CN1765428A - 无痛注射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医疗器具，特别是涉及一种无痛注射器。本发明的目的在于根据仿生原理，提供一种结构简单，注射针头表面结构合理的无痛注射器。仿生非光滑表面形态无痛注射器技术是在注射针头表面施加一定形状的并且具有相应分布规律的非光滑单元体，使针头表面由原来的光滑形态变成非光滑形态。无痛注射器的针刺部件表面具有呈近似均匀分布的非光滑单元体，其形状可以是椭圆形凹坑、圆形凹坑、波浪形、锯齿形；其分布状态可以分布在整个部件表面，也可以分布在部件表面某一个或多个区域；非光滑单元体具有不同直径大小、不同螺距的宽窄、不同加工深度等；两个单元体之间具有不同的中心距离。

Description

无痛注射器

技术领域：

本发明涉及一种医疗器具，特别是涉及一种无痛注射器。

背景技术：

到医院打针、抽血化验、针灸、手术后的缝合等都是一件令人发怵的事，特别是那些需要长期注射的患者更是如此。为什么打针会领人如此毛骨悚然呢？这来自于打针时的入骨赤痛。注射痛是由于注射器采用的是圆柱形结构，外表面非常的光滑，在注射时，针头刺入人的皮肤，其外表面与皮肤组织密切接触，接触面积越大，疼痛感越强。同时，注射针头在刺入皮肤时会留下许多金属微粒，从而对神经刺激较强，疼痛感也很强。让注射“无痛”是每个患者梦寐以求的愿望。为解决这一难题，目前，主要有以下几种技术方案：一方面是从注射技巧上，一名优秀的注射治疗师或治疗护士在给病人注射时，可以通过自己多年的实践经验，找到最佳的注射速度、理想的注射深度和最优的注射部位等注射技巧把给人体带来的刺痛降至最低，但可以肯定地说：要想让注射达到“无痛”的至高境界还无法实现。

另一方面是改变注射器的结构即改变注射器尺寸和材料，或增加辅助设施。目前已有以下几种技术方案：日本科学家模仿蚊子开发出极细的注射针头，用二氧化硅制造了一种长1毫米、直径仅0.1毫米的注射针，使注射针管壁仅0.16微米厚。然后将此注射针装在0.5毫米的针管上，用它抽血或注射药物。尽管这样的针头对人的神经刺激小，使人感觉不到疼痛，但是，目前的“微型针头”很脆，针头末端常常会折断在血管里，这有可能导致血栓形成和致命的并发症。针头过细抽取药物也比较困难。对加工精度要求极高。

英国发明家克鲁克发明的注射器之所以“无痛”，主要是下针的速度极快。至于新仪器所用的针头，也比传统的更平滑、硬直和尖细。这种新型针头已经在牛津丘吉尔医院疼痛研究中心顺利通过了临床试验。这种新型注射器大小与钢笔相当，其中包含一个小型加压空气容器和小型密封药物容器，两个容器彼此相连，而注射器底部带有一个高压微型喷嘴装置。这种具有特殊结构的针头能以极快的速度穿透皮肤，但不会使皮下组织和血管受损。它是利用压缩空气移动针头，针头移动速度从零增至100千米/小时仅需二万分之一秒。这项技术因辅助设施多，注射成本较高，一般的工薪阶层难以接受。

发明内容：

使用一种不但能够减少人体肌肉损伤，还能让输出的药液分布均匀的“无痛注射器”是至关重要的。理论研究表明，注射器表面的形状、注射器的尺寸、注射速度对注射无痛行为都有作用，但起着决定性作用的是注射器表面形状。采用什么形式能够使进针阻力减小，而达到打针无痛的效果呢？

本发明的目的在于根据仿生原理，提供一种结构简单，注射针头表面结构合理的无痛注射器。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

仿生非光滑表面形态无痛注射器技术是在注射针头表面施加一定形状的并且具有相应分布规律的非光滑单元体，使针头表面由原来的光滑形态变成非光滑形态。无痛注射器的针刺部件表面具有呈近似均匀分布的非光滑单元体，其形状可以是椭圆形凹坑、圆形凹坑、波浪形、锯齿形；其分布状态可以分布在整个部件表面，也可以分布在部件表面某一个或多个区域。非光滑单元体具有不同直径大小、不同螺距的宽窄、不同加工深度等；两个单元体之间具有不同的中心距离。可以采用激光雕刻的加工工艺，也可以采用机械加工、磙压成型等制造工艺简单、操作简便、性能可靠、成本低廉的表面加工技术。

自然界中生物体表组织经过亿万年的进化优化，具有非常独特的结构和性能。昆虫的摄食器官称为口器，昆虫的口器就象一个空心的注射针头，取食时把针状的口器插到动植物的组织内吸食其中的汁液，这种口器叫做刺吸式口器。刺吸式口器(piercing-sucking mouthparts)不仅具有吮吸液体食物的构造，而且还具有刺入动植物组织的构造，因而能刺吸动物的血液或植物的汁液。半翅目、同翅目及双翅目蚊类等的口器属于刺吸式口器。科学家提出，蚊子叮咬人之所以无痛，是由于它的长喙突具有锯齿形表面，因此能大大缩小痛觉感受面积。而注射器的针头较光滑，从而引起疼痛感。雌蚊在普通的镜头前，即使放大几十倍，他们的嘴巴看起来也很像注射器的针头。但电子显微镜照片告诉我们，蚊子的嘴并没有注射针头那样光滑的表面，直径也只有它的几十分之一。蚊子的嘴看上去像条狼牙棒，只有前端部分表面光滑，其他都是锯齿状的，但它吸血时尖锐的锯齿像精巧的手术刀一样切入皮肤，把针器光滑的前段像石油钻头一样推进去，因此只能造成一个很小的伤口，和注射针头平滑的表面相比，锯齿状的口器和皮肤组织接触的面积较小，降低了刺入阻力，减少了对于神经的刺激，所以产生的疼痛感大大降低，让我们几乎感觉不到疼痛。蚊子的口器刺入皮肤后，分泌出的唾液含有抗凝血的物质，让它能够尽情地吸血。由于蚊子的唾液中含有细菌，所以会造成叮咬之后的瘙痒和疼痛。事实上，蚊子能够在你完全没有感觉的状况下完成叮咬的动作。

传统的观念认为，零部件的表面粗糙度越小，运动时产生的阻力越小，也就是表面越光滑产生的阻力就越小。但是我们知道，穿山甲的鳞片波形体表，使体表与土壤表面间存在一些间隙，可有效地减小动物体表对土壤的吸引力，穿山甲的鳞片波形具有减粘降阻的作用。鲨鱼在水中游动速度达到30KM/H，也是由于鲨鱼皮的非光滑表面减阻的结果。研究机械部件的动力学特征，以类似的生物生存机理及体表形态为参照，将类似生物体表面形态关键特征运用到运动的零部件表面，以使得具有这种非光滑表面形态的零部件具有减阻特性。

本发明的效果是：仿生无痛注射器技术恰恰具有这种特性。本发明是摹仿蚊子的口器形状，在注射器表面进行仿生非光滑加工，减少了注射器与肌肤的接触面积，降低了进针阻力。同时由于注射器内表面也是非光滑表面，这样，在注射时，药液流经注射器内孔，其凸凹不平的内壁表面使得药液与针头内壁接触面积减小，水平方向推药阻力减小，药液流速也会相对地加快，从而使注射速度加快，减少了针头与肌肉的接触时间。而针头尺寸的减小会降低注射速度。仿生无痛注射器技术突破了传统的改变注射器针头尺寸的方法，运用现代仿生学技术，应用优化实验技术，使打针达到了无痛的境地。

附图说明

图1为非光滑单元体为椭圆形凹坑全排列示意图；

图2为非光滑单元体为波浪型全排列示意图；

图3为非光滑单元体为锯齿型全程排列示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，进一步说明本发明的具体内容及其实施方式。

参阅图1：非光滑单元体为椭圆形凹坑全排列示意图。所说的非光滑单元体为椭圆型凹坑形式，椭圆形短轴、坑深和椭圆间的中心距可以是变化的，椭圆短轴变化范围是0.4mm～0.6mm，坑深的变化范围是0.05mm～0.08mm，中心距的变化范围是1.0mm～1.5mm，逐渐缩小或放大。椭圆型凹坑的截面形式可以是椭圆柱形凹坑，也可以是椭球形凹坑；非光滑单元体在针刺部件表面可以整体分布，也可以分布在与针尖3mm～25mm之间。具体参数可取：

凹坑深h＝0.05mm，椭圆 长轴a＝0.7mm，短轴b＝0.4mm，中心距L＝1.0mm；

凹坑深h＝0.065mm， 椭圆长轴a＝0.7mm，短轴b＝0.5mm，中心距L＝1.25mm；

凹坑深h＝0.08mm，椭圆 长轴a＝0.7mm，短轴b＝0.6mm，中心距L＝1.5mm。

参阅图2：为非光滑单元体为波浪型全程排列示意图。所说的非光滑单元体为锯齿形的变异形式即波浪形，可以等距排列，也可以是变距排列或交叉排列，且其波纹深度、沟槽宽度、波谷距是可以变化的，其波纹深度变化范围是0.05mm～0.08mm，沟槽宽度变化范围是0.4mm～0.6mm，波谷距变化范围是1.0mm～1.5mm。具体参数可取：

波纹深h＝0.05mm，沟槽宽b＝0.5mm，波谷距L＝1.5mm；

波纹深h＝0.065mm，沟槽宽b＝0.6mm，波谷距L＝1.0mm；

波纹深h＝0.08mm，沟槽宽b＝0.4mm，波谷距L＝1.25mm。

参阅图3：为非光滑单元体为锯齿型全程排列示意图。所说的非光滑单元体为尖顶锯齿形或平顶锯齿形，可以等距排列，也可以是变距排列或交叉排列，且其锯齿深度、沟槽宽度、齿距是可以变化的，其齿深变化范围是0.05mm～0.08mm，沟槽宽度变化范围是0.4mm～0.6mm，齿距变化范围是1.0mm～1.5mm。具体参数可取：

齿深h＝0.05mm，沟槽宽b＝0.6mm，齿距L＝1.25mm；

齿深h＝0.065mm，沟槽宽b＝0.4mm，齿距L＝1.5mm；

齿深h＝0.08mm，沟槽宽b＝0.5mm，齿距L＝1.0mm。

Claims (4)

1、无痛注射器，其特征是针刺部件表面具有呈近似均匀分布的非光滑单元体，其形状是椭圆形凹坑、圆形凹坑、波浪形、锯齿形；其分布状态可以分布在整个部件表面，也可以分布在部件表面某一个或多个区域。

2、根据权利要求1所述的无痛注射器，其特征是所说的非光滑单元体为椭圆型凹坑形式，椭圆形短轴、坑深和椭圆间的中心距可以是变化的，椭圆短轴变化范围是0.4mm～0.6mm，坑深的变化范围是0.05mm～0.08mm，中心距的变化范围是1.0mm～1.5mm，逐渐缩小或放大。椭圆型凹坑的截面形式可以是椭圆柱形凹坑，也可以是椭球形凹坑；非光滑单元体在针刺部件表面可以整体分布，也可以分布在与针尖3mm～25mm之间。

3、根据权利要求1所述的无痛注射器，其特征是所说的非光滑单元体为锯齿形的变异形式即波浪形，可以等距排列，也可以是变距排列或交叉排列，且其波纹深度、沟槽宽度、波谷距是可以变化的，其波纹深度变化范围是0.05mm～008mm，沟槽宽度变化范围是0.4mm～0.6mm，波谷距变化范围是1.0mm～1.5mm。

4、根据权利要求1所述的无痛注射器，其特征是所说的非光滑单元体为尖顶锯齿形或平顶锯齿形，可以等距排列，也可以是变距排列或交叉排列，且其锯齿深度、沟槽宽度、齿距是可以变化的，其齿深变化范围是0.05mm～0.08mm，沟槽宽度变化范围是0.4mm～0.6mm，齿距变化范围是1.0mm～1.5mm。

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