TWI605843B - 氣相經皮吸收系統 - Google Patents

Description

氣相經皮吸收系統

本發明係有關於一種氣相經皮吸收系統，藉由分流單元、流量控制閥以及經皮吸收單元間的配合，以模擬致過敏物質經由人體皮膚的接觸與吸收狀況，評估不同致過敏物質的接觸穿透參數。

按，皮膚係人體中最大的器官，其覆蓋於身體表面上並包覆著肌肉，主要承擔著保護身體、排汗、感覺冷熱和壓力的功能。皮膚覆蓋全身，使體內各種組織和器官免受物理性、機械性、化學性和病原微生物性的侵襲。皮膚總重量占體重的5%~15%，總面積為1.5~2平方米，厚度因人或因部位而異，約為0.5~4毫米。皮膚具有兩個方面的屏障作用：一方面防止體內水分，電解質和其他物質的丟失；另一方面阻止外界有害物質的侵入。保持著人體內環境的穩定上，在生理上起著重要的保護功能，同時皮膚也參與人體的代謝過程。以芳香烴物質而言，PM_2.5的氣膠精油除了透過呼吸、嗅吸的方式進入人體，也藉由皮膚的接觸，穿透進入血液循環，對於長時間接觸氣膠精油的芳療師或消費者而言，氣膠精油中所含的芳香烴致過敏物質透過人體呼吸與皮膚的接觸之暴露量，值得再進一步探討及研究。

經皮吸收係指利用皮膚傳遞藥物、精油或氣膠至人體內並代謝，藉由局部投與或自然吸收的方式，以一定傳送速率穿過皮膚到達全身循環系統；其中，經皮吸收之途徑，一為直接穿透角質層的 蛋白質，或經由角質細胞間隙的脂質雙層穿透，此係為藥物穿透皮膚的主要途徑。另一方式則是通過皮膚附屬器官，即毛囊、皮脂腺和汗腺。後者途徑的穿透速率較前者要來得快，尤其大分子、親水性或離子形態的介質，都以穿透皮膚附屬器官為重要途徑。然而，由於汗腺、毛囊及皮脂腺僅占皮膚總面積的0.1%，皮膚在吸收到藥物或PM_2.5的精油、氣膠時，芳香烴致過敏物質的穿透還是以透過角質層為主要的途徑。

為了明白人體皮膚的吸收情形，藉由經皮吸收的檢測系統模擬藥物或PM_2.5的精油、氣膠之吸收狀況則為相當重要的一環，甚至可以透過此種系統來測試一些不益於人體的物質(三手菸、油煙等)被皮膚吸收的狀況。中華民國新型專利公告號TW M356514 U「經皮吸收檢測器」即提供一種兩個容器所組合而成的檢測器，將第二容器藉由卡固件固定於第一容器上，並使皮膜可以接觸到待測物及生理食鹽水，再藉由檢測生理食鹽水的數值以判斷皮膜的滲透程度；然而，其為簡單的一組經皮吸收檢測器，皮膜對於待測物的吸收僅做到單純浸泡的動作，並未有循環的過程，其檢測的環境與人體環境有相當的差異，所檢測出的數值勢必會具有誤差。

再者，以目前的經皮吸收檢測系統，通常於同一種環境下僅能進行一次的經皮吸收實驗，但每次實驗的參數要達到完全一樣係相當困難，導致所檢測出的數值並非能夠相當精確，因此，如何在實驗中營造出一個接近人體的環境並且能夠一次實驗多個檢測對象，使模擬皮膚吸收情形的結果更為準確以及更值得參考，則為發明人及目前產業之研究人員中共同努力的目標。

今，發明人即是鑑於上述現有之經皮吸收系統於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富 專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種氣相經皮吸收系統，其藉由分流單元、流量控制閥以及經皮吸收單元等裝置的配合，建置出一個接近人體環境的系統，提供不間斷之氣體或液體的循環，能夠模擬芳香烴致過敏物質經由人體皮膚的吸收狀況，評估不同致過敏物質的接觸穿透參數。

為了達到上述實施目的，本發明一種氣相經皮吸收系統，其包含有一吸收本體裝置，係包含一液體槽、一第二管路、一第三管路、複數個分流單元、一流量控制閥、以及設置於液體槽內之複數個經皮吸收單元，其中第二管路係連通分流單元、流量控制閥與複數個經皮吸收單元，第三管路係連通複數個經皮吸收單元與另一分流單元；一緩衝輸送裝置，係包含一具有一氣體入口與一氣體出口之緩衝瓶、一第一管路、一第四管路以及一設置於氣體入口之第一馬達，其中氣體出口係連通第一管路並延伸連通至分流單元，第四管路則連通緩衝瓶之氣體入口與另一分流單元；以及一恆溫裝置，係包含一具有一出水口與一入水口之恆溫水浴槽、一連通恆溫水浴槽之第五管路以及一設置於出水口之第二馬達，其中第五管路係將出水口與入水口連通至液體槽。

於本發明之一實施例中，液體槽之內部係進一步設置有一攪拌器。

於本發明之一實施例中，每一複數個經皮吸收單元係設有一通氣部、一擴散部、一夾持固定通氣部與擴散部的固定器，以及一平鋪置放於通氣部與擴散部之間的人工膜。

於本發明之一實施例中，通氣部之右側與上側分別設有一排 氣口，右側之排氣口連通第三管路並延伸至其中之一分流單元，而上側之排氣口接設有一進氣口，進氣口之一端延伸至通氣部內，相對之另一端由第二管路連通流量控制閥。

於本發明之一實施例中，擴散部設有兩個向外延伸之通道，且擴散部之內部的底部設置有一磁性元件。

於本發明之一實施例中，每一分流單元為一漸縮部以及一漸擴部一體成形之結構，漸縮部設有一開口，漸擴部則設有複數個開口。

於本發明之一實施例中，第一管路與第四管路係分別連通分流單元漸縮部之開口。

於本發明之一實施例中，第二管路與第三管路係分別連通漸擴部之複數個開口。

於本發明之一實施例中，本氣相經皮吸收系統係可選擇性額外裝設一液相檢測系統，係具有一試劑瓶、一收集瓶以及一第三馬達，試劑瓶係透過第三馬達連接至擴散部向外延伸之通道，收集瓶係連接至擴散部另一向外延伸之通道。

於本發明之一實施例中，收集瓶係藉由單向閥連接該擴散部通道。

藉此，利用分流單元以及流量控制閥的設置，即可將緩衝瓶內所預備的檢測物質一次輸送給多個經皮吸收單元，亦能自由的調節流量，作檢測物質不同濃度下的實驗，並且，所有的經皮吸收單元都會在同一個環境下進行實驗，其可以一次檢測多個人工膜，降低數據上的誤差。

(1)‧‧‧吸收本體裝置

(11)‧‧‧液體槽

(12)‧‧‧第二管路

(13)‧‧‧第三管路

(14)‧‧‧分流單元

(141)‧‧‧漸縮部

(1411)‧‧‧開口

(142)‧‧‧漸擴部

(1422)‧‧‧開口

(15)‧‧‧流量控制閥

(16‧‧‧經皮吸收單元

(161)‧‧‧通氣部

(1611)‧‧‧排氣口

(1612)‧‧‧進氣口

(162)‧‧‧擴散部

(1621)‧‧‧通道

(1622)‧‧‧磁性元件

(1623)‧‧‧林格液

(163)‧‧‧固定器

(164)‧‧‧人工膜

(2)‧‧‧緩衝輸送裝置

(21)‧‧‧緩衝瓶

(211)‧‧‧氣體入口

(212)‧‧‧氣體出口

(22)‧‧‧第一管路

(23)‧‧‧第四管路

(24)‧‧‧第一馬達

(3)‧‧‧恆溫裝置

(31)‧‧‧恆溫水浴槽

(311)‧‧‧出水口

(312)‧‧‧入水口

(32)‧‧‧第五管路

(33)‧‧‧第二馬達

(34)‧‧‧液體

(4)‧‧‧液相檢測系統

(41)‧‧‧試劑瓶

(42)‧‧‧經皮吸收單元

(43)‧‧‧收集瓶

(44)‧‧‧第三馬達

第一圖：本發明其較佳實施例之整體架構示意圖

第二圖：本發明其較佳實施例之經皮吸收單元示意圖(一)

第三圖：本發明其較佳實施例之經皮吸收單元示意圖(二)

第四圖：本發明其較佳實施例之分流單元示意圖(一)

第五圖：本發明其較佳實施例之分流單元示意圖(二)

第六圖：本發明其另一實施例之整體架構示意圖

本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。

請參閱第一圖~第五圖，本發明一種氣相經皮吸收系統，其包含有一吸收本體裝置(1)，係包含一液體槽(11)、一第二管路(12)、一第三管路(13)、複數個分流單元(14)、一流量控制閥(15)、以及設置於液體槽(11)內之複數個經皮吸收單元(16)，每一複數個經皮吸收單元(16)係設有一通氣部(161)、一擴散部(162)、一夾持固定通氣部(161)與擴散部(162)的固定器(163)，以及一平鋪置放於通氣部(161)與擴散部(162)之間的人工膜(164)，通氣部(161)之右側與上側分別設有一排氣口(1611)，右側之排氣口(1611)連通第三管路(13)並延伸至其中之一分流單元(14)，而上側之排氣(1611)接設有一進氣口(1612)，進氣口(1612)之一端延伸至通氣部(161)內，相對之另一端由第二管路(12)連通流量控制閥(15)，擴散部(162)則設有兩個向外延伸之通道(1621)，且擴散部(162)之內部的底部設置有一磁性元件(1622)，可藉由液體槽(11)之內部設置之一攪拌器產生之磁力，使磁性元件(1622)產生移動，達到攪拌的目的，另，每一分流單元(14)為一漸縮部(141)以及一漸擴部(142)一體成形之結構，漸縮部(141)設有一開口(1411)，漸擴部(142)則設有複數個開口(1422)，第二管路(12)與第三管路(13)係連通漸擴部(142)之複數個開口(1422)； 一緩衝輸送裝置(2)，係包含一具有一氣體入口(211)與一氣體出口(212)之緩衝瓶(21)、一第一管路(22)、一第四管路(23)以及一設置於氣體入口(211)之第一馬達(24)，氣體出口(212)係連通第一管路(22)並延伸連通至分流單元(14)，第四管路(23)則連通緩衝瓶(21)之氣體入口(211)與另一分流單元(14)，其中第一管路(22)與第四管路(23)係連通分流單元(14)漸縮部(141)之開口(1411)；以及一恆溫裝置(3)，係包含一具有一出水口(311)與一入水口(312)之恆溫水浴槽(31)、一連通恆溫水浴槽(31)之第五管路(32)以及一設置於出水口(311)之第二馬達(33)，其中第五管路(32)係將出水口(311)與入水口(312)連通至液體槽(11)，係將恆溫水浴槽(31)內部PH值7~7.4之液體(34)傳輸至液體槽(11)並透過第二馬達(33)的驅動，使液體(34)能夠保持流動循環的動作，並維持溫度於36℃~38℃之間，即為一般人體體溫的正常值。

本發明之氣相經皮吸收系統亦可接上液相檢測系統(4)，其具有一試劑瓶(41)一收集瓶(43)以及一第三馬達(44)，試劑瓶(41)係透過第三馬達(44)連接至擴散部(162)向外延伸之通道(1621)，收集瓶(43)係連接至擴散部(162)另一向外延伸之通道(1621)，且收集瓶係藉由單向閥連接該擴散部(162)之通道(1621)，使檢測之結果亦能夠收集到收集瓶(43)中，再作後續液體之分析。本發明不僅能單使用氣相的檢測，透過液相的檢測，使整體數據更精確。

此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。

芳香烴物質中存在的丁香酚類所含之isoeugenol(異丁香酚)、eugenol(丁香油酚)已是歐盟公告承認的致過敏性物質，對皮膚具有刺激性，普遍存在於多種植物中，富含於其萃取精油中，更是人工調味劑的主要成分。因此本發明以含有eugenol、 isoeugenol、methyl eugenol(甲基丁香酚)、methyl isoeugenol(甲基異丁香酚)、eugenol acetate(乙酸丁香酚)以及vanillin(香蘭素)的精油作為實施例之檢測物質，分別使用SPA用之精油、市售精油以及標準精油三種作對照，將該等精油放置於緩衝瓶(21)內，而人工膜(164)之部分則選用OrDial D-Clean # 62014405模擬人體的皮膚，其規格為寬度44mm、直徑28mm、厚度20μm，將人工膜(164)平鋪置放於通氣部(161)與擴散部(162)之間，再用固定器(163)將其固定，如第二圖、第三圖所示。

再請參閱第一圖，架設本發明之氣相經皮吸收系統，其中，經皮吸收單元(16)之擴散部(162)注入有林格液(1623)(Ringer's solution)，係由6.5g的氯化鈉(NaCl)、42g的氯化鉀(KCl)、0.25g的氯化鈣(CaCl₂)以及0.2g的碳酸氫鈉(NaHCO₃)混合而成，恆溫水浴槽(31)之液體(34)則以PH7.2的生理食鹽水為主，接續，設定攪拌器產生轉速700rpm的磁力，以慢速帶動擴散部(162)內的磁性元件(1622)，使林格液(1623)被攪動，而恆溫裝置(3)設定溫度在36℃，並經由第五管路(32)的第二馬達(33)，讓恆溫水浴槽(31)與液體槽(11)內之生理食鹽水得以交換流動。

系統運作時，緩衝瓶(21)內之精油會逐漸揮發出氣體，經由第一管路(22)輸送到一分流單元(14)之漸縮部(141)的開口(1411)，再由漸擴部(142)的複數個開口(1422)透過第二管路(12)輸出至流量控制閥(15)，流量控制閥(15)上係使用旋鈕來限制氣體通過的流量，被分流的精油氣體會透過每一個經皮吸收單元(16)之通氣部(161)上側排氣口(1611)進入到經皮吸收單元(16)內，精油氣體將會穿透人工膜(164)達到擴散部(162)的位置，當中的林格液(1623)亦會接收到精油氣體所含之物質；接續地，精油氣體會從通氣部(161)之右側排氣口(1611)的第三管路(13)返回至另一分流單元(14)的漸 擴部(142)開口(1422)，最後沿著第四管路(23)輸送，設置於氣體入口(211)的第一馬達(24)會運轉帶動氣體，以協助傳輸到緩衝瓶(21)，以完成一次完整的氣體循環途徑。

將上述氣相經皮吸收的過程連續進行8個小時後，取出林格液(1623)，並對其進行氣相層析，以檢測出所吸收精油氣體的芳香烴物質含量，藉此判斷芳香烴物質穿透人工膜(164)的穿透量，其中平均累積穿透量分別為eugenol(9.06μg)、methyl eugenol(7.09μg)、isoeugenol(84.5μg)、methyl isoeugenol(2.32μg)、eugenol acetate(14.1μg)、vanillin(5.46μg)；其中isoeugenol的平均累積穿透量最高，為本實施例中致過敏性最強的芳香烴物質，當中致過敏性最弱的為methylisoeugenol。據此，本發明氣相經皮吸收系統可以有效地檢測出氣體的穿透量，依據檢測氣體的不同，實驗後的數據係能夠提供製備精油、化妝品，甚至製備香菸的廠商作為參考，給予消費者更優良的產品。

再者，本發明額外裝設液相檢測系統(4)，與氣相系統同時存在。其在試劑瓶(41)內裝滿檢測液體，藉由與經皮吸收單元(16)相通的管路，讓檢測液體經由第三馬達(44)的作動，能流過經皮吸收單元(16)之人工膜(164)，再透過單向閥讓檢測之液體流至收集瓶(43)內，最後取收集瓶(43)內之檢測液體，對其進行分析，以獲得經皮穿透量的數據。

另，請參閱第六圖，本發明不僅能應用於氣相之經皮檢測，亦能單獨使用液相檢測系統(4)，與氣相檢測系統不同的地方在於將試劑瓶(41)內的精油或其他所欲檢測的液體抽出，再分送至各個經皮吸收單元(42)，其輸送途徑係透過擴散部的兩個向外延伸之通道來進行傳遞，並收集於一收集瓶(43)內，最後對收集的液體進行液相的分析，以得到穿透量之數據。

由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：

1.本發明氣相經皮吸收系統具有分流單元以及流量控制閥，能夠將同一個氣體來源分流至每一個經皮吸收單元，並再將穿透過人工膜的氣體同時回收，以一次檢測多個人工膜，有效提升了經皮吸收檢測的效率，亦能自由調節氣體流量，以調整檢測時所需的濃度，在環境的模擬上更接近真實情形。

2.本發明氣相經皮吸收系統之經皮吸收單元放置於一個液體槽內，並配合恆溫裝置及攪拌器等裝置，建置出一個模擬人體環境之系統，加上分流單元，係能改善先前一次實驗僅能檢測一種皮膜的缺失，本發明一次檢測多個人工膜，使模擬皮膚吸收情形的結果更為準確以及更值得參考。

綜上所述，本發明之氣相經皮吸收系統，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

(1)‧‧‧吸收本體裝置

(11)‧‧‧液體槽

(12)‧‧‧第二管路

(13)‧‧‧第三管路

(14)‧‧‧分流單元

(15)‧‧‧流量控制閥

(16)‧‧‧經皮吸收單元

(1623)‧‧‧林格液

(2)‧‧‧緩衝輸送裝置

(21)‧‧‧緩衝瓶

(211)‧‧‧氣體入口

(212)‧‧‧氣體出口

(22)‧‧‧第一管路

(23)‧‧‧第四管路

(24)‧‧‧第一馬達

(3)‧‧‧恆溫裝置

(31)‧‧‧恆溫水浴槽

(311)‧‧‧出水口

(312)‧‧‧入水口

(32)‧‧‧第五管路

(33)‧‧‧第二馬達

(34)‧‧‧液體

(4)‧‧‧液相檢測系統

(41)‧‧‧試劑瓶

(43)‧‧‧收集瓶

(44)‧‧‧第三馬達

Claims (10)

1. 一種氣相經皮吸收系統，其包含有：一吸收本體裝置，係包含一液體槽、一第二管路、一第三管路、複數個分流單元、一流量控制閥、以及設置於該液體槽內之複數個經皮吸收單元，其中該第二管路係連通該分流單元、該流量控制閥與該複數個經皮吸收單元，該第三管路係連通該複數個經皮吸收單元與另一該分流單元；一緩衝輸送裝置，係包含一具有一氣體入口與一氣體出口之緩衝瓶、一第一管路、一第四管路以及一設置於該氣體入口之第一馬達，其中該氣體出口係連通該第一管路並延伸連通至該分流單元，該第四管路則連通該緩衝瓶之氣體入口與另一該分流單元；以及一恆溫裝置，係包含一具有一出水口與一入水口之恆溫水浴槽、一連通該恆溫水浴槽之第五管路以及一設置於該出水口之第二馬達，其中該第五管路係將該出水口與該入水口連通至該液體槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述氣相經皮吸收系統，其中該液體槽之內部係進一步設置有一攪拌器。
3. 如申請專利範圍第1項所述氣相經皮吸收系統，其中每一該複數個經皮吸收單元係設有一通氣部、一擴散部、一夾持固定該通氣部與該擴散部的固定器，以及一平鋪置放於該通氣部與該擴散部之間的人工膜。
4. 如申請專利範圍第3項所述氣相經皮吸收系統，其中該通氣部之右側與上側分別設有一排氣口，該右側之排氣口連通該第三管路並延伸至其中之一該分流單元，而該上側之排氣口接設有一進氣口，該進氣口之一端延伸至該通氣部內，相對之另一端由該第二管路連通該流量控制閥。
5. 如申請專利範圍第3項所述氣相經皮吸收系統，其中該擴散部設有兩個向外延伸之通道，且該擴散部之內部的底部設置有一磁性元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述氣相經皮吸收系統，其中每一該分流單元為一漸縮部以及一漸擴部一體成形之結構，該漸縮部設有一開口，該漸擴部則設有複數個開口。
7. 如申請專利範圍第6項所述氣相經皮吸收系統，其中該第一管路套設並連通其中一該分流單元漸縮部之開口；該第四管路套設並連通另一該分流單元漸縮部之開口。
8. 如申請專利範圍第6項所述氣相經皮吸收系統，其中該第二管路與該第三管路係分別連通該漸擴部之複數個開口。
9. 如申請專利範圍第3項至第8項任一項所述氣相經皮吸收系統，其中該氣相經皮吸收檢測系統係選擇性額外裝設一液相檢測系統，係具有一試劑瓶、一收集瓶以及一第三馬達，該試劑瓶係透過該第三馬達連接至該擴散部向外延伸之通道，該收集瓶係連接至該擴散部另一向外延伸之通道。
10. 如申請專利範圍第9項所述氣相經皮吸收系統，其中該收集瓶係藉由單向閥連接該擴散部通道。