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透明質酸鈉的流變學表征

更新時間:2021-09-08      點擊次數:1755

在ASTM F2347-03標準指南中,明確了透明質酸鈉的流變學測試項目,包含剪切黏度曲線和彈性掃描。


一、水溶液的剪切黏度

這里測試的黏度也叫動力粘度,建議采用旋轉粘度計或者旋轉流變儀進行測量。剪切黏度的意義在于進行可控的質量控制,并且可以模擬在組織注射或者填充的時候的實際工況。測試的時候,需要考慮的因素如下:

1.1 溫度

溫度是一個非常重要的參數,幾乎所有的透明質酸鈉溶液溫度升高黏度都變低。想要良好的重復性,溫度的控制至關重要??梢赃x擇溫度控制穩定性更好的液體循環溫度裝置。當然,由于技術的進步,半導體溫度控制也是一個不錯的選擇。但是價格會略微貴一些。

建議溫度的設置在20C,25C,37C比較理想,透明質酸鈉的水溶液建議濃度0.1%即可。

1.2 離子強度

透明質酸鈉的黏度對于離子強度很敏感。在測試的時候需要確保穩定的離子強度,通常需要在已知濃度的離子溶液中進行檢測。建議采用氯化鈉溶液0.15M濃度,或者采用去離子水。

1.3 剪切速率

確保了溫度穩定一致,離子強度一致,然后就可以選擇合適的剪切速率條件開始測試。透明質酸鈉溶液是一個典型的非牛頓流體,剪切變稀。如果預算或者條件許可,一定要選擇一款合適的流變儀來測試,這樣數據的穩定性更好。

建議測試的方法:恒溫25C,做一個速率掃描,從0.001S-1~1000S-1。采用Rheowin軟件程序如下:

微信圖片_20210908163035.jpg

測試的結果如下圖例所示。

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二、彈性掃描-頻率掃描

有時候測試剪切黏度不能很好的表達一致性評價,可以采用測試粘彈性,儲能模量和損耗模量來表征透明質酸鈉的黏性。

從實際測試的結果來看,頻率掃描可以提供更加穩定的測試結果。但是這對于測試的設備是有挑戰的,對于流變儀的軸承來說,至少需要一臺空氣軸承的流變儀。當然,價格就會上去。

建議的測試方法:100HZ~0.1HZ, 形變參數或者應力參數取決于LVR區間,溫度25C;采用Rheowin軟件程序如下:

微信圖片_20210908163152.jpg

測試的結果如下圖例所示。

微信圖片_20210908163200.jpg

三、如何選擇一款適合于透明質酸鈉流變學測試的流變儀

3.1 測試軸承的硬件組成

需要實現低剪切速率0.001S-1以及100HZ~0.1HZ,這些測試要求就決定了這臺設備的必要組成;就是空氣軸承選擇。在這個測試精度的要求下,機械或者滾珠軸承不在考慮之列。靈敏度不夠,就是把人累死,也得不到穩定的,重復性高的測試結果。

3.2 溫度控制單元

建議選擇液體循環器控制單元或者半導體控制單元都可以。在20~37C的溫度范圍內,兩者都可以實現穩定的溫度控制。

3.3 測試夾具選擇

建議選擇椎板轉子,因為測試恒溫測試,所以椎板的精度更好。如果考慮升溫做凝膠測試,建議選擇平板轉子。

四、哈克流變儀,大家之選。

可以選擇MARS IQ Air或者MARS 40兩個設備型號。前者性價比較高,后者靈敏度更高,測試起來更加游刃有余。

任何技術問題或者測試需求,可以聯系上海珩澤科技

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