SIMULAZIONE NUMERICA DELLA MISCELAZIONE IN MICROMIXER 3D PER LA GENERAZIONE CONTROLLATA DI NANOPARTICELLE FARMACEUTICHE.

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ambito della nanomedicina e dello sviluppo di sistemi avanzati per il rilascio mirato dei farmaci (drug delivery). Lo studio si è basato sull’ottimizzazione fluidodinamica di un micromixer passivo con geometria 3D a serpentina, con l’obiettivo di massimizzare l’indice di miscelazione (mixing index) per garantire una nanoprecipitazione ideale. In letteratura, infatti, è di- mostrato che l’efficacia terapeutica delle nanoparticelle farmaceutiche dipende in modo critico dalla loro dimensione e omogeneità, parametri governati dalla rapidità di miscelazione tra la fase solvente (etanolo, in cui è disciolto il principio attivo del farmaco) e la fase antisolvente (acqua). Per ottenere una generazione controllata delle particelle, è quindi fondamentale individuare le condizioni fluidodinamiche che massimizzano l’efficienza di mixing. A questo scopo, tale ricerca adotta un approc- cio interamente computazionale. La geometria tridimensionale del microcanale è stata inizialmente discretizzata nel software Pointwise per la generazione di una mesh di calcolo e, successivamente, importata in ANSYS Fluent per l’esecuzione delle simulazioni numeriche. Attraverso la modellazione del trasporto di specie chimiche e la definizione delle proprietà dei fluidi, il comportamento del flusso è stato analizzato al variare del Numero di Reynolds, consentendo il calcolo e il confronto degli indici di miscelazione lungo il canale. L’individuazione della configurazione a massima efficienza infine permetterà di validare il dispositivo mi- crofluidico preso in esame come sistema ideale per la produzione di nanofarmaci ad elevata monodispersità, pronto per essere utilizzato in ambito terapeutico.