微型透皮贴片制造技术

本发明专利技术提供一种用在活体组织（１９）上的微型透皮贴片（１）。所述微型透皮贴片（１）包括一第一薄膜（９）、一储存器（３）、一微型泵（４）、弯张换能器（２）、一微型电子电路（５）、以及一可选的传感器（２７）。所述第一薄膜（９）具可渗透性，从而允许流体（１８）单向或双向传输。所述存储器（３）是一个可储存流体（１８）的类容器元件，所述流体（１８）可被移出或输入组织（１９）中。所述微型泵（４）用于在储存器（３）和第一薄膜（９）之间输送流体（１８）。所述弯张换能器（２）产生可分别进入组织（１９）的超声波（１５），使流体（１８）可被输送于第一薄膜（９）和组织（１９）之间。所述超声波（１５）可相互作用，以提升微型贴片（１）的性能。所述微型电子电路（５）可控制弯张换能器（２）和微型泵（４）。所述传感器（２７）被嵌入微型贴片（１）中，用于监控温度、压强、或流量，以避免组织（１９）受到损害和刺激。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及一种全功能的、独立的、无针头的流体管理系统，通过该系统 可将包括药剂、氧气、营养剂在内的流体注入组织或伤口内，也可将皮肤内的这类流体 吸取出来。本专利技术尤其涉及一种易操控的微型透皮贴片，所述贴片包括一第一和第二薄 膜，以及设置于所述第一和第二薄膜之间的一个或多个分别可独立运作的弯张换能器， 一与储存器相连接的微型泵，一可选的封装腔室，一可选的反馈传感器，和一微型电子 电路。通过所述微型电子电路可控制微型泵和换能器，使流体及类似物质经由第一薄膜 被注入皮肤或吸取出来。
技术介绍
创伤、疾病以及其他医疗相关病症的有效治疗对于医学从业者来说仍然是一个 挑战。其中，对皮肤疼痛、烧伤、褥疮以及开放性创伤的处理更为困难。当前的常规疗 法对许多开放性创伤通常不起效果，也无法完全治愈。在许多治疗案例中发现，如果伤 口内部或其临近的循环系统遭到了损害，氧气就无法被输送到受损组织中。这种组织细 胞的氧气不足或长时间缺氧，一般被称为组织缺氧，它会减缓或阻断机体的自然愈合进 程。组织缺氧通常会对创口内部及其临近的组织造成永久的、不可恢复的损害，有时可 导致断肢、严重的伤疤或毁容，和/或死亡的发生。如果可以增加受伤区域尤其是皮下部分的氧气含量，便可以加快治疗进程并抵 御细菌侵袭。相关技术包括一系列可以将氧气传输到缺氧的受伤区域的设备及方法。例 如美国专利号为3,157,524、专利技术人为Artandi、名称为“胶原蛋白海绵的制备”的专利 以及美国专利号为4,320,201、专利技术人为Berg等人、名称为“制备作为医药和化妆用途 的胶原蛋白海绵的方法”的专利均公开了有关局部胶状药膏的技术。美国专利申请号为 10/637205、专利技术人为McGrath等人、名称为“增强组织氧化作用的方法”的专利申请公 开了有关对组织进行超氧化处理的技术。美国专利号为4,801,291、专利技术人为Loori、名称 为“可移动局部高压装置”的专利公开了一种主要在高压室内给病人或指定位置输送氧 气的技术。虽然现有设备和方法可以给创伤区域输送氧气，但现有的设备过于复杂、体 积庞大，存在搬运不便以及使用费时的问题，并且现有的方法是以分子扩散为基础，无 法有效地将氧气输送到缺氧组织中。此外，一些使用过氧化物溶液的局部高压输氧疗法 还会产生可对治疗区域造成进一步损害的自由基。现有技术中还存在一些利用超声波换能器来输送药剂的透皮给药设备和方法。 超声波换能器一般是将电信号转换成可增加皮肤渗透性的声震动，从而实现将流体送入 血液系统或对细胞间液的提取。例如，通过超声波破碎仪可以实现血糖监测以及胰岛素 传输。然而这种传统的透皮给药和提取设备体积过于庞大，不利于方便携带。此外，基 于超声波的传统透皮给药系统会对治疗区域内部的组织造成伤害，从而可导致毛囊的脱 落，皮脂腺的损坏以及皮肤肌肉组织的坏疽。传统的换能器由单个分层的压电陶瓷组件组成，它们在技术上受到该材料的最大应变极限所制约。例如，传统的压电陶瓷如锆钛酸铅陶瓷，其对于多晶材料的最大应 变极限约为0.1%，而对于单晶材料为0.5%。因此，需要寻找一种可替换大批层状结构 的压电陶瓷组件或对其做出改进的有益产品，以产生所需的超声波。对于超声波透皮贴 片，其采用的压电陶瓷不利于微型贴片的方便携带。综上所述显而易见，在现有技术中不包括一个可高效及有效地将流体输入或吸 出活体组织的易操控的透皮贴片，并且使用这种透皮贴片的同时不会对组织造成损害和 刺激。因此，需要提供一种独立的、全功能的透皮贴片，通过该透皮贴片可将营养剂 输入组织内或将组织内的流体吸取出来，同时还可将与贴片直接接触的组织损伤和疼痛 的范围及程度降到最低
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种独立的、全功能的透皮贴片，通过该透皮贴片可将营 养剂输入组织内或将组织内的流体吸取出来，同时还可将与贴片直接接触的组织损伤和 疼痛的范围及程度降到最低。所述易操控的微型透皮贴片包含至少一个弯张换能器，一与储存器连接的微型 泵，一第一薄膜，一第二薄膜，以及一与弯张换能器和微型泵电连接的微型电子电路。 所述弯张换能器、微型泵、储存器及微型电子电路被设置在第一薄膜的一侧上，并且被 密封于第一与第二薄膜之间，所述弯张换能器还被进一步密封于一由耐冲击聚氨酯树脂 组成的可选的腔室中。所述弯张换能器及微型泵的一导管与第一薄膜的内表面接触。所 述微型泵在储存器和第一薄膜之间运输液体。所述的每个弯张换能器独立产生可分别进 入活体组织的超声波，从而提高组织的渗透性，使流体可被运送于活体组织和第一薄膜 之间。所述微型电子电路控制微型泵和弯张换能器的功能，以实现在储存器与第一薄膜 之间高效地传输/移走流体或类似物。本专利技术一实施例中，在第一薄膜边缘、弯张换能器的反面设有一黏合剂，用于 使贴片更容易地黏合到皮肤上。本专利技术另一实施例中，第一薄膜最好具有可使流体进入或流出微型贴片的单向 或双向通道。本专利技术又一实施例中，微型贴片可包括一用于检测微型贴片及与其接触的组织 内的一个或多个状态的传感器，通过该传感器可指示流体对组织的伤害或刺激。在本专利技术再一实施例中，弯张换能器可以将至少两种不同的超声波传入活体组 织并在活体组织的至少一个区域中相互作用，以实现在对组织无伤害和刺激的情况下提 高组织的渗透性。所述弯张换能器可包括一个压电陶瓷驱动元件，该驱动元件可被设置在一个外 架、滚筒、外壳、密封盖或其他几何空间内，用于使驱动元件在一个方向上的横向、轴 向、径向或纵向伸张运动幅度得以变大，与仅仅包括压电陶瓷相比，通过该设置可在另 一方向或最佳方向上获得更大幅度的伸张运动。所述弯张换能器产生的声震动可提高皮 肤的渗透性，实现在不对治疗组织产生伤害和刺激的同时提高对组织的输氧效率。所述 弯张换能器的结构紧凑，因此可容纳于所述微型透皮贴片中。所述弯张换能器是一种铜钹状的换能器，例如可采用美国专利号为5,729,077、 专利技术人为Newnham等人、名称为“电活性陶器合成换能器”的专利文件所公开的换能 器，所述弯张换能器利用所述密封盖可增强压电磁盘因电输入信号发生的机械响应。在 典型的铜钹弯张换能器中，压电陶瓷磁盘中的高频径向运动通过一个密封腔可被转换为 低频(20-50kHz)的移位运动。铜钹弯张换能器可利用压电电荷系数d33的叠加扩张以及 d31系数的收缩，所述扩张和收缩由压电陶瓷设备以及金属密封盖的弯张移位所产生，其 中，d33是指每个方向3上的单元字段在方向3上的张力，d31是指每个方向3上的单元字 段在方向1上的张力。所述陶瓷磁盘边缘设有的密封盖使纵向和横向反应可增加所需方 向上的张力，从而得到满足以下等式的有效压电电荷常数(W权利要求1.一种用在活体组织上的微型透皮贴片，其特征在于包括(a)一允许流体穿过的可渗透的第一薄膜；(b)一用于存储所述流体的储存器；(c)一用于在所述储存器和所述第一薄膜之间运送流体的微型泵；(d)至少一个可独立产生超声波的弯张换能器，所述超声波可分别进入所述活体组织 并增加所述活体组织的渗透性，以促进所述流体在所述活体组织和所述第一薄膜之间的 传输；以及(e)一个可控制所述至少一个弯张换能器和所述微型泵功能的微型电子电路，所述储 存器、所述微型泵、所述至少一个弯张换能器以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在活体组织上的微型透皮贴片，其特征在于包括：（ａ）一允许流体穿过的可渗透的第一薄膜；（ｂ）一用于存储所述流体的储存器；（ｃ）一用于在所述储存器和所述第一薄膜之间运送流体的微型泵；（ｄ）至少一个可独立产生超声波的弯张换能器，所述超声波可分别进入所述活体组织并增加所述活体组织的渗透性，以促进所述流体在所述活体组织和所述第一薄膜之间的传输；以及（ｅ）一个可控制所述至少一个弯张换能器和所述微型泵功能的微型电子电路，所述储存器、所述微型泵、所述至少一个弯张换能器以及所述微型电子电路被设置在所述第一薄膜的一侧面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫林L马尔威希尔，布赖恩M帕克，加雷斯诺尔斯，
申请(专利权)人：压电共振概念有限公司，
类型：发明
国别省市：US