High-speed, clinical-scale microfluidic generation of stable phase-change droplets for gas embolotherapy.
High-speed, clinical-scale microfluidic generation of stable phase-change droplets for gas embolotherapy.
复制标题
DOI：
10.1039/c1lc20615j
复制
发表时间：
2011-12-07
期刊：
影响因子：
6.1
通讯作者：
Lee AP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bardin D;Martz TD;Sheeran PS;Shih R;Dayton PA;Lee AP
在这项研究中，我们报告了一种微流控装置和液滴形成制度，能够产生临床规模的液滴乳剂，其大小和功能适合体内治疗。在我们的流动聚焦装置中，通过增加毛细管数--基于连续外相的流速--我们研究了三种液滴破碎模式：几何控制模式、滴状模式和喷射模式。我们的设备在滴加模式下运行，可在适当的3-6微米范围内生成高度单分散的全氟戊烷液滴，速度超过每秒105个液滴。基于液滴直径和连续相与分散相流量之比的实验结果，我们推导出适用于滴滴区域的级数方程，用DD≅27(QC/QD)−5/12预测液滴的尺寸。在本研究中，挥发性液滴在室温下稳定数周，但在均匀的热激活阈值以上，经历了快速的液-气相变和体积膨胀。有机会加强局部癌症治疗，如热消融和经皮注射乙醇，使用这些单分散的相变液滴的热或声波汽化来故意堵塞癌症的血管。
In this study we report on a microfluidic device and droplet formation regime capable of generating clinical-scale quantities of droplet emulsions suitable in size and functionality for in vivo therapeutics. By increasing the capillary number – based on the flow rate of the continuous outer phase – in our flow-focusing device, we examine three modes of droplet breakup: geometry-controlled, dripping, and jetting. Operation of our device in the dripping regime results in the generation of highly monodisperse liquid perfluoropentane droplets in the appropriate 3–6 µm range at rates exceeding 105 droplets per second. Based on experimental results relating droplet diameter and the ratio of the continuous and dispersed phase flow rates, we derive a power series equation, valid in the dripping regime, to predict droplet size by Dd ≅ 27(QC/QD)−5/12. The volatile droplets in this study are stable for weeks at room temperature yet undergo rapid liquid-to-gas phase transition, and volume expansion, above a uniform thermal activation threshold. The opportunity exists to potentiate locoregional cancer therapies such as thermal ablation and percutaneous ethanol injection using thermal or acoustic vaporization of these monodisperse phase-change droplets to intentionally occlude the vessels of a cancer.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Fabiilli, Mario L.;Lee, James A.;Kripfgans, Oliver D.;Carson, Paul L.;Fowlkes, J. Brian
通讯作者：
Fowlkes, J. Brian
影响因子：
--
作者：
Kalman, D;Varenhorst, E
通讯作者：
Varenhorst, E
影响因子：
4.6
作者：
Cubaud, Thomas;Mason, Thomas G.
通讯作者：
Mason, Thomas G.
DOI：
10.1109/tuffc.2005.1503996
发表时间：
2005-07-01
影响因子：
3.6
作者：
Kripfgans, OD;Orifici, CM;Fowlkes, JB
通讯作者：
Fowlkes, JB
DOI：
10.1109/tuffc.2002.1009331
发表时间：
2002-06-01
影响因子：
3.6
作者：
Kripfgans, OD;Fowlkes, JB;Carson, PL
通讯作者：
Carson, PL