基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统及其方法。本发明专利技术利用含能系统的半导体桥引爆含能药剂产生微起爆，产生爆炸冲击波使隔离层发生变形，并挤压储药机构中的药物，使得液体的药物以射流的方式穿透人体皮肤进入体内；隔离层具有透气性和延展性，不仅能够传递爆炸冲击波，同时也能够拦截含能药剂爆炸后产生的有害物质进入人体，提高系统安全性；本发明专利技术呈阵列贴片式，进行药物递送能够满足对人体无创伤、快速高效的药物输送；本发明专利技术成本低功耗低，可一次性使用，减少了传染病交叉感染的可能性；隔离层具有透气性和延展性，不仅能够传递爆炸冲击波，同时也能够拦截含能药剂爆炸后产生的有害物质进入人体，提高系统安全性。提高系统安全性。提高系统安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统及其方法


[0001]本专利技术涉及无创快速给药技术，具体涉及一种基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统及其实现方法。

技术介绍

[0002]当前新冠疾病全球肆虐，糖尿病等慢性病也持续威胁人类健康，快速便捷的对人体进行药物输送来预防和治疗各类疾病显得尤为重要。然而，通过常规针头刺入皮肤注射药物会导致患者出现出血、疼痛以及淤青等，没有重复使用针头，交叉污染的风险也降低了，并且患者可以自行完成注射，极大的方便了糖尿病等慢性病患者。由于传统的喷射器设计穿透深度过大且喷射效率较差，导致人体经常出现擦伤和疼痛。使用洛伦兹磁力活电泳的方法系统复杂，功耗高，且不利于一次性使用。
[0003]专利技术
[0004]为了解决人体无创快速给药，不影响冲击波无创给药微系统的功能性与可靠性，以实现向人体进行高效、安全的药物递送，本专利技术提出了一种基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统及其实现方法，能够满足对人体无创伤、快速高效的药物输送，同时该系统成本低、功耗低，可一次性使用，减少了传染病交叉感染的可能性。
[0005]本专利技术的一个目的在于提出一种基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统。
[0006]本专利技术的基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统包括：柔性基板、储药机构安装槽阵列、喷嘴孔、储药机构阵列、隔离层、柔性电路板、含能系统阵列、连接电极阵列和电源；其中，柔性基板采用柔性材料；柔性基板的正面开设多个储药机构安装槽，多个储药机构安装槽呈二维阵列排布，形成储药机构安装槽阵列，每一个储药机构安装槽的底面开设有打通柔性基板的背面的喷嘴孔；每一个储药机构安装槽内放置储药机构，从而多个储药机构呈二维阵列排布，形成储药机构阵列，在每一个储药机构内盛放药物；在储药机构阵列上设置隔离层，隔离层采用具有延展性和透气性的材料；柔性电路板的下表面焊接多个含能系统，每一个含能系统与一个储药机构相对应，从而多个含能系统呈二维阵列排布，形成含能系统阵列；在柔性电路板的上表面设置多对连接电极，每一对连接电极与一个含能系统相对应，从而多对连接电极呈二维阵列排布，形成连接电极阵列，每一个含能系统电学连接至相应的连接电极；每一对连接电极连接至电源；
[0007]每一个含能系统包括半导体桥、药柱环和含能药剂；半导体桥包括半导体桥丝和半导体桥丝两端的半导体桥电极；每一个半导体桥的一对半导体桥电极焊接在柔性电路板的下表面并电学连接至相应的一对连接电极；每一个半导体桥对应于一个储药机构，从而多个半导体桥焊接在柔性电路板的下表面呈二维阵列排布，形成半导体桥阵列；在半导体桥下设置药柱环；药柱环为中心开设有通孔的圆形的平板；在药柱环的通孔中放置含能药剂，含能药剂位于半导体桥丝的正下方，从而每一个含能药剂对正相对应的储药机构；
[0008]基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统的柔性基板的背面置于人体皮肤表
面，储药机构安装槽阵列的底部的喷嘴孔紧贴人体皮肤表面；接通电源，电源通过连接电极对含能系统的半导体桥施加电压；半导体桥丝迅速温升气化，发生电爆效应，引爆药柱环内的含能药剂产生微起爆，微起爆产生爆炸冲击波；在爆炸冲击波的作用下，隔离层发生变形，并挤压储药机构中的药物，使得液体的药物以射流的方式从储药机构中射出，通过储药机构安装槽底部的喷嘴孔至人体皮肤，并渗透人体皮肤进入体内；隔离层具有透气性和延展性，不仅能够传递爆炸冲击波，同时也能够拦截含能药剂爆炸后产生的有害物质进入人体，提高系统安全性。
[0009]柔性基板采用的柔性材料为橡胶、软硅胶或柔性树脂，厚度为6.5～7.5mm。
[0010]药柱环的材料采用树脂或者硬质橡胶，高度为0.7～0.9mm。含能药剂采用叠氮化铜或者叠氮化银，质量为0.35mg～0.45mg。
[0011]隔离层采用聚二甲基硅氧烷PDMS薄膜，厚度为0.9～1.1mm。
[0012]储药机构包括储药仓和喷嘴；其中，储药仓为顶端和底端均开口的柱状的壳体，在储药仓的底部设置连通为一体的喷嘴，形成漏斗形，每一个储药机构的喷嘴的底部正对储药机构安装槽的底面的喷嘴孔；喷嘴的长度1.8～2.2mm。喷嘴的直径为0.6～1.1mm，从而使得药物液体在表面张力的作用下，在未受到爆炸冲击波时不会流出。
[0013]半导体桥的半导体桥丝采用掺杂非金属材料的硅；掺杂为砷、磷和硼中的一种或多种，掺杂浓度为5
×
10
18
～3
×
10
20
离子/cm3；半导体桥的长度为1.5mm～2mm，宽度为0.3mm～0.5mm，厚度为2μm～5μm。
[0014]电源采用锂离子电池，供电电压为4.5～5.5V。柔性电路板采用聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜。
[0015]本专利技术的另一个目的在于提出一种基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统的实现方法。
[0016]本专利技术的基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统的实现方法，包括以下步骤：
[0017]1)系统连接：
[0018]a)提供柔性材料的柔性基板采用；
[0019]b)在柔性基板的正面开设多个储药机构安装槽，多个储药机构安装槽呈二维阵列排布，形成储药机构安装槽阵列，每一个储药机构安装槽的底面开设有打通柔性基板的背面的喷嘴孔；
[0020]c)在每一个储药机构安装槽内放置储药机构，从而多个储药机构呈二维阵列排布，形成储药机构阵列，在每一个储药机构内盛放药物；
[0021]d)在储药机构阵列上设置隔离层，隔离层采用具有延展性和透气性的材料；
[0022]e)在柔性电路板的下表面焊接多个含能系统，每一个含能系统与一个储药机构相对应，从而多个含能系统呈二维阵列排布，形成含能系统阵列；
[0023]f)在柔性电路板的上表面设置多对连接电极，每一对连接电极与一个含能系统相对应，从而多对连接电极呈二维阵列排布，形成连接电极阵列，每一个含能系统电学连接至相应的连接电极；
[0024]g)每一对连接电极连接至电源；
[0025]2)将基于冲击波微射流体表无创快速给药柔性微系统的柔性基板的背面置于人
体皮肤表面，储药机构安装槽阵列的底部的喷嘴孔紧贴人体皮肤表面；
[0026]3)接通电源，电源通过连接电极对含能系统的半导体桥施加电压；
[0027]4)半导体桥丝迅速温升气化，发生电爆效应，引爆药柱环内的含能药剂产生微起爆，微起爆产生爆炸冲击波；
[0028]5)在爆炸冲击波的作用下，隔离层发生变形，并挤压储药机构中的药物，使得液体的药物以射流的方式从储药机构中射出，通过储药机构安装槽底部的喷嘴孔至人体皮肤，并渗透人体皮肤进入体内；
[0029]6)隔离层具有透气性和延展性，不仅能够传递爆炸冲击波，同时也能够拦截含能药剂爆炸后产生的有害物质进入人体，提高系统安全性。
[0030]本专利技术的优点：
[0031]本专利技术利用含能系统的半导体桥引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统，其特征在于，所述基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统包括：柔性基板、储药机构安装槽阵列、喷嘴孔、储药机构阵列、隔离层、柔性电路板、含能系统阵列、连接电极阵列和电源；其中，柔性基板采用柔性材料；柔性基板的正面开设多个储药机构安装槽，多个储药机构安装槽呈二维阵列排布，形成储药机构安装槽阵列，每一个储药机构安装槽的底面开设有打通柔性基板的背面的喷嘴孔；每一个储药机构安装槽内放置储药机构，从而多个储药机构呈二维阵列排布，形成储药机构阵列，在每一个储药机构内盛放药物；在储药机构阵列上设置隔离层，隔离层采用具有延展性和透气性的材料；柔性电路板的下表面焊接多个含能系统，每一个含能系统与一个储药机构相对应，从而多个含能系统呈二维阵列排布，形成含能系统阵列；在柔性电路板的上表面设置多对连接电极，每一对连接电极与一个含能系统相对应，从而多对连接电极呈二维阵列排布，形成连接电极阵列，每一个含能系统电学连接至相应的连接电极；每一对连接电极连接至电源；每一个含能系统包括半导体桥、药柱环和含能药剂；半导体桥包括半导体桥丝和半导体桥丝两端的半导体桥电极；每一个半导体桥的一对半导体桥电极焊接在柔性电路板的下表面并电学连接至相应的一对连接电极；每一个半导体桥对应于一个储药机构，从而多个半导体桥焊接在柔性电路板的下表面呈二维阵列排布，形成半导体桥阵列；在半导体桥下设置药柱环；药柱环为中心开设有通孔的圆形的平板；在药柱环的通孔中放置含能药剂，含能药剂位于半导体桥丝的正下方，从而每一个含能药剂对正相对应的储药机构；基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统的柔性基板的背面置于人体皮肤表面，储药机构安装槽阵列的底部的喷嘴孔紧贴人体皮肤表面；接通电源，电源通过连接电极对含能系统的半导体桥施加电压；半导体桥丝迅速温升气化，发生电爆效应，引爆药柱环内的含能药剂产生微起爆，微起爆产生爆炸冲击波；在爆炸冲击波的作用下，隔离层发生变形，并挤压储药机构中的药物，使得液体的药物以射流的方式从储药机构中射出，通过储药机构安装槽底部的喷嘴孔至人体皮肤，并渗透人体皮肤进入体内；隔离层具有透气性和延展性，不仅能够传递爆炸冲击波，同时也能够拦截含能药剂爆炸后产生的有害物质进入人体，提高系统安全性。2.如权利要求1所述的基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统，其特征在于，所述柔性基板采用的柔性材料为橡胶、软硅胶或柔性树脂，厚度为6.5～7.5mm。3.如权利要求1所述的基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统，其特征在于，所述药柱环的材料采用树脂或者硬质橡胶，高度为0.7～0.9mm。4.如权利要求1所述的基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统，其特征在于，所述含能药剂采用叠氮化铜或者叠氮化银。5.如权利要求1所述的基于冲击波微射流无创快速给药柔性微系统，其特征在于，所述隔离层采用聚二甲基硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄文忠，孙毅，苏文亭，吕思宁，冯恒振，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：