CN111773488A - 一种激光驱动的无针注射系统 - Google Patents

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方勇
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Abstract

本发明实施例公开了一种激光驱动的无针注射系统。其包括注射装置1、光路控制模块、药物补给装置和激光发生器。其中，注射装置用于进行无针注射。激光发生器用于产生激光。光路控制模块用于控制激光发生器产生的激光的光路，使激光能够作为动力源作用于注射装置或作用于皮肤对皮肤进行预处理。药物补给装置与注射装置相连接，用于对注射装置进行药物补给。本发明实施例的激光驱动的无针注射系统可以对皮肤进行预处理，提高系统整体注射效率，也可以实现玻尿酸等大分子药物的无针注射；避免传统弹簧、高压气体等动力源造成的注射剂量控制精度低、噪音大等缺；并可以利用多次连续的小剂量喷射实现整体的大剂量注射目标。

Description

一种激光驱动的无针注射系统
技术领域
本发明涉及医用注射装置相关技术领域，具体地说是涉及一种激光驱动的无针注射系统。
背景技术
目前，医疗所使用的大多体外注射方式为有针注射，通过针头刺入人体皮肤到达指定的位置后推动注射器实现完整的注射过程。但有针注射具有会交叉感染、针头断裂等安全性问题和剧烈的疼痛感等注射体验性问题。
针对上述问题，无针注射技术逐渐成为新的发展趋势。无针注射器是利用外界动力源发生相关反应，产生作用力施加在药液上，从而使注射器内药物形成高速喷射流，最终渗透到皮肤内各组织处释放药效的医疗机械系统。常见的无针注射器种类有弹簧驱动式、高压气体驱动式、电动力驱动式等。但目前市场上的无针注射器由于其原理的限制不能很好的服务于医疗系统，其缺点主要表现在如下几个方面。
一、给药量太小：常规无针注射的给药体积为0.1～1ml，1.5ml为无针注射的给药上限，若体积过大，则会导致注射部位严重疼痛，同时药物递送效率明显降低；
二、工作稳定性较差：弹簧动力的工作稳定性较差，易导致给药剂量差异，影响临床治疗安全性及有效性；而高压气体动力则易产生极大的爆破噪音；
三、注射的药物种类有局限性：可以用于无针注射的药物大多为溶解能力强的小分子药物，对于美容领域的玻尿酸等大分子药物还无法利用无针注射技术进行注射。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种激光驱动的无针注射系统。
所述激光驱动的无针注射系统可以包括：
注射装置，用于进行无针注射；
激光发生器，用于产生激光；
光路控制模块，用于控制所述激光发生器产生的激光的光路，使所述激光能够作为动力源作用于所述注射装置或作用于皮肤对皮肤进行预处理；
药物补给装置，其与所述注射装置相连接，用于对所述注射装置进行药物补给。
根据本发明的一个优选实施方式，所述注射装置包括压力产生室、药物储存室和喷头；所述压力产生室具有透明部，并且在所述压力产生室内设置有液体；所述压力产生室与所述药物储存室之间通过一弹性膜隔开；所述喷头与所述药物储存室相连通。
根据本发明的一个优选实施方式，所述注射装置包括上固定件、压力产生室壳体、透明件；在所述压力产生室壳体中设置有阶梯通孔；所述阶梯通孔具有上部大孔、中部阶梯和下部小孔；所述透明件设置在所述上部大孔中，并且在所述透明件与所述中部阶梯之间设置有第一密封件；所述上固定件与所述压力产生室壳体之间密封连接，使得所述透明件被压紧在所述中部阶梯上；并且在所述上固定件对应于所述透明件的位置开设有第一通孔；所述第一通孔和所述透明件形成为所述透明部。
根据本发明的一个优选实施方式，所述注射装置还包括下固定件和药物储存室壳体；所述药物储存室壳体呈漏斗状，其内部形成有锥形空间；所述喷头与所述锥形空间的尖端相连通；所述药物储存室壳体设置在所述压力产生室壳体下端端部，使得所述压力产生室与所述药物储存室对齐；所述弹性膜设置在所述药物储存室壳体与所述压力产生室壳体下端端部之间；并且在所述弹性膜与所述压力产生室壳体下端端部之间还设置有第二密封件；所述下固定件与所述药物储存室壳体和所述压力产生室壳体相连接，使得所述弹性膜被所述下固定件和所述药物储存室壳体压紧在所述压力产生室壳体下端端部。
根据本发明的一个优选实施方式，在所述压力产生室壳体的外侧中部设置有凸出部；在所述压力产生室壳体的外侧上部设置有第一外螺纹；在所述压力产生室壳体的外侧下部设置有第二外螺纹；在所述药物储存室壳体的外侧上部设置有第三外螺纹；在所述上固定件内侧设置有第一内螺纹；在所述下固定件中设置有阶梯螺纹通孔；其中，阶梯螺纹通孔包括大螺纹孔和小螺纹孔；在连接状态下，所述第一内螺纹与所述第一外螺纹相连接，使得所述上固定件固定在所述压力产生室壳体上；所述大螺纹孔与所述第二外螺纹相连接，所述小螺纹孔与所述第三外螺纹相连接，使得所述弹性膜被所述下固定件和所述药物储存室壳体压紧在所述压力产生室壳体下端端部。
根据本发明的一个优选实施方式，在所述上固定件与所述压力产生室壳体之间还设置有第三密封件；在所述下固定件与所述压力产生室壳体之间还设置有第四密封件。
根据本发明的一个优选实施方式，所述光路控制模块包括第一反光件、固定座、转动驱动机构和第二反光件；其中，所述固定座具有一倾斜部；所述第一反光件设置在所述倾斜部上并位于所述激光发生器与所述注射装置之间；所述第二反光件设置在所述第一反光件侧部，用于将所述第一反光件反射的激光反射至皮肤上；所述固定座与所述转动驱动机构相连接，所述转动驱动机构能够带动所述固定座转动，使得所述第一反光件能够避开所述激光发生器发出的激光，使所述激光发生器发出的激光作用在所述注射装置上；或者，使得所述第一反光件能够将所述激光发生器发出的激光反射至所述第二反光件。
根据本发明的一个优选实施方式，在所述激光发生器与所述注射装置之间还设置有第一凸透镜；其中，所述第一凸透镜设置在所述固定座下方；在所述第二反光件的反射光路上还设置有第二凸透镜。
根据本发明的一个优选实施方式，所述药物补给装置包括驱动机构、进样器外壳和进样器推进杆；所述进样器推进杆一端可伸缩地伸入在所述进样器外壳的一端中，所述进样器推进杆的一端与所述驱动机构相连接；所述进样器外壳的另一端与所述注射装置相连通。
根据本发明的一个优选实施方式，所述驱动机构包括驱动电机、丝杠、丝杠螺母、直线导轨和滑块；所述滑块可滑动地安装在所述直线导轨上；所述丝杠螺母安装于所述丝杠上，并且所述丝杠螺母与所述滑块相连接；所述进样器推进杆连接在所述丝杠螺母上。所述丝杠与所述驱动电机传动连接。
与现有技术相比，本发明实施例的激光驱动的无针注射系统具有如下有益效果：
本发明实施例的激光驱动的无针注射系统由激光发生器发出的激光作为动力源，通过光路控制模块可以先将激光发生器发出的激光折射到注射位置的皮肤上，消融角质层造成一个注射通道，实现人体皮肤角质层的预消融和处理过程，然后再将激光发生器发出的激光作用于所述注射装置，使注射装置中的药物产生药物微射流，从注射通道注入体内，完成注射；
由于本发明的激光驱动的无针注射系统的动力源而非传统的弹簧、高压气体等动力源，避免了由于原理造成的注射剂量控制精度低、噪音大等缺陷，同时单次传输的能量精确可控，可以实现高精度的注射流程；并且，药液进入皮肤的深度可控。药液最终在皮肤内的扩散面积与药液的出射速度有关，而药液的出射速度与激光的能量值大小有关。通过调节激光发射器的出射能量即可对最终的注射效果进行调节，满足不同病症的多种实际医疗环境；
另外，由于可以通过光路控制模块调整激光光路，利用激光可以消融人体皮肤角质层的特性，预先对体表皮进行处理，在注射位置形成注射通道，不仅减少了微射流穿破人体表皮进入组织所需要的消耗的能量，提高了系统整体注射效率，也可以实现玻尿酸等大分子药物的无针注射；
同时，通过药物补给装置可以在单次小剂量喷射后将外部药物不断地补给进入注射装置内，利用多次连续的小剂量喷射实现整体的大剂量注射目标，解决了由于注射剂量较小造成的系统难以匹配实际医疗环境的缺点，使得系统整体实施效果更贴近于当前有针注射的注射效果。
本发明的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本发明的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本发明披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
在此所述的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
图1、图2是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中注射装置的结构示意图；
图3是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中的光路原理图；
图4是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中光路控制模块处于预处理状态的结构示意图；
图5是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中光路控制模块处于注射状态的结构示意图；
图6是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中光路控制模块的第一反光件、固定座、转动驱动机构的连接结构示意图；
图7是根据本发明的一些实施例所示的激光驱动的无针注射系统中药物补给装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，如果本发明的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例公开了一种激光驱动的无针注射系统。
如图1至图7所示，该激光驱动的无针注射系统可以包括注射装置1、光路控制模块2、药物补给装置3和激光发生器4。
其中，注射装置1可以用于进行无针注射。激光发生器4可以用于产生激光。光路控制模块2可以用于控制激光发生器产生的激光的光路，使激光能够作为动力源作用于注射装置或作用于皮肤对皮肤进行预处理。药物补给装置3与注射装置1相连接，可以用于对注射装置进行药物补给。
在本实施例中，如图1所示，注射装置包括压力产生室10、药物储存室20和喷头30。压力产生室10具有透明部101，并且在压力产生室10内设置有液体102。压力产生室10与药物储存室20之间通过一弹性膜40隔开。喷头30与药物储存室20相连通。
激光发生器4发出的激光从透明部101射入压力产生室10。压力产生室10内装有压力液体102(如凝胶、水或盐水)，液体102在激光的照射下产生气泡，气泡逐渐膨胀导致压力产生室10压力升高，推动下方的弹性膜40使之发生形变。弹性膜40发生形变之后，推动药物储存室20内药物通过喷头30喷射而出，最终产生药物微射流，进入人体组织，完成注射过程。
示例性的，如图1、图2所示，在本实施例中，注射装置具体包括上固定件110、压力产生室壳体120、透明件130、下固定件150和药物储存室壳体160。
其中，如图1所示，上固定件110呈瓶盖状。在上固定件110内侧设置有第一内螺纹112。并且，在上固定件110的顶部开设有第一通孔111。在本实施例中，上固定件110优选为由不锈钢材料制成。
其中，如图1所示，在压力产生室壳体120中设置有阶梯通孔。该阶梯通孔具有上部大孔121、中部阶梯122和下部小孔123。并且，在压力产生室壳体120的外侧中部设置有凸出部124。在压力产生室壳体120的外侧上部设置有第一外螺纹125。在压力产生室壳体120的外侧下部设置有第二外螺纹126。压力产生室壳体120优选为由不锈钢材料制成，其可以阻挡由于激光照射而产生的大量热量。
其中，如图1所示，下固定件150也呈瓶盖状。并且在下固定件150中设置有阶梯螺纹通孔。其中，阶梯螺纹通孔包括大螺纹孔151和小螺纹孔152。在本实施例中，下固定件150优选为由不锈钢材料制成。
其中，如图1所示，药物储存室壳体160呈漏斗状，其内部形成有锥形空间161。喷头3与锥形空间161的尖端相连通。并且，在药物储存室壳体160的外侧上部设置有第三外螺纹162。
在安装状态下，透明件130设置在上部大孔121中。上固定件110与压力产生室壳体120之间密封连接，使得透明件130被压紧在中部阶梯122上，并且第一通孔111位于透明件130的上方。具体的，第一内螺纹112与第一外螺纹125相连接，使得上固定件110固定在压力产生室壳体120上。
药物储存室壳体160设置在压力产生室壳体120下端端部，使得压力产生室1与药物储存室2对齐。
弹性膜40设置在药物储存室壳体160与压力产生室壳体120下端端部之间，并且在透明件130与中部阶梯122之间设置有第一密封件140，从而使得位于弹性膜40与透明件130之间的密闭环境空间下部小孔123形成为密闭的压力产生室10。在本实施例中，压力产生室壳体120为内部中空且两端均敞开结构，一侧被透明件封闭而另一侧被弹性膜40封闭，从而可以形成预定体积的密闭空间，即压力产生室10。
在本实施例中，弹性膜40可以采用丁腈橡胶材质制成。为了当有外界压力作用于弹性膜时，弹性膜可以轻易发生形变，从而将药物室的药物液体推出，在本实施例中弹性膜40优选硬度邵氏为55度，厚度为0.1—0.2mm的丁腈橡胶膜。
下固定件150与药物储存室壳体160和压力产生室壳体120相连接，使得弹性膜40被下固定件150和药物储存室壳体160压紧在压力产生室壳体120下端端部。具体的，大螺纹孔151与第二外螺纹126相连接，小螺纹孔152与第三外螺纹162相连接，使得弹性膜40被下固定件150和药物储存室壳体160压紧在压力产生室壳体120下端端部，从而保证压力产生室10内的高压密闭环境和压力产生室10、弹性膜与药物储存室20三者之间的配合关系，确保药物可以被推出。并且在弹性膜40与压力产生室壳体120下端端部之间还设置有第二密封件170，从而使得弹性膜40下方的锥形空间161形成为密闭的药物储存室20。
在本实施例中，第一密封件140和第二密封件170均可以采用橡胶垫片。通过设置第一密封件140和第二密封件170，可以使得压力产生室10和药物储存室20与其他元件配合时，可以通过在连接处的橡胶垫片进行密封加固，从而保证压力产生室10和药物储存室20内为密闭环境。优选的，第一密封件140和第二密封件170为人造橡胶制作成的薄片。
进一步的，在上固定件110与压力产生室壳体120之间还设置有第三密封件180。在下固定件150与压力产生室壳体120之间还设置有第四密封件190。
在本实施例中，第三密封件180和第四密封件190均可以采用O形橡胶圈。由于压力产生室10产生的气体体积膨胀会对外界造成一定的压力，增加O形圈进行轴向密封可以防止内部气体的溢出。
在本实施例中，喷头30为具有微小直径截面的两端开放的中空圆柱体。优选的，喷头直径在100μm—500μm之间。
喷头30的一端连接在药物储存室壳体160的底端并与锥形空间161的尖端相连通。通过将药物储存室20设计为锥形空间，喷头30连接在锥形空间的尖端，可以使得在注射时，喷头30与药物储存室壳体160的连接处具有更大的压强，便于药物储存室20内的药物通过喷头30从而以微射流的形式喷出。
本实施的注射装置1的工作原理和过程如下：
激光发生器产生的激光穿过第一通孔111和透明件130形成的透明部101进入储存在压力产生室10内的液体102(凝胶、水或盐水)中，液体102发生光学击穿产生气泡，使压力产生室10内的压力升高，推动弹性膜40发生形变，向下弯曲，挤压储存在药物储存室20内的药物，最终使其以高速从喷头30中喷出，产生药物微射流，进入人体组织，完成注射过程。
其中，液体102可以为任何可以从激光中吸取能量产生气泡的液体、凝胶等。在本实施例中，液体102为水。
另外啊，在系统运转的过程中，激光聚焦在液体中使液体分子结构发生光学击穿并接受激光传递的能量，最终产生气泡并引起体积爆炸性增长。根据实验原理需求，激光无针注射器所使用的激光源应具有在水中有较高的吸收率且能传递能量等特性。在本实施例中，可以选择Er:YAG激光，其属于中红外线、固体激光，波长为2940μm，接近水对红外线的吸收峰值，由于其波长较长，在水中的吸收率较高，入水立刻得到吸收，在水表面即能形成气泡，一定程度上可以抑制内部气泡的扩散。
此外，由于激光需要透过透明部101在压力产生室10内聚焦，继而发生反应形成高压，因此透明件130应该对所选用激光具有高透过性。在本实施例中，透明件130材质为蓝宝石玻璃，其在光波长2900μm范围内透过率达95％。
在本实施例中，如图3至图6所示，光路控制模块可以包括第一反光件210、固定座220、转动驱动机构230和第二反光件240。
其中，固定座220具有一倾斜部221。第一反光件210设置在倾斜部221上并位于激光发生器与注射装置之间。第二反光件240设置在第一反光件210侧部，用于将第一反光件210反射的激光反射至皮肤上。固定座220与转动驱动机构230相连接，转动驱动机构230能够带动固定座220转动，使得第一反光件210能够避开激光发生器发出的激光，使激光发生器发出的激光作用在注射装置上。或者，使得第一反光件210能够将激光发生器发出的激光反射至第二反光件240。
示例性的，如图6所示，转动驱动机构230可以包括舵机231和连接在舵机231上的舵机臂232。固定座220包括一连接部222。倾斜部221的一端与连接部222的一端之间呈一定角度连接在一起。在安装状态下，连接部222呈竖直状态连接在转动驱动机构230中的舵机臂232上。
在本实施例中，第一反光件210和第二反光件240均可以采用反光镜。
进一步的，在激光发生器与注射装置之间还设置有第一凸透镜250。第一凸透镜250设置在固定座220下方。进一步的，在第二反光件240的反射光路上还设置有第二凸透镜260。其中，优选的，第一凸透镜250可以选用焦距为20mm的凸透镜。优选的，第二凸透镜260可以选用焦距为50mm的凸透镜。
本实施例的光路控制模块的工作原理和过程如下：转动驱动机构230带动固定座220转动，使得第一反光件210位于激光发生器的激光入射线路上，由于第一反光件210与入射激光呈一定角度，可以改变激光的照射方向，使激光照射到第二反光件240上，第二反光件240再预先将一路激光照射在注射位置的皮肤上，去除皮肤表面角质层，提高药物的渗透效率，例如，如图4所示，激光束先通过第一反光件210变向照向右边，再次被第二反光件240反射后通过第二凸透镜260聚焦在人体皮肤上，最终照射在皮肤上消融角质层造成一个通道，实现人体皮肤角质层的预消融和处理过程。完成对皮肤的预处理后，转动驱动机构230带动固定座220转动，将第一反光件210移走，使得第一反光件210避开激光发生器的激光入射线路，激光直接形成向下的光路聚焦到压力产生室10中的液体102中，完成注射，如图5所示。
其中，在工作的过程中光路控制模块共有两个状态：
1.预处理状态
如图4所示，设定舵机臂232垂直向下的状态为初始状态，在该状态下激光束5被第一反光件210反射后，最终激光束5照射在人体皮肤上消融角质层，完成上述皮肤预处理流程。具体的，如图3、图4所示，激光束5先通过第一反光件210变向照向右边，再次被第二反光件240反射，然后通过焦距为50mm的第二凸透镜260聚焦在人体皮肤上，光路的入射角度为55°，最终照射在皮肤上注射点6消融角质层造成一个注射通道，实现人体皮肤角质层的预消融和处理过程。预计激光照射后的注射通道的微孔直径为500μm，比微射流直径100μm小，能够起到提高系统效率的作用效果，也可以实现玻尿酸等大分子药物的无针注射。
2.注射状态
如图3、图5所示舵机臂232以从左向右方向顺时针旋转90°，在该状态下激光束5不再被第一反光件210反射，而是直接照射到焦距为20mm的第一凸透镜250上后聚焦在压力产生室10内聚焦点7，最终完成上述注射流程。
在本实施例中，如图7所示，药物补给装置可以包括驱动机构310、进样器外壳320和进样器推进杆330。其中，进样器推进杆330一端可伸缩地伸入在进样器外壳320的一端中，进样器推进杆330的一端与驱动机构310相连接。进样器外壳320的另一端与注射装置相连通。本实施的药物补给装置采用注射式加样原理，利用推杆的伸出和缩回导致的压力变化来进行药液的流出与补给过程。
示例性的，如图7所示，该驱动机构310可以包括驱动电机311、丝杠312、丝杠螺母313、直线导轨314和滑块315。
其中，滑块315可滑动地安装在直线导轨314上。丝杠螺母313安装于丝杠312上，并且丝杠螺母313与滑块315相连接。进样器推进杆330连接在丝杠螺母313上。丝杠312与驱动电机311传动连接；具体的，丝杠312可以通过一联轴器355与驱动电机311相连接。优选的，驱动电机311为步进电机。丝杠312为滚珠丝杠，丝杠螺母313为滚珠丝杠螺母。
进一步的，如图7所示，药物补给装置还可以包括外箱体340。驱动机构310、进样器外壳320和进样器推进杆330安装在外箱体340内。
具体的，驱动电机311通过电机座351与外箱体340体连接；丝杠312采用“固定—支承”的装夹模式，利用丝杠固定端352和丝杠支承端353在两侧进行固定；丝杠螺母313利用丝杠螺母固定座354和下方直线导轨相连，以保证整体模块的运动直线度，具体的，丝杠螺母固定座354连接在上，滑块315安装在直线导轨314上。同时，丝杠螺母313也通过丝杠螺母固定座354与进样器推进杆330相连，以控制药液的流出与补给；进样器外壳320利用进样器固定座355采用光轴抱死的方式与外箱体340进行连接。
在使用外部的药物补给模块的过程中，进样器外壳320中装有药物，通过导管(图中未示出)与注射装置中药物储存室壳体上的药物预留通道163之间连接，药物从进样器外壳320中传输到药物储存室20内。驱动电机311根据控制系统发送的指令带动丝杠312旋转相应的角度，滚珠丝杠副将旋转运动转变为直线运动，带动进样器推进杆330进行伸出或缩回运动，通过改变进样器外壳320内压强变化完成药液的补给和输送动作。
本发明实施例的激光驱动的无针注射系统可能带来的有益效果包括但不限于以下内容：
本发明实施例的激光驱动的无针注射系统由激光发生器发出的激光作为动力源，通过光路控制模块可以先将激光发生器发出的激光折射到注射位置的皮肤上，消融角质层造成一个注射通道，实现人体皮肤角质层的预消融和处理过程，然后再将激光发生器发出的激光作用于所述注射装置，使注射装置中的药物产生药物微射流，从注射通道注入体内，完成注射；
由于本发明的激光驱动的无针注射系统的动力源而非传统的弹簧、高压气体等动力源，避免了由于原理造成的注射剂量控制精度低、噪音大等缺陷，同时单次传输的能量精确可控，可以实现高精度的注射流程；并且，药液进入皮肤的深度可控。药液最终在皮肤内的扩散面积与药液的出射速度有关，而药液的出射速度与激光的能量值大小有关。通过调节激光发射器的出射能量即可对最终的注射效果进行调节，满足不同病症的多种实际医疗环境；
另外，由于可以通过光路控制模块调整激光光路，利用激光可以消融人体皮肤角质层的特性，预先对体表皮进行处理，在注射位置形成注射通道，不仅减少了微射流穿破人体表皮进入组织所需要的消耗的能量，提高了系统整体注射效率，也可以实现玻尿酸等大分子药物的无针注射；
同时，通过药物补给装置可以在单次小剂量喷射后将外部药物不断地补给进入注射装置内，利用多次连续的小剂量喷射实现整体的大剂量注射目标，解决了由于注射剂量较小造成的系统难以匹配实际医疗环境的缺点，使得系统整体实施效果更贴近于当前有针注射的注射效果。
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种激光驱动的无针注射系统，其特征在于，其包括：
注射装置(1)，用于进行无针注射；
激光发生器(4)，用于产生激光；
光路控制模块(2)，用于控制所述激光发生器(4)产生的激光的光路，使所述激光能够作为动力源作用于所述注射装置或作用于皮肤对皮肤进行预处理；
药物补给装置(3)，其与所述注射装置(1)相连接，用于对所述注射装置(1)进行药物补给。
2.根据权利要求1所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述注射装置包括压力产生室(10)、药物储存室(20)和喷头(30)；
所述压力产生室(10)具有透明部(101)，并且在所述压力产生室(10)内设置有液体(102)；
所述压力产生室(10)与所述药物储存室(20)之间通过一弹性膜(40)隔开；
所述喷头(30)与所述药物储存室(20)相连通。
3.根据权利要求2所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述注射装置包括上固定件(110)、压力产生室壳体(120)、透明件(130)；
在所述压力产生室壳体(120)中设置有阶梯通孔；所述阶梯通孔具有上部大孔(121)、中部阶梯(122)和下部小孔(123)；
所述透明件(130)设置在所述上部大孔(121)中，并且在所述透明件(130)与所述中部阶梯(122)之间设置有第一密封件(140)；
所述上固定件(110)与所述压力产生室壳体(120)之间密封连接，使得所述透明件(130)被压紧在所述中部阶梯(122)上；并且在所述上固定件(110)对应于所述透明件(130)的位置开设有第一通孔(111)；
所述第一通孔(111)和所述透明件(130)形成为所述透明部(101)。
4.根据权利要求3所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述注射装置还包括下固定件(150)和药物储存室壳体(160)；
所述药物储存室壳体(160)呈漏斗状，其内部形成有锥形空间(161)；所述喷头(3)与所述锥形空间(161)的尖端相连通；
所述药物储存室壳体(160)设置在所述压力产生室壳体(120)下端端部，使得所述压力产生室(1)与所述药物储存室(2)对齐；
所述弹性膜(40)设置在所述药物储存室壳体(160)与所述压力产生室壳体(120)下端端部之间；并且在所述弹性膜(40)与所述压力产生室壳体(120)下端端部之间还设置有第二密封件(170)；
所述下固定件(150)与所述药物储存室壳体(160)和所述压力产生室壳体(120)相连接，使得所述弹性膜(40)被所述下固定件(150)和所述药物储存室壳体(160)压紧在所述压力产生室壳体(120)下端端部。
5.根据权利要求4所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，在所述压力产生室壳体(120)的外侧中部设置有凸出部(124)；
在所述压力产生室壳体(120)的外侧上部设置有第一外螺纹(125)；
在所述压力产生室壳体(120)的外侧下部设置有第二外螺纹(126)；
在所述药物储存室壳体(160)的外侧上部设置有第三外螺纹(162)；
在所述上固定件(110)内侧设置有第一内螺纹(112)；
在所述下固定件(150)中设置有阶梯螺纹通孔；其中，阶梯螺纹通孔包括大螺纹孔(151)和小螺纹孔(152)；
在连接状态下，所述第一内螺纹(112)与所述第一外螺纹(125)相连接，使得所述上固定件(110)固定在所述压力产生室壳体(120)上；
所述大螺纹孔(151)与所述第二外螺纹(126)相连接，所述小螺纹孔(152)与所述第三外螺纹(162)相连接，使得所述弹性膜(40)被所述下固定件(150)和所述药物储存室壳体(160)压紧在所述压力产生室壳体(120)下端端部。
6.根据权利要求5所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，在所述上固定件(110)与所述压力产生室壳体(120)之间还设置有第三密封件(180)；
在所述下固定件(150)与所述压力产生室壳体(120)之间还设置有第四密封件(190)。
7.根据权利要求1所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述光路控制模块包括第一反光件(210)、固定座(220)、转动驱动机构(230)和第二反光件(240)；
其中，所述固定座(220)具有一倾斜部(221)；
所述第一反光件(210)设置在所述倾斜部(221)上并位于所述激光发生器与所述注射装置之间；
所述第二反光件(240)设置在所述第一反光件(210)侧部，用于将所述第一反光件(210)反射的激光反射至皮肤上；
所述固定座(220)与所述转动驱动机构(230)相连接，所述转动驱动机构(230)能够带动所述固定座(220)转动，使得所述第一反光件(210)能够避开所述激光发生器发出的激光，使所述激光发生器发出的激光作用在所述注射装置上；或者，使得所述第一反光件(210)能够将所述激光发生器发出的激光反射至所述第二反光件(240)。
8.根据权利要求7所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，在所述激光发生器与所述注射装置之间还设置有第一凸透镜(250)；
其中，所述第一凸透镜(250)设置在所述固定座(220)下方；
在所述第二反光件(240)的反射光路上还设置有第二凸透镜(260)。
9.根据权利要求1所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述药物补给装置包括驱动机构(310)、进样器外壳(320)和进样器推进杆(330)；
所述进样器推进杆(330)一端可伸缩地伸入在所述进样器外壳(320)的一端中，所述进样器推进杆(330)的一端与所述驱动机构(310)相连接；
所述进样器外壳(320)的另一端与所述注射装置相连通。
10.根据权利要求9所述的激光驱动的无针注射系统，其特征在于，所述驱动机构(310)包括驱动电机(311)、丝杠(312)、丝杠螺母(313)、直线导轨(314)和滑块(315)；
所述滑块(315)可滑动地安装在所述直线导轨(314)上；
所述丝杠螺母(313)安装于所述丝杠(312)上，并且所述丝杠螺母(313)与所述滑块(315)相连接；
所述进样器推进杆(330)连接在所述丝杠螺母(313)上；
所述丝杠(312)与所述驱动电机(311)传动连接。
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