science >> Wetenschap >  >> Fysica

Het laten leeglopen van strandballen en het toedienen van medicijnen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Veel natuurlijke microscopisch kleine objecten - rode bloedcellen en stuifmeelkorrels, bijvoorbeeld de vorm aannemen van vervormde bollen. De vervormingen kunnen worden vergeleken met de vervormingen die worden waargenomen wanneer een bol 'leeggelopen' wordt, zodat deze gestaag intern volume verliest. Tot nu, het grootste deel van het werk dat is gedaan om de betrokken fysica te begrijpen, was theoretisch. Nutsvoorzieningen, echter, Gwennou Coupier en zijn collega's van de Grenoble Alps University, Frankrijk heeft aangetoond dat modellen op macroscopisch niveau van de eigenschappen van deze kleine bolletjes zeer goed met deze theorie overeenkomen. De nieuwe studie, wat gevolgen heeft voor gerichte medicijnafgifte, werd onlangs gepubliceerd in Het European Physical Journal E .

algemeen, deze microscopische objecten delen hun morfologie en verschillende andere eigenschappen met macroscopisch dunne, bolvormige schelpen. Coupier en zijn team kozen ervoor om macroscopische schelpen als model te gebruiken omdat het meten van de volumes van en spanningen op microscopische schelpen technisch gezien een grote uitdaging is. Verder, macroscopische schelpen zijn in de handel en redelijk betaalbaar verkrijgbaar. De onderzoekers hebben een modelsysteem opgezet met holle ballen van verschillende groottes en huiddiktes, variërend van strandballen tot squashballen. Ze waren allebei gevuld met en ondergedompeld in water, en hun morfologie werd waargenomen en de druk werd gemeten toen een deel van het water binnenin werd verwijderd.

Het apparaat was zowel eenvoudig - het werd ontworpen met de hulp van niet-gegradueerde studenten - en in sommige opzichten nogal uitdagend. Een manometer die werd gebruikt om de druk van 1 atmosfeer te meten (de hoeveelheid druk die nodig is om een ​​squashbal te laten knikken) vereiste een 10 meter hoge buis die alleen in de laboratoriumtrap kon worden opgesteld. De onderzoekers ontdekten dat dezelfde generieke beschrijving van knikken die theoretisch was voorspeld waar was in alle verschillende 'real-life' gevallen die werden getest buiten het aanvankelijk verwachte bereik.

Coupier heeft ontdekt dat het laten leeglopen en opblazen van microscopisch kleine schelpen gerichte beweging kan veroorzaken, wat zou, bijvoorbeeld, worden gebruikt om de afgifte van medicijnen aan een tumor te helpen richten. Hij hoopt dat dit nieuwe begrip van de mechanica van deflatie ervoor kan zorgen dat deze beweging beter kan worden gecontroleerd.