CN110960789B - 一种自动可逆皮肤疏通装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动可逆皮肤疏通装置，包括微型器械、基座、壳体、控制机构；壳体内置有纵向移动机构、横向移动机构、竖向移动机构以及电源模块；基座上设置有微型器械与皮肤接触的工作区域；微型器械可以实现纵向移动，横向移动和竖向移动；本发明可以实现对皮肤自动疏通的效率更高，对指定区域的皮肤角质层进行均匀导通，促进了药物渗透和吸收更好；并可避免微型针在疏通皮肤被横向划开，可保证皮肤可以在较短时间内自我恢复，进一步提高透皮给药的安全性。

Description

一种自动可逆皮肤疏通装置
技术领域
本发明涉及一种自动可逆皮肤疏通装置，属于透皮给药技术领域。
背景技术
药物通常是通过可口服的丸剂或胶囊以固体形式施用。然而，许多生物药物由于在胃肠道中的降解和被肝脏的快速排除而不能以这种方式施用。用于液体形式药物的施用的另一种常用技术是通过使用金属皮下注射针的注射，这会对患者造成显著疼痛和不适。已探究了包括电穿孔、激光烧蚀、超声、热、离子电渗疗法以及化学增强剂的许多物理和化学技术来研发无痛经皮药物递送技术。人们发现，分子量高于500或直径大于1nm的分子很难穿透正常人的皮肤。进一步的研究表明，物质的经皮递送的关键屏障是约4-30微米厚的角质层，即皮肤的外层。实践中已在使用克服这种皮肤屏障的侵入性方法，如使用标准皮下注射针和注射器的皮内(intradermal；ID)注射、肌内(intramuscular；IM)注射或皮下(subcutaneous；SC)注射。这些方法会造成疼痛并且需要熟练的专业人员。另外，这些方法可能造成针刺损伤。类似地，从患者抽取如血液的生物流体的当前方法遭受相同的缺点。
为了改善这类治疗剂和其它活性成分的皮肤穿透性，最近已研发出微型针来使角质层破裂并促进治疗剂和其它活性成分向表皮的递送。这些活性物质可随后穿过其余的表皮而扩散至真皮以便由血管和淋巴管吸收。现有搭载微型针来使角质层破裂的设备，大部分只能手动操作，操作繁琐且效率较为低下；即便有电动驱动，也仅仅是电动震动模式，并不能使得皮肤的角质层均匀疏通的功能，导致治疗剂和其它活性成分向表皮的递送并不均匀；此外，现有的搭载微型针的来使角质层破裂的设备在操作过程中存在微型针横向划开角质层，对角质层构成较大的损伤，导致角质层在疏通后较短时间内并不能自动恢复，降低了角质层的防护屏障作用。因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。
发明内容
本发明旨在提供一种自动可逆皮肤疏通装置，其可以实现对指定区域的皮肤角质层自动、均匀疏通，且不会对角质层造成较大损伤，一段时间内，即可实现自动恢复，因此可以显著提高透皮给药的效率和安全性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案采取如下技术方案：
一种自动可逆皮肤疏通装置，该装置包括：微型器械；所述的微型器械自动对工作区域的皮肤进行疏通。
优先地，还包括：基座、壳体、控制机构；所述的壳体设置在基座上；所述的壳体内置有纵向移动机构、横向移动机构、竖向移动机构以及电源模块；所述的基座上设置有微型器械与皮肤接触的工作区域；所述的微型器械固定设置在竖向移动机构上，竖向移动机构整体设置在横向移动机构或纵向移动机构上，与此相应地，横向移动机构整体设置在纵向移动机构上或纵向移动机构整体设置在横向移动机构上；所述的电源模块为整个自动疏通装置提供电源；所述的控制机构对所述的纵向移动机构、横向移动机构和竖向移动机构的移动进行控制，从而使得所述的微型器械自动对工作区域的皮肤进行疏通。
优选地，通过所述控制机构的控制，使得所述的微型器械自动对指定区域的皮肤进行均匀疏通。
优选地，所述的纵向移动机构和/或所述的横向移动机构动作时，所述的竖向移动机构上的微型器械处于不与皮肤接触的收回状态。
优选地，所述的微型器械为微型针、微型针阵列、微型刀片、微型刀片阵列、微型刀具、微型刀具阵列以及功能性微阵列(FMAs)中的一种。
优选地，所述的纵向移动机构包括第一驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、第一丝杠、纵向移动滑块、第一导向支撑杆；第一驱动电机的输出轴固定连接有第一齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一丝杆两端不设螺纹，所述第一丝杠的一端作为第二齿轮的齿轮轴；所述的纵向移动滑块内设置有与第一丝杆相匹配的内螺纹通孔以及与第一导向支撑杆相匹配的通孔；所述的第一丝杆和第一导向支撑杆平行设置；纵向移动滑块在第一丝杠的驱动下沿第一丝杠和第一导向支撑杆的轴向方向移动。
优选地，所述的第一丝杆两端可转动的连接在第一安装架A和第一安装架B上；所述的第一导向支撑杆两端固定连接在第一安装架A和第一安装架B上。
优选地，所述的横向移动机构包括第二驱动电机、横向齿轮传动机构、第二丝杠、横向移动滑块、第二导向支撑杆；第二驱动电机通过齿轮传动带动第二丝杠旋转，第二丝杆两端不设螺纹；所述的横向移动滑块内设置有与第二丝杆相匹配的内螺纹孔和与第二导向支撑杆相匹配的通孔；所述的第二丝杆和第二导向支撑杆平行设置；横向移动滑块在第二丝杠的驱动下沿第二丝杠和第二导向支撑杆的轴向方向移动。
优选地，所述的竖向移动机构包括第三驱动电机、偏心轮、偏心孔、连接杆、导向套筒、连接杆凸台；所述的第三驱动电机固定设置在横向移动滑块或纵向移动滑块上，第三驱动电机的输出轴通过偏心孔固定连接偏心轮；微型器械与连接杆固定连接；连接杆上端的连接杆凸台与偏心轮贴合；导向套筒与横向移动滑块或纵向移动滑块固定连接；连接杆与导向套筒尺寸相匹配；所述的弹簧套设在连接杆外且置于连接杆凸台与导向套筒之间。
优选地，所述的控制机构包括自动控制系统和触摸屏；所述的壳体上开有孔，所述的触摸屏镶嵌在所述孔中，所述的触摸屏与所述的自动控制系统电连接且所述的触摸屏与壳体表面相匹配；所述壳体固定设置在基座上。
优选地，其中所述微型针或微型刀具的长度范围是4微米至2000微米。
优选地，所述微型针或微型刀具以每平方厘米20个至每平方厘米20,000个的密度范围分布于所述微型器械的表面上。
优选地，所述微型设备包括多个高纵横比微型针、微型刀具或其组合，其中高纵横比指高于约5:1的纵横比。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
本发明所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，结构简单设计合理；采用自动控制系统控制并利用电力驱动，可以使得对皮肤自动疏通更高效；更为重要的是，可以对指定区域的皮肤角质层进行均匀导通，促进了药物渗透和吸收更好。另外避免了微型针在疏通皮肤被横向划开，可保证皮肤可以在较短时间内自我恢复，进一步提高透皮给药的安全性。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图。
图2是本发明内部结构去除控制机构后的示意图。
图3是本发明另一是视角内部结构示意图。
图4是本发明的外观示意图。
图中：1、基座；2、第一驱动电机；3、第一齿轮；4、第二齿轮；5、第一丝杠；6、纵向移动滑块；7、左第一导向支撑杆；8、右第一导向支撑杆；9、第一安装架A；10、自动控制系统；11、触摸屏；12、工作区域；13、电源模块；13、第一安装架B；15、第一驱动电机安装架；16、第二安装架；17、横向齿轮传动机构；18、第二驱动电机；19、第三驱动电机；20、偏心轮；21、偏心孔；22、第二丝杠；23、第二导向支撑杆；24、第三驱动电机；25、横向移动滑块；26、连接杆；27、连接杆凸台；28、导向套筒；29、弹簧；30、壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1-4所示，一种皮肤自动疏通设备，它包括：基座1、壳体30、控制机构、电源模块12；电源模块12固定设置在基座1上；由第一驱动电机2、第一齿轮3、第二齿轮4、第一丝杠5、纵向移动滑块6、左第一导向支撑杆7、右第一导向支撑杆8构成的纵向移动机构；所述的第一驱动电机2的输出轴固定连接有第一齿轮3，第二齿轮4与第一齿轮3啮合，第一丝杆5两端不设螺纹，所述第一丝杆5的一端作为第二齿轮4的齿轮轴；所述的纵向移动滑块6内设置有与第一丝杆5相匹配的内螺纹孔以及与左第一导向支撑杆7、右第一导向支撑杆8相匹配的通孔；所述的第一丝杆5和第一导向支撑杆平行设置；第一安装架13上设置有第一丝杠5、左第一导向支撑杆7和右第一导向支撑杆8；第一丝杠5两端都可转动连接在第一安装架A9和第一安装架B13上，左第一导向支撑杆7和右第一导向支撑杆8两端都分别固定连接在第一安装架A9和第一安装架B13上；第一安装架A9和第一安装架B13固定连接在壳体30上；第一驱动电机2通过第一驱动电机安装架15固定在壳体30上；横向移动机构包括第二安装架16、第二驱动电机18、横向齿轮传动机构、第二丝杠22、横向移动滑块25、第二导向支撑23；第二驱动电机18固定安装在第二安装架16上并通过齿轮传动带动第二丝杠22旋转，第二丝杆22两端不设螺纹，且两端都分别可转动的设置在第二安装架16上；第二导向支撑杆23的两端都分别固定设置在第二安装架16上；所述的横向移动滑块25内设置有与第二丝杆22相匹配的内螺纹孔以及与第二导向支撑杆23相匹配的通孔；所述的第二丝杆22和第二导向支撑杆23平行设置；所述的第二安装架16固定连接在纵向移动滑块6上；竖向移动机构包括第三驱动电机24、偏心轮20，偏心孔21，连接杆26，连接杆凸台27，弹簧28；所述的第三驱动电机24固定设置在横向移动滑块25上，第三驱动电机24的输出轴通过偏心孔21固定连接偏心轮20；微型器械19与连接杆26固定连接；连接杆26上端的连接杆凸台27与偏心轮贴合；导向套筒28与横向移动滑块25固定连接；连接杆26与导向套筒28尺寸相匹配；连接杆26在导向套筒28内滑动；弹簧29套设在连接杆外且置于连接杆凸台27与导向套筒28之间；壳体30固定设置在基座1上；所述的控制机构包括自动控制系统10和触摸屏11；所述的电池模块13分别与自动控制系统10、触摸屏11、第一驱动电机2、第二驱动电机18、第三驱动电机24电连接；自动控制系统分别与触摸屏11、第一驱动电机2、第二驱动电机18、第三驱动电机24电连接；所述的第一驱动电机2、第二驱动电机18、第三驱动电机24均为步进电机。
工作原理：本发明在实施前，先将需疏通的皮肤进行洗净和/或杀菌消毒；然后将本发明的工作区域对准需疏通的皮肤；在触摸屏上启动开始按钮，自动控制系统控制第三驱动电机动作，偏心轮旋转使得微型器械克服弹簧的弹力向下直线运动，当偏心轮的偏心孔处在最下端时，微型器械完成对该位置的皮肤的疏通；第三驱动电机继续工作，偏心轮持续旋转，由于弹簧的回弹力，促使并微型器械向上运动，待微型器械离开皮肤表层一定距离时，自动控制系统控制第三驱动电机停止工作，并控制第二驱动电机启动，使得横向移动机构移动一定距离后，第二驱动电机停止工作，并启动第三驱动电机工作，对皮肤的另一位置进行疏通，直至该排横向位置的皮肤都疏通完成后，自动控制系统控制第一驱动电机启动，带动纵向移动机构移动一定距离；微型器械对下一横排位置的皮肤进行疏通，直至对工作区域所有皮肤完成疏通；工作区域的皮肤全部疏通后，将治疗剂或其它活性成分喷洒或者涂覆在已疏通皮肤表面即可。采用本发明的自动可逆皮肤疏通装置，对指定区域的皮肤角质层进行均匀导通，促进了药物渗透和吸收更好。另外避免了微型针在疏通皮肤被横向划开，可保证皮肤可以在较短时间内自我恢复，进一步提高透皮给药的安全性。
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 (10)

1.一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于该皮肤疏通装置包括：微型器械；所述的微型器械自动对工作区域的皮肤进行疏通；
该皮肤疏通装置还包括壳体，所述的壳体内置有纵向移动机构、横向移动机构、竖向移动机构，所述的微型器械固定设置在竖向移动机构上，竖向移动机构整体设置在横向移动机构或纵向移动机构上，与此相应地，横向移动机构整体设置在纵向移动机构上或纵向移动机构整体设置在横向移动机构上；
还包括基座，所述的壳体设置在基座上；所述的基座上设置有微型器械与皮肤接触的工作区域；
所述的竖向移动机构包括第三驱动电机、偏心轮、偏心孔、连接杆、导向套筒、连接杆凸台；所述的第三驱动电机固定设置在横向移动滑块或纵向移动滑块上，第三驱动电机的输出轴通过偏心孔固定连接偏心轮；微型器械与连接杆固定连接；连接杆上端的连接杆凸台与偏心轮贴合；导向套筒与横向移动滑块或纵向移动滑块固定连接；连接杆与导向套筒尺寸相匹配；连接杆在导向套筒内滑动；弹簧套设在连接杆外且置于连接杆凸台与导向套筒之间；
该皮肤疏通装置还包括：控制机构；所述的壳体内置有电源模块；所述的电源模块为整个自动疏通装置提供电源；所述的控制机构对所述的纵向移动机构、横向移动机构和竖向移动机构的移动进行控制，从而使得所述的微型器械自动对工作区域的皮肤进行疏通；所述的纵向移动机构和/或所述的横向移动机构动作时，所述的竖向移动机构上的微型器械处于不与皮肤接触的收回状态。
2.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：通过所述的控制机构的控制，使得所述的微型器械自动对指定区域的皮肤进行均匀疏通。
3.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的微型器械为微型针、微型针阵列、微型刀片、微型刀片阵列、微型刀具、微型刀具阵列以及功能性微阵列中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的纵向移动机构包括第一驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、第一丝杠、纵向移动滑块、第一导向支撑杆；第一驱动电机的输出轴固定连接有第一齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一丝杆两端不设螺纹，所述第一丝杠的一端作为第二齿轮的齿轮轴；所述的纵向移动滑块内设置有与第一丝杆相匹配的内螺纹通孔以及与第一导向支撑杆相匹配的通孔；所述的第一丝杆和第一导向支撑杆平行设置；纵向移动滑块在第一丝杠的驱动下沿第一丝杠和第一导向支撑杆的轴向方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的第一丝杆两端分别可转动的连接在第一安装架A和第一安装架B上；所述的第一导向支撑杆两端分别固定连接在第一安装架A和第一安装架B上。
6.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的横向移动机构包括第二驱动电机、横向齿轮传动机构、第二丝杠、横向移动滑块、第二导向支撑杆；第二驱动电机通过齿轮传动带动第二丝杠旋转，第二丝杆两端不设螺纹；所述的横向移动滑块内设置有与第二丝杆相匹配的内螺纹孔和与第二导向支撑杆相匹配的通孔；所述的第二丝杆和第二导向支撑杆平行设置；横向移动滑块在第二丝杠的驱动下沿第二丝杠和第二导向支撑杆的轴向方向移动。
7.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的控制机构包括自动控制系统和触摸屏；所述的壳体上开有孔，所述的触摸屏镶嵌在所述孔中，所述的触摸屏与所述的自动控制系统电连接且所述的触摸屏与壳体表面相匹配；所述壳体固定设置在基座上。
8.根据权利要求3所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的微型针或微型刀具的长度范围是4微米至2000微米。
9.根据权利要求3所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的微型针或微型刀具以每平方厘米20个至每平方厘米20,000个的密度范围分布于所述微型器械的表面上。
10.根据权利要求1所述的一种自动可逆皮肤疏通装置，其特征在于：所述的微型器械包括多个高纵横比微型针、微型刀具或其组合，其中高纵横比指高于约5:1的纵横比。
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