CN113577526B - 皮下给药装置及皮下给药监测*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，具体公开了一种皮下给药装置及皮下给药监测***，包括外壳以及于外壳内设置的给药控制模块、无线信号收发模块、供电线圈、药物池、药物驱动模块、给药通道以及储药池，给药控制模块与无线信号收发模块、供电线圈以及药物驱动模块连接，药物驱动模块与药物池连接，药物池的出药口与给药通道连通，储药池与药物池连通。本发明的皮下给药装置与体外智能终端配合实现无线供电以及体内给药，不需要内置电池，实现了结构紧凑、体积小，同时给药装置植入皮下后，不需要使用经皮穿刺微针皮下注射药物，因此不需要频繁的更换给药微针，提高了安全性，减少了患者的痛苦。

Description

皮下给药装置及皮下给药监测***

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体公开了一种皮下给药装置及皮下给药监测***。

背景技术

皮下给药是一种透过皮肤经皮下毛细血管向体内局部或全身输运药物，实现疾病治疗的给药方式，可以用于糖尿病、过敏性皮肤病、癫痫等精神病、心血管病、消化***病等慢性疾病的长期治疗。由于皮下给药能够绕过肝脏首过效应，同时无肠胃破坏，可以最大限度减少药物浓度衰减，毒副作用也会降低，提高了用药效率。但由于皮下组织的存在，药物经皮渗透需要先透过这层障碍，加上皮肤出汗、外部污染等，限制了药物经皮渗透、吸收速度，导致治疗效果欠佳，甚至损伤皮肤本身。经皮穿刺微针的提出在一定程度上提高了经皮给药效率，微针扎入皮下将药物由皮外直接递送到皮下组织液，减少了药物经过皮肤组织渗透扩散到皮下的过程，不过这种微针载药量少，需要频繁更换微针给药装置，操作不方便。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种皮下给药装置及皮下给药监测***，解决上述至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种皮下给药装置，包括外壳以及于所述外壳内设置的给药控制模块、无线信号收发模块、供电线圈、药物池、药物驱动模块、给药通道以及储药池，其中，所述给药控制模块与所述无线信号收发模块、所述供电线圈以及所述药物驱动模块连接，所述药物驱动模块与所述药物池连接，用于驱动所述药物池出药，所述药物池的出药口与所述给药通道连通，所述储药池与所述药物池连通。

本发明第二方面提供了一种皮下给药监测***，包括智能终端以及如上所述的皮下给药装置，其中，所述智能终端包括控制模块以及与所述控制模块连接的无线信号收发模块以及发射线圈。

本发明第三方面提供了一种使用如上所述的皮下给药监测***进行监测的方法，包括以下步骤:

确定体内指标信息满足异常条件，控制无线信号收发模块向皮下给药装置的无线信号收发模块发送给药指令，同时控制智能终端的发射线圈向供电线圈进行无线供电，给药控制模块根据给药指令控制药物驱动模块驱动药物池出药；

确定体内指标信息满足正常条件，控制智能终端停止工作。另外，本发明的皮下给药装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述药物驱动模块选自电控式药物驱动模块，其中，所述电控式药物驱动模块选自电渗式药物驱动模块、压电式药物驱动模块以及电磁式药物驱动模块。

根据本发明的一些实施例，所述药物驱动模块选自温控式药物驱动模块，所述温控式药物驱动模块上设置有与所述给药控制模块连接的温度传感器以及与所述供电线圈、给药控制模块连接的加热模块，所述温控式药物驱动模块包括相变本体以及于所述相变本体的底部设置的柔性薄膜，所述柔性薄膜与所述药物池的上液面接触。

根据本发明的一些实施例，所述相变本体的材质选自全氟丙基甲酯以及医用石蜡，所述柔性薄膜的材质选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚碳酸酯中的任一种。

根据本发明的一些实施例，所述药物池的出药口设置有第一单向阀。

根据本发明的一些实施例，所述皮下给药装置还包括与所述给药控制模块连接的体内指标传感器。

根据本发明的一些实施例，所述给药通道呈漏斗状，所述给药通道具有大开口端以及小开口端，所述药物池设置在所述给药通道的大开口端，所述第一单向阀位于所述给药通道的小开口端。

根据本发明的一些实施例，所述储药池与所述药物池之间设置有加药管，所述加药管上设置有第二单向阀。

根据本发明的一些实施例，所述皮下给药装置还包括与所述储药池连通的体外补药通道，所述储药池的底部具有开口，所述开口处设置有活塞。

根据本发明的一些实施例，所述智能终端为表带式、腹带式或吸盘式智能终端。

根据本发明的一些实施例，还包括监测终端，所述监测终端与所述智能终端无线通信。

根据本发明的一些实施例，所述药物驱动模块的驱动方式选自电渗式、压电式以及电磁式中的任一种。

根据本发明的一些实施例，给药控制模块根据给药指令控制药物驱动模块驱动药物池出药的步骤包括：

给药控制模块控制加热模块对药物驱动模块进行加热；

获取药物驱动模块的温度值；

确定温度值满足加热模块功率调节条件，控制所述皮下给药装置向所述智能终端发送功率调节指令；

根据所述功率调节指令，控制发射线圈输出功率的高低。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的皮下给药装置与体外智能终端配合实现无线供电以及体内给药，不需要内置电池，实现了结构紧凑、体积小，同时给药装置植入皮下后，不需要使用经皮穿刺微针皮下注射药物，因此不需要频繁的更换给药微针，提高了安全性，减少了患者的痛苦；

2、本发明的皮下给药装置中的药物可以经过毛细血管进入人体血液，实现局部给药或者向全身输送药物的功能，提高了药效，缩短了药效发挥的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中的皮下给药装置的内部结构示意图；

图2为本发明一个实施例中的皮下给药监测***的结构示意图；

图3为本发明另一个实施例中皮下给药监测***的补药状态示意图；

图4为本发明另一个实施例中皮下给药监测***的给药状态示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底”、“前”、“上”、“倾斜”、“下”、“顶”、“内”、“水平”、“外”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。

请参照图1-4所示，本发明的实施例提供了一种皮下给药监测***，包括皮下给药装置100、监测终端以及智能终端，其中，该皮下给药装置100能够与体外的智能终端进行无线数据通信，监测终端可以与智能终端进行无线数据通信，智能终端可以是体外机200，体外机200可为表带式、腹带式、吸盘式，佩戴于皮下给药装置100埋入皮下位置相对应的皮外一侧，以便于向皮下给药装置100无线供电以及发送指令。该皮下给药装置100包括外壳10以及于外壳10内设置的给药控制模块11、无线信号收发模块、供电线圈12、药物池13、药物驱动模块14、给药通道15以及储药池16，其中，给药控制模块11与无线信号收发模块、供电线圈12以及药物驱动模块14连接，药物驱动模块14与药物池13连接，用于驱动药物池13出药，药物池13的出药口与给药通道15连通，储药池16与药物池13连通。

为了实现智能终端与该皮下给药装置100、监测终端的信息交互，本实施例中的监测终端包括信息采集模块、指令收发模块以及与所述信息采集模块、指令收发模块连接的第一控制模块，信息采集模块可以是体内指标传感器，用于采集体内指标信息，智能终端可以包括第二控制模块以及与第二控制模块连接的无线信号收发模块以及发射线圈201。具体地，体内指标传感器将获取到的体内指标信息传输至第一控制模块，第一控制模块控制指令收发模块向智能终端的无线信号收发模块发送指令，第一控制模块对体内指标信息进行判断，若确定该体内指标信息异常，则向体外机200发送指令，体外机200则通过发射线圈201与供电线圈12实现给给药控制模块11的无线供电，并通过无线信号收发模块向给药控制模块11传输控制指令，给药控制模块11控制药物驱动模块14驱动药物池13出药，当体内指标信息正常时，第一控制模块控制指令收发模块向智能终端的无线信号收发模块发送停止指令，智能终端停止向体外机200发送指令，皮下给药装置100停止工作，以此形成反馈。

需要说明的是，在本发明的一些其他实施例中，监测终端不是必须的，信息采集模块可以直接集成在智能终端内，这样可以直接通过智能终端采集体内指标信息，进而根据体内指标信息控制给药。

在本发明的其他实施例中，体内指标传感器还可以设置在皮下给药装置100内，即在外壳10内设置与给药控制模块11连接的体内指标传感器，通过皮下给药装置100自控制实现给药，此时体外机200可以仅起到无线供电的功能。

继续参照图1-2，在本实施例中，外壳10可分为两部分，未封装的前板以及其他面板键合或胶粘而成的壳体，外壳10可选用材质为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯等，供电线圈12通过胶粘的方式固定在外壳10的顶板，其通过供电导线17与给药控制模块11相连，给药控制模块11(内部设有控制电路)通过胶粘、焊接等方式固定在外壳10的后板，无线信号收发模块将接收到的体外机200的信号传输至给药控制模块11，给药控制模块11通过第一引线18向药物驱动模块14发出电信号，给药控制模块11外部为生物相容性外壳，可选用的材质为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯等。

在本实施例中，继续参照图2，给药通道15呈漏斗状，给药通道15可选用的材料为聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等，通过胶粘、焊接等方式固定在外壳10的底板上。其中，给药通道15具有大开口端以及小开口端，药物池13设置在给药通道15的大开口端，药物池13的出药口设置有第一单向阀19，第一单向阀19位于给药通道15的小开口端。具体地，第一单向阀19包括于外壳10底板上的凸起190以及活动设置在给药通道15的小开口端处的活动片191，环绕给药通道15的小开口端内表面开设有一圈凹槽150，活动片191滑动设置在凹槽150内，当药物池13出药时，活动片191会在药液的推力作用下向下运动，从而实现第一单向阀19的开启，反之，活动片191恢复原状，实现第一单向阀19的关闭，防止体液、药物倒灌，保证给药的安全。

进一步地，储药池16与药物池13之间设置有加药管20，加药管20上设置有第二单向阀21，这样药物只能从储药池16往药物池13流动，储药池16可选用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯等材料，通过胶粘、键合等方式固定在外壳10的底板上，储药池16的底部具有开口，开口处设有活塞22，且储药池16的顶端设有体外补药通道23，当储药池16药液减少时，储药池16压力会变小，此时活塞22会向上运动，以维持储药池16内的压力，便于往药物池13内加药以及通过体外向储药池16内补药。

继续参照图2，本实施例中的药物驱动模块14选自电控式药物驱动模块，其中，电控式药物驱动模块选自电渗式药物驱动模块、压电式药物驱动模块以及电磁式药物驱动模块，其中，药物驱动模块14的外壳材质可选用聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等，其上方与药物池13通过胶粘连接。具体地，当监测终端检测到体内指标异常时，向体外机200发送指令，体外机200通过供电线圈12向给药控制模块11无线供电，并发送信号，给药控制模块11控制电控式药物驱动模块，电控式药物驱动模块可利用电渗、压电、电磁等方式向外给药，当药物池13中的药物减少，压力降低，储药池16中的药物自动补充至药物池13中。当监测终端检测到体内指标正常时，停止向体外机200发送指令，皮下给药装置100停止工作，以此形成反馈。

在本发明的其他实施例中，继续参照图3-4，药物驱动模块14选自温控式药物驱动模块，温控式药物驱动模块上设置有与给药控制模块11连接的温度传感器24以及与供电线圈12、给药控制模块11连接的加热模块，加热模块用于对药物驱动模块14进行加热，温度传感器24固定在药物驱动模块14，温控式药物驱动模块包括相变本体140以及于相变本体140的底部设置的柔性薄膜141，柔性薄膜141与药物池13的上液面接触。具体地，相变本体140的材质选自全氟丙基甲酯以及医用石蜡，柔性薄膜141的材质选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚碳酸酯中的任一种。此外，温度传感器24使用MEMS的工艺制作，用于实时测量药物驱动模块14的温度，并通过第一引线18将数据发送到给药控制模块11上。

继续参照图4，当监测终端检测到人体指标异常时，向体外机200发送指令，体外机200通过发射线圈201向供电线圈12进行供电，给药控制模块11控制加热模块对药物驱动模块14进行加热，药物驱动模块14被加热后温度升高，体积变大，使药物驱动模块14的柔性薄膜141向下扩张，挤压药物池13内的药物，达到给药的目的，因药物驱动模块14的体积随着温度变化而变化，给药控制模块11通过接收并处理温度传感器24检测的温度值，确定温度值满足加热模块功率调节条件，控制所述皮下给药装置向体外机200发送功率调节指令；体外机200根据功率调节指令，控制发射线圈201输出功率的高低，以调节加热模块的加热功率大小，从而控制药物驱动模块14的温度，以此控制柔性薄膜141的扩张程度，实现药物的定时定量的输送。

如图3所示，当监测终端检测到体内指标正常时，体外机200停止工作，药物驱动模块14温度下降，柔性薄膜141收缩，将储药池16中的药物经第二单向阀21吸入药物池13内，补充药物。

此外，在外壳10内的各个部件组装、连接完成后，可以朝外壳10内注入胶粘剂填充物，进一步固定各部件的位置，同时使各部件之间的连接更稳定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种皮下给药装置，其特征在于，包括外壳以及于所述外壳内设置的给药控制模块、无线信号收发模块、供电线圈、药物池、药物驱动模块、给药通道以及储药池，其中，所述给药控制模块与所述无线信号收发模块、所述供电线圈以及所述药物驱动模块连接，所述药物驱动模块与所述药物池连接，用于驱动所述药物池出药，所述药物池的出药口与所述给药通道连通，所述储药池与所述药物池连通；所述药物池的出药口设置有第一单向阀，所述储药池与所述药物池之间设置有加药管，所述加药管上设置有第二单向阀；所述皮下给药装置还包括与所述储药池连通的体外补药通道，所述体外补药通道包括与所述储药池依次连接的第一管和第二管，所述第二管的内径由远离所述第一管的一端向靠近所述第一管的一端逐渐缩小，所述第一管的内径等于所述第二管靠近所述第一管的一端的内径，所述储药池的底部具有开口，所述开口处设置有活塞。

2.根据权利要求1所述的皮下给药装置，其特征在于，所述药物驱动模块选自电控式药物驱动模块，其中，所述电控式药物驱动模块选自电渗式药物驱动模块、压电式药物驱动模块以及电磁式药物驱动模块。

3.根据权利要求1所述的皮下给药装置，其特征在于，所述药物驱动模块选自温控式药物驱动模块，所述温控式药物驱动模块上设置有与所述给药控制模块连接的温度传感器以及与所述供电线圈、给药控制模块连接的加热模块，所述温控式药物驱动模块包括相变本体以及于所述相变本体的底部设置的柔性薄膜，所述柔性薄膜与所述药物池的上液面接触。

4.根据权利要求3所述的皮下给药装置，其特征在于，所述相变本体的材质选自全氟丙基甲酯以及医用石蜡，所述柔性薄膜的材质选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚碳酸酯中的任一种。

5.根据权利要求1所述的皮下给药装置，其特征在于，所述皮下给药装置还包括与所述给药控制模块连接的体内指标传感器。

6.根据权利要求1所述的皮下给药装置，其特征在于，所述给药通道呈漏斗状，所述给药通道具有大开口端以及小开口端，所述药物池设置在所述给药通道的大开口端，所述第一单向阀位于所述给药通道的小开口端。

7.一种皮下给药监测***，其特征在于，包括智能终端以及如权利要求1-6任一项所述的皮下给药装置，其中，所述智能终端包括控制模块以及与所述控制模块连接的无线信号收发模块以及发射线圈。

8.根据权利要求7所述的皮下给药监测***，其特征在于，所述智能终端为表带式、腹带式或吸盘式智能终端。

9.根据权利要求7所述的皮下给药监测***，其特征在于，还包括监测终端，所述监测终端与所述智能终端无线通信。