CN208372221U - 微型泵 - Google Patents

Abstract

本案提供一种微型泵，适用于植入人体血液中，包含：基材，以纳米制程制出多个导流通道，导流通道包括入口通道、出口通道及分歧通道，以及；导流致动单元，以纳米制程制出架构封盖于该压力腔室上，施加电源而致动压缩压力腔室的体积产生流体流动；将微型泵植入人体血液中，以驱动芯片的通信连接器接受外部指令通信，而使驱动芯片致能导流致动单元及微视镜，同时控制出口孔、储流出口的阀开关的开启，以导流致动单元的致动而让储流腔室储存的流体治疗药物输送出口孔，投递至需求治疗的人体血管上。

Description

微型泵

【技术领域】

本案是关于一种微型泵，尤指一种透过微小化、薄型且静音的微型泵。

【背景技术】

于现有状况中，患者须定期使用治疗药物或者发觉身体不适时才使用药物，而当患者在服用治疗药物时，需以将治疗药物以口服或注射方式送至患者身体或血管内，且患者必须随身携带治疗药物或是注射工具，如错过一次药物的治疗，对患者而言可能造成无可挽救伤害，此外，患者必需随身携带治疗药物或是注射工具，生活或外出上也非常不方便。

因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失，可克服随时随地检测患者身体状况，且立即将治疗药物传递至人体血液中，实为目前迫切需要解决的问题。

【实用新型内容】

本案的主要目的在于提供微型泵，借由纳米制程设计，以植入人体血液中，以克服现有状况无法随时地检测人体身体状况、及时输送治疗药物的问题。

为达上述目的，本案提供一种微型泵，适用于植入人体血液中，包含：一基材，以纳米制程制出多个导流通道，以及凹置一压力腔室及一储流腔室，该导流通道包括一入口通道、一出口通道及一分歧通道，该分歧通道连通该入口通道，以及以一第一盖件封盖该入口通道、该出口通道及该分歧通道，且该第一盖件对应该入口通道、该出口通道处分别设有一入口孔及一出口孔，而该压力腔室分别连通该入口通道、该出口通道，而该储流腔室以一第二盖件封闭，使该储流腔室内部得以储存一流体治疗药物，且该储流腔室具有一储流出口，连通该分歧通道；一导流致动单元，以纳米制程制出架构封盖于该压力腔室上，施加电源而致动压缩该压力腔室的体积产生流体流动；多个阀开关，以纳米制程制出封闭该入口孔、该出口孔、该储流出口；一驱动芯片，以纳米制程制出且系统封装架构于该基材上，以提供该导流致动单元的电源及控制致动，以及提供控制该多个阀开关的开关状态，而该驱动芯片包含有一通信连接器；以及一微视镜，以纳米制程制出且系统封装架构于该基材上，受该驱动芯片控制启动；将该微型泵植入人体血液中，以该驱动芯片的该通信连接器接受外部指令通信，而使该驱动芯片致能该导流致动单元及该微视镜，并同时控制该入口孔、该出口孔的该阀开关的开启，得以在该人体血液中形成流体流动的动能而位移，并透过微视镜监测定位到需求治疗的人体血管上，复以控制该入口孔的该阀开关的关闭，同时控制该出口孔、该储流出口的该阀开关的开启，以该导流致动单元的致动而让储流腔室储存的该流体治疗药物输送该出口孔，投递至该需求治疗的人体血管上。

【附图说明】

图1为本案第一实施例的微型泵的剖面结构示意图。

图2A至图2D为图1所示的微型泵流体作动流程示意图。

图3A至图3C为本案第二实施例的微型泵流体作动流程示意图。

图4所示为本案第二实施例的微型泵的阀膜片正面视得示意图。

图5A及图5B为本案的阀开关作动示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。

本案的微型泵适用于植入人体血液中，并同时兼具随时检测患者健康状态以及可立即输送治疗药物效果。请参阅图1，于本案第一实施例中，微型泵包括基材1、导流致动单元2、多个阀开关3、驱动芯片4以及微视镜5。其中，基材1、导流致动单元2、多个阀开关3、驱动芯片4以及微视镜5，均以纳米制程技术制出。

基材1以纳米制程制出多个导流通道，包括入口通道11、出口通道12、以及分歧通道13，其中分岐通道13连通入口通道11，而基材1并以第一盖件16封盖入口通道11、出口通道12以及分歧通道13，且第一盖件16对应到入口通道11一端设有入口孔161，第一盖件16对应到出口通道12一端设有出口孔162，以及基材1上凹置一压力腔室14及一储流腔室15，压力腔室14分别连通入口通道11、出口通道12，基材1上并以第二盖件17封盖储流腔室15，使得储流腔室15形成一空间，得以储存流体治疗药物6，且储流腔室15具有一储流出口151，与分岐通道13相互连通，而多个阀开关3包括一个阀开关3a设置封闭入口孔161，一个阀开关3b设置封闭出口孔162，一个阀开关3c设置封闭储流出口151。

请继续参阅图1，导流致动单元2架构封盖于压力腔室14上，包含有载件21及致动元件22，其中致动元件22可为压电元件，但均不以此为限。载件21封盖该压力腔室14，且在一表面上贴附致动元件22，其中，致动元件22更具有一正极及一负极(未图示)，用以与驱动芯片4的电性连接，令致动元件22施加电压致动后产生形变，用以驱动载件21往复式地垂直方向的往复式振动，借此压缩压力腔室14的体积，使压力腔室14产生压力变化，以供流体的传输。驱动芯片4系统封装架构于基材1，以提供导流致动单元2的电源及控制致动，并控制多个阀开关3为开关状态，且驱动芯片4具有通信连接器(未图示)，以接收外部指令，其中，通信连接器可以无线方式传输、蓝芽方式传输等，但不以此为限。又于本案第一实施例的微型泵中，驱动芯片4更包含石墨烯电池(未图示)，供与导流致动单元2的致动元件22正极及负极电性连接，用以提供驱动电源。微视镜5系统封装架构于基材1上，并受驱动芯片4控制启动。

请参阅图2A及图2B，首先，将微型泵植入于患者血液中，并以驱动芯片4的通信连接器进行接收外部指令，当通信连接器接收发出外部指令，进而使驱动芯片4控制导流致动单元2致动及控制微视镜5启动，并且同时控制入口孔161的阀开关3a以及出口孔162的阀开关3b开启，得以在患者的血液中形成流体流动的动能位移，且透过微视镜5监测定位到患者需求治疗的血管上。

请参阅图2C及图2D，当微型泵植入于患者血液中透过微视镜5监测定位到患者需求治疗的血管上，复驱使驱动芯片4控制入口孔161的阀开关3a的关闭，并同时控制出口孔162的阀开关3b、储流出口151的阀开关3c的开启，如此致动元件22接收电压而产生作动而使载件21产生形变共振，当载件21向上振动，使压力腔室14体积增大，则流体治疗药物6顺应压力腔室14的压力变化而流出，并经由入口通道11汇集到基材1的压力腔室14处，接着载件21向下振动，使压力腔室14的体积变小，如此流体治疗药物6顺应压力腔室14的压力变化，由出口通道12经出口孔162输送至血液中，借由重复上述图2C至图2D的微型泵的流体传输作动，使致动元件22持续进行往复式地上下振动，可持续将流体治疗药物6由储流腔室15的储流出口151持续导向出口孔162，俾实现流体治疗药物6的传输，投递至需求治疗的患者血管上。

请参阅图3A、图3B及图3C所示，于本案第二实施例中基材1可进一步在入口通道11及出口通道12中分别设置一腔室18a及一腔室18b，基材1在入口通道11的腔室18a及出口通道12的腔室18b处更分别设有一凸部结构19a、19b，凸部结构19a设置于入口通道11处，为设置在腔室18a底部，而凸部结构19b设置于出口通道12处，为设置在腔室18b顶部，以及微型泵可进一步设置一阀片100。再请参阅图4所示，阀片100在两个贯穿区域100a、100b中各保留有厚度相同的两阀门片101a、101b，且环绕阀门片101a、101b周边各设置多个延伸支架102a、102b作以弹性支撑，并使每个延伸支架102a、102b相邻之间各形成一镂空孔103a、103b，如此阀门片101a、101b可受作用力借由延伸支架102a、102b弹性支撑而凸伸变形一位移量形成一阀门开关结构。阀门片101a、101b可为圆型、长方型、正方形或各种几何图型，但不以此为限。又请参阅图3B及图3C所示，阀门片101a封盖入口通道11，并贴合抵触入口通道11中凸部结构19a而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，而阀门片101b封盖出口通道12，并贴合抵触出口通道12的凸部结构19b而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，故本案微型泵在不作动的情况下，微型泵的入口通道21以及出口通道12之间不会产生逆流作用。

请参阅图3B、图3C及图4所示，阀片100的阀门片101a、101b受导流致动单元2的致动压缩压力腔室14，进而控制入口通道11及出口通道12的开启或关闭状态且不会产生逆流作用。如图3B所示，当驱动芯片4控制储流出口151的阀开关3c的开启，流体治疗药物6导入分岐通道13中而连通入口通道11中，且致动元件22接收电压而产生作动，驱使载件21产生形变向上振动，使压力腔室14体积增大，入口通道21的阀门片101a受吸力快速脱离抵触凸部结构19a而开启，而出口通道12的阀门片101b也受吸力紧抵触凸部结构19b而关闭，流体治疗药物6受吸力在入口通道21中由镂空孔103a进入腔室18a，并汇集到压力腔室14处。接着，如图3C所示，驱使载件21产生形变向下振动，使压力腔室14体积变小，入口通道21的阀门片101a受推力回复抵触凸部结构19a而关闭，不产生逆流，而出口通道12的阀门片101b也受推力快速脱离抵触凸部结构19b而开启，汇集到压力腔室14的流体治疗药物6受挤压在入口通道21中由镂空孔103b进入腔室18b，再由出口通道12输送至出口孔162。借由，重复上述图3B至图3C的微型泵的流体传输作动，使压力腔室14经由致动元件22持续进行往复式地上下振动，可持续将流体治疗药物6由储流腔室15的储流出口151持续导向出口孔162，俾实现流体治疗药物6的传输，投递至需求治疗的患者血管上。

本案的驱动芯片4控制阀开关3的开关状态的实施如下说明，如图5A及图5B所示，阀开关3的第一实施态样，阀开关3为包含保持件31、密封件32以及位移件33。位移件33设置于保持件31及密封件32之间所形成的容置空间34中，保持件31上具有至少两个通孔311，而位移件33对应保持件31上通孔311位置也设通孔331，保持件31的通孔311及位移件33的通孔331，其位置为大致相互对准，以及密封件32上设有至少一个通孔321，且密封件32的通孔321与保持件31的通孔311的位置形成错位而不对准。当位移件33受到流体推动时，会如箭头方向的流体流动方向而往上位移，致使位移件33顶抵于保持件31，同时开启密封件32的通孔321，流体可由密封件32的通孔321导入，由于位移件33的通孔331的位置大致对准保持件31的通孔311，故通孔331与311可相互导通，完成一阀开启。

又，在本案阀开关3的第二实施例态样，位移件33为一带电荷的材料，保持件31为一两极性的导电材料。保持件31电性连接驱动芯片4，驱动芯片4用以控制保持件31的极性(正电极性或负电极性)。若位移件33为一带负电荷的材料，当阀开关3须受控开启时，驱动芯片3控制保持件31形成正电极，此时位移件33与保持件31维持不同极性，如此会使位移件33朝保持件81靠近，构成阀开关3的开启(如图5B所示)。反之，若位移件33为一带负电荷的材料，当阀开关3须受控关闭时，驱动芯片4控制保持件31形成一负电极，此时位移件33与保持件31维持相同极性，使位移件33朝密封件32靠近，构成阀开关3的关闭(如图5A所示)。

又，在本案阀开关3的第三实施例态样，位移件33为带磁性的材料，而保持件31为可受控变换极性的磁性材料。保持件31电性连接驱动芯片4，驱动芯片4用以控制保持件31的极性(正极或负极)。若位移件33为带负极的磁性材料，当阀开关4须受控开启时，保持件31形成正极的磁性，此时驱动芯片4控制位移件33与保持件31维持不同极性，使位移件33朝保持件31靠近，构成阀开关3的开启(如图5B所示)。反之，若位移件33为带负极的磁性材料，当阀开关3须受控关闭时，保持件31形成一负极的磁性，此时驱动芯片4控制位移件33与保持件31维持相同极性，使位移件33朝密封件32靠近，构成阀开关3的关闭(如图5A所示)。

综上所述，本案所提供的微型泵，植入于患者血液中，并以驱动芯片的通信连接器进行接收外部指令，驱动芯片控制导流致动单元及致动微视镜启动，并且同时控制阀开关以及阀开关开启，借此以在患者的血液中形成流体流动的动能位移。此外，控制出口孔、储流出口的阀开关的开启，且借由导流致动单元的致动使储流腔室所储存的流体治疗药输送至出口孔，投递至需求治疗的患者血管上，俾实现流体治疗药物的传输。再者，本案透过微型泵植入人体血液中，透过检测可以随时随地检测患者需求，并立刻传递治疗药物，进而达到高效能的灵活运用等功效。

本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

1：基材

11：入口通道

12：出口通道

13：分歧通道

14：压力腔室

15：储流腔室

151：储流出口

16：第一盖件

161：入口孔

162：出口孔

17：第二盖件

18a、18b：腔室

19a、19b：凸部结构

2：导流致动单元

21：载件

22：致动元件

3、3a、3b、3c：阀开关

31：保持件

311、321、331：通孔

32：密封件

33：位移件

34：容置空间

4：驱动芯片

5：微视镜

6：流体治疗药物

100：阀片

100a、100b：贯穿区域

101a、101b：阀门片

102a、102b：延伸支架

103a、103b：镂空孔

Claims (13)

1.一种微型泵，适用于植入人体血液中，其特征在于，包含：

一基材，以纳米制程制出多个导流通道，以及凹置一压力腔室及一储流腔室，该导流通道包括一入口通道、一出口通道及一分歧通道，该分歧通道连通该入口通道，以及以一第一盖件封盖该入口通道、该出口通道及该分歧通道，且该第一盖件对应该入口通道、该出口通道处分别设有一入口孔及一出口孔，而该压力腔室分别连通该入口通道、该出口通道，而该储流腔室以一第二盖件封闭，使该储流腔室内部得以储存一流体治疗药物，且该储流腔室具有一储流出口，连通该分歧通道；

一导流致动单元，以纳米制程制出架构封盖于该压力腔室上，施加电源而致动压缩该压力腔室的体积产生流体流动；

多个阀开关，以纳米制程制出封闭该入口孔、该出口孔、该储流出口；

一驱动芯片，以纳米制程制出且系统封装架构于该基材上，以提供该导流致动单元的电源及控制致动，以及提供控制该多个阀开关的开关状态，而该驱动芯片包含有一通信连接器；以及

一微视镜，以纳米制程制出且系统封装架构于该基材上，受该驱动芯片控制启动；

将该微型泵植入人体血液中，以该驱动芯片的该通信连接器接受外部指令通信，而使该驱动芯片致能该导流致动单元及该微视镜，并同时控制该入口孔、该出口孔的该阀开关的开启，得以在该人体血液中形成流体流动的动能而位移，并透过微视镜监测定位到需求治疗的人体血管上，复以控制该入口孔的该阀开关的关闭，同时控制该出口孔、该储流出口的该阀开关的开启，以该导流致动单元的致动而让储流腔室储存的该流体治疗药物输送该出口孔，投递至该需求治疗的人体血管上。

2.如权利要求1所述的微型泵，其特征在于，该导流致动单元包含有一载件及一致动元件，该载件封盖该压力腔室，且在一表面上贴附该致动元件，供该致动元件施加电源而造成该载件产生形变共振，以使该入口通道、该出口通道之间该流体受挤压流动。

3.如权利要求2所述的微型泵，其特征在于，该致动元件为一压电元件。

4.如权利要求1所述的微型泵，其特征在于，进一步在该入口通道、该出口通道中分别设置一阀片，可受该导流致动单元的致动压缩该压力腔室而控制该该入口通道、该出口通道的开关状态。

5.如权利要求4所述的微型泵，其特征在于，该基材在该入口通道、该出口通道处具有凸部结构，以产生一预力顶触该阀片，借以防止该流体逆流。

6.如权利要求1所述的微型泵，其特征在于，该驱动芯片包含有一石墨烯电池，以提供电源。

7.如权利要求1所述的微型泵，其特征在于，该通信连接器以无线方式传输接收通信、发送通信。

8.如权利要求1所述的微型泵，其特征在于，该阀开关包含一保持件、一密封件及一位移件，其中一阀片设置于该保持件及该密封件之间，以及该保持件、该密封件及该阀片上分别具有多个通孔，而该保持件及该位移件上多个通孔位置为大致相互对准，且该密封件与该保持件的多个通孔位置为形成错位不对准。

9.如权利要求8所述的微型泵，其特征在于，该位移件为一带电荷的材料，而该保持件为一两极性的导电材料，以令该位移件与该保持件维持不同极性，而朝该保持件靠近，构成该阀开关的开启。

10.如权利要求8所述的微型泵，其特征在于，该位移件为一带电荷的材料，而该保持件为一两极性的导电材料，以令该位移件与该保持件维持相同极性，而朝该密封件靠近，构成该阀开关的关闭。

11.如权利要求8所述的微型泵，其特征在于，该位移件为一带磁性的材料，而该保持件为一可受控变换极性的磁性材料，以令该位移件与该保持件维持不同极性，而朝该保持件靠近，构成该阀开关的开启。

12.如权利要求8所述的微型泵，其特征在于，该位移件为一带磁性的材料，而该保持件为一可受控变换极性的磁性材料，以令该位移件与该保持件维持相同极性，而朝该密封件靠近，构成该阀开关的关闭。

13.如权利要求9至12中任一项所述的微型泵，其特征在于，该保持件由该驱动芯片控制其极性。