透明質(zhì)酸鈉的流變學(xué)表征

在ASTM F2347-03標(biāo)準(zhǔn)指南中，明確了透明質(zhì)酸鈉的流變學(xué)測(cè)試項(xiàng)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(cè)試的黏度也叫動(dòng)力粘度，建議采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或者旋轉(zhuǎn)流變儀進(jìn)行測(cè)量。剪切黏度的意義在于進(jìn)行可控的質(zhì)量控制，并且可以模擬在組織注射或者填充的時(shí)候的實(shí)際工況。測(cè)試的時(shí)候，需要考慮的因素如下：

1.1 溫度

溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù)，幾乎所有的透明質(zhì)酸鈉溶液溫度升高黏度都變低。想要良好的重復(fù)性，溫度的控制至關(guān)重要。可以選擇溫度控制穩(wěn)定性更好的液體循環(huán)溫度裝置。當(dāng)然，由于技術(shù)的進(jìn)步，半導(dǎo)體溫度控制也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是價(jià)格會(huì)略微貴一些。

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

1.2 離子強(qiáng)度

透明質(zhì)酸鈉的黏度對(duì)于離子強(qiáng)度很敏感。在測(cè)試的時(shí)候需要確保穩(wěn)定的離子強(qiáng)度，通常需要在已知濃度的離子溶液中進(jìn)行檢測(cè)。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(wěn)定一致，離子強(qiáng)度一致，然后就可以選擇合適的剪切速率條件開始測(cè)試。透明質(zhì)酸鈉溶液是一個(gè)典型的非牛頓流體，剪切變稀。如果預(yù)算或者條件許可，一定要選擇一款合適的流變儀來測(cè)試，這樣數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性更好。

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

測(cè)試的結(jié)果如下圖例所示。

二、彈性掃描-頻率掃描

有時(shí)候測(cè)試剪切黏度不能很好的表達(dá)一致性評(píng)價(jià)，可以采用測(cè)試粘彈性，儲(chǔ)能模量和損耗模量來表征透明質(zhì)酸鈉的黏性。

從實(shí)際測(cè)試的結(jié)果來看，頻率掃描可以提供更加穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果。但是這對(duì)于測(cè)試的設(shè)備是有挑戰(zhàn)的，對(duì)于流變儀的軸承來說，至少需要一臺(tái)空氣軸承的流變儀。當(dāng)然，價(jià)格就會(huì)上去。

建議的測(cè)試方法:100HZ~0.1HZ, 形變參數(shù)或者應(yīng)力參數(shù)取決于LVR區(qū)間，溫度25C；采用Rheowin軟件程序如下：

測(cè)試的結(jié)果如下圖例所示。

三、如何選擇一款適合于透明質(zhì)酸鈉流變學(xué)測(cè)試的流變儀

3.1 測(cè)試軸承的硬件組成

需要實(shí)現(xiàn)低剪切速率0.001S-1以及100HZ~0.1HZ，這些測(cè)試要求就決定了這臺(tái)設(shè)備的必要組成；就是空氣軸承選擇。在這個(gè)測(cè)試精度的要求下，機(jī)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(wěn)定的，重復(fù)性高的測(cè)試結(jié)果。

3.2 溫度控制單元

建議選擇液體循環(huán)器控制單元或者半導(dǎo)體控制單元都可以。在20~37C的溫度范圍內(nèi)，兩者都可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫度控制。

3.3 測(cè)試夾具選擇

建議選擇椎板轉(zhuǎn)子，因?yàn)闇y(cè)試恒溫測(cè)試，所以椎板的精度更好。如果考慮升溫做凝膠測(cè)試，建議選擇平板轉(zhuǎn)子。

四、哈克流變儀，大家之選。

可以選擇MARS IQ Air或者M(jìn)ARS 40兩個(gè)設(shè)備型號(hào)。前者性價(jià)比較高，后者靈敏度更高，測(cè)試起來更加游刃有余。

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