CN115591103A - 一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列 - Google Patents

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黄凯
陈泽宇
陈紫嫣
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Abstract

本发明公开了一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，包括用于刺入皮肤粘膜以递送***物的微针，微针背面固定有产生声泳的超声波发生模块。通过在微针上设置超声波发生模块，利用超声波发生模块产生超声波，利用微针和超声声泳这两种物理促渗方式的结合，能够实现促进***物在皮损区域的渗透效果。微针相比于传统皮下注射钢针可达到相同的刺穿效果，并且能够不限量给药，在注药过程持续维持进皮肤粘膜的传输通道，超声波发生模块提供超声波促进药物在皮肤疾病皮损区域的快速扩散，提高治疗效率，缩短治疗时间，减小治疗风险。

Description

一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列
技术领域
本发明主要涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列。
背景技术
需要外科手术或者光电治疗的皮肤疾病众多，但通常需要局部皮下注射或者涂抹***物，从而大大降低治疗过程中的疼痛。然而，由于个体的皮肤疾病大小不同，尤其是对于较大面积皮损的，现有麻醉方式存在起效慢、效果不均匀、或者需要增***醉剂量等困境，并且难以实现精准可控的给药。同时，由于皮肤疾病本身是追求更为精细和美观的效果，因此微创注药也是一种需求。声泳促渗与微针促渗两种方法的结合是一种非常有潜力的提高经皮给药效率的新方法，它可以在提供药物进入皮肤、粘膜的物理通道的同时，提供药物扩散的动力，使得大分子药物快速的透皮进入体内。
现有技术中仅存在以低频振动与微针相结合的给药装置和方法，如中国专利微电流纳米微针晶片装置及导入外泌体的方法（申请号：202011580415.2），其低频的振动无法实现声泳促渗效果，导致药物扩散效率低下，无法有效促使大分子药物快速地透皮进入体内。因此，亟需一种超声与微针相结合的给药装置，以实现药物的高速渗透。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，包括用于刺入皮肤粘膜以递送***物的微针，所述微针背面固定有产生声泳的超声波发生模块。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述微针包括储药仓和阵列，所述药仓内存储有***物，所述阵列成型有连通药仓、用于将***物输入皮肤黏膜的注入通道。
所述阵列呈阵列排布。
所述阵列高1000μm、底端呈边长100μm的正方形，所述注入通道的孔径为150μm。
所述超声波发生模块包括用于通过超声产生振动的压电陶瓷，所述压电陶瓷的极化方向沿厚度方向，振动方向与厚度方向平行，即微针的阵列长度方向一致。
所述超声波发生模块还包括用于两片用于为压电陶瓷供电并放大振动的钵型铜电极片，两片所述电极片粘接于压电陶瓷对侧，其中一片所述电极片背离压电陶瓷一面与微针粘接。
所述超声波发生模块还包括用于夹持固定压电陶瓷和电极片的两片夹持连接板，两片所述夹持连接板分列于压电陶瓷对侧、通过螺栓固定相连。
所述夹持连接板的侧边成型有连接结构，相邻超声微针阵列的夹持连接板经所述连接结构形成可拆卸式连接。
所述压电陶瓷选用PZT8型。
所述电极片与所述压电陶瓷间、以及所述电极片与所述微针间的粘接剂选用环氧胶。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
通过在微针上设置超声波发生模块，利用超声波发生模块产生超声波，利用微针和超声声泳这两种物理促渗方式的结合，能够实现促进***物在皮损区域的渗透效果。微针相比于传统皮下注射钢针可达到相同的刺穿效果，在注药过程持续维持进皮肤粘膜的传输通道，超声波发生模块提供超声波促进药物在皮肤疾病皮损区域的快速扩散，提高治疗效率，缩短治疗时间，减小治疗风险。
附图说明
图1是超声微针阵列的***示意图；
图2是超声微针阵列的拼接过程示意图；
图3是超声微针阵列的拼接状态示意图。
图中各标号表示：1、微针；11、药仓；12、阵列；2、超声波发生模块；21、压电陶瓷；22、电极片；23、夹持连接板；231、连接结构；232、通孔。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1至图3所示，本实施例的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，包括用于刺入皮肤粘膜以递送***物的微针1，微针1背面固定有产生声泳的超声波发生模块2。通过在微针1上设置超声波发生模块2，利用超声波发生模块2产生超声波，利用微针和超声声泳这两种物理促渗方式的结合，微针1提供***物注射到皮肤病损粘膜内的通道，并且将超声波发生模块2振动产生的能量传递到皮肤粘膜，能够实现促进***物在皮损区域的渗透效果。微针1相比于传统皮下注射钢针可达到相同的刺穿效果，并且能够不限量给药，在注药过程持续维持进皮肤粘膜的传输通道，超声波发生模块2提供超声波促进药物在皮肤疾病皮损区域的快速扩散，提高治疗效率，缩短治疗时间，减小治疗风险。
本实施例中，微针1包括储药仓11和阵列12，药仓11内存储有***物，阵列12成型有连通药仓11、用于将***物输入皮肤黏膜的注入通道；阵列12呈阵列排布；阵列12高1000μm、底端呈边长100μm的正方形，注入通道的孔径为150μm。通过设置药仓11为阵列12持续供药，能够极大地加大供药量，且当药仓11与外部供药装置相连通时，还能实现对药仓11的持续补充，从而进一步加大药量供给。阵列12设置成阵列排布形式，能够避免药物在局部集中、促进药物在皮肤疾病皮损中的快速且均匀渗透。阵列12由BMF nanoArch 140 3D打印机进行3D打印制造，以确保结构尺寸满足要求。
本实施例中，超声波发生模块2包括用于通过超声产生振动的压电陶瓷21，压电陶瓷21的沿厚度方向极化，振动方向与厚度方向平行，即微针1的阵列12长度方向一致；超声波发生模块2还包括用于两片用于为压电陶瓷21供电并放大振动的钵型铜电极片22，两片电极片22粘接于压电陶瓷21对侧，其中一片电极片22背离压电陶瓷21一面与微针1粘接；超声波发生模块2还包括用于夹持固定压电陶瓷21和电极片22的两片夹持连接板23，两片夹持连接板23分列于压电陶瓷21对侧、通过螺栓固定相连；压电陶瓷21选用PZT8型；电极片22与压电陶瓷21间、以及电极片22与微针1间的粘接剂选用环氧胶。压电陶瓷21的振动经微针1传递至皮肤，从而实现促渗功能；电极片22经导线与外部电源相连通，从而能够为压电陶瓷21供电，并放大压电陶瓷所产生的振动。夹持连接板23的中部成型有用于电极片22穿出的中心孔，且绕该中心孔间隔成型有四个用于穿设螺栓的通孔232。
本实施例中，夹持连接板23的侧边成型有连接结构231，相邻超声微针阵列的夹持连接板23经连接结构231形成可拆卸式连接。为了能够适应不同患者需要接受麻醉区域的面积变化，在夹持连接板23的侧边成型有连接结构231，通过该连接结构231能把相邻超声微针阵列连成整体，可根据需要治疗的皮损面积调整覆盖面的大小，有针对性地促进局部***物在皮肤病区域中的渗透，从而实现不同病理面积的临床应用。该连接结构231的形式为现有技术，具体种类不作限定。
使用过程中，先判断皮肤疾病皮损区域面积大小，将超声微针阵列拼接成合适面积，再将拼接后的超声微针阵列在皮肤疾病皮损处刺入，实施注药，同时施加电压激励，产生垂直于皮肤疾病皮损区的超声波，促进药物在皮肤粘膜的扩散。药物注射完成后，持续超声3-10分钟，关闭电压停止通电，拔出超声微针阵列，完成药剂的注射。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：包括用于刺入皮肤粘膜以递送***物的微针（1），所述微针（1）背面固定有产生声泳的超声波发生模块（2）。
2.根据权利要求1所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述微针（1）包括储药仓（11）和中空微针阵列（12），所述药仓（11）内存储有***物，所述阵列（12）成型有连通药仓（11）、用于将***物输入皮肤黏膜的注入通道。
3.根据权利要求2所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述阵列（12）呈阵列排布。
4.根据权利要求3所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述阵列（12）高1000μm、底端呈边长100μm的正方形，所述注入通道的孔径为150μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述超声波发生模块（2）包括用于通过超声产生振动的压电陶瓷（21），所述压电陶瓷（21）的极化方向与厚度方向垂直，振动方向与厚度方向平行，即微针（1）的阵列（12）长度方向一致。
6.根据权利要求5所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述超声波发生模块（2）还包括用于两片用于为压电陶瓷（21）供电并放大振动的钵型铜电极片（22），两片所述电极片（22）粘接于压电陶瓷（21）对侧，其中一片所述电极片（22）背离压电陶瓷（21）一面与微针（1）粘接。
7.根据权利要求6所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述超声波发生模块（2）还包括用于夹持固定压电陶瓷（21）和电极片（22）的两片夹持连接板（23），两片所述夹持连接板（23）分列于压电陶瓷（21）对侧、通过螺栓固定相连。
8.根据权利要求7所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述夹持连接板（23）的侧边成型有连接结构（231），相邻超声微针阵列的夹持连接板（23）经所述连接结构（231）形成可拆卸式连接。
9.根据权利要求5所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述压电陶瓷（21）选用PZT8型。
10.根据权利要求6所述的用于皮肤麻醉的微型贴片式超声微针阵列，其特征在于：所述电极片（22）与所述压电陶瓷（21）间、以及所述电极片（22）与所述微针（1）间的粘接剂选用环氧树脂。
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