Penetration Processes of Soft Solid Materials by Needle-Free Micro-Injections = Penetration Processes of Soft Solid Materials by Needle-Free Micro-Injections
저자
( Muh Rong Wang ) ; ( Chun Hsien Chiu ) ; ( Chien Chih Huang ) ; ( Li Jay Cheng ) ; ( Yang Sheng Huang ) ; ( Min Chen )
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2010
작성언어
Korean
주제어
KDC
431.05
자료형태
학술저널
수록면
136-142(7쪽)
제공처
Penetration characteristics of the single pulse micro-jets into the soft solid materials of gelatin gels and porcine colons are investigated in this paper. The images of penetration processes were taken by IDT high-speed digital camera at the sampling rate of 2500 frames per second. The evolution of the penetration process, penetration depth, volume of infection and penetration rate is investigated. Gelatin gel is a good model material for the observation of the penetration processes because of the translucent property. In vitro penetrations of porcine colons were also tested for the prior study of endoscopic needle-free injection. The penetration test was performed under the single-pulsed mode at injection time of 0.1, 0.25 and 0.5 seconds. The injection pressure was in the range of 50 to 125 bar. The diameter of the injectors, do, is 250 and 300 m. According to the high-speed photos of the gel penetration, the injection processes can be described as four steps: 1. Initial compression period: the elastic compression of the soft solid material at the penetration site and the neighborhood. 2. Material failure period: the jet penetrates inside the gelatin gel including the initial surface crack and growth of the injected volume. 3. Elastic rebounding period: It takes place when the injection is stopped. The injected water starts to be squeezed out of the gelatin gel under the compression of the gelatin gel during the elastic relaxation processes until the final penetration depth and width. 4. Final stable period: the penetration depth and width inside the gelatin gel are fixed afterward. Furthermore, the injection tests on the porcine colon show the penetration into submucosal layer is possible under the injection pressure less than 60 bar with the orifice of 300 m and injection time of 0.1 sec. The injection power is 16 W under this condition. However, higher injection power is needed for the punch through injection of porcine colon. The failure stress of the porcine colon is 1.077 0.333 MPa by the deep penetration test.
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