Tecnología de pulverización con globo ultrasónico

Tecnología de pulverización con globo ultrasónico

Tecnología de pulverización con globo ultrasónico. Esta es una aplicación altamente especializada y de vanguardia, centrada principalmente en la fabricación de dispositivos médicos de alta gama.

I. Concepto central: ¿Qué es la tecnología de pulverización de globo ultrasónico?

Utiliza energía ultrasónica para atomizar las drogas o las soluciones de recubrimiento en partículas extremadamente finas y uniformes, que luego se rocían con precisión en la superficie de un catéter de globo.

En pocas palabras:

Atomización ultrasónica: un componente de núcleo (la boquilla ultrasónica) genera vibraciones de alta frecuencia, rompiendo el líquido en gotas uniformes del tamaño de un micrón.

Pulverización de precisión: estas gotas se guían por un flujo de aire suave (flujo laminar) y cubren uniformemente la superficie de un globo giratorio o en movimiento lentamente.

Secado y formación: el solvente se evapora rápidamente, dejando un recubrimiento de drogas delgado, uniforme y con dosis precisamente en el globo.

Esta tecnología se utiliza principalmente para fabricar globos recubiertos de fármacos.

II. ¿Por qué se necesita esta tecnología? ¿Qué problema resuelve?

Los globos recubiertos de drogas (DCB) son una innovación importante en la intervención cardiovascular. Se usan para tratar la estenosis vascular (como la arteria coronaria o la estenosis de la arteria periférica). El médico entrega un globo no inflado al bloqueo, lo infla para expandir el vaso, y simultáneamente libera rápidamente el fármaco (típicamente un fármaco antiproliferativo como el paclitaxel) en la pared del vaso, inhibiendo el crecimiento excesivo del tejido cicatricial y prevenir más bloqueo.

Los requisitos básicos para los recubrimientos son extremadamente exigentes:

Ultra-High Uniformidad: el grosor de recubrimiento debe ser muy consistente para garantizar la dosis precisa de los medicamentos y evitar la sobredosis localizada.

Recubrimiento extremadamente delgado: el globo requiere un diámetro exterior extremadamente bajo para alcanzar la lesión, lo que requiere un recubrimiento extremadamente delgado (típicamente micrómetros).

Durabilidad de recubrimiento: el recubrimiento no debe caer durante el parto (de lo contrario, causando embolia), pero debe transferirse rápida y uniformemente a la pared del vaso durante la inflación del globo.

Estabilidad del fármaco: el proceso no debe destruir la estructura y la eficacia del fármaco.

Los métodos de pulverización tradicionales (como pistolas de pulverización a presión) luchan para cumplir con estos requisitos, pero la tecnología de pulverización ultrasónica aborda perfectamente estos desafíos.

Iii. Principios técnicos y composición del sistema

Principio de atomización ultrasónica:

El núcleo del sistema es un transductor cerámico piezoeléctrico, que convierte señales eléctricas de alta frecuencia (por ejemplo, 20kHz, 40 kHz, 60kHz o más) en vibraciones mecánicas de la misma frecuencia.

Estas vibraciones se transmiten a la placa de atomización al final de la boquilla, generando alta frecuencia 'ondas estacionarias' en la superficie de la placa.

Cuando el líquido de recubrimiento se administra a la superficie de la placa de atomización, es 'desgarrada' por estas vibraciones de alta frecuencia, superando la tensión superficial del líquido y formando gotas de un solo diámetro y tamaño extremadamente pequeño (típicamente 5-20 µm). Esto es fundamentalmente diferente de los diferentes tamaños de gotas producidos por las pistolas de pulverización de presión tradicionales.

Componentes del sistema clave:

Boquilla ultrasónica: el componente de atomización del núcleo.

Sistema de suministro de líquido: una bomba de precisión que entrega el líquido a una velocidad de flujo estable y controlable.

Sistema de gas de atomización/cortina: un gas inerte suave (p. Ej., Nitrógeno) se usa para 'soplar' las partículas atomizadas hacia el globo, creando una cortina de aire para evitar que las gotas se propagen y garantizar un área de pulverización precisa. Sistema de movimiento de precisión: típicamente un sistema de múltiples eje controla el movimiento relativo entre el cabezal de pulverización y el globo. El globo en sí también gira lentamente para garantizar una cobertura uniforme de 360 ​​°.

Sistema de secado: el calentamiento suave o el flujo de aire generalmente evapora el solvente durante o después de la pulverización, asegurando el recubrimiento.

El siguiente diagrama ilustra visualmente el flujo de trabajo central del sistema de pulverización de globos ultrasónicos:

IV. Lo más destacado de las ventajas técnicas

Uniformidad incomparable: produce gotas de un solo diámetro, lo que resulta en un recubrimiento extremadamente uniforme, lo cual es clave para garantizar una dosis precisa.

Eficiencia de transferencia extremadamente alta: más del 95% de la solución farmacológica se deposita de manera efectiva en la superficie del globo, con desechos mínimos. Esto es crucial para drogas caras.

Control preciso de la dosis: mediante el control de la concentración de fármacos, la velocidad de suministro y el tiempo de pulverización, la dosis de fármaco por unidad de área se puede controlar con precisión.

Proceso suave: el proceso de atomización a baja temperatura y alta presión no compromete la actividad de los medicamentos sensibles.

Repetibilidad y consistencia: todo el proceso está automatizado por el software, eliminando la inestabilidad de la operación manual y garantizando una alta consistencia por lotes a lotes. Compatible con formulaciones complejas: capaz de atomizar las soluciones de fármacos de varias viscosidades y contenidos de sólidos.

V. Áreas principales de aplicación

Globos cardiovasculares recubiertos de drogas: esta es la aplicación más convencional y exigente, utilizada en aplicaciones arteriales coronarias y periféricas.

Urología/globos gastrointestinales: los ejemplos incluyen globos recubiertos de fármacos para tratar hiperplasia prostática benigna o estenosis esofágica.

Globos recubiertos: una película de polímero se rocía sobre el globo para transportar drogas o lograr funciones especiales.

Otros recubrimientos de dispositivos médicos de precisión: los ejemplos incluyen recubrimientos funcionales (recubrimientos antimicrobianos y anticoagulantes) para componentes como stents y catéteres.

VI. Desafíos y consideraciones

Complejidad del sistema: el dispositivo está altamente integrado, que implica mecánica de precisión, control de fluidos y software de automatización, lo que resulta en altos costos de inversión y mantenimiento iniciales.

Dificultad de desarrollo del proceso: se requiere una optimización extensa de parámetros (como la frecuencia, la velocidad de flujo, la presión del aire y la velocidad de movimiento) para formulaciones específicas de solventes de fármacos para lograr resultados óptimos.

Esterilidad y control ambiental: el proceso de producción generalmente se realiza en una sala limpia y debe cumplir con los estrictos requisitos regulatorios para la producción de dispositivos médicos (como GMP).

Resumen

La tecnología de pulverización con globo ultrasónico integra perfectamente la tecnología ultrasónica de vanguardia con las demandas de la fabricación de dispositivos médicos de alta gama. En lugar de tradicional 'soldadura ' o 'corte, ' sirve como una herramienta de medición y recubrimiento de nivel de micras extremadamente precisa, convirtiéndose en un proceso central indispensable para fabricar globos recubiertos de fármacos de próxima generación e impulsar directamente el desarrollo de terapias de intervención mínimamente invasivas.

RPS-Sonic Ultrasonic Spraying Equipment Videos: