Projektbeschreibung
Nadelfreie Injektion: Wie lassen sich die kleinen, kraftvollen Flüssigkeitsstrahlen besser kontrollieren?
Die Entwicklung verbesserter nadelfreier Methoden zur Injektion von Flüssigkeiten in weiche Substrate könnte in zahlreichen Bereichen, von der additiven Fertigung bis hin zur Wirkstoffabgabe, relevant werden. Bei diesen Methoden wird ein mikrofluidischer Flüssigkeitsstrom unter hohem Druck durch eine kapillarähnlichen Kanal mit sehr kleinem Öffnungsdurchmesser injiziert. Das Prinzip scheint zwar simpel, doch die praktische Umsetzung bot bisher einige Schwierigkeiten. Das EU-finanzierte Projekt BuBble Gun will jetzt ein sauberes Eindringen bis zur richtigen Tiefe erzielen, bei dem Rückspritzen oder Dispersion, die zu Kontamination führen oder die Dosis unberechenbar verändern, ausgeschlossen werden. Mithilfe einer Kombination aus experimentellen und numerischen Methoden charakterisiert das Forschungsteam zunächst die Prozessphasen, um Steuer- und Reproduzierbarkeit zu verbessern und so für eine möglichst weit verbreitete Anwendung zu sorgen.
Ziel
The needle-free delivery of liquid jets into soft and heterogeneous substrates, e.g. human tissue, has been hindered by (1) the need to reach specific penetration depths with energy efficient means, (2) the break-up of jets that impedes control over the dose delivery, and (3) liquid splash-back after impacting the substrate that cause cross-contamination between injections. BuBble Gun is aimed at overcoming these challenges. My team and I have recently uncovered new operational regimes of cavitation with continuous-wave lasers. My next goal is to study the energy partition between the creation of bubbles, the formation of liquid jets, and the penetration of these jets into soft substrates. Fundamental insights on energy partitioning will then be applied to achieve major breakthroughs in jet injection, by (1) controlling cavitation within microfluidic confinement, (2) tuning the rheology of jets emerging from confined cavitation, and (3) deriving the relationships between fluid dynamics and material properties governing jet injection into soft substrates. I expect to advance the knowledge at the intersection of microfluidics, physics, and bioengineering, to enable unprecedented control over cavitation, jetting, and injection phenomena. We will develop a portable energy- efficient injection platform by using ultra-high-speed imaging, and quantifying injections with experimental resolutions below the microsecond and micrometer scales. The rheological properties of the jets will be tuned with biocompatible additives to ensure cohesion, before injecting them into in-vitro targets and ex-vivo skin. Numerical models will assist untangling the influence of microfluidic configuration and material properties on the injection outcomes. The ultimate result will be the predictable, reproducible, and efficient injection of liquids that will enable a wide-range of technologies, such as additive manufacturing, coating modifications, the delivery of drugs and vaccinations.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften klassische Mechanik Strömungsmechanik microfluidics
- Technik und Technologie Werkstofftechnik Beschichtung
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Laserphysik
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
- microfluidics
- bubble
- cavitation
- rheology
- jet
- needle-free transdermal delivery
- drop impact
- splashing
- Reynolds number
- Weber number
- Ohnesorge number
- viscoelasticity
- biodegradable polymers
- skin surrogates
- ex-vivo skin
- vaccinations
- jet break-up
- jet splash-back
- permanent make-up
- medical tattooing
- continous wave lasers
- thermocavitation
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
-
H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-STG - Starting Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
7522 NB Enschede
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.