Lanciare un sottile getto d’acqua attraverso una goccia di liquido, disfacendolo il meno possibile, può sembrare una sfida puramente ludica, senza alcun uso pratico. Tuttavia, se fatto in modo molto preciso e conoscendo a fondo l’intero processo, questo potrebbe aiutare a identificare nuovi modi per iniettare fluidi, come vaccini o altri farmaci, attraverso la pelle senza usare aghi.
Questo è stato l’obiettivo di un nuovo studio condotto da ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti e dell’Università di Twente nei Paesi Bassi.
Nello studio sono stati condotti esperimenti in cui getti d’acqua finissimi sono stati sparati attraverso molti tipi di gocce, centinaia di volte, utilizzando telecamere ad alta velocità per catturare ogni impatto in dettaglio.
I video registrati dal team ricordano le famose fotografie a luce stroboscopica di un proiettile che attraversa un isolato, sperimentate da Harold ‘Doc’ Edgerton del MIT.
Le immagini di Edgerton hanno catturato in sequenza brevissimi momenti del percorso di un proiettile attraverso un isolato, nei minimi dettagli. Nuovi video del team del MIT di un getto d’acqua sparato attraverso una gocciolina rivelano dinamiche di impatto sorprendentemente simili. Poiché le goccioline dei loro esperimenti sono trasparenti, i ricercatori sono stati anche in grado di seguire ciò che accade all’interno di una gocciolina quando un getto viene attraversato da un getto.
Il nuovo studio sull’impatto di getti d’acqua molto fini sulle goccioline di liquido ricorda le foto ad
alta velocità di Harold ‘Doc’ Edgerton di un proiettile sparato attraverso un blocco. I risultati dei nuovi esperimenti potrebbero aiutare a mettere a punto i sistemi di iniezione senza ago per consentire la penetrazione istantanea dei farmaci attraverso la pelle in modo pratico ed efficiente.
Sulla base dei loro esperimenti, David Fernandez Rivas del MIT e i suoi colleghi hanno sviluppato un modello che prevede l’impatto di un getto di fluido su una gocciolina di una certa viscosità ed elasticità. Poiché la pelle umana è anche un materiale elastico e viscoso, ritengono che il modello potrebbe essere adattato per prevedere come i farmaci liquidi potrebbero essere somministrati attraverso la pelle sparando un flusso molto sottile del farmaco, senza la necessità di aghi.
Il team di Fernandez Rivas descrive i loro esperimenti e i risultati ottenuti in un articolo intitolato “Impact of a microfluidic jet on a pendant droplet” (Impatto di un getto microfluidico su una goccia pendente), pubblicato sulla rivista accademica Soft Matter.