CN110812689A - 热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，包括用于储存药液的药槽、纳米晶片、加热组件、驱动组件、电源和控制器；纳米晶片、加热组件、驱动组件均与药槽连接，加热组件和驱动组件均连接电源和控制器；纳米晶片上远离药槽的一侧设有多个间隔设置的用于刺穿皮肤的微针，微针上设有与药槽连通的通孔，加热组件用于加热药槽内的药液，驱动组件包括脉冲电磁线圈及永磁体，永磁体设置于药槽上，脉冲电磁线圈正对永磁体设置且脉冲电磁线圈与电源和控制器连接，电源用于为加热组件和驱动组件供电，控制器用于控制加热组件的加热温度以及控制驱动组件以驱动纳米晶片在每次给药前进行机械往复运动。

Description

热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置。

背景技术

纳米微针晶片正广泛应用于透皮器械技术领域。纳米微针是利用半导体工艺技术在单晶硅衬底上加工出许多微纳金字塔结构而形成的，通常针尖的尺寸在纳米尺度，所以又称之为纳米微针，这些微针的排布主要呈矩形阵列，微针的间距通常在300-1000微米之间，微针的高度在70-300微米的范畴。取一小块布满微针的如4mm×4mm的半导体方块，将这个小方块按在皮肤上，皮肤表面的角质层就会被刺穿，再在皮肤上涂上药膏，从而可以增强药物在皮肤表面的吸收。这种技术在皮肤美容行业应用较为广泛。

纳米微针晶片主要应用于纳米晶片促渗透仪一类的微针美容仪器中，这些产品通常包括一个针头以及一个驱动针头做扎刺运动的驱动装置，纳米微针晶片通过一个外螺纹手工装载在驱动装置上，驱动装置大多采用电机和转向机构联合使用，电机通过一个凸轮将转动动作转换为往返运动，从而带动微针实现针刺作用。这种结构设计通常比较复杂，而且生产成本高，噪音也很大，不利于使用者的体验舒适性。另外，现有的技术在针刺后再另外涂覆药物，药物不能及时联用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，本发明通过脉冲电磁线圈产生的磁场驱动纳米晶片在每次给药前进行机械往复运动，从而实现纳米晶片的穿刺动作，并且可对药液加热，促进药物吸收，增强了接触皮肤的舒适感。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，包括用于储存药液的药槽、纳米晶片、加热组件、驱动组件、电源和控制器；纳米晶片、加热组件、驱动组件均与药槽连接，加热组件和驱动组件均连接电源和控制器；纳米晶片上远离药槽的一侧设有多个间隔设置的用于刺穿皮肤的微针，微针上设有与药槽连通的通孔，加热组件用于加热药槽内的药液，驱动组件包括脉冲电磁线圈及永磁体，永磁体设置于药槽上，脉冲电磁线圈正对永磁体设置且脉冲电磁线圈与电源和控制器连接，电源用于为加热组件和驱动组件供电，控制器用于控制加热组件的加热温度以及控制驱动组件以驱动纳米晶片在每次给药前进行机械往复运动。

进一步地，药槽远离纳米晶片的一侧设有一连杆，永磁体位于连杆远离药槽的一端，连杆远离药槽的一端的外部连接套设有一壳体，连杆的外部套设有第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧位于壳体外部，第二弹簧位于壳体内部，脉冲电磁线圈位于壳体内部。

进一步地，壳体外部设有定位销，定位销位于第一弹簧和第二弹簧之间。

进一步地，脉冲电磁线圈包括螺线管以及套设于螺线管外部的螺线圈，螺线管内部设有铁芯。

进一步地，微针呈金字塔形，微针的高度为70-300微米，相邻两微针的间距为300-1000微米。

进一步地，通孔的孔径为5-20微米。

进一步地，加热组件位于药槽的侧壁及底壁上。

进一步地，加热组件为PTC热敏陶瓷片。

进一步地，加热组件和驱动组件通过引线与电源和控制器相连接。

进一步地，控制器PLC控制器，优选为单片机。

进一步地，永磁体为永磁铁。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其驱动组件通过脉冲电磁线圈的磁场对设置于药槽上的永磁体进行驱动，实现微针的穿刺作用；其二，药槽所连接的加热组件为药液和微针提供一定的温度，增强了皮肤体感的舒适性；其三，微针上设置有通孔，通过毛细作用，直接将药液传递给皮肤，而不需要另外敷药。本发明结构简单，降低了生产成本，减少了噪音，用药量也极为合理，该结构也大大提高了可靠性和舒适性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置的结构示意图；

附图标记说明：

1-微针；2-药槽；3-药液；4-PTC热敏陶瓷片；5-引线；6-连杆；7-第一轻质弹簧；8-定位销；9-第二轻质弹簧；10-永磁铁；11-铁芯；12-螺线管；13-螺线圈；14-通孔；15-电源及单片机；16-壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例

参见附图，本发明一较佳实施例的一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，包括用于储存药液3的药槽2、纳米晶片、加热组件、驱动组件、电源和控制器；纳米晶片、加热组件、驱动组件均与药槽2连接，加热组件和驱动组件均通过引线5连接电源和控制器。加热组件用于加热药槽2内的药液3，电源用于为加热组件和驱动组件供电，控制器用于控制加热组件的加热温度以及控制驱动组件以驱动纳米晶片在每次给药前进行机械往复运动。控制器优选为单片机。

具体地，纳米晶片由半导体制造工艺完成，并粘附在药槽2顶端。纳米晶片上远离药槽2的一侧设有多个间隔设置的用于刺穿皮肤的微针1，每个微针1上均设有通孔14，这些通孔14的一端与药槽2内的药液3接触，另一端与外部连通。微针1呈金字塔形，微针1的高度为70-300微米，相邻两微针1的间距为300-1000微米。通孔14的孔径为5-20微米。使用过程中，通孔14的毛细作用以及稳定的药槽2温度使得药液3能够持续的给皮肤进行药液3供给。

加热组件为PTC热敏陶瓷片4，PTC热敏陶瓷片4贴附于药槽2的外侧壁及底壁的外表面上，其一方面加热药槽2及药液3，进而可以将热量传递给安装在药槽2顶部的纳米晶片。PTC热敏陶瓷片4通电后自热升温，使得阻值进入跃变区，表面温度保持稳定，也提供了药槽2稳定的热源。同时，PTC热敏陶瓷片4省成本，寿命长，安全绿色环保，节约电能，根据环境温度的改变来调节自身的热功率输出，它能将加热器电能消耗优化控制在最小，同时高发热效率的材料也大幅提升了电能的利用效率。

驱动组件包括脉冲电磁线圈及永磁铁10，永磁铁10设置于药槽2的底部上，脉冲电磁线圈正对永磁铁10设置且脉冲电磁线圈与电源和控制器连接。脉冲电磁线圈的脉冲频率可根据要求自由设定，如可以根据微针1触碰表面皮肤的用户体感来确定合适的电磁脉冲频率。药槽2远离纳米晶片的一侧设有一连杆6，永磁铁10位于连杆6远离药槽2的一端，连杆6远离药槽2的一端的外部连接套设有一壳体16，连杆6的外部套设有第一轻质弹簧7和第二轻质弹簧9，第一轻质弹簧7位于壳体16外部，第二轻质弹簧9位于壳体16内部，脉冲电磁线圈位于壳体16内部。壳体16外部设有定位销8，定位销8位于第一轻质弹簧7和第二轻质弹簧9之间。脉冲电磁线圈包括螺线管12以及套设于螺线管12外部的螺线圈13，为增强螺线圈13的磁性能，螺线管12内部设有铁芯11。螺线管12通过引线5与电源及单片机15连接。

当热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置通电后，脉冲电磁线圈中的螺线圈13磁化，此时电磁线圈上端的磁极与安装在药槽2底部的永磁铁10的下端磁极随时间的变化而发生持续的吸引或排斥动作，以此驱动纳米晶片的针刺动作，从而实现微针1可无痛、高效将药物输入到皮下。当微针1刺破皮肤角质层后，PTC热敏陶瓷片4产生的热量经由药槽2通过微针1传递到皮肤表面，药液3在热量的作用下经过微针1孔的毛细作用传递到角质皮肤内，由此增强了表皮内的血液循环，促进药物吸收，起到热敷作用，同时也大大增强了接触皮肤的舒适感。这种结构不仅有快速的药效，同时也有较佳的体感。

以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：包括用于储存药液的药槽、纳米晶片、加热组件、驱动组件、电源和控制器；所述纳米晶片、加热组件、驱动组件均与所述药槽连接，所述加热组件和驱动组件均连接所述电源和控制器；所述纳米晶片上远离所述药槽的一侧设有多个间隔设置的用于刺穿皮肤的微针，所述微针上设有与所述药槽连通的通孔，所述加热组件用于加热所述药槽内的药液，所述驱动组件包括脉冲电磁线圈及永磁体，所述永磁体设置于所述药槽上，所述脉冲电磁线圈正对所述永磁体设置且所述脉冲电磁线圈与所述电源和控制器连接，所述电源用于为加热组件和驱动组件供电，所述控制器用于控制加热组件的加热温度以及控制所述驱动组件以驱动所述纳米晶片在每次给药前进行机械往复运动。

2.根据权利要求1所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述药槽远离所述纳米晶片的一侧设有一连杆，所述永磁体位于所述连杆远离所述药槽的一端，所述连杆远离所述药槽的一端的外部连接套设有一壳体，所述连杆的外部套设有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧位于所述壳体外部，所述第二弹簧位于所述壳体内部，所述脉冲电磁线圈位于所述壳体内部。

3.根据权利要求2所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述壳体外部设有定位销，所述定位销位于所述第一弹簧和第二弹簧之间。

4.根据权利要求1或3所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述脉冲电磁线圈包括螺线管以及套设于所述螺线管外部的螺线圈，所述螺线管内部设有铁芯。

5.根据权利要求1所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述微针呈金字塔形，所述微针的高度为70-300微米，相邻两微针的间距为300-1000微米。

6.根据权利要求1或5所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述通孔的孔径为5-20微米。

7.根据权利要求1所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述加热组件位于所述药槽的侧壁及底壁上。

8.根据权利要求1或7所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述加热组件为PTC热敏陶瓷片。

9.根据权利要求1所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述加热组件和驱动组件通过引线与所述电源和控制器相连接。

10.根据权利要求1所述的热敷型微纳晶片药械一体化透皮给药装置，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。