Projétil líquido atravessando gota de água pode nos livrar das injeções

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/10/2021

Uma gota atravessar outra gota é um pouco mais complicado do que os cientistas esperavam.
[Imagem: Utwente]

Injeção sem agulha

Existem milhares de vídeos mostrando cenas em câmera lenta de projéteis atravessando os mais diversos objetos, de balões infláveis a maçãs.

Mas, e se o projétil não for um objeto sólido, mas uma gota de líquido? E, melhor ainda, se um projétil líquido for disparado contra outra gota?

Foi justamente esse experimento que Miguel Santiago, da Universidade de Twente, nos Países Baixos, se propôs a fazer.

E, mais do que obter belos efeitos visuais, Santiago está interessado em desenvolver sistemas de injeção de medicamentos sem agulhas, que possam substituir as seringas por disparos do medicamento ou vacina em alta velocidade, garantindo que os fármacos entrem em nossos corpos cheios de líquidos.

As perguntas cruciais eram: Como um jato de líquido penetra efetivamente na pele humana? Que distância ele alcançará? E qual a melhor velocidade para disparar o líquido?

Esquema do experimento de disparo de projéteis líquidos contra gotas líquidas.
[Imagem: Miguel Angel Quetzeri-Santiago et al. - 10.1039/D1SM00706H]

Disparo de gotas contra gotas

O jato de líquido é produzido dentro de um minúsculo canal microfluídico de um biochip. O fluido evapora, formando uma bolha que atira o líquido para fora do canal a uma velocidade de cerca de 20 metros por segundo, ou 72 quilômetros por hora.

No momento em que o jato toca a gota, forma-se uma cavidade na gota, por onde o jato entra. Em velocidades suficientemente altas, o jato atravessa a gota e sai do outro lado; em velocidades mais baixas, pequenas bolhas podem se formar dentro da gota, como se, nos experimentos similares com objetos sólidos, o projétil ficasse preso dentro da maçã.

Os pesquisadores testaram o disparo de vários fluidos, incluindo água, glicerol e até líquidos com polímeros dissolvidos.

Em muitos casos, os experimentos mostram também um efeito rebote: Um jato líquido retorna da gota, conhecido como "jato de Worthington", em homenagem ao cientista que descreveu a formação das gotas no século 19 - sem fotografia de alta velocidade, Arthur Mason Worthington [1852-1916] desenhou tudo à mão com muita paciência.

Outro efeito, especialmente quando a gota é de um líquido com propriedades viscoelásticas, é que o jato sai, mas é puxado para trás.

Todos esses são efeitos que atrapalham a nova tecnologia de injeção sem o uso de agulhas - a ideia é que o fluido a ser injetado seja a própria agulha. Com os dados, a equipe planeja agora estabelecer os parâmetros dos equipamentos que vão disparar os jatos de remédios e vacinas.

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