluciones de recubrimiento, como el fibrinógeno, sobre los stents de las arterias coronarias pueden inhibir la agregación plaquetaria y reducir significativamente el riesgo de trombosis del stent. Además, también se puede utilizar para rociar el recubrimiento proteico de globos liberadores de fármacos, mejorando la biocompatibilidad entre el globo y el tejido vascular.

 

Recubrimientos para equipos de biodiagnóstico: en dispositivos de diagnóstico in vitro, como biosensores y chips de microfluidos, se pueden rociar recubrimientos que contienen albúmina, enzimas y otras proteínas biológicas. Estos recubrimientos mejoran las capacidades de reconocimiento bioespecífico de los sensores, asegurando la precisión de los resultados del diagnóstico. Este equipo también se puede utilizar para recubrir consumibles de diagnóstico in vitro, como recubrir proteínas específicas en la superficie de ciertos chips de detección para mejorar la sensibilidad de detección.

 

Recubrimientos para otros consumibles médicos: para algunos textiles médicos especiales, como vendajes antibacterianos, rociar un recubrimiento que contenga proteínas antibacterianas puede impartir propiedades antibacterianas. Además, rociar recubrimientos proteicos específicos en las paredes internas de ciertas jeringas especiales puede reducir la irritación del tejido durante la inyección y mejorar la seguridad.

Parámetros clave del proceso para la adaptación a equipos de pulverización ultrasónica: Es necesario un control preciso de los parámetros para equilibrar la actividad de la proteína biológica con la calidad del recubrimiento. Las diferentes características de las proteínas requieren diferentes combinaciones de parámetros:

Frecuencia de atomización: debe ajustarse según el peso molecular de la proteína. Las proteínas de molécula pequeña, como la insulina, son adecuadas para la atomización de alta-frecuencia de 80-100 kHz; Las proteínas de molécula grande, como la albúmina, son adecuadas para la atomización de baja-frecuencia de 20 a 40 kHz para reducir el daño a la estructura espacial de la proteína causado por la vibración de alta frecuencia.

 

Parámetros de movimiento y suministro de líquido: tomando como ejemplo la deposición de un recubrimiento de colágeno de 100 nm de espesor, controlando el caudal de suministro de líquido a 0,3 ml/min y ajustando la velocidad del movimiento de pulverización a 2 mm/s se logra un recubrimiento uniforme libre de poros y grietas. Al mismo tiempo, un sistema de control de bucle cerrado-permite un ajuste continuo del espesor del recubrimiento de 50 a 500 nm.

 

Condiciones ambientales: El entorno de pulverización debe mantenerse a una temperatura de 20 a 25 grados y una humedad relativa de 40 a 60 % para evitar una evaporación excesivamente rápida de las gotas que podría provocar el agrietamiento del recubrimiento y para evitar que las altas temperaturas y la humedad dañen la actividad de las proteínas.

 

Importantes ventajas técnicas:

Alta tasa de retención de actividad: el proceso de atomización no requiere un flujo de aire a alta-presión, lo que da como resultado una distribución uniforme de la energía y una tasa de destrucción de la estructura espacial de las proteínas de menos del 5 %, muy superior a la pulverización neumática tradicional, lo que maximiza la preservación de la actividad biológica de la proteína.

 

Alta utilización de material y baja pérdida: un exceso de pulverización mínimo durante la pulverización, con una tasa de utilización de líquido superior al 95%, no solo reduce la pérdida de costosas materias primas de proteínas biológicas sino que también reduce los costos. Además, la boquilla tiene una función de auto-limpieza, lo que la hace menos propensa a obstruirse. Esto reduce los costos de mantenimiento y evita el desperdicio de material y los defectos de recubrimiento causados ​​por la obstrucción de las boquillas.

 

Adaptación a las necesidades personalizadas: el equipo puede ajustar de manera flexible el rango de pulverización y el espesor del recubrimiento, lo que permite una preparación personalizada del recubrimiento de proteína para los diferentes tamaños de dispositivos implantables de los pacientes y las necesidades de prueba de los equipos de diagnóstico. Por ejemplo, el rango de recubrimiento proteico del stent se puede ajustar según el diámetro del vaso sanguíneo para adaptarse a las necesidades clínicas de diferentes pacientes.

 

¿Cuáles son las ventajas de los equipos de pulverización ultrasónica en la pulverización por atomización de líquidos de recubrimiento de proteínas biológicas?

Las principales ventajas de los equipos de pulverización ultrasónica en la pulverización por atomización de líquidos de recubrimiento de proteínas biológicas son el bajo daño y al mismo tiempo la preservación de la actividad, una alta tasa de utilización y reducción de costos, y una adaptación de alta precisión a las necesidades. En concreto, esto se puede dividir en tres puntos:

 

1. Maximizar la preservación de la actividad biológica de las proteínas: el proceso de atomización no requiere un flujo de aire a alta-presión y la distribución de energía es uniforme, con una tasa de daño a la estructura espacial de la proteína de menos del 5 %. En comparación con el impacto de alta-presión de la pulverización neumática tradicional, evita la desnaturalización e inactivación de las proteínas, lo que garantiza que las funciones biológicas del recubrimiento (como las propiedades antibacterianas y la promoción de la adhesión celular) no se vean afectadas.

 

2. Alta utilización de materiales + bajos costos de mantenimiento: el volumen de rociado excesivo extremadamente bajo da como resultado una tasa de utilización de materia prima de bio-proteína superior al 95%, lo que reduce significativamente el desperdicio de costosos materiales proteicos. La boquilla tiene una función de auto-limpieza, evitando la obstrucción debido a depósitos de proteínas, reduciendo la frecuencia y los costos de mantenimiento del equipo y evitando defectos de recubrimiento causados ​​por la obstrucción.

 

3. Alta precisión + gran adaptabilidad: control preciso del espesor del recubrimiento (ajustable continuamente de 50 a 500 nm) y ajuste flexible del rango de pulverización y uniformidad. Es compatible con sustratos de diferentes tamaños, como dispositivos implantables y biosensores, y también puede satisfacer necesidades clínicas personalizadas (como gamas de revestimiento de stent personalizadas). El recubrimiento está libre de poros y grietas, exhibiendo una estabilidad de alta calidad.