Principios físicos involucrados en la generación de aerosoles terapéuticos mediante vibraciones. Influencia de los surfactantes insolubles

MARCOS VACCANI; MARTÍN ZALAZAR; JOSÉ DI PAOLO; DIEGO M. CAMPANA ; SEBASTIÁN UBAL

Congreso; Congreso Argentino de Bioingeniería SABI 2003; 2003

Las tecnologías de administración de medicamentos han adquirido creciente importancia en los últimos años. Dentro de ellas están comprendidas las relacionadas a la producción de aerosoles para inhalación, como en los nebulizadores ultrasónicos y los recientes dispositivos de administración de insulina y otras drogas por vía aérea. En ambos casos, en el proceso de formación de spray están involucradas las fuerzas capilares y aquellas derivadas de movimientos vibratorios de componentes de los dispositivos. La naturaleza físico-química de las sustancias presentes en el líquido a atomizar en general de tipo proteica? podría determinar que propiedades interfaciales como la tensión superficial dependan de la concentración del agente tensioactivo, confiriendo así propiedades elásticas a la interfase líquido-gas. El tipo de fenómenos que se observan en estos procesos ha motivado la realización del presente estudio, donde se analiza la estabilidad de una película horizontal de líquido cuya interfase líquido-gas esta cubierta con una monocapa de surfactante insoluble sometida a un movimiento vibratorio en la dirección vertical. Esta situación representa en forma aproximada el principio de funcionamiento de los nebulizadores ultrasónicos. El estudio se realiza mediante la simulación numérica directa de las ecuaciones que expresan los principios de conservación (Navier-Stokes y continuidad en la fase líquida, además de una ecuación de convección-difusión que expresa el balance de masa interfacial de surfactante), con sus respectivas condiciones de contorno. Los resultados obtenidos utilizando algunos valores típicos de los parámetros adimensionales indican que la intensidad de vibración necesaria para desestabilizar el sistema aumenta a medida que se incrementa la elasticidad del surfactante y que las fuerzas de Marangoni, proporcionales al valor del número elástico, se vuelven relativamente más importantes.