国家实验室的科学家们参考了NASA的微重力模拟器,制作了一台声波悬浮仪。他们将两个产生同样频率(略高于人耳的分辨频率)的扬声器上下精准对齐,同时发声,这样两个声波会相互干扰,产生驻波现象,在 节点处会产生重力抵消的效果。将物体放在节点上,就能使之悬浮。当液滴悬浮的时候,由于不接触介质,就能够在蒸干的时候得到非晶形物质,通过这种方式对药物进行开发和研究。
美国能源部的国家实验室里,一种利用声波使单个液滴悬浮的技术已经被发明出来。在这个溶液液滴中,可能会包含不同种类的药物。尽管液体悬浮和药物开发现在还没有特别明显的关系,但是在分子水平上已经产生出了特殊的联系。
在分子水平上,药物分为两种:无定形和结晶型。一般来说,无定形药物比结晶型药物的溶解度和生物利用度都更高,因此在一个较小的剂量下就能发挥出应有的作用。市面上的大多数结晶型药物,其吸收度都较差,因此需要开发出无定形药物以减少剂量而增加吸收。
但是,在自然状态下,药物溶液的水分蒸干后,其中的成分更倾向于形成结晶,因为结晶是一种低能量状态,而且在接触其他介质的情况下,物质更容易获得晶核。为了解决这一问题,需要一种让液体悬浮而不接触任何介质的方法。
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本文以某制药产线的灌装机设备为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)仿真技术对充氮装置的充氮性能进行分析,并结合分析结果对氮幕结构进行了优化设计。随后,针对优化方案进行性能仿真验证,结果显示优化后的顶空残氧量降低至0.252%。为了进一步验证优化方案的实际效果,将优化方案应用于实际产线进行性能测试,测得的顶空残氧量为0.68%,这一结果满足了小于1%的要求,表明其充氮保护性能已达到国际先进水平。
作者:王志刚、刘依宽、刘佳鑫
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