Akustik Levitasyon Sisteminde Küresel Olmayan Kabarcık Salınımları ile Mikroakışın İndüksiyonu

Biyolojik bariyerlerin yakınında bulunduğunda, salınımlı mikrokabarcıklar hücre zarı geçirgenliğini artırabilir ve ilaç ve gen içselleştirmesine izin verebilir. Deneysel gözlemler, bu bariyerlerin geçici geçirgenliğinin, kavitasyon mikro akışı ile hücre dokularına uygulanan kesme stresinden kaynaklanabileceğini düşündürmektedir. Kavitasyon mikro akışı, salınımlı ultrason mikro kabarcıkları etrafında ortaya çıkan vorteks akışlarının oluşumudur. Bu tür sıvı akışları üretmek için, kabarcık salınımları tamamen küresel salınımlardan sapmalı ve translasyonel bir kararsızlık veya şekil modları içermelidir. Kabarcık kaynaklı akışlar ve yakındaki yüzeylerdeki kayma gerilmesi üzerine yapılan deneysel çalışmalar, mikro kabarcıkların şekil deformasyonlarını kararlı ve kontrol edilebilir bir şekilde yakalamanın zorluğu nedeniyle genellikle kapsamlarında sınırlıdır. Simetri kontrollü küresel olmayan salınımların incelenmesi için akustik bir kaldırma odasının tasarımını açıklıyoruz. Bu kontrol, yeterince yoğun bir ultrason alanında yaklaşan iki kabarcık arasında bir birleştirme tekniği kullanılarak gerçekleştirilir. Küresel olmayan salınımların kontrolü, serbest yüzey salınımlı bir mikro kabarcığın kontrollü bir kavitasyon mikro akışına giden yolu açar. Yüksek kare hızlı kameralar, akustik zaman ölçeğinde küresel olmayan kabarcık dinamiklerini ve daha düşük bir zaman ölçeğinde sıvı akışını yarı eşzamanlı olarak araştırmaya olanak tanır. Çok çeşitli akışkan desenlerinin elde edilebileceği ve bunların kabarcık arayüzünün modal içeriği ile ilişkili olduğu gösterilmiştir. Arayüz dinamikleri birkaç mod içeriyorsa, yüksek dereceli şekil modlarının bile büyük mesafeli akışkan desenleri oluşturabileceğini gösteriyoruz ve hedeflenen ve lokalize ilaç dağıtımı için küresel olmayan salınımların potansiyelini vurguluyoruz.