Geração e caracterização de microbolhas monodispersas com revestimento lipídico utilizando dispositivos de entroncamento microfluídicos

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Matsumi, Carlos Toshiyuki
• Orientador(a): Silva, Wilson José da
• Banca de defesa: Silva, Wilson José da, Swinka Filho, Vitoldo, Cunha, José Carlos da, Pichorim, Sergio Francisco, Rodrigues, Paula Cristina
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Emulsões; Estabilidade - Testes; Meios de contraste (Diagnóstico por imagem); Processamento de imagens; Ultrassom; Tubos - Dinâmica dos fluidos; Emulsions; Stability - Testing; Contrast media (Diagnostic imaging); Image processing; Ultrasonics; Tubes - Fluid dynamics
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3928

Atualmente existe um crescente interesse na utilização de microbolhas em vários campos da medicina, farmacologia e química, bem como na indústria de alimentos. Existem diversas técnicas utilizadas para a produção de microbolhas monodispersas, como por exemplo, a atomização eletro-hidrodinâmica coaxial (CEHDA), os métodos de insonação e os dispositivos microfluídicos. Algumas destas técnicas requerem procedimentos de segurança durante a aplicação de campos elétricos intensos (por exemplo, CEHDA) ou equipamentos de microlitografia macia para a produção de dispositivos microfluídicos que necessitam de sala limpa e ambiente controlados, evitando a contaminação no processo de microlitografia dos dispositivos. Os dispositivos de entroncamento microfluídicos possuem a menor taxa de dispersão do tamanho das microbolhas geradas, em comparação as técnicas de Insonação e CEHDA. Este trabalho apresenta o processo de geração das microbolhas com revestimento lipídico, pelo método de entroncamento de canal T- Junction, utilizando micropipetas de uso clínico inseridas em dispositivos microfluídicos desenvolvidos por impressora 3D, onde foram geradas microbolhas de tamanhos variados em relação às diferentes micropipetas utilizadas durante os experimentos. Os diâmetros das microbolhas geradas foram de 16,55 μm a 57,70μm, conforme a micropipeta utilizada, e índice de polidispersidade (PDI) próximo de 1%. Com estes resultados foi possível elaborar uma curva característica relacionando o diâmetro da micropipeta em função do diâmetro da microbolha a ser gerada, por intermédio de um polinômio de 2ª ordem. Os resultados foram comparados a outras pesquisas que utilizaram a matriz lipídica como revestimento e ar como fase gasosa da microbolha. O erro percentual ficou entre 2,75% e 6,62% e erro absoluto entre 0,11 μm e 4,64 μm. De acordo com a curva característica elaborada, o dispositivo microfluídico possibilita a produção de microbolhas de tamanhos adequados à utilização para uso clínico, utilizando micropipeta com diâmetro interno inferior a 3 μm. Na continuidade deste trabalho foram realizados estudos da geração de microbolhas em elevada taxa de fluxo do líquido e fluxo do gás e da estabilidade da microbolha devido a alteração do revestimento (óleo de girassol e emulsificante) em diferentes proporções de massa e a associação de emulsificantes. A taxa de produção de microbolhas foi de 1800 bolhas por segundo, com diâmetro médio de 42,8 μm e índice de polidispersidade de 3%. Para a análise da estabilidade, foi possível mensurar o aumento da estabilidade pela associação de diferentes emulsificantes na camada de revestimento. A estabilidade obtida ficou compreendida entre 10 s a 900 s para uma microbolha com diâmetro inicial de aproximadamente 25 μm.