CN114588526B - 一种双频超声微针阵列装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及医疗器械技术领域，提供一种双频超声微针阵列装置，包括：微针模块、声泳模块和连接模块；所述微针模块的前端设有阵列微针，所述微针模块的侧面设有连接注射器的连接管，所述微针模块的内部设有与所述阵列微针连通的空腔；所述声泳模块包括第一振子和第二振子，所述连接模块分别与所述微针模块、第一振子和所述第二振子连接。通过第一振子和第二振子可以实现振子结构的多样性，这样通过改变第一振子和第二振子的相位，就可以改变振动模态，结合阵列微针，就可以加速药剂在皮肤横向和深度方向的渗透，并且减少刺入力与组织变形，保证渗透效果。
Description
技术领域
本申请属于医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种双频超声微针阵列装置。
背景技术
经皮给药(transdermal drug delivery,TDD)是将药物或生物化合物输送到人体的一种给药方式。该方法相较于传统的皮下注射与口服递药方式，可以避免损伤皮下组织并且降低药物对于肠胃和肝脏的毒副作用。然而由于角质层其极有序的脂质结构，它只允许有限数量和大小的分子进入皮肤，导致经皮给药效率非常低。
声泳促渗与微针促渗两种方法的结合是一种非常有潜力的促进经皮给药渗透的新方法，它可以在提供药物进入真皮层的物理通道的同时，提供药物扩散的动力，使得大分子药物快速的透皮进入体内。然而，现如今超声微针结合使用的超声振子结构单一，功率较低，无法达到在促进渗透深度的同时，扩大渗透的横向区域。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种双频超声微针阵列装置，以解决现有技术中超声微针的超声振子结构单一，促进渗透效果不佳的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种双频超声微针阵列装置，包括：微针模块、声泳模块和连接模块；所述微针模块的前端设有阵列微针，所述微针模块的侧面设有连接注射器的连接管，所述微针模块的内部设有与所述阵列微针连通的空腔；所述声泳模块包括第一振子和第二振子，所述连接模块分别与所述微针模块、第一振子和所述第二振子连接。
在一个实施方式中，所述连接模块为Y型连接块，所述第一振子和所述第二振子之间的夹角为90°。
在一个实施方式中，所述第一振子和所述第二振子均包括若干压电陶瓷、铜电极片、压盖和预紧螺杆，所述压电陶瓷、铜电极片和压盖套设在预紧螺杆上，所述预紧螺杆与所述连接模块螺纹连接且使所述压盖远离所述连接模块。
在一个实施方式中，所述压电陶瓷依次叠加设置有四块。
在一个实施方式中，所述压盖为钢制件。
在一个实施方式中，所述微针模块的后端设有凹槽，所述凹槽的侧壁间隔设有第一径向凸块，所述连接模块上设有第二径向凸块，所述第二径向凸块插入至所述凹槽内并旋转至所述第一径向凸块底部，所述第一径向凸块和所述第二径向凸块通过紧固螺钉连接。
在一个实施方式中，所述阵列微针的中空微针为棱台型，至少一侧面设有针孔。
在一个实施方式中，所述中空微针的高度为1100μm，顶部边长为100μm。
在一个实施方式中，所述阵列微针为5*5型阵列。
本申请提供的一种双频超声微针阵列装置的有益效果在于：通过第一振子和第二振子可以实现振子结构的多样性，这样通过改变第一振子和第二振子的相位，就可以改变振动模态，结合阵列微针，就可以加速药剂在皮肤横向和深度方向的渗透，并且减少刺入力与组织变形，保证渗透效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例提供的双频超声微针阵列装置的第一视角结构示意图；
图2为本申请实施例提供的双频超声微针阵列装置中阵列微针的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的双频超声微针阵列装置的第二视角结构示意图；
图4为本申请实施例提供的双频超声微针阵列装置的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例提供的双频超声微针阵列装置中第一振子和第二振子的AB相位示意图。
其中，图中各附图标记：
1、微针模块；11、阵列微针；111、中空微针；112、针孔；12、连接管；13、空腔；14、凹槽；15、第一径向凸块；2、声泳模块；21、第一振子；22、第二振子；23、压电陶瓷；24、铜电极片；25、压盖；26、预紧螺杆；3、连接模块；31、第二径向凸块；32、紧固螺钉。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-图5所示，现对本申请实施例提供的一种双频超声微针阵列装置进行说明。该双频超声微针阵列装置，包括：微针模块1、声泳模块2和连接模块3。其中，微针模块1的前端设有阵列微针11，微针模块1的侧面设有连接注射器的连接管12，微针模块1的内部设有与阵列微针11连通的空腔13；空腔13用于装药剂，连接管12是方便注射剂将药剂注入到空腔13内，空腔13内的药剂在通过阵列微针11注入到皮下。
在本实施例中，声泳模块2包括第一振子21和第二振子22，连接模块3分别与微针模块1、第一振子21和第二振子22连接。第一振子21和第二振子22用于产生超声振动，第一振子21和第二振子22的相位可以相同，也可以不相同，这样第一振子21和第二振子22的相位可以单独变化，从而提高振动的多样性。
在本实施例中，通过第一振子21和第二振子22可以实现振子结构的多样性，如图5所示，第一振子21的相位为A相位，A相位为一条直线，第二振子22的相位为B相位，B相位为半周期的二进制相位，A相位与B相位每隔半个周期会重合一次。这样通过改变第一振子21和第二振子22的相位，就可以改变振动模态，结合阵列微针11，就可以加速药剂在皮肤横向和深度方向的渗透，并且减少刺入力与组织变形，防止阵列微针11变形或断裂，保证渗透效果。
如图5所示，当A相位和B相位相同时，以对称振动模态工作，两个纵波叠加，能产生垂直于皮肤方向的超声波，增大了声泳的纵向促渗功率；半个周期后，改变B相位，与A相位差90°，激励第一振子21和第二振子22以反对称振动模态工作，能产生与皮肤表面相切的超声波，增大了声泳横向促渗的面积，持续后半个周期。
在本实施例中，连接模块3为Y型连接块，第一振子21和第二振子22之间的夹角为90°，第一振子21和第二振子22构成一个双兰杰文振子，用于向微针模块1提供振动并传递声泳。连接模块3可以用于放大第一振子21和第二振子22的振动，以此来增大声泳的强度。
在本实施例中，第一振子21和第二振子22均包括若干压电陶瓷23、铜电极片24、压盖25和预紧螺杆26，压电陶瓷23、铜电极片24和压盖25套设在预紧螺杆26上，预紧螺杆26与连接模块3螺纹连接且使压盖25远离所述连接模块3。预紧螺杆26与连接模块3螺纹连接时会通过压盖25抵紧压电陶瓷23，从而使压电陶瓷23产生的振动传递给连接模块3，再传递给微针模块1。铜电极片24用于与外界电源连接。
具体地，压电陶瓷23依次叠加设置有四块，铜电极片24设置有5片；压电陶瓷23为PZT-8压电陶瓷23。压盖25为钢制件，优选为45号钢制作。
在本实施例中，微针模块1的后端设有凹槽14，凹槽14的侧壁间隔设有第一径向凸块15，连接模块3上设有第二径向凸块31，第二径向凸块31插入至凹槽14内并旋转至第一径向凸块15底部，第一径向凸块15和第二径向凸块31通过紧固螺钉32连接。通过紧固螺钉32，使得连接模块3与微针模块1的连接具有可拆卸性和方便性，第一径向凸块15和第二径向凸块31均间隔设置有三个，这样可以保证两者之间振动传递和连接稳定性。
具体地，阵列微针11的中空微针111为棱台型，至少一个侧面设有针孔112。针孔112是将药剂注入到皮下；中空微针111的高度为1100μm，顶部边长为100μm。阵列微针11的数量为25个，且为5*5型阵列分布。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双频超声微针阵列装置，其特征在于，包括：微针模块(1)、声泳模块(2)和连接模块(3)；所述微针模块(1)的前端设有阵列微针(11)，所述微针模块(1)的侧面设有连接注射器的连接管(12)，所述微针模块(1)的内部设有与所述阵列微针(11)连通的空腔(13)，所述空腔(13)用于装药剂；所述声泳模块(2)包括第一振子(21)和第二振子(22)，所述第一振子(21)和第二振子(22)用于产生超声振动，所述连接模块(3)分别与所述微针模块(1)、第一振子(21)和所述第二振子(22)连接；所述连接模块(3)为Y型连接块，所述第一振子(21)和所述第二振子(22)之间的夹角为90°，通过改变第一振子(21)和第二振子(22)的相位来改变振动模态，来加速药剂在皮肤横向和深度方向的渗透。
2.如权利要求1所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述第一振子(21)和所述第二振子(22)均包括若干压电陶瓷(23)、铜电极片(24)、压盖(25)和预紧螺杆(26)，所述压电陶瓷(23)、铜电极片(24)和压盖(25)套设在预紧螺杆(26)上，所述预紧螺杆(26)与所述连接模块(3)螺纹连接且使所述压盖(25)远离所述连接模块(3)。
3.如权利要求2所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述压电陶瓷(23)依次叠加设置有四块。
4.如权利要求3所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述压盖(25)为钢制件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述微针模块(1)的后端设有凹槽(14)，所述凹槽(14)的侧壁间隔设有第一径向凸块(15)，所述连接模块(3)上设有第二径向凸块(31)，所述第二径向凸块(31)插入至所述凹槽(14)内并旋转至所述第一径向凸块(15)底部，所述第一径向凸块(15)和所述第二径向凸块(31)通过紧固螺钉(32)连接。
6.如权利要求5所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述阵列微针(11)的中空微针(111)为棱台型，至少一侧面设有针孔(112)。
7.如权利要求6所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述中空微针(111)的高度为1100μm，顶部边长为100μm。
8.如权利要求7所述的双频超声微针阵列装置，其特征在于：所述阵列微针(11)为5*5型阵列。
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