Numerical analysis of gas and micro-particle interactions in a hand-held shock-tube device

A unique hand-held gene gun is employed for ballistically delivering biomolecules to key cells in the skin and mucosa in the treatment of the major diseases. One of these types of devices, called the Contoured Shock Tube (CST), delivers powdered micro-particles to the skin with a narrow and highly controllable velocity distribution and a nominally uniform spatial distribution. In this paper, we apply a numerical approach to gain new insights in to the behavior of the CST prototype device. The drag correlations proposed by Henderson (1976), Igra and Takayama (1993) and Kurian and Das (1997) were applied to predict the micro-particle transport in a numerically simulated gas flow. Simulated pressure histories agree well with the corresponding static and Pitot pressure measurements, validating the CFD approach. The calculated velocity distributions show a good agreement, with the best prediction from Igra & Takayama correlation (maximum discrepancy of 5%). Key features of the gas dynamics and gas-particle interaction are discussed. Statistic analyses show a tight free-jet particle velocity distribution is achieved (570 +/- 14.7 m/s) for polystyrene particles (39 +/- 1 mu m), representative of a drug payload.

EFEITOS DOS APARELHOS TWIN FORCE BITE CORRECTOR E FORSUS FATIGUE RESISTANT DEVICE NA JUNÇÃO TEMPOROMANDIBULAR E NAS VIAS AÉREAS

O objetivo deste estudo prospectivo foi verificar os efeitos dos aparelhos Twin Force Bite Corrector e Forsus Fatigue Resistant Device na junção temporomandibular e nas vias aéreas. Para tanto, foram selecionados 21 pacientes adultos jovens, má oclusão de Classe II 1ª. divisão, bilateral, mínimo de 1/2 Classe II, padrão de crescimento horizontal. Para tanto, a amostra foi dividida em 2 grupos: grupo A, com média de idade inicial de 14,55 anos, tratado com o aparelho ortopédico fixo Twin ForceR por um período médio de 3,7 meses e o grupo B com média de idade inicial de 15,45 anos, tratado com o aparelho Forsus, por um período médio de 7,4 meses, ambos associados à aparelhagem fixa com mecânica straight-wire, prescrição MBT. Os pacientes do grupo A realizaram TCFC em três tempos: T1A (inicial - sem instalação do aparelho), T2A (no dia da i nstalação do aparelho ortopédico fixo), T3A (após a remoção do aparelho ortopédico fixo). Já o grupo 2 realizou TCFC em dois tempos: T2B (no dia da instalação do aparelho ortopédico fixo) e T3B (após a remoção do aparelho ForsusTM). Após a obtenção das imagens 3Dforam realizados cortes sagitais e coronais na ATM para avaliação do tamanho do côndilo e avaliação dos espaços articulares e vias aéreas. Para comparação intergrupos foi utilizado o teste "t" independente e correlação de Pearson e para comparação intragrupos, análise de variância a um critério e teste t pareado. O nível de significância adotado foi de p<0,05%. Não houve alteração significante na avaliação intergrupos, para as dimensões condilares, espaços articulares, e vias aéreas. Por outro lado, na avaliação intragrupo, houve alteração significante no comprimento efetivo da mandíbula (Co-Gn) para o grupo B, supostamente devido a um maior tempo de tratamento, pois houve correlação significante da largura coronal esquerda e direita com Co-Gn, embora clinicamente tenha sido irrelevante. Sendo assim, conclui-se que não houve diferença entre o desempenho dos dois aparelhos estudados na remodelação óssea condilar em pacientes jovens adultos e não houve alteração das vias aéreas após o tratamento com os aparelhos ortopédicos funcionais fixos e Forsus e Twin Force.

Mechatronic system for performing blood pre-transfusion tests

The blood types determination is essential to perform safe blood transfusions. In emergency situations isadministrated the “universal donor” blood type. However, sometimes, this blood type can cause incom-patibilities in the transfusion receptor. A mechatronic prototype was developed to solve this problem.The prototype was built to meet specific goals, incorporating all the necessary components. The obtainedsolution is close to the final system that will be produced later, at industrial scale, as a medical device.The prototype is a portable and low cost device, and can be used in remote locations. A computer appli-cation, previously developed is used to operate with the developed mechatronic prototype, and obtainautomatically test results. It allows image acquisition, processing and analysis, based on Computer Visionalgorithms, Machine Learning algorithms and deterministic algorithms. The Machine Learning algorithmsenable the classification of occurrence, or alack of agglutination in the mixture (blood/reagents), and amore reliable and a safer methodology as test data are stored in a database. The work developed allowsthe administration of a compatible blood type in emergency situations, avoiding the discontinuity of the“universal donor” blood type stocks, and reducing the occurrence of human errors in the transfusion practice.