專利名稱：基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種生物醫(yī)學領域的裝置，尤其涉及的是一種基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，微機電系統(tǒng)MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)技術的不斷進步，使得許多應用于醫(yī)療經(jīng)皮給藥的微針已經(jīng)被加工出來，但這些微針在給藥時還是需要人工操作，如何減少人工操作使得給藥自動化是亟待解決的問題。經(jīng)皮給藥系統(tǒng)一般有兩種空心微針給藥系統(tǒng)和實心微針給藥系統(tǒng)。相對于實心微針給藥系統(tǒng)，空心微針給藥系統(tǒng)利于持續(xù)控制從而更易于實現(xiàn)自動化。實心系統(tǒng)需在針體表面包覆藥物，釋放完后需重新包覆，不利于長久持續(xù)控制。因此，如何研制更好的空心微針給藥系統(tǒng)是人們關注的熱點。目前完全集成的空心微針給藥系統(tǒng)還未有應用的先例，一方面由于給藥系統(tǒng)的動力不足使得藥液很難自動進取，另一方面，針體的通道通常是直上直下的一個通道，使得藥液只能通過針體的尖端釋放，效率低。經(jīng)對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，N. Roxhed, B. Samel等人在IEEEhternational Conference on Micro Electro Mechanical Systems(MEMS) (2006) :414-417 M 文 “Compact, Seamless Integration of Active Dosing andActuation with Microneedles for Transdermal Drug Delivery”(“用于經(jīng)皮給藥的定量控制和驅(qū)動微針系統(tǒng)”《IEEE國際微機電系統(tǒng)技術會議》)。該文中提及的加工經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的方法是采用多層結(jié)構(gòu)制作微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，即采用微針陣列芯片與電子加熱芯片結(jié)合組成微針系統(tǒng)。通過加熱芯片以調(diào)節(jié)溫度控制注入藥液從空心微針流出的流量。但是，這樣一方面增大了工藝的復雜性， 另一方面，加熱控制的效率低，效果不明顯，而且加熱容易造成大分子藥物失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，使得驅(qū)動藥物的動力更有效、持久，藥物進入生物體的效率更高，以解決藥物通過直上直下的通道擴散慢、驅(qū)動動力不足等問題，而且本發(fā)明具有制作工藝簡單，更有利于控制的特點。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，包括多孔微針、聚合物薄膜、 泵、進液管、出液管、藥液進藥池、藥液儲藥池，其中聚合物薄膜包裹住多孔微針一部分，使得針尖一小部分和微針基底露出多孔結(jié)構(gòu)，多孔微針與藥液進藥池連接，藥液進藥池與出液管一端連接，出液管另一端與進液管一端在泵內(nèi)連通，進液管另一端與藥液儲藥池連接。所述的多孔微針為多孔材料制作，其上每個小孔的孔徑為1 50 μ m。所述小孔可以分布在多孔微針的各個方向上。所述的聚合物薄膜為采用生物相容性好的聚合物制作而成。
所述的泵為帶電源的微型蠕動泵或微型壓電泵。所述的進液管和出液管采用聚四氟乙烯材料制作而成。所述的藥液進藥池和藥液儲藥池為柔性聚合物材料制作而成，它們分別是藥液進入多孔微針的儲存槽和原始藥液的儲存槽。本發(fā)明首先在泵里使得進液管和出液管連通；其次進液管連接上藥物儲藥池，出液管連接上藥液進藥池，密封好；然后藥液進藥池接上多孔微針，密封好。使用時，多孔微針刺入皮膚，泵帶動藥液儲藥池，使得其里邊的藥液通過進液管進入出液管，然后由出液管進入藥液進藥池，進藥池中的藥液通過多孔微針里的孔進入生物體。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用多孔微針取代空心微針，使得藥液可以通過多孔微針上多個方向的孔通道擴散流出，增加了藥液進入生物體的通道，而且每個孔都很微小，使得藥液流量更易于控制。采用聚合物薄膜封裝微針表面漏液的孔，生物相容性好，密封性好，節(jié)約藥液。采用帶電源的泵驅(qū)動藥液流出藥液儲藥池和進入藥液進藥池，泵的工作穩(wěn)定，能保證給藥效率。藥液進藥池與藥液儲液池為柔性聚合物材料制作，柔性好，易加工。


圖1是本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中的多孔微針示意圖。圖中標號泵1、多孔微針2、聚對二甲苯薄膜3、多孔微針2上的孔4、藥液進藥池5、出液管 6、藥液儲藥池7、進液管8。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括泵1、多孔微針2、聚對二甲苯(Parylene) 3、多孔微針 2上的孔4、藥液進藥池5、出液管6、藥液儲藥池7、進液管8，其中多孔微針2表面一部分被聚對二甲苯薄膜3封裝并與藥液進藥池5連接，藥液進藥池5與出液管6的一端連接，出液管6另一端與進液管8在泵1內(nèi)連接在一起，進液管8另一端與藥液儲藥池7連接。如圖1所示，泵1為微型蠕動泵，蠕動泵帶動藥液在進液管8和出液管6之間流動， 藥液不流過泵腔體。因此泵不易被污染，工作穩(wěn)定。本實施例中，藥液進藥池5和藥液儲藥池7采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)澆鑄而成，它們分別是藥液進入多孔微針的儲存槽和原始藥液的儲存槽。本實施例中，進液管8和出液管6由耐腐蝕的聚四氟乙烯材料制作而成，化學穩(wěn)定性好。如圖2所示，多孔微針2包括多個小孔4。本實施例選用多孔不銹鋼金屬切割成微方柱，然后在電解液中腐蝕得到不銹鋼多孔微針。本實施例中，不銹鋼針體上的各個方向上都分布有小孔4，使得藥液通過微針進入生物體更容易。
本實施例的工作原理為多孔微針2刺入皮膚時，泵1帶動藥液儲藥池7，使得其里邊的藥液通過進液管8進入出液管6，然后由出液管6進入藥液進藥池5，進藥池5中的藥液通過多孔微針2里的孔4進入生物體。本實施例中首先在泵1里使得進液管8和出液管6連通；其次進液管8連接上藥物儲藥池7，出液管6連接上藥液進藥池5，密封好；然后藥液進藥池5接上多孔微針2，密封好。本實施例可根據(jù)具體的應用要求，采用相應的尺寸。如下表1列出了整個經(jīng)皮給藥系統(tǒng)尺寸大小為3X3X3cm3的一組設計參數(shù)。表1 3 X 3 X 3cm3尺寸經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的一組設計參數(shù)
權利要求
1.一種基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，包括多孔微針、聚合物薄膜、泵、進液管、 出液管、藥液進藥池以及藥液儲藥池，其中聚合物薄膜包裹住多孔微針一部分，使得針尖一小部分和微針基底露出孔結(jié)構(gòu)，多孔微針與藥液進藥池連接，藥液進藥池與出液管的一端連接，出液管另一端與進液管在泵內(nèi)連通，進液管的另一端與藥液儲藥池連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述的多孔微針為多孔材料制作，其上每個小孔的孔徑為1 50 μ m。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述小孔分布在多孔微針的各個方向上。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述的聚合物薄膜為采用生物相容性好的聚合物制作而成。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述的泵為帶電源的微型蠕動泵或微型壓電泵。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述的進液管和出液管采用聚四氟乙烯材料制作而成。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，其特征是，所述的藥液進藥池和藥液儲藥池采用柔性聚合物材料制作而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于多孔微針結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，包括多孔微針、聚合物薄膜、泵、進液管、出液管、藥液進藥池以及藥液儲藥池，其中聚合物薄膜包裹住多孔微針一部分，使得針尖一小部分和微針基底露出多孔結(jié)構(gòu)，多孔微針與藥液進藥池連接，藥液進藥池與出液管一端連接，出液管另一端與進液管一端在泵內(nèi)連通，進液管另一端與藥液儲藥池連接。微針為多孔結(jié)構(gòu)，因此藥液進入生物體的通道多；泵為帶電源的泵，流量穩(wěn)定。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，體積小，效率高。
文檔編號A61M37/00GK102553066SQ20111044972
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者劉景全, 李以貴, 楊斌, 楊春生, 閆肖肖 申請人:上海交通大學