A Quantificação da Injeção por Testes Mecânicos

Medindo a força, podemos verificar se um material é injetável e como mudar o tamanho da agulha e da seringa, ou o processamento e química da formulação pode afetar a injeção. Esta técnica é rápida e simples. Pode ser usado com uma variedade de geometrias de agulha e seringa, e requer pouco processamento de dados para obter os valores-chave da força.

Este método é particularmente aplicável para biomateriais injetáveis, como hidrogéis e cimentos, a entrega sustentada de medicamentos e aplicações de engenharia de tecidos. Para configurar o testador mecânico, conecte as bananas de teste de compressão plana ao testador mecânico e equipar manualmente o testador com a célula de carga com a carga máxima de 200 Newtons. Use os botões de controle manuais para separar as bananas para permitir aproximadamente 30 centímetros de espaço para a agulha, seringa e êmbolo.

Para criar um protocolo de teste, abra o assistente de teste no software do dispositivo e defina o tipo de teste para compressão uniaxial. Defina o valor de pré-carga de força medido no qual os testes começarão e ajuste a velocidade para pré-carga para cinco milímetros por minuto, para definir a velocidade com que o crosshead irá se mover para baixo até encontrar a pré-carga. Defina o carregamento para o controle de deslocamento e selecione uma velocidade de teste apropriada.

Em seguida, defina um limite de força superior para parar o teste. Para configurar o sistema de fixação, conecte dois conjuntos de grampos com apertos grandes o suficiente para ensconce a seringa selecionada em dois estandes. Coloque as aderências entre a cabeça cruzada e a placa base com espaço suficiente abaixo das aderências para a seringa e agulha e alinhe os centros das garras com o centro da cabeça cruzada.

Use uma seringa vazia para ajudar no alinhamento. Em seguida, verifique se os grampos estão firmemente fixados para que não haja movimento nos grampos quando uma força descendente é aplicada e coloque um prato sobre a placa inferior para coletar o material extrudado. Para realizar um experimento de injeção, insira a seringa nas garras do grampo e feche as garras para que a seringa seja mantida no lugar, mas possa se mover para cima e para baixo sem resistência com a seringa e o êmbolo perpendicular à cabeça transversal.

Use os botões para baixar a placa superior logo acima do êmbolo e clique em força zero para zerar a força medida. Em seguida, clique em executar para executar o protocolo de teste. No final do teste, eleve as placas a uma altura suficiente, de forma que a seringa possa ser removida e repita o teste com a próxima amostra.

Após cada ensaio, salve os dados em um formato de modo que uma tabela de força e valores de deslocamento possa ser gerada e plote os resultados de cada ensaio com o deslocamento no eixo X e a força no eixo Y. Quando todos os ensaios tiverem sido traçados, determine as forças máximas e platôs de cada gráfico. Uma curva típica de deslocamento de força consiste em três seções.

Um gradiente inicial, à medida que o êmbolo supera o atrito do barril e o material acelerou um máximo de força. E o planalto como o material é extrudado em um estado estável. Para amostras viscosas que passam por um orifício mais estreito, a força necessária para injetar a amostra em velocidade constante é maior do que a força necessária para superar o atrito no barril e acelerar o material.

Portanto, nenhum pico distinto é observado. Para amostras altamente viscosas ou agulhas muito estreitas, a força necessária para extrusão do material pode ser tão grande que a seringa dobra e falha. Muitas vezes com muito pouca extrusão do material.

Se o material que está sendo injetado contiver partículas ou estiver começando a definir, a prensagem do filtro ou a configuração em massa podem ocorrer levando a uma injeção incompleta. É essencial garantir que os aglomerados estejam firmemente protegidos para que a seringa se encaixe, esteja centrada e seja perpendicular à cabeça cruzada. Uma correlação pode ser usada para relacionar a força medida da facilidade de injeção.

Alternativamente, a reologia pode ser usada para entender como o processo de injeção afeta o material.