CN117750993A - 微针装置和检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微针装置(10)、特别是手动施用的微针装置(10)。该微针装置(10)具有微针阵列(12)和连接到微针阵列(12)的传感器装置(14)。传感器装置(14)被设计用于检测作用在微针阵列(12)上的至少一个力。本发明还涉及一种借助于连接到微针阵列(12)的传感器装置(14)检测作用在微针阵列(12)上的至少一个力的方法。本发明还涉及一种施用微针阵列(12)的方法。

Description

微针装置和检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法

技术领域

本发明涉及微针装置和检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法。

背景技术

除了例如吞咽药物、注射药物等的活性成分施用的典型形式之外，还有经由皮肤施用活性成分的概念。在这种情况下，微针的使用特别令人感兴趣。

也称为微阵列的微针阵列具有多个微针，这些微针通常布置在诸如贴片、药膜等的支撑元件上，或者连接到支撑元件。这种微针阵列包括大量的微针，例如每平方厘米(cm²)100至600个针。针具有短的长度，使得如果可能的话，在被压入患者皮肤中时，针刺入皮肤仅到神经和血管不与针尖接触的程度。微针包括活性成分或药物。对应的活性成分可以提供在针的表面上或提供在针中。优选的是，针由在皮肤中溶解的材料制成。

为了成功地施用微针阵列，特别是为了成功地用微针阵列用药，关键的是，正确地将微针阵列引入到期望的皮肤层中。在此，特别重要的是在施用时实现足够的插入深度。

DE 10 2014 201 605 A1描述了一种具有容器的微针装置，该容器在施加一定的接触压力时爆裂并释放指示成功施用的有色液体。由于尺寸和/或设计，不利的是，这种施用的指示仅在使用之后可见。

成功施用微针阵列的另一个因素是施用时间。由此，必须进行足够长的施用以释放活性物质。特别地，插入深度和施用时间的组合是关键的，或者换言之，施用是否已经以足够的插入深度执行了足够的时间。

而且，皮肤特异性因素与施用相关，特别是与最佳插入深度和/或施用时间相关。由此，各个用户的特定皮肤存在很大的差异，例如由于年龄、皮肤纹理、疾病、BMI等。这些因素例如对达到插入深度所需的力有影响。

发明内容

本发明的目的是提供使得能够改进对所执行的微针阵列施用的检查的微针装置和方法。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1的微针阵列和根据权利要求13的方法来实现。

根据本发明的微针阵列特别是用于手动施用的微针阵列。在此，手动优选意指微针装置的微针阵列可由用户手动施用，特别是使用一个或多个手指或手。微针装置优选地设计为借助于用户的拇指施用。因此，优选的是，施用不需要、特别是不需要施力施用装置。另一方面，微针装置可以另选地为使用特别是施力的施用装置来施用的微针装置。微针装置包括微针阵列。微针阵列包括多个微针。微针优选地为圆锥形、角锥形或方尖塔形。微针特别是一体地连接到支撑元件。微针装置还包括例如粘合地连接到微针阵列的传感器装置。传感器装置间接或直接地连接到微针阵列。优选的是，传感器装置连接到与微针的尖端相对的一侧，该侧也可以称为后侧。优选地，传感器装置连接到支撑元件，特别是直接连接。传感器装置被配置为检测作用在微针阵列上的至少一个力。优选地，传感器装置被配置为检测在大致垂直于微针阵列的方向上作用在微针阵列上的至少一个力。作为待检测的力的替代或补充，传感器装置被配置为检测作用在微针阵列上的至少一个压力。优选的是，传感器装置被配置为测量作用在微针阵列上的至少一个力，使得特别地执行不同大小的力的测量检测。传感器装置测量至少一个力，特别是作为单位为N(牛顿)或Pa(帕斯卡)的值。传感器装置和微针阵列优选以力配合和/或形状配合和/或粘结的方式连接。在粘结连接的情况下，优选的是，微针阵列和传感器装置彼此胶合和/或钎焊和/或焊接。传感器装置和微针阵列特别是不可分离地连接，即它们优选通过非破坏性方法是不可分离的。由此，优选的是，传感器装置和微针阵列仅能通过诸如锯开、铣削和/或折断的分离来分离。传感器装置和微针阵列特别是永久连接的。传感器装置和微针阵列优选彼此刚性连接。

优选的是，传感器装置被配置为检测施用力和/或检测反作用力。要检测的施用力特别是由用户间接或直接地对微针阵列、优选支撑元件施加以便将微针阵列施用到皮肤中的力。反作用力特别是对抗施用力的力。优选地，反作用力是从皮肤作用于微针阵列、优选微针上的力。特别地，反作用力取决于为施用选择的相应皮肤。通常，可以假定反作用力在施用期间增加，直到微针阵列已经刺入皮肤。其后，反作用力减小，直到微针阵列被特别是完全施用。一旦不再施加施用力，就可以假定皮肤的反作用力将微针阵列推出皮肤。由此，本发明的微针装置有利地使得能够通过检测反作用力来检测皮肤特异性状况，并且特别是使得能够使施用、优选施用力适应微针装置。

优选的是，传感器装置包括至少一个力传感器或优选地由至少一个力传感器形成。特别优选的是，至少一个力传感器是压电力传感器。特别地，力传感器是压电盘。压电盘可以是例如EPZ-20MS64W型。压电盘优选是圆形的。

优选的是，传感器装置包括两个力传感器、特别是两个压电盘。优选地，一个力传感器被配置和/或布置为检测施用力，并且一个力传感器被配置和/或布置为检测反作用力。

优选的是，传感器装置包括支撑结构。支撑结构特别是圆柱形设计。支撑结构的圆柱形形状可以描述为圆形、椭圆形、正方形、矩形或三角形。它可以优选地是中空圆柱体。支撑结构特别地被配置为用于力的传递和/或至少一个力传感器的容纳。优选的是，满足以下条件中的至少两个、优选地全部：支撑结构的圆柱形状的基部大致对应于支撑元件的面积；支撑结构的圆柱形状的基部大致对应于至少一个力传感器的面积；支撑元件的面积大致对应于至少一个力传感器的面积。优选地，力传感器特别地直接连接到支撑结构的基部。优选地，特别地，支撑结构的另一基部直接或间接地连接到微针阵列的支撑元件。支撑结构和/或传感器装置特别大致是旋转对称的设计。

优选的是，两个力传感器彼此相对地连接到支撑结构。在此，两个力传感器特别通过支撑结构隔开。优选地，一个力传感器特别地直接连接到支撑结构的基部，而另一个力传感器特别地直接连接到支撑结构的另一基部。优选地，一个力传感器通过一侧连接到支撑结构，并且通过另一侧连接到微针阵列、特别是载体元件。

优选的是，传感器装置特别以二维方式连接到微针阵列的后侧。特别地，后侧是支撑元件的表面。优选地，力传感器或支撑结构连接到支撑元件。

优选的是，微针装置包括用于评估至少一个检测到的力的处理装置。特别地，处理装置包括处理器。优选地，处理装置特别以信息发送的方式连接到传感器装置。处理装置与传感器装置之间的连接优选地是有线和/或无线的，例如经由蓝牙或Wifi。可以的是，处理装置是诸如智能电话的移动装置的一部分。

优选的是，处理装置被设置为将至少一个检测到的力与目标力进行比较。目标力特别是10N至100N。特别地，目标力是施用所需的、优选预定的力。优选地，目标力是施用至少所需的最小力。作为另选方案或另外，优选的是，处理装置被配置为记录力施加到微针装置、特别是微针阵列的时间。处理装置优选地被配置为将施加力的时间与目标时间、特别是用于施用的预定目标时间进行比较。特别地，目标时间是3s至300s。特别优选的是，处理装置被配置为记录随时间施用的力，并且优选地将其与目标值进行比较。特别地，处理装置被配置为检测所检测到的力何时达到目标力和/或施用时间何时达到目标时间，其中，优选的是，在目标时间段内检测到达到目标力。如果在直到目标时间、特别是直到至少目标时间的时间段内，检测到的力至少对应于目标力，则在目标时间段内已经达到目标力。优选的是，如果在单个时间间隔内(即连续地)或者总体上(即在累积时段内)检测到的力对应于目标力直到至少达到目标时间，则在目标时间段内达到目标力。优选的是，处理装置被配置为记录检测到的力和/或时间。优选的是，处理装置被配置为将施用力与反作用力进行比较。这使得例如可以并入皮肤特异性特性。优选地，处理装置被配置为根据反作用力确定用于施用力的目标力。

优选的是，处理装置被配置为向人发送关于使用微针装置进行的微针阵列施用的反馈。特别地，辊是压辊。优选地，处理装置被配置为当检测到的力达到目标力时和/或当施用时间达到目标时间时发送反馈。特别优选的是，处理装置被配置为在目标时间内达到目标力时发送反馈。优选的是，在达到目标时间和/或施用时间和/或在目标时间段内达到目标力时，输出单个信号、特别是声学和/或光学和/或触觉信号。

优选的是，微针装置包括反馈装置、特别是用于发送、优选输出反馈的声学和/或光学和/或触觉反馈装置。反馈装置例如可以包括诸如LED的光装置和/或扬声器。反馈装置例如还可以包括致动器，诸如振动元件。优选的是，反馈装置被配置为在成功和/或不成功施用时输出反馈。特别地，成功施用时输出的反馈不同于不成功施用时输出的反馈。优选地，反馈装置特别以信息发送的方式连接到处理装置。处理装置与反馈装置之间的连接优选地是有线和/或无线的，例如经由蓝牙或Wifi。可以的是，反馈装置是诸如智能电话之类的移动装置的一部分。

优选的是，微针装置包括手指施用表面，其用于用用户的至少一个手指手动施用微针阵列。手指施用表面优选是拇指施用表面，其用于借助于拇指施用微针阵列。特别地，手指施用表面大致具有人的手指、优选拇指的尺寸。优选的是，手指施用表面与微针装置的力传感器的暴露表面连接，特别是一体地连接，优选地与其对应。手指施用表面优选是平面的。

优选的是，微针装置、特别是传感器装置被配置为使得施用力，例如施加在手指施用表面上的施用力，被均匀地传递到微针阵列。

此外，本公开还涉及一种用于借助于连接到微针阵列的传感器装置检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法。检测到的力特别是施用力、优选地是用户的手动施用力和/或微针阵列上的反作用力。

优选的是，用于检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法使用具有上述微针装置的一个或多个特征的微针装置来执行。

本公开还涉及一种用于施用微针阵列的方法。该方法包括将微针阵列施用到患者皮肤中的步骤。该施用特别地手动地或借助于施用装置来执行。进一步地，该方法包括借助于上述用于检测作用在微针阵列上的至少一个力的方法来检测、特别是测量作用在微针阵列上的至少一个力的步骤。检测到的力特别是施用力、优选地是用户的手动施用力和/或微针阵列上的反作用力。可选地，该方法包括评估至少一个检测到的力的另外步骤。该评估特别包括将检测到的力与优选预定的用于施用的目标力进行比较。该方法的另一可选步骤是关于至少一个检测到的力的反馈输出。优选的是，一旦检测到的力达到目标力，特别是在直到达到目标力的时段内，就发生反馈输出。反馈输出优选地是触觉的和/或光学的和/或声学的。

优选的是，用于施用微针阵列的方法使用具有上述微针装置的一个或多个特征的微针装置来执行。

附图说明

下面，参考附图借助于优选实施例更详细地描述本发明。

在附图中：

图1是根据本发明的微针装置的实施例在施用期间的示意截面侧视图；

图2是根据本发明的微针装置的另一实施例的示意截面侧视图；

图3是根据本发明的微针装置的另一实施例的示意截面侧视图；以及

图4是根据本发明的微针装置的另一实施例的示意截面侧视图。

具体实施方式

在附图中，类似或相同的部件或元件用相同的附图标记或其变型(例如16和16’、16”)来标识。特别地，为了提高清晰度，优选地，在所有附图中，已经标识的元件未被提供有附图标记。

图1是微针装置10在施用期间的示意截面侧视图。

微针装置10包括微针阵列12，该微针阵列具有支撑元件20，诸如贴片，多个微针22连接到该支撑元件，特别是一体地连接到该支撑元件。

传感器装置14例如粘合地连接到微针阵列12的后侧40，在这种情况下，该后侧对应于支撑元件20的表面。传感器装置14被示出为包括单个力传感器16，特别是由单个力传感器构成。特别地，力传感器是压电力传感器16。优选的是，压电力传感器16是压电盘，特别是圆盘。

微针装置10被示出为由诸如患者或医务人员之类的用户的手100的拇指102施用到例如患者的皮肤104中。在此，借助于拇指102将施用力(由箭头24示出)施加到微针装置10的施用表面38，由此将微针22插入皮肤104中。例如，可在一个时间段内施加施用力24，使得进一步按压微针阵列12。

施用力24可以由力传感器16检测，特别是测量。

皮肤104凭借作用在微针阵列12上的反作用力(由箭头26示出)抵抗插入。

微针阵列12和/或传感器装置14特别具有圆形、椭圆形、矩形或正方形的基部。优选地，微针阵列12和/或传感器装置14、特别优选微针装置10是对称的，特别是旋转对称的。

图2示出了根据本发明的微针装置10的另一实施例。

传感器装置14被示出为包括两个特别是压电的力传感器16'、16”，它们被中空圆柱形支撑结构18隔开。特别地，支撑结构18具有圆形基部。

反作用力26可经由直接连接到微针阵列12的力传感器16”检测，而施用力24可经由特别是一体地连接到施用表面38的力传感器16’检测。

在施用期间，例如来自拇指102的施用力24作用在微针阵列12上。该施用力24特别增大到微针阵列12刺入皮肤104的目标力。然后，例如通过拇指102将该力，即，特别是≥目标力的施用力24，维持一段时间(保持时间)。皮肤104继续对微针阵列12施加反作用力26，由此例如也对拇指102施加反作用力。该反作用力26增加直到微针阵列12刺入皮肤104。然后，当微针阵列12进一步刺入时，反作用力26减小。当施用结束或取消时，例如当拇指102移开时，特别地，反作用力26最终占优势。特别地，反作用力26特别取决于为施用选择的相应皮肤104。具有两个力传感器16’、16”的传感器装置14优选地可以检测施用力24和反作用力26。这使得能够实现施用的最佳评估和/或适应。

图3示出了微针装置10的另一实施例，该实施例大致基于图2的实施例。

在图3中，力传感器16’经由电缆32连接到处理装置28，力传感器16”经由电缆34连接到处理装置28，特别是以信息发送的方式。

处理装置28特别被配置为评估力传感器16’、16”的检测值。

反馈(由虚线36表示)可以经由连接到处理装置28的反馈装置30提供给用户。例如，一旦施加了足够的施用力24，特别是一旦在优选的预定时间段内施加了足够的施用力24，就可以提供反馈。

反馈装置30可以例如具有诸如LED之类的灯和/或扬声器和/或诸如振动元件的致动器。

代替传感器装置14与处理装置28的有线连接，例如诸如Wifi和/或蓝牙连接之类的无线连接也是可能的。

图4示出了根据本发明的微针装置10的另一实施例，该实施例大致基于图2和图3的实施例。

与图3所示的包括外部处理装置28和反馈装置30的实施例相比，在图4所示的实施例中，处理装置28和反馈装置30被集成到传感器装置14中。

Claims (15)

1.一种微针装置(10)、特别是手动施用的微针装置(10)，包括：

-微针阵列(12)；以及

-传感器装置(14)，该传感器装置连接到所述微针阵列(12)，

-所述传感器装置(14)被配置为检测、特别是测量作用在所述微针阵列(12)上的至少一个力。

2.根据权利要求1所述的微针装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(14)被配置为检测施用力(24)和/或检测反作用力(26)。

3.根据权利要求1或2所述的微针装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(14)包括至少一个力传感器(16)，特别是至少一个压电力传感器。

4.根据权利要求3所述的微针装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(14)包括两个力传感器(16)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(14)包括特别是圆柱形的支撑结构(18)。

6.根据权利要求5所述的微针装置(10)，其特征在于，两个相对的力传感器(16)连接到所述支撑结构(18)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(14)特别地二维地连接到所述微针阵列(12)的后侧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，还包括用于评估至少一个所检测到的力的处理装置(28)。

9.根据权利要求8所述的微针装置(10)，其特征在于，所述处理装置(28)被配置为将至少一个所检测到的力与目标力进行比较和/或检测力施用的时段，特别是检测随着时间的力进展。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，所述处理装置(28)被配置为向人提供关于使用所述微针装置(10)执行的所述微针阵列(12)的施用的反馈。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，还包括特别是声学和/或光学和/或触觉的反馈装置(30)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的微针装置(10)，其特征在于，还包括手指施用表面(38)，该手指施用表面用于由用户的至少一个手指(102)手动施用所述微针阵列(12)。

13.一种借助于连接到微针阵列(12)的传感器装置(14)来检测作用在所述微针阵列(12)上的至少一个力的方法。

14.一种施用微针阵列(12)的方法，包括以下步骤：

-施用所述微针阵列(12)，所述施用特别地手动地或借助于施用装置来执行；

-使用根据权利要求13所述的方法来检测、特别是测量作用在所述微针阵列(12)上的至少一个力；以及

-优选地评估至少一个所检测到的力和/或输出关于至少一个所检测到的力的反馈。

15.根据权利要求13所述的方法或根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法利用根据权利要求1至12中任一项所述的微针装置(10)来进行。