一种智能化胰岛素笔制造技术

本发明专利技术提出了一种智能化胰岛素笔，包括壳体，血糖检测模块，控制模块，胰岛素藏，胰岛素冷藏模块和胰岛素注射模块。血糖检测模块包括可重复使用的MEMS血糖检测电极，MEMS血糖检测电极上设有微槽，参比电极，工作电极和对电极制作在微槽内。血糖检测模块包括电极清洗液和电极清洗导管，用于对血糖检测电极的清洗。胰岛素注射模块所注射的胰岛素用量可根据血糖监测模块测得的血糖值计算得到，也可在此基础上进行手动调节。本发明专利技术解决了现有技术中血糖检测试纸条不能重复利用的问题，糖尿病患者的血糖浓度不能控制注射胰岛素的用量的问题，同时解决了现有技术中胰岛素笔需冷藏，随身携带不方便的问题。

Intelligent insulin pen

The invention provides an intelligent insulin pen, which comprises a shell, a blood sugar detection module, a control module, a Shima Suke, an insulin cold storage module and an insulin injection module. The blood sugar detection module comprises a reusable MEMS blood sugar detecting electrode, wherein the MEMS blood sugar detecting electrode is provided with a micro groove, a reference electrode, a working electrode and a counter electrode are made in the micro groove. The blood sugar detection module comprises an electrode cleaning solution and an electrode cleaning catheter, which is used for cleaning the blood sugar detecting electrode. The amount of insulin injected by the insulin injection module can be calculated according to the blood sugar value measured by the blood glucose monitoring module, and can be adjusted manually on the basis of the same. The invention solves the existing technology in blood glucose test strip can not be reused, the concentration of blood glucose in diabetic patients can not control the injection of insulin dosage, and solves the insulin pen need to be refrigerated, inconvenient to carry the problem.

【技术实现步骤摘要】
一种智能化胰岛素笔
本专利技术属于家用医疗器械，尤其是涉及一种智能化胰岛素笔。
技术介绍
糖尿病患者需通过注射胰岛素进行血糖控制，一般在胰岛素注射前，需先进行血糖测试，根据血糖浓度的高低来调整胰岛素的用量。现有的血糖仪采用一次性的血糖试纸条，患者进行完一次血糖测试之后就作废丢弃，不可继续使用。国产血糖试纸的售价一般为每条1-2元，如三诺，艾科，鱼跃，怡成等，进口血糖试纸的售价一般为每条2-5元，如强生，雅培，欧姆龙，拜耳，罗氏等。严重的糖尿病患者每天需测量3-4次血糖，一次性使用的血糖试纸将给糖尿病患者带来一定的经济负担。若能研发出一种可重复使用的血糖检测传感器，将大大减少患者的经济负担。科学的胰岛素注射剂应根据餐前血糖浓度以及用餐进食的糖量进行调节，然而由于患者知识水平的限制，目前大部分患者只是根据医生给出的初始胰岛素用量，在一段时间内保持该剂量不变，进行注射。但是由于患者每天的运动，饮食，身体状态不同，餐前血糖浓度也不同，因此注射同样多的胰岛素对餐后血糖的控制程度也会有所不同。为了更好地控制血糖浓度，应当在每次进食前对餐前血糖浓度进行测试，并根据当前血糖浓度对胰岛素用量进行适当的调节，以减小血糖波动。因此，在胰岛素注射笔中增加胰岛素用量智能计算功能，能根据患者的当前血糖值计算出所需的胰岛素用量，将更稳定地控制患者的血糖。胰岛素需放在低温环境中冷藏以保持其活性，一般在家中可放在冰箱中，外出时需携带专用的冷藏盒进行保存。现有的产品中，血糖测试，胰岛素冷藏以及胰岛素注射为三种不同的产品，使用时，需分别携带，使用不便。因此，开发一款既可以稳定保存胰岛素又可以测量血糖，自动计算胰岛素用量的产品，可以大大提高糖尿病患者的生活质量。
技术实现思路
本专利技术提出了一种智能化的胰岛素笔，解决了现有技术中血糖检测试纸条不能重复利用的问题，糖尿病患者的血糖浓度不能控制注射胰岛素的用量的问题，同时解决了现有技术中胰岛素笔需冷藏，随身携带不方便的问题。本专利技术的专利技术构思是：针对现有技术中血糖检测试纸条不能重复利用的问题，本专利技术设计了一种基于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)加工工艺的血糖检测电极，通过深蚀刻技术在基底材料表面蚀刻出微槽，然后通过光刻工艺在微槽中光刻出工作电极，参比电极和对电极，并将足量的催化材料(如葡萄糖氧化酶或者纳米催化材料)固定于工作电极表面，在催化材料外层增加保护层，如聚氨酯、聚亚安酯、Nafion、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维素、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等。该保护层可以防止催化材料的流失同时保护电极。血糖检测时，将指尖血碰触电极尖端，由于毛细作用，血液会进入微槽中，在工作电极上施加相应的电压即可测得血糖值。测试完成后，可控制电极清洗装置流出一定量的电极清洗液，对电极进行清洗，晾干后干燥保存。由于每次测试的时间仅5秒钟左右，这期间对电极的损耗极小，催化材料(如葡萄糖氧化酶或者纳米催化材料)在干燥的环境中可稳定保存较长时间，所以本该血糖检测电极可重复使用几十次。针对现有技术中糖尿病患者的胰岛素用量不能根据血糖浓度作出及时调整，从而不能准确控制血糖浓度的问题，本专利技术在胰岛素笔中增加血糖检测功能，使得在胰岛素注射前可以方便地测试血糖浓度，并根据患者当下的血糖浓度自动计算所需的胰岛素用量，并通过自动注射模块精确控制胰岛素注射量和注射速度，从而更准确地控制血糖浓度，保证糖尿病人的血糖稳定。针对胰岛素笔需冷藏保存，而随身携带冷藏装置不方便的问题，本专利技术在提出了一种可进行胰岛素冷藏的胰岛素笔，对胰岛素存储区进行制冷，一方面保证了胰岛素的活性，另一方面，胰岛素存储区较小，因此所需的制冷和散热装置都相应体积较小，这大大减小了制冷装置的体积，方便糖尿病患者随身携带。本专利技术的技术方案是这样实现的：智能化胰岛素笔包括包括壳体，以及设置在壳体内的血糖检测模块、控制模块、胰岛素存储仓和胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块用于检测用户的血糖浓度；所述的控制模块用于获取血糖检测模块检测到的血糖浓度数据，并处理分析所需的胰岛素用量；所述的胰岛素存储仓用于输出一定量的胰岛素量至胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块包括可重复使用的MEMS血糖检测电极；血糖检测电极基底材料表面通过深蚀刻技术蚀刻出微槽，再在微槽内通过光刻工艺光刻出工作电极，参比电极和对电极；其中工作电极表面涂覆有催化材料。进一步地，本专利技术胰岛素笔包括胰岛素冷藏模块，该胰岛素冷藏模块包括温度传感器、半导体制冷片和散热器；温度传感器位于胰岛素存储仓的表面，用以测试胰岛素存储仓的温度，同时将该温度值传递给控制模块，控制模块根据温度数据控制半导体制冷片的工作，对胰岛素存储仓进行制冷；半导体制冷片的一面贴于胰岛素存储仓的外壁，另一面紧贴散热器，控制模块根据半导体制冷片的工作状况，控制散热器的工作情况。进一步地，所述的血糖检测模块还包括盛放在电极清洗液罐的电极清洗液和电极清洗导管；当血糖检测电极进行一次血糖检测后，系统控制流出一定量的电极清洗液对血糖检测电极的表面进行清洗，方便下次使用。进一步地，所述的血糖检测电极通过电极连接夹具与本专利技术胰岛素笔可拆卸连接。进一步地，所述的血糖检测电极采用的基底材料为硅、玻璃、石英等；参比电极的材料为Ag/AgCl，工作电极的材料为金或铂，对电极的材料为铂。进一步地，所述的催化材料外层增加保护层，该保护层可以防止催化材料的流失同时保护电极。进一步地，所述的催化材料为葡萄糖氧化酶或者纳米催化材料。进一步地，所述的胰岛素注射模块所注射的胰岛素用量可根据血糖检测模块测得的血糖值计算得到，也可在此基础上进行手动调节。本专利技术的优越性在于：本专利技术在胰岛素注射笔中增加了血糖检测功能，使得在胰岛素注射前可以方便地测试血糖浓度，并根据患者当下的血糖浓度自动计算以及控制所需的胰岛素用量，从而更准确地控制血糖浓度，保证糖尿病人的血糖稳定。增加的小型化的制冷模块可方便地对胰岛素进行冷藏，保证胰岛素活性，同时提高了胰岛素冷藏装置的便携性。增加的血糖检测功能使用了基于MEMS加工工艺的血糖检测电极，电极生产成本低且可重复多次使用，减少了糖尿病患者的经济负担。附图说明图1为本专利技术智能化胰岛素笔的系统框图；图2为本专利技术智能化胰岛素笔的结构示意图；图3为本专利技术智能化胰岛素笔的血糖检测电极的结构示意图；图4为本专利技术智能化胰岛素笔的血糖检测电极的微槽结构剖视图；图5为本专利技术智能化胰岛素笔的血糖检测电极固定在电极连接夹具中的示意图；其中附图标记如下：微处理器1，血糖检测模块2，血糖检测电极21，参比电极211，工作电极212，对电极213，电极连接线214，电极连接焊盘215，微槽216，血糖检测电路22，电极连接夹具23，夹具上片231，夹具下片232，电极清洗液导管通孔233，电极清洗液24，电极清洗液罐25，电极清洗液导管26，胰岛素冷藏模块3，温度传感器31，半导体制冷片32，散热器33，散热片331，散热风扇332，胰岛素存储仓4，金属仓体41，绝热层42，胰岛素取出口43，胰岛素笔芯44，推进盖45，弹性膜46，胰岛素注射模块5，微推进泵51，微推进电机511，微推进杆512，胰岛素注射针头52，胰岛素注射针头帽53，显示模块6，按键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化胰岛素笔，其特征在于包括壳体，以及设置在壳体内的血糖检测模块、控制模块、胰岛素存储仓和胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块用于检测用户的血糖浓度；所述的控制模块用于获取血糖检测模块检测到的血糖浓度数据，并处理分析所需的胰岛素用量；所述的胰岛素存储仓用于输出一定量的胰岛素量至胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块包括血糖检测电极；血糖检测电极基底材料表面通过深蚀刻技术蚀刻出微槽，再在微槽内通过光刻工艺光刻出工作电极，参比电极和对电极；其中工作电极表面涂覆有催化材料。

【技术特征摘要】
1.一种智能化胰岛素笔，其特征在于包括壳体，以及设置在壳体内的血糖检测模块、控制模块、胰岛素存储仓和胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块用于检测用户的血糖浓度；所述的控制模块用于获取血糖检测模块检测到的血糖浓度数据，并处理分析所需的胰岛素用量；所述的胰岛素存储仓用于输出一定量的胰岛素量至胰岛素注射模块；所述的血糖检测模块包括血糖检测电极；血糖检测电极基底材料表面通过深蚀刻技术蚀刻出微槽，再在微槽内通过光刻工艺光刻出工作电极，参比电极和对电极；其中工作电极表面涂覆有催化材料。2.如权利要求1所述的一种智能化胰岛素笔，其特征在于还包括胰岛素冷藏模块，该胰岛素冷藏模块包括温度传感器、半导体制冷片和散热器；温度传感器位于胰岛素存储仓的表面，用以测试胰岛素存储仓的温度，同时将该温度值传递给控制模块，控制模块根据温度数据控制半导体制冷片的工作，对胰岛素存储仓进行制冷；半导体制冷片的一面贴于胰岛素存储仓的外壁，另一面紧贴散热器，控制模块根据半导体制冷片的工作状况，控制散热器的工作情况。3.如权利要求1所述的一种智能化胰岛素笔，其特征在于所述的血糖检测模块还包括盛放在电极清...

【专利技术属性】
技术研发人员：方璐，梁波，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33