Trong công nghệ y tế hiện đại, liệu pháp nguyên tử hóa được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh về đường hô hấp như một cách truyền thuốc trực tiếp và hiệu quả. Trong số đó, máy phun sương áp điện dạng lưới y tế đã trở thành một công cụ quan trọng trong thực hành lâm sàng với nguyên lý làm việc độc đáo và hiệu suất nguyên tử hóa cao. Thiết kế của đĩa nguyên tử piezo lưới y tế , thành phần cốt lõi của máy phun sương, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các hạt nhỏ và đạt được khả năng phân phối thuốc chính xác.
1. Kích thước, hình dạng và phân bố lưới: điều chỉnh tốt các hạt nguyên tử
Nguyên lý hoạt động của máy phun sương áp điện dạng lưới dựa trên hiệu ứng áp điện, biến thuốc dạng lỏng thành các hạt cực nhỏ thông qua rung động tần số cao. Trong quá trình này, lưới trên đĩa đóng một vai trò quan trọng. Kích thước của lưới xác định trực tiếp kích thước của các hạt nguyên tử. Các mắt lưới nhỏ hơn có thể tạo ra các hạt mịn hơn, phù hợp với các tình huống điều trị cần đi sâu vào các chi của phổi; trong khi mắt lưới lớn hơn tạo ra các hạt lớn hơn, phù hợp để điều trị đường hô hấp trên hoặc bề mặt da. Do đó, điều chỉnh chính xác kích thước mắt lưới theo nhu cầu điều trị là chìa khóa để đạt được điều trị cá nhân hóa.
Hình dạng của lưới cũng ảnh hưởng đến hiệu ứng nguyên tử hóa. Thiết kế lưới lý tưởng phải có khả năng đảm bảo chất lỏng đi qua trơn tru đồng thời giảm sự kết tụ của các hạt và đảm bảo tính đồng nhất của các hạt nguyên tử. Lưới hình tròn hoặc hình elip, do có đường viền mịn, có lợi cho việc giảm sức cản của chất lỏng và thúc đẩy sự phân tán đồng đều của các hạt. Ngoài ra, việc phân bổ lưới trên đĩa cũng cần phải được lên kế hoạch cẩn thận để tránh hiện tượng nguyên tử hóa không đồng đều do mật độ cục bộ hoặc quá thưa thớt gây ra, đồng thời đảm bảo hiệu suất nguyên tử hóa của toàn bộ bề mặt đĩa là nhất quán.
2. Lựa chọn vật liệu: cân nhắc kép về độ bền và khả năng tương thích sinh học
Việc lựa chọn vật liệu của đĩa liên quan trực tiếp đến tuổi thọ của máy phun sương và sự an toàn của bệnh nhân. Trước hết, vật liệu đĩa chất lượng cao phải có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, có khả năng chống lại sự ăn mòn của các thành phần hóa học có thể tồn tại trong thuốc và ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất hoặc giải phóng các chất có hại do suy thoái vật liệu. Thứ hai, khả năng chống mài mòn cũng là một chỉ số quan trọng về chất lượng vật liệu. Đặc biệt trong môi trường làm việc rung tần số cao, khả năng chống mài mòn tốt đảm bảo đĩa luôn phẳng trong thời gian dài và duy trì hiệu suất nguyên tử hóa ổn định.
Quan trọng hơn, vật liệu đĩa phải đáp ứng các tiêu chuẩn tương thích sinh học, tức là không độc hại, không gây kích ứng cho các mô của con người và không dễ bị dị ứng. Điều này có nghĩa là việc lựa chọn vật liệu phải trải qua các đánh giá an toàn sinh học nghiêm ngặt để đảm bảo rằng không có nguy cơ gây hại nào cho bệnh nhân trong quá trình trị liệu bằng nguyên tử hóa. Các vật liệu tương thích sinh học phổ biến bao gồm thép không gỉ, hợp kim titan và một số polyme nhất định, mỗi loại có đặc tính vật lý và hóa học riêng biệt và phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau.
3. Triển vọng tương lai về thiết kế và ứng dụng
Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ y tế, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với việc thiết kế đĩa nguyên tử Piezo dạng lưới y tế. Xu hướng thiết kế trong tương lai sẽ tập trung nhiều hơn vào trí thông minh và cá nhân hóa, chẳng hạn như theo dõi thời gian thực về kích thước và nồng độ của các hạt nguyên tử hóa thông qua các cảm biến tích hợp và tự động điều chỉnh các thông số lưới để phù hợp với nhu cầu điều trị cụ thể của bệnh nhân. Ngoài ra, việc ứng dụng các vật liệu mới, chẳng hạn như nanocomposite, sẽ nâng cao hơn nữa độ bền và khả năng tương thích sinh học của đĩa đệm, đồng thời thúc đẩy liệu pháp nguyên tử hóa theo hướng hiệu quả và an toàn hơn.
Thiết kế đĩa nguyên tử Piezo lưới y tế là một quá trình phức tạp liên quan đến kiến thức đa ngành, đòi hỏi phải xem xét toàn diện các thông số lưới và lựa chọn vật liệu. Bằng cách liên tục tối ưu hóa thiết kế, hiệu quả phun sương có thể được cải thiện đáng kể, cung cấp cho bệnh nhân kế hoạch điều trị chính xác và hiệu quả hơn, đồng thời thúc đẩy sự tiến bộ không ngừng của công nghệ phun sương y tế.