CN113827821B - 一种基于mems的主动吸入给药装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MEMS的主动吸入给药装置，其包括药液盒、导油板、多孔导液块、雾化芯片、底座、PCB板和吸嘴，导油板上设置有至少一导液孔，多孔导液块安装在导液孔下方，底座上设置有两通孔，通孔内设置有金属电极，金属电极包括上金属电极、下金属电极和弹簧，弹簧的一端固定连接在上金属电极上，弹簧的另一端固定连接在下金属电极上，上金属电极上的触点与雾化芯片上的电阻丝相抵接，下金属电极与PCB板的连接柱相抵接，底座上设置有第一气溶胶通道，吸嘴安装在底座上，吸嘴内设置有第二气溶胶通道，第二气溶胶通道与第一气溶胶通道相连通。本发明可以解决为了解决MEMS雾化芯或芯片上部分结构变形或碎裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及MEMS医疗技术领域，尤其涉及一种基于MEMS的主动吸入给药装置。
背景技术
当前，随着生活多样化和环境污染的加重，呼吸系统疾病已经成为如今常见疾病，如哮喘、慢阻肺等，并且患者数量还在不断的增加。一般慢性呼吸系统疾病都需要长期治疗，选择治疗方式至关重要。已有研究表明，吸入给药是治疗哮喘、慢肺阻等呼吸系统疾病最为简单有效的给药途径。
吸入疗法是将药液通过雾化，形成气溶胶，通过患者吸入动作来完成治疗的一种方法。药液气溶胶通过吸入动作，从口腔到达呼吸道，再到肺部，并在肺部扩散，达到病变部位。吸入治疗方法可以直接将药液作用于病变部位，具有直接、见效快、安全性高、副作用小的特点。
已有研究表明，根据药液颗粒的直径不同，药液在呼吸道和肺部的吸收也不同。对于成年人，直径0.5~1.0 um的微粒能有效沉积于呼吸支气管和肺泡，直径1.0-5.0 um的微粒大部分吸收于10到17级支气管，直径5.0~8.0 um的微粒，大部分药液沉积在咽喉和呼吸道。吸入给药装置所产生1.0~3.0 um的药液微粒越多，占比越大，疗效越好。
现有方案，为了安装MEMS雾化器，一般在底座上开槽，以便将MEMS雾化器安装其中。依靠加热方式雾化的MEMS雾化器一般在芯片底部制备电阻丝，通过焦耳热进行加热。其电阻丝两端预留焊盘，焊盘与底座上的金属电极接触。为了形成良好的电接触，一般将MEMS雾化芯和金属电极焊接在一起，容易出现以下缺点：
1. MEMS雾化芯一般采用硅等材料制备，容易受到应力影响，芯片上应力分布不均匀，导致雾化器内部结构产生部分形变，其结构包括雾化器微孔、微导流孔以及空气桥薄膜，导致雾化效果不均匀，影响目标直径药液微粒占比，导致疗效衰减。
2. 硅材料为脆性材料，由于MEMS雾化芯与底座和金属电极为硬连接方式，当受到冲击，如跌落等，容易导致MEMS雾化芯或芯片上部分结构碎裂，造成雾化系统失效。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决MEMS雾化芯或芯片上部分结构变形或碎裂的问题，而提供的一种基于MEMS的主动吸入给药装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于MEMS的主动吸入给药装置，其包括药液盒、导油板、多孔导液块、雾化芯片、底座、PCB板和吸嘴，所述药液盒的表面设置有至少一进气孔，所述底座设置在所述药液盒的底部，所述导油板设置在所述底座与所述药液盒之间，所述导油板连接在所述药液盒上，所述导油板上设置有至少一导液孔，所述多孔导液块安装在所述导液孔下方，所述雾化芯片设置在所述底座的上方，所述PCB板设置在所述底座的下方，所述底座上设置有两通孔，所述通孔内设置有金属电极，所述金属电极包括上金属电极、下金属电极和弹簧，所述弹簧的一端固定连接在所述上金属电极上，所述弹簧的另一端固定连接在所述下金属电极上，所述上金属电极上的触点与雾化芯片上的电阻丝相抵接，所述下金属电极与所述PCB板的连接柱相抵接，所述底座上设置有第一气溶胶通道，所述吸嘴安装在所述底座上，所述吸嘴内设置有第二气溶胶通道，所述第二气溶胶通道与所述第一气溶胶通道相连通。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述下金属电极上设置有第一安装槽，所述弹簧设置在所述第一安装槽内，所述上金属电极活动连接在所述第一安装槽内，且所述上金属电极的外侧壁与所述第一安装槽的槽壁相抵接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述上金属电极上设置有第二安装槽，所述弹簧的一端固定连接在所述第二安装槽内。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述PCB板上设置有电池，所述电池与所述连接柱电连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述导液孔设置有两个，所述药液盒对应所述导液孔的位置设置有导流面。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述多孔导液块可拆卸安装在所述导油板上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述底座上设置有安装座，所述雾化芯片固定在所述安装座上，所述安装座的顶部抵住所述多孔导液块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述底座上设置有安装座，所述雾化芯片固定在所述安装座上，所述安装座的顶部抵住所述多孔导液块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述多孔导液块为多孔棉或多孔陶瓷。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：将金属电极进行了改成了具有弹性的金属电极，金属电极具有纵向的弹性，无需进行焊接，金属电极触点和MEMS雾化芯底部电阻丝焊盘之间具有一定压力，MEMS雾化芯与金属电极之间可形成良好的电接触。同时，MEMS雾化芯在横向和纵向均可进行小幅移动，释放了芯片上部分应力，工作时，芯片内部结构形变，如雾化器微孔、微导流孔以及空气桥薄膜的形变得到缓解，提升了雾化均一性。当在冲击情况下，金属电极对冲击进行了缓冲，降低MEMS雾化芯或芯片上部分结构碎裂的风险。同时，由于金属电极施加的压力，减少了MEMS雾化芯与上层材料之间的缝隙，降低了吸入给药装置漏液的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种基于MEMS的主动吸入给药装置的结构示意图。
图2为一种基于MEMS的主动吸入给药装置的剖视图。
图3为一种基于MEMS的主动吸入给药装置中底座的结构示意图。
图例说明：
1、药液盒；11、导流面；2、导油板；21、导液孔；3、多孔导液块；4、雾化芯片；41、电阻丝；5、底座；51、通孔；52、第一气溶胶通道；53、安装座；6、PCB板；61、连接柱；62、电池；7、吸嘴；71、第二气溶胶通道；8、进气孔；9、金属电极；91、上金属电极；911、第二安装槽；92、下金属电极；921、第一安装槽；93、弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3，本发明提供了一种基于MEMS的主动吸入给药装置，包括药液盒1、导油板2、多孔导液块3、雾化芯片4、底座5、PCB板6和吸嘴7，所述药液盒1的表面设置有至少一进气孔8，所述底座5设置在所述药液盒1的底部，所述导油板2设置在所述底座5与所述药液盒1之间，所述导油板2连接在所述药液盒1上，所述导油板2上设置有至少一导液孔21，所述多孔导液块3安装在所述导液孔21下方，所述雾化芯片4设置在所述底座5的上方，所述PCB板6设置在所述底座5的下方，所述底座5上设置有两通孔51，所述通孔51内设置有金属电极9，所述金属电极9包括上金属电极91、下金属电极92和弹簧93，弹簧93为金属弹簧，所述弹簧93的一端固定连接在所述上金属电极91上，所述弹簧93的另一端固定连接在所述下金属电极92上，所述上金属电极91上的触点与雾化芯片4上的电阻丝41相抵接，所述下金属电极92与所述PCB板6的连接柱61相抵接，所述底座5上设置有第一气溶胶通道52，所述吸嘴安装在所述底座5上，所述吸嘴7内设置有第二气溶胶通道71，所述第二气溶胶通道71与所述第一气溶胶通道52相连通。
所述下金属电极92上设置有第一安装槽921，所述弹簧93设置在所述第一安装槽921内，所述上金属电极91活动连接在所述第一安装槽921内，且所述上金属电极91的外侧壁与所述第一安装槽921的槽壁相抵接，所述上金属电极91上设置有第二安装槽911，所述弹簧93的一端固定连接在所述第二安装槽911内。这样可以是的上金属电极与下金属电极接触的更加紧密，防止断路。
所述PCB板6上设置有电池62，所述电池62与所述连接柱61电连接。可以及时更换电池，提高使用寿命。
所述导液孔21设置有两个，所述药液盒1对应所述导液孔21的位置设置有导流面11。导流面可以更好的将药液引导进入导油板。
所述多孔导液块3可拆卸安装在所述导油板2上。多孔导液块的面积大于导液孔的面积，可以更好的将药液分散在多孔导液块上，提高雾化效率，同时，多孔导液块3可拆卸安装在导油板上，便于清洁更换，提高导液效率。
所述底座5上设置有安装座53，所述雾化芯片4固定在所述安装座53上，所述安装座53的顶部抵住所述多孔导液块3。可以防止导液流出雾化芯片。
所述多孔导液块3为多孔棉或多孔陶瓷。储液、锁液效果好。
工作原理：药液储存在药液盒内，导流面连接在药液盒底部，导液孔与导流面连接，形成药液通道，其连接部分可选地采用密封环进行密封，导液孔下方内嵌多孔导液块，完成药液的储液、锁液，并辅助药液初步分散，多孔导液块可避免雾化芯片与药液盒药液导流面直接接触，导致漏液现象。多孔导液块与雾化芯片两端接触，可将药液导入到雾化芯片表面上，雾化芯片上分布用于雾化的微结构，一般为微孔，或者导流槽，对药液进行细化分散。同时，为了通过热源对药液进行雾化，芯片上设计发热电阻丝。根据衬底材料特性，若衬底为低电阻材料，一般在电阻丝和衬底之间采用介质薄膜进行电学隔离，药液盒上的进气孔进行通气，工作时，气流从雾化芯片上方侧面流入，雾化芯片雾化药液时，药液与经药液盒上进气通孔流入给药装置内部的空气混合，雾化形成气溶胶，并从依次第一气溶胶通道、第二气溶胶通道流出给药装置。同时，为了雾化芯片电阻丝外部电源接入，在底座上设置电极通孔，通孔中设置金属电极。金属电极内部具有弹性结构，如金属弹簧等，保证金属电极在纵向具有一定的弹性。在电极顶端，设置芯片电阻丝触点，安装后，在金属电极施加压力情况下，电阻丝焊盘与电极触点形成良好的电接触。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于MEMS的主动吸入给药装置，其特征在于，包括药液盒（1）、导油板（2）、多孔导液块（3）、雾化芯片（4）、底座（5）、PCB板（6）和吸嘴（7），所述药液盒（1）的表面设置有至少一进气孔（8），所述底座（5）设置在所述药液盒（1）的底部，所述导油板（2）设置在所述底座（5）与所述药液盒（1）之间，所述导油板（2）连接在所述药液盒（1）上，所述导油板（2）上设置有至少一导液孔（21），所述多孔导液块（3）安装在所述导液孔（21）下方，所述雾化芯片（4）设置在所述底座（5）的上方，所述PCB板（6）设置在所述底座（5）的下方，所述底座（5）上设置有两通孔（51），所述通孔（51）内设置有金属电极（9），所述金属电极（9）包括上金属电极（91）、下金属电极（92）和弹簧（93），所述弹簧（93）的一端固定连接在所述上金属电极（91）上，所述弹簧（93）的另一端固定连接在所述下金属电极（92）上，所述上金属电极（91）上的触点与雾化芯片（4）上的电阻丝（41）相抵接，所述下金属电极（92）与所述PCB板（6）的连接柱（61）相抵接，所述底座（5）上设置有第一气溶胶通道（52），所述吸嘴安装在所述底座（5）上，所述吸嘴（7）内设置有第二气溶胶通道（71），所述第二气溶胶通道（71）与所述第一气溶胶通道（52）相连通；
所述下金属电极（92）上设置有第一安装槽（921），所述弹簧（93）设置在所述第一安装槽（921）内，所述上金属电极（91）活动连接在所述第一安装槽（921）内，且所述上金属电极（91）的外侧壁与所述第一安装槽（921）的槽壁相抵接；
所述上金属电极（91）上设置有第二安装槽（911），所述弹簧（93）的一端固定连接在所述第二安装槽（911）内；
所述导液孔（21）设置有两个，所述药液盒（1）对应所述导液孔（21）的位置设置有导流面（11）；
所述多孔导液块（3）可拆卸安装在所述导油板（2）上；
所述底座（5）上设置有安装座（53），所述雾化芯片（4）固定在所述安装座（53）上，所述安装座（53）的顶部抵住所述多孔导液块（3）。
2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的主动吸入给药装置，其特征在于，所述PCB板（6）上设置有电池（62），所述电池（62）与所述连接柱（61）电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的主动吸入给药装置，其特征在于，所述多孔导液块（3）为多孔棉或多孔陶瓷。
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