น้ำผึ้งไหลเร็วกว่าน้ำในหลอดเส้นเลือดฝอยเคลือบพิเศษ

น้ำผึ้งและของเหลวที่มีความหนืดสูงอื่นๆ สามารถไหลได้เร็วกว่าน้ำในหลอดเส้นเลือดฝอยที่เคลือบพิเศษ การค้นพบที่น่าประหลาดใจนี้เกิดขึ้นโดยMaja Vuckovacและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Aalto ของฟินแลนด์ ซึ่งยังแสดงให้เห็นว่าผลกระทบที่ขัดกับสัญชาตญาณนั้นเกิดจากการไหลภายในที่ถูกระงับภายในหยดละอองที่มีความหนืดมากขึ้น ผลลัพธ์ของพวกเขาขัดแย้งโดยตรงกับแบบจำลอง

ทางทฤษฎีในปัจจุบันว่าของเหลวไหลอย่างไร

ในเส้นเลือดฝอยที่ไม่ชอบน้ำสาขาไมโครฟลูอิดิกส์เกี่ยวข้องกับการควบคุมการไหลของของเหลวผ่านบริเวณเส้นเลือดฝอยที่คับแคบ ซึ่งมักจะสร้างอุปกรณ์สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ ของเหลวที่มีความหนืดต่ำเหมาะที่สุดสำหรับไมโครฟลูอิดิกส์ เนื่องจากไหลได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย สามารถใช้ของเหลวที่มีความหนืดมากขึ้นได้โดยการขับเคลื่อนด้วยแรงดันที่สูงขึ้น แต่สิ่งนี้จะเพิ่มความเค้นทางกลในโครงสร้างเส้นเลือดฝอยที่ละเอียดอ่อน ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้

อีกทางหนึ่ง การไหลสามารถเร่งความเร็วได้โดยใช้สารเคลือบที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งมีโครงสร้างระดับจุลภาคและระดับนาโนที่ดักจับเบาะรองของอากาศ เบาะรองนั่งเหล่านี้ลดพื้นที่สัมผัสลงอย่างมาก และต่อมาเกิดแรงเสียดทานระหว่างของเหลวกับพื้นผิว ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการไหลได้ถึง 65% อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีปัจจุบัน อัตราการไหลเหล่านี้ยังคงลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อความหนืดเพิ่มขึ้น

สารเคลือบภายในที่ไม่ชอบน้ำทีมของ Vuckovac นำทฤษฎีนี้ไปทดสอบด้วยการสังเกตไมโครดรอปเล็ตที่มีความหนืดต่างกัน ขณะที่แรงโน้มถ่วงดึงพวกมันลงมาผ่านท่อเส้นเลือดฝอยแนวตั้งที่มีสารเคลือบด้านในที่ไม่ชอบน้ำ ขณะที่พวกเขาเดินทางด้วยความเร็วคงที่ หยดน้ำจะอัดอากาศที่อยู่ด้านล่าง ทำให้เกิดการไล่ระดับแรงดันที่เทียบได้กับที่พบในลูกสูบ

แม้ว่าหยดจะแสดงความสัมพันธ์ผกผันที่คาดไว้

ระหว่างความหนืดและความเร็วการไหลในหลอดปลายเปิด กฎนี้กลับกันโดยสิ้นเชิงเมื่อปลายด้านหนึ่งหรือทั้งสองข้างถูกปิดผนึก ผลกระทบนี้เด่นชัดที่สุดสำหรับละอองของกลีเซอรอล ซึ่งไหลเร็วกว่าน้ำถึง 10 เท่า แม้ว่าจะมีความหนืดมากกว่าสามเท่าก็ตามของไหลจะมีน้ำมูกไหลมากเมื่อนักฟิสิกส์กำหนดขีดจำกัดความหนืดต่ำสุดที่เป็นสากล

เพื่อเปิดเผยฟิสิกส์เบื้องหลังเอฟเฟกต์นี้ ทีมของ Vuckovac ได้แนะนำอนุภาคติดตามไปยังหยด เมื่อเวลาผ่านไป การเคลื่อนที่ของอนุภาคเผยให้เห็นกระแสภายในอย่างรวดเร็วภายในหยดที่มีความหนืดน้อยกว่า กระแสเหล่านี้ทำให้ของเหลวซึมเข้าไปในโครงสร้างระดับจุลภาคและระดับนาโนในสารเคลือบ ซึ่งทำให้ความหนาของเบาะลมลดลง ป้องกันไม่ให้อากาศที่มีแรงดันใต้หยดบีบผ่านเพื่อทำให้ระดับแรงดันไล่ระดับออกไป ในทางตรงกันข้าม กลีเซอรอลไหลภายในแทบจะสังเกตไม่เห็น ยับยั้งการซึมผ่านของสารเคลือบ ส่งผลให้มีเบาะลมหนาขึ้น ทำให้อากาศที่อยู่ใต้หยดละอองเคลื่อนไปด้านข้างได้ง่ายขึ้น

ทีมวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองไดนามิกส์ของไหลที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งสามารถคาดการณ์ได้ดีขึ้นว่าหยดไหลผ่านท่อเส้นเลือดฝอยด้วยสารเคลือบที่ไม่ชอบน้ำแบบต่างๆ ด้วยการใช้การสังเกตของพวกเขา ด้วยการทำงานเพิ่มเติม การค้นพบของพวกเขาอาจนำไปสู่วิธีใหม่ในการสร้างอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกที่สามารถจัดการกับสารเคมีและยาที่ซับซ้อนได้

“สิ่งนี้จะช่วยให้เรากำหนดบทบาทของ PET แบบไดนามิกได้ในอนาคตทั้งสำหรับคลินิกและในการวิจัย ที่สำคัญ ความพร้อมใช้งานของ PET แบบไดนามิกอาจช่วยให้เราค้นพบแอพพลิเคชั่นใหม่ๆ ที่ปัจจุบันไม่สามารถทำได้ด้วยเครื่องสแกน PET/CT และ PET/MR แบบเดิม” Buvat กล่าวสรุป

อย่างไรก็ตาม มีข้อแม้ที่สำคัญที่ควรพิจารณา

เมื่อฉายรังสีที่ปอด สำหรับผู้เริ่มต้น แม้ว่า LD-RT อาจให้ประโยชน์ทันทีในแง่ของการฆ่าเชื้อเซลล์อักเสบ หากการฉายรังสีทำร้ายเนื้อเยื่อปอดตามปกติ จะทำให้เกิดการอักเสบในสัปดาห์หรือหลายเดือนต่อมาหรือไม่

“ความกังวลที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งคือความเสี่ยงที่จะเกิดความเป็นพิษในระยะยาว” ซิทรินกล่าว “ในผู้ป่วยที่ป่วยหนักมาก เราต้องสร้างสมดุลระหว่างความเสี่ยงของการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากไวรัส แต่เราต้องคำนึงถึงความเสี่ยงที่หัวใจหรือปอดจะถูกทำลายในระยะยาวด้วย เรารู้ว่าแม้ที่ 1 Gy ก็มีความเสี่ยงที่จะเป็นมะเร็งหรือความเสียหายต่อหัวใจ”

ความเสี่ยงดังกล่าวสามารถบรรเทาได้โดยการรักษาผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่ำกว่าของมะเร็งที่สองหรือความเสียหายของหัวใจ (ผู้ที่อายุขัยโดยรวมสั้นลง) Citrin กล่าว ความเป็นพิษในระยะยาวสามารถลดลงได้ด้วยการค้นหาขนาดยาที่ต่ำที่สุดที่ให้ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จ และการพิจารณาว่าจะให้รังสีในปริมาณต่ำเพียงครั้งเดียวหรือหลายขนาดที่เล็กกว่านั้น

COVID Research and Resources Group นำนักฟิสิกส์มารวมกันนอกจากนี้ยังมีข้อกังวลในทางปฏิบัติเมื่อนำผู้ป่วย COVID-19 มาที่คลินิกรังสีรักษา: สิ่งนี้จะทำให้ผู้ป่วยมะเร็งที่มีความเสี่ยงเป็นพิเศษมีความเสี่ยงในการติดเชื้อเพิ่มขึ้นหรือไม่? แม้ว่าข้อมูลในระยะแรกจะมีแนวโน้มที่ดี แต่ตอนนี้มีความจำเป็นสำหรับการทดลองแบบสุ่ม จำนวนผู้ป่วยที่มากขึ้น และเวลาติดตามผลที่นานขึ้นเพื่อพิจารณาว่าการรักษาผลประโยชน์ในทันทีนั้นยังคงอยู่หรือไม่

“มีการทดลอง LD-RT ในอนาคตหลายสถาบันที่กำลังดำเนินอยู่ 15 แห่ง ซึ่งบางกรณีเป็นการสุ่ม” Rengan กล่าว “การทดลองเหล่านี้มีความสำคัญไม่เพียงแต่ในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับประโยชน์ในการรักษาของ LD-RT เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแจ้งให้คลินิกรังสีบำบัดทราบเกี่ยวกับการลดความเสี่ยงในแง่ของการแพร่เชื้อ และเพื่อช่วยให้เราเข้าใจว่าการฉายรังสีรักษามีบทบาทในการเป็นยากดภูมิคุ้มกันได้ดีที่สุดอย่างไร ”

นักวิจัยใช้แบบจำลองของพวกเขาในการคำนวณปริมาตรของเลือดที่ฉายรังสีและปริมาณของปริมาตรนี้สำหรับค่าต่างๆ ของ A% และ B% ปริมาณ 2-50 Gy และเวลาการไหลเวียนโลหิต 60 วินาที (สำหรับมนุษย์ผู้ใหญ่) และ 5-10 วินาที (สำหรับหนู). จากนั้นพวกเขาจึงใช้แบบจำลองเชิงเส้น-กำลังสองเพื่อคำนวณเปอร์เซ็นต์ของเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ไหลเวียนที่ถูกฆ่าที่อัตราขนาดยาแบบปกติและแบบ FLASH ซึ่งจำลองอัตราขนาดยาตั้งแต่ 1.7 มิลลิGy/วินาที ถึง 333 Gy/s

Credit : commoditypointstore.com compendiumvalueacademy.com concellodetui.org confcommunication.com corporatetrainingromania.org