CN108261589A - 一种作用于病变靶细胞的微型注射器 - Google Patents

一种作用于病变靶细胞的微型注射器 Download PDF

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Abstract

本发明属于微型治疗机械技术领域，具体的说是一种作用于病变靶细胞的微型注射器，包括壳体、支架、防转翼板、扇叶、动力单元和注射单元，壳体为五棱柱体，壳体用于固定内部注射单元和动力单元；支架位于壳体下方，支架安装在壳体的五个角上；防转翼板安装在壳体的侧棱和支架上，防转翼板和支架共同配合阻止壳体的转动；扇叶安装在空心转轴上，扇叶用于推动壳体的前进；注射单元位于空心转轴内部，注射单元用于病变靶细胞注射。本发明所有效的解决了传统口服或注射药物所带来的副作用，真正实现对症下药和零副作用治疗，同时解决了纳米机器人的驱动力问题，可有效的杀死目标位置的有害或病变靶细胞，对医疗的发展具有促进意义。

Description

一种作用于病变靶细胞的微型注射器
技术领域
本发明属于微型治疗机械技术领域，具体的说是一种作用于病变靶细胞的微型注射器。
背景技术
人的身体局部感染时通常是服用或注射药物进行医治，然而这些药物随着血液的流动而逐渐稀释，最终到达病变部位的药物可能起不到很好的效果，加大摄入量的话会加大对人体的伤害，利用纳米机器人可以直接把小剂量的药物送至感染部位，减小了副作用，提高了治疗效果；但由于找不到纳米级别的驱动装置作为纳米机器人的发动机，纳米机器人在医学上的应用还处于研发实验阶段。因此需要一种作用于靶细胞的微型装置，既可以替代传统的药物治疗方式，又具有纳米机器人的治疗效果、同时有效解决了纳米机器人所需要的动力问题。
现有技术中也出现了一些检测冲针的技术方案，如申请号为20130746458.7的一项中国专利公开了一种作用于靶细胞的微型装置，包括底座，底座的下端两侧设有支撑板，底座的顶面一端设有转动座，转动座上设有卡盘包括外壳、灭杀仓、灭杀仓顶杆、前转向微调驱动片、释热针、密封垫圈、释热装置收缩杆、伸缩动力弹簧；外壳呈五棱锥体，其前端设置有灭杀仓；灭杀仓的下面由档板和外壳下方的空间隔开；灭杀仓顶杆为两个用于控制灭杀仓的开合，一端铰接在挡板上、另一端固定于灭杀仓两侧的斜面上；前转向微调驱动片卡在调控转轴上；调控转轴与前转向微调驱动杆通过固定销连接，前转向微调驱动杆通过调控转轴间接控制前转向微调驱动片的开合；释热针收缩杆一端卡在灭杀仓下方的挡板上，另一端固定在释热针筒的上方。但该微型注射装置的注射量不能有效控制，并且驱动的速度不够快。
鉴于此，本发明所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，有效的解决了驱动速度的问题，快速到达病变靶细胞，能够对药物的注射量进行有效控制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种作用于病变靶细胞的微型注射器，本发明主要因为口服药物不能快速治愈，所以本发明直接针对病变靶细胞药物注射，提高治疗效果，同时对于口服药物的副作用降低到最低甚至到零，该发明有效的解决了纳米机器人所需要的动力问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明一种作用于病变靶细胞的微型注射器，包括壳体、支架、防转翼板、扇叶、动力单元和注射单元，所述的壳体为五棱柱体，壳体用于固定内部注射单元和动力单元；所述的支架位于壳体下方，支架安装在壳体的五个角上；所述的防转翼板安装在壳体的侧棱和支架上，防转翼板和支架共同配合阻止壳体的转动；所述的扇叶安装在空心转轴上，扇叶用于推动壳体的前进；所述的注射单元位于空心转轴内部，注射单元用于病变靶细胞注射。工作时，利用注射枪将本发明打入病变部位，外部施加高频交变磁场控制动力单元驱动，动力单元带动扇叶转动，壳体在血液中前进，通过防转翼板进行角度调整，找到病变靶细胞，注射单元将药物注射进入到病变靶细胞中，实现病变部位的医治。
优选的，所述的防转翼板还包括转向板，转向板固定销连接在防转翼板的上端，转向板用于调控壳体的运动方向。工作时，转向板张开的角度不同，调控壳体的行进方向。
优选的，所述的动力单元包括齿条、磁致伸缩弹性体一、齿轮、棘轮、棘爪和空心转轴，所述的齿条和磁致伸缩弹性体一固定连接，齿条啮合齿轮，齿条用于带动齿轮转动；所述的磁致伸缩弹性体一一端和齿条固定连接，另一端和壳体固定连接，磁致伸缩弹性体一用于推动齿条移动；所述的齿轮啮合齿条和棘轮外齿圈；所述的棘轮通过轴承安装在空心转轴上，棘轮啮合内部的棘爪，棘轮驱动棘爪转动；所述的棘爪固定安装在空心转轴上，棘爪用于带动空心转轴转动；所述的空心转轴轴连接在壳体上，空心转轴用于带动扇叶转动和盛装药物。工作时，在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体一伸缩带动齿条的移动，齿条和齿轮啮合，齿轮啮合棘轮外齿圈，棘轮驱动棘爪转动，当上方棘轮逆时针转动时，上方棘轮驱动上方棘爪，上方棘爪带动空心转轴，上方的扇叶开始转动，由上方扇叶带动壳体前进，当上方棘轮顺时针转动时，上方棘爪从上方棘轮齿背上滑过，下方棘轮驱动下方棘爪转动，下方棘爪带动空心转轴转动，下方的扇叶开始转动，由下方扇叶作为推力，驱动壳体前进。
优选的，所述的注射单元包括固定架、磁致伸缩弹性体二、复位弹簧、活塞、T型针头、磁致伸缩弹性体三和挡块，所述的固定架固定安装在空心转轴上，固定架上开设有圆形孔，T型针头穿过圆形孔，固定架用于固定T型针头保持竖直状态；所述的磁致伸缩弹性体二的一端固定在固定架上，另一端固定在T型针头上，磁致伸缩弹性体二用于推拉T型针头；所述的复位弹簧一端安装在活塞表面，另一端安装在固定架上，复位弹簧用于控制活塞的移动；所述的活塞开设有圆孔，T型针头从活塞圆孔中穿过，活塞和复位弹簧固定连接在一起，活塞用于将药物压入到T型针头中，并用于堵住空心转轴的一端，避免药物流出；所述的T型针头位于空心转轴内部，T型针头上开设有孔洞，药物可以从孔洞中进入到T型针头中，T型针头用于靶细胞注射药物；所述的磁致伸缩弹性体三安装在空心转轴的侧壁内，磁致伸缩弹性体三和活塞接触，磁致伸缩弹性体三用于T型针头刺入靶细胞的过程中，阻止活塞进入到空心转轴内部；所述的挡块安装在T型针头外侧壁上，挡块用于在T型针头注射时，阻止活塞的继续推进，另外在T型针头离开靶细胞，回到空心转轴的过程中，挡块和活塞配合堵住T型针头上的孔洞，防止药物通过孔洞流出到血液中。工作时，在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体二伸缩控制T型针头穿过隔离层，刺入病变靶细胞，此时，磁致伸缩弹性体三回缩，活塞在复位弹簧的弹力下，活塞进入到空心转轴内部，将药物从孔洞压入到T型针头内，注射到病变靶细胞中，当T型针头药物注射完毕，离开病变靶细胞，回到空心转轴内，活塞堵住T型针头上的孔洞，挡板带着活塞缓缓移动，当T型针头完全回到空心转轴内时，活塞回到原位，磁致伸缩弹性体三伸长，挡住活塞移动，并配合活塞将空心转轴堵住。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，本发明所述的动力单元和注射单元的相互配合，有效的解决了传统口服或注射药物所带来的副作用，真正实现对症下药和零副作用治疗，同时解决了纳米机器人的驱动力问题，可有效的杀死目标位置的有害或病变靶细胞，对医疗的发展具有促进意义。
2.本发明所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，所述的动力单元通过磁致伸缩弹性体、齿条、齿轮、棘轮和棘爪之间的配合，上下扇叶交换作为驱动件，实现壳体持续前进，加快微型注射装置接近靶细胞的速度，提高治疗效率，通过磁致伸缩弹性体的特性解决了纳米机器人的驱动力问题，有效的达到病变靶细胞。
3.本发明所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，所述的注射单元可以直接对病变靶细胞注射药物，通过活塞和磁致伸缩弹性体的配合，控制药物量的注射，对病变靶细胞实现最恰当的治疗，解决了传统口服或注射药物带来的副作用，实现对症下药和零副作用治疗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明剖视图；
图4是图3的A-A剖视图；
图中：壳体1、支架2、防转翼板3、扇叶4、动力单元5、齿条51、磁致伸缩弹性体一52、齿轮53、棘轮54、棘爪55、空心转轴56、注射单元6、固定架61、磁致伸缩弹性体二62、复位弹簧63、活塞64、T型针头65、磁致伸缩弹性体三66、挡块67。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明一种作用于病变靶细胞的微型注射器，包括壳体1、支架2、防转翼板3、扇叶4、动力单元5和注射单元6，所述的壳体1为五棱柱体，壳体1用于固定内部注射单元6和动力单元5；所述的支架2位于壳体1下方，支架2安装在壳体1的五个角上；所述的防转翼板3安装在壳体1的侧棱和支架2上，防转翼板3和支架2共同配合阻止壳体1的转动；所述的扇叶4安装在空心转轴56上，扇叶4用于推动壳体1的前进；所述的注射单元6位于空心转轴56内部，注射单元6用于病变靶细胞注射。工作时，利用注射枪将本发明打入病变部位，外部施加高频交变磁场控制动力单元5驱动，动力单元5带动扇叶4转动，壳体1在血液中前进，通过防转翼板3进行角度调整，找到病变靶细胞，注射单元6将药物注射进入到病变靶细胞中，实现病变部位的医治。
作为本发明的一种实施方式，所述的防转翼板3还包括转向板，转向板固定销连接在防转翼板3的上端，转向板用于调控壳体1的运动方向。工作时，转向板张开的角度不同，调控壳体1的行进方向。
作为本发明的一种实施方式，所述的动力单元5包括齿条51、磁致伸缩弹性体一52、齿轮53、棘轮54、棘爪55和空心转轴56，所述的齿条51和磁致伸缩弹性体一52固定连接，齿条51啮合齿轮53，齿条51用于带动齿轮53转动；所述的磁致伸缩弹性体一52一端和齿条51固定连接，另一端和壳体1固定连接，磁致伸缩弹性体一52用于推动齿条51移动；所述的齿轮53啮合齿条51和棘轮54外齿圈；所述的棘轮54通过轴承安装在空心转轴56上，棘轮54啮合内部的棘爪55，棘轮54驱动棘爪55转动；所述的棘爪55固定安装在空心转轴56上，棘爪55用于带动空心转轴56转动；所述的空心转轴56轴连接在壳体1上，空心转轴56用于带动扇叶4转动和盛装药物。工作时，在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体一52伸缩带动齿条51的移动，齿条51和齿轮53啮合，齿轮53啮合棘轮54外齿圈，棘轮54驱动棘爪55转动，当上方棘轮54逆时针转动时，上方棘轮54驱动上方棘爪55，上方棘爪55带动空心转轴56，上方的扇叶4开始转动，由上方扇叶4带动壳体1前进，当上方棘轮54顺时针转动时，上方棘爪55从上方棘轮54齿背上滑过，下方棘轮54驱动下方棘爪55转动，下方棘爪55带动空心转轴56转动，下方的扇叶4开始转动，由下方扇叶4作为推力，驱动壳体1前进。
作为本发明的一种实施方式，所述的注射单元6包括固定架61、磁致伸缩弹性体二62、复位弹簧63、活塞64、T型针头65、磁致伸缩弹性体三66和挡块67，所述的固定架61固定安装在空心转轴56上，固定架61上开设有圆形孔，T型针头65穿过圆形孔，固定架61用于固定T型针头65保持竖直状态；所述的磁致伸缩弹性体二62的一端固定在固定架61上，另一端固定在T型针头65上，磁致伸缩弹性体二62用于推拉T型针头65；所述的复位弹簧63一端安装在活塞64表面，另一端安装在固定架61上，复位弹簧63用于控制活塞64的移动；所述的活塞64开设有圆孔，T型针头65从活塞64圆孔中穿过，活塞64和复位弹簧63固定连接在一起，活塞64用于将药物压入到T型针头65中，并用于堵住空心转轴56的一端，避免药物流出；所述的T型针头65位于空心转轴56内部，T型针头65上开设有孔洞，药物可以从孔洞中进入到T型针头65中，T型针头65用于靶细胞注射药物；所述的磁致伸缩弹性体三66安装在空心转轴56的侧壁内，磁致伸缩弹性体三66和活塞64接触，磁致伸缩弹性体三66用于T型针头65刺入靶细胞的过程中，阻止活塞64进入到空心转轴56内部；所述的挡块67安装在T型针头65外侧壁上，挡块67用于在T型针头65注射时，阻止活塞64的继续推进，另外在T型针头65离开靶细胞，回到空心转轴56的过程中，挡块67和活塞64配合堵住T型针头65上的孔洞，防止药物通过孔洞流出到血液中。工作时，在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体二62伸缩控制T型针头65穿过隔离层，刺入病变靶细胞，此时，磁致伸缩弹性体三66回缩，活塞64在复位弹簧63的弹力下，活塞64进入到空心转轴56内部，将药物从孔洞压入到T型针头65内，注射到病变靶细胞中，当T型针头65药物注射完毕，离开病变靶细胞，回到空心转轴56内，活塞64堵住T型针头65上的孔洞，挡板带着活塞64缓缓移动，当T型针头65完全回到空心转轴56内时，活塞64回到原位，磁致伸缩弹性体三66伸长，挡住活塞64移动，并配合活塞64将空心转轴56堵住。
工作时，利用注射枪将本发明打入病变部位，在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体一52伸缩带动齿条51的移动，齿条51和齿轮53啮合，齿轮53啮合棘轮54外齿圈，棘轮54驱动棘爪55转动，当上方棘轮54逆时针转动时，上方棘轮54驱动上方棘爪55，上方棘爪55带动空心转轴56，上方的扇叶4开始转动，由上方扇叶4带动壳体1前进，当上方棘轮54顺时针转动时，上方棘爪55从上方棘轮54齿背上滑过，下方棘轮54驱动下方棘爪55转动，下方棘爪55带动空心转轴56转动，下方的扇叶4开始转动，由下方扇叶4作为推力，驱动壳体1前进；在外部施加高频交变磁场中的作用下，磁致伸缩弹性体二62伸缩控制T型针头65穿过隔离层，刺入病变靶细胞，此时，磁致伸缩弹性体三66回缩，活塞64在复位弹簧63的弹力下，活塞64进入到空心转轴56内部，将药物从孔洞压入到T型针头65内，注射到病变靶细胞中，当T型针头65药物注射完毕，离开病变靶细胞，回到空心转轴56内，活塞64堵住T型针头65上的孔洞，挡板带着活塞64缓缓移动，当T型针头65完全回到空心转轴56内时，活塞64回到原位，磁致伸缩弹性体三66伸长，挡住活塞64移动，并配合活塞64将空心转轴56堵住，病变部位治愈后改变外部高频交变磁场控制装置达到装置射入口，利用注射枪将装置收回。
本发明的动力原理：
磁致伸缩弹性体在高频交变磁场中会沿着磁化的方向发生微量的伸长或缩短。磁性体在磁化方向的长度增大，为正磁致伸缩；反之，磁性体在磁化方向的长度减小，为负磁致伸缩。利用该材料的伸缩特性加以特定形状的辅助结构应用于本装置中，为本装置在人体中自由运动提供所需的动力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：包括壳体(1)、支架(2)、防转翼板(3)、扇叶(4)、动力单元(5)和注射单元(6)，所述的壳体(1)为五棱柱体，壳体(1)用于固定内部注射单元(6)和动力单元(5)；所述的支架(2)位于壳体(1)下方，支架(2)安装在壳体(1)的五个角上；所述的防转翼板(3)安装在壳体(1)的侧棱和支架(2)上，防转翼板(3)和支架(2)共同配合阻止壳体(1)的转动；所述的扇叶(4)安装在空心转轴(56)上，扇叶(4)用于推动壳体(1)的前进；所述的注射单元(6)位于空心转轴(56)内部，注射单元(6)用于病变靶细胞注射。
2.根据权利要求1所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：所述的防转翼板(3)还包括转向板，转向板固定销连接在防转翼板(3)的上端，转向板用于调控壳体(1)的运动方向。
3.根据权利要求1所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：所述的动力单元(5)包括齿条(51)、磁致伸缩弹性体一(52)、齿轮(53)、棘轮(54)、棘爪(55)和空心转轴(56)，所述的齿条(51)和磁致伸缩弹性体一(52)固定连接，齿条(51)啮合齿轮(53)，齿条(51)用于带动齿轮(53)转动；所述的磁致伸缩弹性体一(52)一端和齿条(51)固定连接，另一端和壳体(1)固定连接，磁致伸缩弹性体一(52)用于推动齿条(51)移动；所述的齿轮(53)啮合齿条(51)和棘轮(54)外齿圈；所述的棘轮(54)通过轴承安装在空心转轴(56)上，棘轮(54)啮合内部的棘爪(55)，棘轮(54)驱动棘爪(55)转动；所述的棘爪(55)固定安装在空心转轴(56)上，棘爪(55)用于带动空心转轴(56)转动；所述的空心转轴(56)轴连接在壳体(1)上，空心转轴(56)用于带动扇叶(4)转动和盛装药物。
4.根据权利要求3所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：所述的注射单元(6)包括固定架(61)、磁致伸缩弹性体二(62)、复位弹簧(63)、活塞(64)、T型针头(65)、磁致伸缩弹性体三(66)和挡块(67)，所述的固定架(61)固定安装在空心转轴(56)上，固定架(61)上开设有圆形孔，T型针头(65)穿过圆形孔，固定架(61)用于固定T型针头(65)保持竖直状态；所述的磁致伸缩弹性体二(62)的一端固定在固定架(61)上，另一端固定在T型针头(65)上，磁致伸缩弹性体二(62)用于推拉T型针头(65)；所述的复位弹簧(63)一端安装在活塞(64)表面，另一端安装在固定架(61)上，复位弹簧(63)用于控制活塞(64)的移动；所述的活塞(64)开设有圆孔，T型针头(65)从活塞(64)圆孔中穿过，活塞(64)和复位弹簧(63)固定连接在一起，活塞(64)用于将药物压入到T型针头(65)中，并用于堵住空心转轴(56)的一端，避免药物流出；所述的T型针头(65)位于空心转轴(56)内部，T型针头(65)上开设有孔洞，药物可以从孔洞中进入到T型针头(65)中，T型针头(65)用于靶细胞注射药物；所述的磁致伸缩弹性体三(66)安装在空心转轴(56)的侧壁内，磁致伸缩弹性体三(66)和活塞(64)接触，磁致伸缩弹性体三(66)用于T型针头(65)刺入靶细胞的过程中，阻止活塞(64)进入到空心转轴(56)内部；所述的挡块(67)安装在T型针头(65)外侧壁上。
5.根据权利要求3所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：所述的空心转轴(56)的一端设有隔离层，隔离层材质为药用橡胶，隔离层防止药物流出。
6.根据权利要求3所述的一种作用于病变靶细胞的微型注射器，其特征在于：所述的棘轮(54)为外设有齿圈的棘轮(54)。
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