[article]
| Titre : |
Viscosity analysis of a polymer-based drug delivery system using open-source CFD methods and high-pressure capillary rheometry |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Herwig Rainer Juster, Auteur ; T. Distlbacher, Auteur ; Georg Steinbichler, Auteur |
| Année de publication : |
2014 |
| Article en page(s) : |
p. 570-578 |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Diffusion (physique)
Fluides numérique, Mécanique desLa mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc.
La MFN a grandi d'une curiosité mathématique pour devenir un outil essentiel dans pratiquement toutes les branches de la dynamique des fluides, de la propulsion aérospatiale aux prédictions météorologiques en passant par le dessin des coques de bateaux. Dans le domaine de la recherche, cette approche est l'objet d'un effort important, car elle permet l'accès à toutes les informations instantanées (vitesse, pression, concentration) pour chaque point du domaine de calcul, pour un coût global généralement modique par rapport aux expériences correspondantes.
Médicaments
Modèles mathématiques
Polymères
Rhéologie
Viscosité
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| Index. décimale : |
668.9 Polymères |
| Résumé : |
In this study the viscosity behavior of the polymer-based drug delivery system (Soluplus-Fenofibrate) at high shear rates was investigated using (i) Computational Fluid Dynamics (CFD) methods and (ii) experimental data acquired with a high-pressure capillary rheometer. The barrel and capillary were rebuilt in the virtual domain by means of finite-volume methods and used for fluid dynamic simulations. Our primary focus was on validating the Carreau-Winter and Yasuda material models in the Open Field Operation and Manipulation program (OpenFOAM) and investigating their usefulness in this type of simulation. First, the models were fitted to experimental data from a well-known system – polystyrene type (145D, BASF). The results showed that the Yasuda model fit must be applied to obtain the correct material properties when simulating a non-Newtonian melt flow in a wide range of shear rates. The Carreau-Winter model was found to be valid only in the zero shear-rate viscosity region. On the basis of these findings, the Soluplus-Fenofibrate system was subsequently characterized and simulated. We observed that Fenofibrate (lipid-regulating agent) acts as a plasticizer in this polymer system and decreases system viscosity at lower shear rates compared to pure the Soluplus (polyvinyl caprolactam-polyvinyl acetate-polyethylene glycol graft copolymer) at the same temperatures. Our results show that the viscosity models can be implemented accurately even for processes with high shear rates, which also involve high temperatures. |
| Note de contenu : |
- EXPERIMENTAL : 1. Material - 2. Measurement method - 3. Analysis of experimental data for viscosity model parameters - 4. Additional material testing
- MODELING : 1. Assumptions on polymer flow - 2. Governing equations - 3. Operating conditions - 4. Solver
- VALIDATION OF MATERIAL MODELS : 1. Implementation of Carreau model in openfoam - 2. Implementation of the Carreau model in the whinrheo II rheological evaluation program - 3. Comparison of model parameters: Carreau-Winter vs Yasuda - 4. Results of the model comparison
- SIMULATION OF THE SOLUPLUS-FENOFIBRATE SYSTEM |
| DOI : |
10.3139/217.2892 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1IqqZ2e6FnJ8NfOZjhlRYpgEKPUZHo92S/view?usp=drive [...] |
| Format de la ressource électronique : |
Pdf |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=22222 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXIX, N° 5 (11/2014) . - p. 570-578
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