注射器可以方便地將藥物準確送達最佳部位和深度。近年來，鑑於人們對注射針的恐懼心理以及重複使用針頭帶來的疾病傳播，無需針頭的注射器已被研製出來。然而，目前市面上的無針注射器的液體噴口尖端多呈擴散狀，且口徑較大，在與皮膚接觸部分和噴射時所施加的垂直度方向上的力量很強，有可能傷害皮膚組織。
無針狀態下透過液體集束噴射氣流，將液體注入類比皮膚的明膠材料内的情景。
東京農工大學研究生院的田川義之教授等人的研究團隊曾經利用該校擁有專利權的噴射氣流發生裝置，製備了一種能夠減輕施加在皮膚上的垂直度應力的液體集束噴射氣流。該項技術不僅有望減輕疼痛，還有望提高噴射氣流的注入效率和可控性，但由於影響滲透深度的因子並未完全闡明，該技術尚未投入實際使用。
爲此，研究團隊使用類比皮膚的凝膠材料進行了改變噴射氣流注入管徑、液麪和材料間距這兩個參數的實驗。結果表明，液體的進入深度在凝膠離液麪距離處於某個固定數值時達到峰值，同時隨着注入管徑的增大，這個峰值的距離會越來越遠。
研究人員對射流速度做進一步分析後證實，深度的峰值距離和噴射氣流最大速度的變化會導致噴射氣流形狀產生相應變化。爲此，研究團隊提出了「噴射氣流壓力衝量」這個描述單位時間和單位面積上噴射氣流作用力的新概念，並闡明瞭噴射氣流注入管徑和液體的進入深度之間存在相關。
本次研究，將噴射氣流壓力衝量作爲衡量噴射氣流注入情況的指標，能夠助力開發更加安全且疼痛較少的注射器。未來，透過研究注入材料的硬度所帶來的影響和藥效變化等問題，有望爲該技術的實際應用開闢道路。
原文：JSTnews 2024年7月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
