纳米超声振动机制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米超声振动机。该超声振动机包括：碳纤维，氧化锌纳米线阵列和高分子绝缘层；碳纤维的表面包括氧化锌纳米线生长区和裸露区；在氧化锌纳米线生长区，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在碳纤维表面上，形成以碳纤维为核，氧化锌纳米线阵列作为圆柱壳体的核壳结构；所述氧化锌纳米线阵列上覆盖有所述高分子绝缘层。在电场作用下，氧化锌纳米线能够产生超声波（超声振动），用于在体腔和血管中驱动异物或血栓。

【技术实现步骤摘要】
纳米超声振动机
本专利技术涉及一种纳米超声振动机，具体的，涉及一种利用氧化锌纳米线的超声振动机。
技术介绍
血栓是心脏或血管内某一部分因血液成分发生析出、凝集和凝固所形成的固体状物质。血栓栓塞会导致氧气或营养物质向相关组织的供应中断，从而导致结构代谢障碍、相关组织梗死等。现有的溶解或去除血栓的技术分为两类。一种是采用血栓溶解剂或抗凝血剂，用于实现血栓溶解或抑制血栓生长，但是该方法的缺陷是给药周期长，特别不能应用于血管腔内形成术中。另外一种是采用导管导引介入治疗方法，将去除血栓装置导入血管中，利用机械能从患者的身体去除血栓。专利申请号200680050755.6的中国专利申请公开了一种用于去除血栓的装置，该装置利用小内腔微导管传送到病灶部位，然后穿刺血栓，挠性纤维钩绊血栓，从而达到刮去附到血管壁的血栓目的，但是该装置较为复杂，造价成本高。专利申请号01127619.3的中国专利申请公开了一种新型植入式血栓过滤器，该装置通过过滤网附着血栓，从而达到去除血栓的目的，但是该装置不能去除已经附到血管壁的血栓。纳米氧化锌线是一种已知的压电材料，通常将其应用于纳米发电机，当纳米氧化锌线在外力下动态拉伸时，纳米线中生成压电电势，相应瞬变电流在两端流动。目前，没有在外加电压下纳米氧化锌线产生超声振动的构思。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米超声振动机，氧化锌纳米线在外加电压作用下能够产生超声波(超声振动)，用于在体腔和血管驱动异物或血栓，尤其是该纳米超声振动机可以植入血管中，并促使血管壁上血栓溶解。根据应用领域的不同，本专利技术超声振动机能够产生不同频率的超声波，例如频率为IKHz到IOMHz的超声波，能够用于促使血管壁上血栓溶解。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的第一技术方案是，一种纳米超声振动机，该超声振动机(电能-机械能形变转换单)包括碳纤维，氧化锌纳米线阵列和高分子绝缘层；碳纤维的表面包括氧化锌纳米线生长区和裸露区；在氧化锌纳米线生长区，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在碳纤维表面上，形成以碳纤维为核，氧化锌纳米线阵列作为圆柱壳体的核壳结构；所述氧化锌纳米线阵列上覆盖有所述高分子绝缘层。前述的纳米超声振动机，所述高分子绝缘层所用的材料是聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。前述的纳米超声振动机，该超声振动机进一步包括电源，所述电源包括两个电流输出端，其中一个电流输出端连接碳纤维的裸露区，另一个电流输出端连接受体。前述的纳米超声振动机，该超声振动机进一步包括分布式电极，该分布式电极设置在高分子绝缘层上；所述电源的一个电流输出端连接碳纤维的裸露区，另一个电流输出端连接分布式电极。前述的纳米超声振动机，所述分布式电极材料为金、钼、钛或镍钛合金中的任意一种。前述的纳米超声振动机，所述氧化锌纳米线生长区域占碳纤维长度的四分之一至五分之四。前述的纳米超声振动机，所述电源是交流电，功率在5~100W之间，频率在IKHz-1OMHz 之间。本专利技术超声振动机，在电场作用下，氧化锌纳米线能够产生超声波(超声振动)，用于在体腔和血管驱动异物或血栓。根据应用领域的不同，本专利技术超声振动机能够产生不同频率的超声波。【附图说明】图1是本专利技术纳米超声振动机立体图。图2是本专利技术纳米超声振动在血管中应用的示例图。图3是本专利技术实施例纳米超声振动机剖面示意图。图4是本专利技术另一实施例纳米超声振动机剖面示意图。【具体实施方式】为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明。本专利技术纳米超声振动机在电场作用下，氧化锌纳米线能够产生超声波(超声振动)，用于在体腔和血管驱动异物或血栓。根据应用领域的不同，本专利技术纳米超声振动机能够产生不同频率的超声波。本专利技术纳米超声振动机直径为10-15微米，可在除毛细血管外的其他血管通过，用于驱动附到血管壁的血栓以及溶解血栓。本专利技术纳米超声振动机是应用氧化锌纳米线的反压电效应研制成功的。具体的，从结构角度看，氧化锌是具有晶格常数a=0.3296和c=0.52065nm的六边形结构(空间群C6V)。氧化锌的结构可以简单描述为若干由四面体配位的02_和Zn2+离子组成的交替平面，沿c轴交互堆叠。氧化锌中的四面体配位导致非中心对称结构，并从而导致压电和热电现象。由于四面体配位沿+C和-C的非对称结构,对于沿着C轴生长的微米带，当一个沿着氧化锌a轴的电场E被应用时，可以诱发氧化锌a-c面的剪切应力。如图1所示，一种纳米超声振动机，该超声振动机(电能-机械能形变转换单元)包括:碳纤维，氧化锌纳米线阵列和高分子绝缘层；碳纤维的表面包括氧化锌纳米线生长区和裸露区；在氧化锌纳米线生长区，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在碳纤维表面上，形成以碳纤维为核，氧化锌纳米线阵列作为圆柱壳体的核壳结构；所述氧化锌纳米线阵列上覆盖有所述高分子绝缘层。该超声振动机进一步包括电源，所述电源包括两个电流输出端，其中一个电流输出端连接碳纤维的裸露区；另一个电流输出端和人体表面连接，从而与人体体液导电连接。本专利技术所用电源优选高频电压供电，该高频电压的电压幅值在IOV以内，对人体没有损害。优选的，该超声振动机进一步包括分布式电极，该分布式电极设置在高分子绝缘层上；所述电源的一个电流输出端连接碳纤维的裸露区，另一个电流输出端连接分布式电极。由于高分子绝缘层的绝缘作用，在碳纤维与人体或碳纤维与分布式电极之间形成电场，氧化锌纳米线在该电场作用下产生超声振动。本领域技术人员根据应用领域的不同，能够调整外电源的电流强度以及氧化锌纳米线阵列的总面积，使得本申请超声振动机产生的超声波具有适宜的频率、周期和振幅。电阻小于30Ω/πι，强度大于T300的具有导电性能的医用碳纤维均可应用于本专利技术，例如医用聚丙烯腈碳纤维和医用浙青碳纤维，优选的国产医用CCF300，CCF500碳纤维可以应用于本专利技术。本专利技术对碳纤维的规格没有特殊要求，为了能够应用于血管，本专利技术优选直径8^12 μ m (更优选10 μ m)的碳纤维。本专利技术对碳纤维的长度没有特殊要求，能够满足氧化锌纳米线阵列生长并余留裸露区即可。根据应用领域需要产生的超声波的频率、振幅，本领域技术人员能够调整碳纤维表面的氧化锌纳米线生长区和裸露区的比例，通常氧化锌纳米线的长度为300nm-lum (优选500-800nm)。能够起到绝缘作用的医用高分子材料均可应用于本专利技术，优选医用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或医用聚二甲基硅氧烷。本专利技术对高分子绝缘层的厚度没有特殊要求，能够起到绝缘以使碳纤维与分布式 电极之间形成电场的高分子绝缘层厚度均在本专利技术保护范围之内，优选150-250nm (更优选200nm)。由于采用了高分子绝缘层，绝缘层的存在提供了一个无限高的势垒，阻止外加电场的电子通过氧化锌，而形成电场。高分子绝缘层在纳米线上形成覆盖层，同时覆盖层也包覆在纳米线阵列顶端和周围，在纳米线承受电场作用时，提高了纳米超声振动机的稳定性。本专利技术所用分布式电极材料为医用导体材料，例如金、钼、钛或镍钛合金中的任意一种。本专利技术对分布式电极的厚度没有特殊要求，优选100-250nm。下面详细说明本专利技术纳米超声振动机的制备方法。a，准备氧化锌纳米线生长源将氧化锌粉末与活性碳粉末按照1-1:1-5的比例混合，得到混合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米超声振动机，其特征在于：该超声振动机包括碳纤维，氧化锌纳米线阵列和高分子绝缘层；其中，碳纤维的表面包括氧化锌纳米线生长区和裸露区；在氧化锌纳米线生长区，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在碳纤维表面上，形成以碳纤维为核，氧化锌纳米线阵列作为圆柱壳体的核壳结构；所述氧化锌纳米线阵列上覆盖有所述高分子绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种纳米超声振动机，其特征在于:该超声振动机包括碳纤维，氧化锌纳米线阵列和高分子绝缘层； 其中，碳纤维的表面包括氧化锌纳米线生长区和裸露区； 在氧化锌纳米线生长区，所述氧化锌纳米线阵列垂直生长在碳纤维表面上，形成以碳纤维为核，氧化锌纳米线阵列作为圆柱壳体的核壳结构； 所述氧化锌纳米线阵列上覆盖有所述高分子绝缘层。2.根据权利要求1所述的纳米超声振动机，其特征在于，所述高分子绝缘层所用的材料是聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。3.根据权利要求1或2所述的纳米超声振动机，其特征在于，该超声振动机进一步包括电源，所述电源包括两个电流输出端，其中一个电流输出端连接碳纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽堂，
申请(专利权)人：纳米新能源唐山有限责任公司，
类型：发明
国别省市：