一种用于微创精确皮下给药的微针列阵装置的制作方法

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种用于微创精确皮下给药的微针列阵装置。

背景技术：

由于天然皮肤屏障的原因，大多数药物分子通透皮肤的能力极差，大分子亲水性药物如胰岛素等尤其如此。因此，目前最普及的透皮给药方式：药物贴片的给药效果并不理想。多年来人们应用化学渗透促进剂和物理协助两大类手段进行了大量的工作，力图克服皮肤屏障，以增强透皮给药。但这些方法均存在不同缺点，如易造成皮肤过敏、不能有效促进大分子药物透皮等。传统的一次性单针头式的针刺注射一直占据着皮下给药的主导方式。但是这种传统的针刺注射有很多弊病，比如具有强烈的疼痛感、针刺深度不能调节、不能精确控制注射速度及剂量。

微针技术是一种由微电子制造技术发展而来、结合皮下注射与透皮贴片优点的微侵袭透皮给药技术。微针是指直径为几十微米，长度在100μm以上的针状结构，它的特点是刺透皮肤表皮创造出一个微米级通道，由于长度刚穿过皮肤角质层而不涉及较深神经，因此疼痛感会减少甚至没有。相比传统针式皮下给药系统，微针系统有一系列优点：减少疼痛；可通过微泵持续、精确给药；可将药物靶向释放到皮下特定深度等等。微针透皮贴片可增加药物的渗透性，特别是可使大分子药物(如多肽、蛋白和疫苗等)透皮渗透性显著提高，使其能够达到治疗效果。最简单的微针贴片在实心微针阵列上包裹药物并一次释放，虽然制造简单，但是由于没有药物储库及进给，不能实现持续控释给药。复杂的微针贴片通过微机电制造方法在空心针列上集成药物储库及微泵，从而实现持续控释给药，但其制造成本较高。

本发明通过传统的注塑工艺在医用复合材料上制造出微针列阵。该微针成圆形均匀分布，可以有5到十几个不同的排列，并且可以通过一个旋转机构调节微针伸展的长度。该微针结构可以通过前端的两个突出耳瓣用医用粘胶方便地黏贴在皮肤上，并且通过后端的接口接入微量注射针筒或注射泵，进行微创、精确给药。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于微创精确皮下给药的微针列阵装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于微创精确皮下给药的微针列阵装置，包括注射泵、软管和五针头微针。

注射泵包括丝杠、夹具、注射器、底座、丝杠、螺母推进器、螺杆和步进电机。丝杠、丝杠和螺杆的一端均与步进电机相连接，丝杠、丝杠的另一端均穿过螺母推进器后通过支架固定在底座上，螺杆的另一端直接固定在螺母推进器上，注射器通过夹具固定在底座的V形导向槽内，且注射器的活塞与螺母推进器相连接，步进电机驱动螺杆转动，螺杆的转动驱动与之相啮合的螺母直线移动，螺母推动螺母推进器沿着丝杠的导向方向运动，从而推动注射器活塞右移，注射器由夹具加紧在V形导向槽内，注射器中的药液通过软管进入到五针头微针中。

所述的五针头微针包括针帽、针头、螺母和耳瓣，螺母外圈与针帽通过卡槽安装在一起，针帽的前端设置有两个突出耳瓣，用医用粘胶黏贴在皮肤上；螺母相对针帽能够转动，螺母内圈加工有内螺纹，与针头一端的外螺纹做相对旋转运动，螺母外圈与针帽只有相对旋转运动，在轴向上不发生相对运动；在针帽不动，螺母旋转的同时，针头相对与针帽做沿着轴线方向的直线运动，从而控制微针头进入皮肤的深度。针头与针帽做相对运动时，针头上的活塞沿着针帽内腔滑动，针头前端的导向锥面与针帽的内锥面配合。针头内部有十字形通槽，该通槽有沿着针头轴线方向的内腔，注射器中的药液通过软管进入到针头的内腔，再进入到十字形通槽中，十字通槽的四个终点和中心的交点各安装一个微针，药液通过十字通槽进入到微针的内腔，从而进入到皮肤内层。通过控制注射器的推进量来对给药量进行精确控制。

本发明工作过程如下：

本发明通过步进电机驱动螺杆转动，螺杆驱动与之相啮合的螺母向右直线移动，螺母推动螺母推进器沿着丝杠的导向方向运动，从而推动注射器活塞右移，注射器由夹具加紧在V形导向槽内，注射器中的药液通过软管进入到五针头微针中。将微针通过前端的两个突出耳瓣用医用粘胶黏贴在皮肤上，微针头刺穿皮肤表层，药液通过微针头进入到皮肤内部。

本发明有益效果如下：

本发明的五针头微针是经过多次试验修改后的最终结构方案，且该装置能够通过控制步进电机的输出转速来控制注射器活塞的行程，从而精确控制注射速度及剂量。微针刺入皮肤的深度可通过控制微针螺母相对于针帽的旋转角度来精确控制。

附图说明

图1为本发明装置图；

图2(a)-2(d)为本发明五针头微针示意图；

图3(a)-3(c)为本发明五针头微针针头示意图；

图4(a)-4(c)为本发明五针头微针针帽示意图；

图5(a)-5(c)为本发明五针头微针螺母示意图；

图中：注射泵1、丝杠2、夹具3、软管4、五针头微针5、注射器6、底座7、丝杠8、螺母推进器9、螺杆10、步进电机11、针帽5-1、内锥面5-1-1、针头5-2、导向锥面5-2-1、通槽5-2-2、内腔5-2-3、微针5-2-4、螺母5-3、耳瓣5-4

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图5所示，一种用于微创精确皮下给药的微针列阵装置，包括注射泵1、软管4和五针头微针5。

注射泵1包括丝杠2、夹具3、注射器6、底座7、丝杠8、螺母推进器9、螺杆10和步进电机11。丝杠2、丝杠8和螺杆10的一端均与步进电机11相连接，丝杠2、丝杠8的另一端均穿过螺母推进器9后通过支架固定在底座7上，螺杆10的另一端直接固定在螺母推进器9上，注射器6通过夹具3固定在底座7的V形导向槽内，且注射器的活塞与螺母推进器9相连接，步进电机11驱动螺杆10转动，螺杆10的转动驱动与之相啮合的螺母直线移动，螺母推动螺母推进器沿着丝杠的导向方向运动，从而推动注射器活塞右移，注射器由夹具加紧在V形导向槽内，注射器中的药液通过软管进入到五针头微针5中。

如图2(a)-2(d)所示，五针头微针5包括针帽5-1、针头5-2、螺母5-3和耳瓣5-4，螺母5-3外圈与针帽5-1通过卡槽安装在一起，参看图4(a)-4(c)和图5(a)-5(c)，针帽5-1的前端设置有两个突出耳瓣5-4，用医用粘胶黏贴在皮肤上；螺母5-3相对针帽5-1能够转动，螺母5-3内圈加工有内螺纹，与针头5-2一端的外螺纹做相对旋转运动，螺母5-3外圈与针帽5-1只有相对旋转运动，在轴向上不发生相对运动；如图3(a)-3(c)所示，在针帽5-1不动，螺母5-3旋转的同时，针头5-2相对与针帽5-1做沿着轴线方向的直线运动，从而控制微针头进入皮肤的深度。针头5-2与针帽5-1做相对运动时，针头5-2上的活塞沿着针帽5-1内腔滑动，针头5-2前端的导向锥面5-2-1与针帽的内锥面5-1-1配合。针头5-2内部有十字形通槽5-2-2，该通槽5-2-2有沿着针头5-2轴线方向的内腔5-2-3，注射器6中的药液通过软管4进入到针头5-2的内腔5-2-3，再进入到十字形通槽5-2-2中，十字通槽的四个终点和中心的交点各安装一个微针5-2-4，药液通过十字通槽进入到微针的内腔，从而进入到皮肤内层。通过控制注射器的推进量来对给药量进行精确控制。

本发明工作过程如下：

本发明通过步进电机驱动螺杆转动，螺杆驱动与之相啮合的螺母向右直线移动，螺母推动螺母推进器沿着丝杠的导向方向运动，从而推动注射器活塞右移，注射器由夹具加紧在V形导向槽内，注射器中的药液通过软管进入到五针头微针中。将微针通过前端的两个突出耳瓣用医用粘胶黏贴在皮肤上，微针头刺穿皮肤表层，药液通过微针头进入到皮肤内部。本发明的五针头微针是经过多次试验修改后的最终结构方案，且该装置能够通过控制步进电机的输出转速来控制注射器活塞的行程，从而精确控制注射速度及剂量。微针刺入皮肤的深度可通过控制微针螺母相对于针帽的旋转角度来精确控制。