注射器可以方便地将药物准确送达最佳部位和深度。近年来，鉴于人们对注射针的恐惧心理以及重复使用针头带来的疾病传播，无需针头的注射器已被研制出来。然而，目前市面上的无针注射器的液体喷口尖端多呈扩散状，且口径较大，在与皮肤接触部分和喷射时所施加的垂直方向上的力量很强，有可能损伤皮肤组织。
无针状态下通过液体集束射流，将液体注入模拟皮肤的明胶材料内的情景。
东京农工大学研究生院的田川义之教授等人的研究团队曾经利用该校拥有专利权的射流发生装置，制备了一种能够减轻施加在皮肤上的垂直应力的液体集束射流。该项技术不仅有望减轻疼痛，还有望提高射流的注入效率和可控性，但由于影响渗透深度的因子并未完全阐明，该技术尚未投入实际使用。
为此，研究团队使用模拟皮肤的凝胶材料进行了改变射流注入管径、液面和材料间距这两个参数的实验。结果表明，液体的进入深度在凝胶离液面距离处于某个固定数值时达到峰值，同时随着注入管径的增大，这个峰值的距离会越来越远。
研究人员对射流速度做进一步分析后证实，深度的峰值距离和射流最大速度的变化会导致射流形状产生相应变化。为此，研究团队提出了“射流压力冲量”这个描述单位时间和单位面积上射流作用力的新概念，并阐明了射流注入管径和液体的进入深度之间存在相关性。
本次研究，将射流压力冲量作为衡量射流注入情况的指标，能够助力开发更加安全且疼痛较少的注射器。未来，通过研究注入材料的硬度所带来的影响和药效变化等问题，有望为该技术的实际应用开辟道路。
原文：JSTnews 2024年7月号
翻译：JST客观日本编辑部
