一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，包括有藥物輸送單元和電控單元，電控單元集成設(shè)在胰島素泵的泵體內(nèi)，藥物輸送單元采用插拔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)插接在泵體的藥物輸送單元安裝倉(cāng)內(nèi)，藥物輸送單元由電控單元控制工作，藥物輸送單元和電控單元由一電源提供電力，該電源設(shè)在胰島素泵泵體內(nèi)，電源為一七號(hào)高能電池，有益效果：輸出精度高；整機(jī)質(zhì)量輕、體積小、胰島素注射精度高，實(shí)現(xiàn)了集成化、小型化、輕量化，便于患者隨身攜帶，安全、可靠與便捷，便于患者安全、快速操作。
【專利說(shuō)明】—種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及一種胰島素泵，特別涉及一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在糖尿病的治療過(guò)程中，連續(xù)皮下胰島素注射(即胰島素泵治療)仍然是治療糖尿病的最佳選擇，這種治療方式類似于為患者提供一個(gè)“人工胰腺”，模擬人的胰腺功能智能、定量地向人體精密注射胰島素，從而調(diào)節(jié)人體內(nèi)的血糖含量，較傳統(tǒng)治療方式顯然具有更大的優(yōu)勢(shì)。
[0003]通過(guò)檢索知，目前已公開的胰島素泵絕大多數(shù)采用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)和螺紋傳動(dòng)的方式進(jìn)行推注，不但精度受到限制，而且體積大、笨重且成本較高。
[0004]專利號(hào)為03124182.4的《具有雙向過(guò)壓保護(hù)功能的微量薄膜泵及其應(yīng)用》提供了一種非機(jī)械傳動(dòng)、非直通式排放，而是用制動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)源，帶動(dòng)設(shè)置于其下方的泵膜作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使泵腔內(nèi)體積變化，進(jìn)而達(dá)到從入口吸入液體，從出口排除液體的帶壓力互鎖的微量薄膜泵，對(duì)于將微泵應(yīng)用于藥物輸送進(jìn)行了嘗試，但其采用致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，受到輸出壓力和輸出流量低的限制，至今未得到實(shí)際應(yīng)用。
[0005]作為壓電驅(qū)動(dòng)器的代表產(chǎn)品之一，壓電驅(qū)動(dòng)式微泵(即:壓電泵)近年來(lái)獲得了快速的發(fā)展。相較于利用電機(jī)或電磁驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)泵，壓電泵以體積小、高性能、無(wú)電磁干擾、低能耗等諸多優(yōu)點(diǎn)成為最有希望市場(chǎng)化和產(chǎn)品化的藥物輸送微泵。
[0006]在專利號(hào)200610016573.9的《集成式精密藥物輸送泵》中，專利 申請(qǐng)人:曾首次提出將壓電微泵用于藥物輸送，并證明了壓電微泵能夠?yàn)樗幬镙斔吞峁┳銐虻膲毫土髁?，證明了壓電微泵在藥物精密輸送方面的重要應(yīng)用前景。但未從系統(tǒng)的角度解決將壓電泵真正用于胰島素精密輸送后整個(gè)系統(tǒng)的集成化、小型化、微泵截止性及整機(jī)性能穩(wěn)定性等大量關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。因此，將單純的一種高性能壓電泵真正用于胰島素泵治療系統(tǒng)尚有大量的問(wèn)題需要解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的主要目的是為了解決現(xiàn)有的采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)和螺紋傳動(dòng)的方式進(jìn)行推注的胰島素泵體積大、精度不高、笨重且成本較高的問(wèn)題。
[0008]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是為了將現(xiàn)有的壓電泵應(yīng)用在胰島素泵上，使胰島素泵在保持整機(jī)可靠性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上更好地實(shí)現(xiàn)集成化、小型化、輕量化。
[0009]本實(shí)用新型是為了達(dá)到上述目的、解決上述問(wèn)題而提供的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰
島素泵。
[0010]本實(shí)用新型所述的便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵包括有藥物輸送單元和電控單元，電控單元集成設(shè)在胰島素泵的泵體內(nèi)，藥物輸送單元采用插拔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)插接在泵體的藥物輸送單元安裝倉(cāng)內(nèi)，藥物輸送單元由電控單元控制工作，藥物輸送單元和電控單元由一電源提供電力，該電源設(shè)在胰島素泵泵體內(nèi)，電源為一七號(hào)高能電池。[0011]藥物輸送單元由藥倉(cāng)和壓電泵組成，藥倉(cāng)的內(nèi)腔與壓電泵之間由管道連通，壓電泵的出藥口連通有注藥連接頭，能夠與帶有針頭的標(biāo)配醫(yī)用針管連接，藥倉(cāng)的一端設(shè)有出藥口和注藥口，出藥口和注藥口與藥倉(cāng)的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)的出藥口與壓電泵的進(jìn)藥口連通，壓電泵的進(jìn)藥口與壓電泵的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)的注藥口與壓電泵側(cè)壁上的輸藥口連通，該輸藥口與壓電泵另一側(cè)壁上的注藥口連通，壓電泵側(cè)壁上的注藥口用一硅膠堵密封，注藥時(shí)通過(guò)微針刺透硅膠向內(nèi)注入胰島素泵，藥倉(cāng)和壓電泵組合在一個(gè)殼體內(nèi)，殼體由上蓋和底板兩部分組成，底板設(shè)計(jì)有卡槽、定位倒角和電極槽。
[0012]電控單元為集成有微控制器和微控電路的電路板，藥物輸送單元與該電路板連接，藥物輸送單元由微控制器控制工作，在胰島素泵泵體的外殼上設(shè)有顯示屏和操作面板，顯示屏和操作面板與集成有微控制器和微控電路的電路板連接，操作面板上設(shè)有數(shù)個(gè)按鍵，用以控制藥物輸送單元和電控單元的相關(guān)操作，顯示屏實(shí)時(shí)顯示相關(guān)工作參數(shù)。
[0013]泵體內(nèi)插設(shè)藥物輸送單元的安裝倉(cāng)底部?jī)?nèi)側(cè)前端凹槽處有一彈出機(jī)構(gòu)，該彈出機(jī)構(gòu)固定在安裝倉(cāng)內(nèi)，是由滑塊、彈簧、連桿和限位彈片組成，其中滑塊的形狀與與藥物輸送單元?dú)んw底板上的定位倒角的形狀相對(duì)應(yīng)，連桿一端固連在滑塊的底端，另一端能夠在彈出機(jī)構(gòu)底板上的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，且該滑槽內(nèi)設(shè)有一鎖死點(diǎn)，限位彈片與滑塊固連在一起與滑塊同步滑動(dòng)，且其上有一凸起，該凸起的位置與藥物輸送單元?dú)んw上的卡槽位置相對(duì)應(yīng)，彈出機(jī)構(gòu)底板上還設(shè)有金屬?gòu)椘湮恢门c藥物輸送單元?dú)んw上電極槽的位置相對(duì)應(yīng)。
[0014]壓電泵是由壓電泵是由第一壓電振子、第二壓電振子、上腔體、下腔體、第一閥片、第二閥片和第三閥片組成，其中第一壓電振子設(shè)在上腔體的頂端，第一閥片設(shè)在上腔體的底部，上腔體的底部設(shè)有進(jìn)口和出口，進(jìn)口與進(jìn)藥口連通，出口與下腔體連通，第一閥片的一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥，該懸臂梁閥設(shè)在上腔體底部進(jìn)口處，第一閥片的另一側(cè)設(shè)有通口，該通口設(shè)在上腔體底部的出口處，第二壓電振子設(shè)在下腔體的底部，下腔體的上端設(shè)有進(jìn)口和出口，進(jìn)口與上腔體連通，出口與出藥口連通，第二閥片和第三閥片上下疊加設(shè)在下腔體的上端，第二閥片的一側(cè)設(shè)有輪式閥，第二閥片的另一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥，輪式閥對(duì)應(yīng)下腔體上端的進(jìn)口，輪式閥下方的第三閥片對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口，第二閥片一側(cè)的懸臂梁閥對(duì)應(yīng)下腔體上端的出口，第二閥片上的懸臂梁閥下方的第三閥片對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口，壓電泵的一端面上設(shè)有電極安裝槽，電極安裝槽內(nèi)安裝有電極，該電極安裝槽的位置與藥物輸送單兀殼體上的電極槽位置相對(duì)應(yīng)，安放在壓電泵端面上的電極透過(guò)藥物輸送單元?dú)んw底板上的電極槽與藥物輸送單元安裝倉(cāng)端頭的金屬片相連接。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理如下所述:
[0016]壓電泵是利用壓電振子的往復(fù)振動(dòng)在泵腔內(nèi)產(chǎn)生超壓或負(fù)壓，同時(shí)利用單向閥作為流體糾正器，最終實(shí)現(xiàn)泵腔內(nèi)流體的單向流動(dòng)。而且壓電泵之所以適于藥物的精密輸送，一個(gè)突出的工作特性是當(dāng)電壓和工作頻率一定時(shí)，其輸出容積量同脈沖信號(hào)的數(shù)量呈較好的線性關(guān)系。利用壓電泵這一工作性能，通過(guò)微控制器來(lái)調(diào)節(jié)輸出脈沖的數(shù)量即可調(diào)節(jié)壓電泵泵出的胰島素量。同時(shí)結(jié)合糖尿病治療的不同方案，根據(jù)人體的正常生理情況在電控單元中植入相應(yīng)的控制算法和多種胰島素輸注程序，從而實(shí)現(xiàn)胰島素的高精度輸注和整機(jī)的智能式控制。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]1、所用壓電泵為兩腔三閥式串聯(lián)壓電泵，其輸出壓力和流量較單腔泵大幅度增力口，有效地抑制了由于輸出端壓力波動(dòng)產(chǎn)生的干擾、輸出精度高；相對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三腔及三腔以上的壓電泵本實(shí)用新型提出的泵體結(jié)構(gòu)在整機(jī)可靠性和穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0019]2、壓電泵的主體均采用具有良好生物相容性和穩(wěn)定性的聚合物來(lái)制作，并且加工工藝簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本，解決了傳統(tǒng)胰島素泵價(jià)格高，普通家庭經(jīng)濟(jì)上無(wú)法承擔(dān)的弊端。
[0020]3、本實(shí)用新型將壓電泵及藥倉(cāng)集成在一個(gè)殼體內(nèi)構(gòu)成一個(gè)藥物輸送單元，該藥物輸送單元通過(guò)PUSH-PUSH彈出機(jī)構(gòu)與泵體內(nèi)的安裝倉(cāng)相連接，電控單元集成在泵體內(nèi)部，顯示屏及編程操作按鍵為便于使用布置于泵體外側(cè)的面板上，與傳統(tǒng)胰島素泵相比，整機(jī)質(zhì)量輕、體積小、胰島素注射精度高，實(shí)現(xiàn)了集成化、小型化、輕量化，便于患者隨身攜帶。
[0021]4、作為本實(shí)用新型的核心部分，藥物輸送單元與整機(jī)其他部分可實(shí)現(xiàn)快速插拔式安裝，操作簡(jiǎn)單、快捷。同時(shí)，藥物輸送單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低，已具備了一次性使用的條件，保證了在壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵操作使用時(shí)的安全、可靠與便捷。
[0022]5、以處理器STM32作為主控制器的電控單元通過(guò)控制不同的脈沖數(shù)量來(lái)精確控制胰島素的輸注量，且含有友好的操作界面和智能的編程系統(tǒng)，便于患者安全、快速操作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵的藥物輸送單元安裝示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型所述的藥物輸送單元分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型所述的藥物輸送單元安裝倉(cāng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型所述壓電泵的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6為本實(shí)用新型所述壓電泵的工作原理示意圖。
[0029]圖7為本實(shí)用新型微控制器和微控電路設(shè)計(jì)框圖。
[0030]1、藥物輸送單元2、翻蓋3、胰島素泵泵體4、操作面板5、顯示屏6、泵體上殼7、電控單元8、上蓋9、注藥連接頭10、壓電泵11、底板12、彈出機(jī)構(gòu)13、電池蓋14、電池15、泵體下殼16、電池安裝倉(cāng)17、藥物輸送單元安裝倉(cāng)18、藥倉(cāng)19、連接銷軸20、注藥口 21、出藥口 22、導(dǎo)引槽23、卡槽24、定位倒角25、電極槽26、出藥口 27、連桿28、滑塊29、彈簧30、金屬?gòu)椘?1、限位彈片32、第一壓電振子33、第一閥片33A、懸臂梁閥33B、通口 34、泵體35、進(jìn)藥口 36、輸藥口 37、第二壓電振子38、第三閥片38A、通口 38B、通口39、第二閥片39A、輪式閥39B、懸臂梁閥40、硅膠堵41、注藥口 42、電極安裝槽43、電極44、進(jìn)口 45、下腔體46、進(jìn)口 47、上腔體48、上下腔體連通通道49、出口 50、出口。
【具體實(shí)施方式】
[0031]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示:
[0032]本實(shí)用新型所述的便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵包括有藥物輸送單元I和電控單元7,電控單元7是集成設(shè)在胰島素泵泵體3內(nèi)，藥物輸送單元I能夠插接在胰島素泵的泵體3內(nèi)的藥物輸送單元安裝倉(cāng)17內(nèi)，藥物輸送單元I由電控單元7控制工作，藥物輸送單元I和電控單元7由一電源提供電力，該電源設(shè)在胰島素泵的泵體下殼15內(nèi)，電源為七號(hào)高能電池14，將電池14安裝在電池安裝倉(cāng)16后，旋入電池蓋13后即可為胰島素泵提供電力。藥物輸送單元I能夠快速插拔式安裝替換，使用時(shí)采取一臺(tái)整機(jī)多個(gè)藥物輸送單元I的方式，當(dāng)一個(gè)藥物輸送單元I內(nèi)的胰島素藥液用完時(shí)，通過(guò)快速插拔式安裝換上另一個(gè)新的藥物輸送單元1，操作方便快捷。翻蓋2通過(guò)連接銷軸19與胰島素泵的泵體上殼6相連接，連接銷軸19設(shè)在胰島素泵的泵體上殼6上，翻蓋2制有長(zhǎng)條形孔，從而保證翻蓋2在一定角度內(nèi)可以翻轉(zhuǎn)和滑動(dòng)；當(dāng)將藥物輸送單元I推入藥物輸送單元安裝倉(cāng)17后，合上翻蓋2，然后向上推動(dòng)翻蓋2使翻蓋2底部?jī)?nèi)側(cè)預(yù)留的兩個(gè)凸臺(tái)插入胰島素泵的泵體下殼15上預(yù)留的兩個(gè)鎖孔內(nèi)，從而將翻蓋2合死。
[0033]藥物輸送單元I由藥倉(cāng)18和壓電泵10組成，藥倉(cāng)18的內(nèi)腔與壓電泵10之間由管道連通，壓電泵10上的出藥口 26連通有注藥連接頭9，注藥連接頭9能夠與帶有針頭的標(biāo)配醫(yī)用針管連接，藥倉(cāng)18的一端設(shè)有出藥口 21和注藥口 20，出藥口 21和注藥口 20與藥倉(cāng)18的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)18的出藥口 21與壓電泵10的進(jìn)藥口 35連通，壓電泵10的進(jìn)藥口35與壓電泵10的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)18的注藥口 20與壓電泵10側(cè)壁上的輸藥口 36連通，該輸藥口 36與壓電泵10另一側(cè)壁上的注藥口 41連通，壓電泵10側(cè)壁上的注藥口 41用一硅膠堵40密封，注藥時(shí)通過(guò)微針刺透硅膠向內(nèi)注入胰島素泵，藥倉(cāng)18和壓電泵10組合在一個(gè)殼體內(nèi)，該殼體由上蓋8和底板11兩部分組成，底板11上設(shè)有導(dǎo)引槽22、卡槽23、定位倒角24和電極槽25。
[0034]電控單元7為集成有微控制器和微控電路的電路板，藥物輸送單元I與該電路板連接，藥物輸送單元I由微控制器控制工作，在泵體上殼6上設(shè)有顯示屏5和操作面板4，顯示屏5和操作面板4與集成有微控制器和微控電路的電路板連接，操作面板4上設(shè)有數(shù)個(gè)按鍵，用以控制藥物輸送單元I和電控單元2的相關(guān)操作，顯示屏實(shí)時(shí)顯示相關(guān)工作參數(shù)，采用ARM系列處理器STM32作為微控制器，通過(guò)控制壓電泵10的電壓和頻率精確控制輸注流量。胰島素泵使用時(shí)，根據(jù)人體特定生理情況，設(shè)定平均每分鐘分泌一次的基礎(chǔ)輸注率(此工作由內(nèi)分泌科醫(yī)生根據(jù)臨床檢測(cè)的血糖值預(yù)先設(shè)定，用于控制夜間、空腹及餐前血糖濃度)；同時(shí)，在三餐時(shí)根據(jù)進(jìn)餐量和食物種類，在餐前注入大劑量胰島素，控制餐后血糖。用戶可通過(guò)按鍵進(jìn)行必要的操作，操作信息將通過(guò)OLED顯示屏5顯示，界面友好操作簡(jiǎn)便，具有蜂鳴器提示及報(bào)警功能，正常工作時(shí)系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，最大限度的節(jié)省電量，同時(shí)具有掉電保存的功能。
[0035]藥物輸送單元安裝倉(cāng)17的底部?jī)?nèi)側(cè)前端凹槽處有一彈出機(jī)構(gòu)12，該彈出機(jī)構(gòu)12固定在藥物輸送單元安裝倉(cāng)17內(nèi)，是由滑塊28、彈簧29、連桿27和限位彈片31組成的，其中滑塊28的形狀與與藥物輸送單元I的殼體底板11上的定位倒角24的形狀是相對(duì)應(yīng)的，連桿27 —端固連在滑塊28的底端，另一端能夠在彈出機(jī)構(gòu)12的底板滑槽內(nèi)滑動(dòng)，且該滑槽內(nèi)有一鎖死點(diǎn)，限位彈片31與滑塊28固連在一起能夠隨滑塊28同步滑動(dòng)，且其上有一凸起，該凸起的位置與藥物輸送單元I的殼體上的卡槽23位置相對(duì)應(yīng)。另外，彈出機(jī)構(gòu)12的底板上還設(shè)有金屬?gòu)椘?0，其位置與藥物輸送單元I的殼體上電極槽25的位置相對(duì)應(yīng)，在彈出機(jī)構(gòu)12和藥物輸送單元I的外殼結(jié)構(gòu)的配合下實(shí)現(xiàn)了藥物輸送單元I的快速插拔式安裝，具體工作原理為:當(dāng)?shù)谝淮螌⑺幬镙斔蛦卧狪向藥物輸送單元安裝倉(cāng)17推入時(shí)，藥物輸送單元I在導(dǎo)引槽22的作用下順利進(jìn)入藥物輸送單元安裝倉(cāng)17內(nèi)，當(dāng)推動(dòng)到定位倒角24與滑塊28相接觸時(shí)繼續(xù)向前推入，使彈簧29壓縮并拉動(dòng)連桿27和限位彈片31，直至限位彈片31上的凸起進(jìn)入到藥物輸送單元外殼上的卡槽23進(jìn)行定位，此時(shí)連桿27根部也恰好被拉到滑槽內(nèi)的一鎖死點(diǎn)被機(jī)械性鎖死，藥物輸送單元I完成快速安裝且其底部的電極與安裝在彈出機(jī)構(gòu)12底板上的金屬?gòu)椘?0接觸壓緊連接，藥物輸送單元I與電控單元7接通；當(dāng)再次向前推動(dòng)藥物輸送單元1，連桿27的滑動(dòng)端從鎖死點(diǎn)滑出，在彈簧29的作用下恢復(fù)到初始位置，同時(shí)帶動(dòng)與其相連的滑塊28向外運(yùn)動(dòng)，并給藥物輸送單元I 一推力，從而將藥物輸送單元I從藥物輸送單元安裝倉(cāng)17內(nèi)彈出。
[0036]壓電泵10是由第一壓電振子32、第二壓電振子37、上腔體47、下腔體45、第一閥片33、第二閥片39和第三閥片38組成，其中第一壓電振子32設(shè)在上腔體47的頂端，第一閥片33設(shè)在上腔體47的底部，上腔體47的底部設(shè)有進(jìn)口 46，該進(jìn)口 46與進(jìn)藥口 35連通，上腔體47的底部設(shè)有出口 49，該出口 49通過(guò)上下腔體連通通道48與下腔體45連通，第一閥片33的一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥33A，該懸臂梁閥33A設(shè)在上腔體47底部進(jìn)口 46處，第一閥片33的另一側(cè)設(shè)有通口 33B，該通口 33B設(shè)在上腔體47底部的出口 49處，第二壓電振子37設(shè)在下腔體45的底部，下腔體45的上端設(shè)有進(jìn)口 44，該進(jìn)口 44通過(guò)上下腔體連通通道48與上腔體47連通，下腔體45的上端還設(shè)有出口 50，該出口 50與出藥口 26連通，第二閥片39和第三閥片38上下疊加設(shè)在下腔體45的上端，第二閥片39的一側(cè)設(shè)有輪式閥39A，第二閥片39的另一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥39B，輪式閥39A對(duì)應(yīng)下腔體45上端的進(jìn)口 44處，輪式閥39A下方的第三閥片38對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口 38A，第二閥片39 —側(cè)的懸臂梁閥39B對(duì)應(yīng)下腔體45上端的出口 50處設(shè)置，第二閥片39上的懸臂梁閥39B下方的第三閥片38對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口 38B，壓電泵的泵體34的一端面上設(shè)有電極安裝槽42，電極安裝槽42內(nèi)安裝有電極43，該電極43的位置與藥物輸送單元I的殼體上電極槽25位置相對(duì)應(yīng)，安放在壓電泵10端面上的電極43透過(guò)藥物輸送單元I殼體的底板11上的電極槽25與藥物輸送單元安裝倉(cāng)17端頭的金屬?gòu)椘?0相連接。
[0037]壓電泵10的具體工作原理為:當(dāng)?shù)谝粔弘娬褡?2向上彎曲變形時(shí)，上腔體47容積變大，導(dǎo)致上腔體47內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)其絕對(duì)值大于第一閥片33的臨界開啟壓力值時(shí)，第一閥片33開啟，第二閥片39 —邊的輪式閥39A保持關(guān)閉狀態(tài)，胰島素藥液經(jīng)進(jìn)藥口 35從藥倉(cāng)18內(nèi)流入壓電泵10的上腔體47 ;當(dāng)?shù)谝粔弘娬褡?2向上彎曲變形的同時(shí)第二壓電振子37也向上彎曲變形，造成下腔體45內(nèi)的容積減小，產(chǎn)生正壓，當(dāng)下腔體45內(nèi)的正壓絕對(duì)值超過(guò)第二閥片39另一邊的懸臂梁閥39B的臨界開啟壓力值時(shí)，第二閥片39另一邊的懸臂梁閥39B開啟，第二閥片39 —邊的輪式閥39A保持關(guān)閉，胰島素藥液由壓電泵10泵出經(jīng)針管注入人體內(nèi)；在后半個(gè)周期內(nèi)，第一壓電振子32向下彎曲變形，上腔體47的容積變小，產(chǎn)生正壓，第一閥片33關(guān)閉，第二閥片39—邊的輪式閥39A開啟，同時(shí)第二壓電振子37也向下彎曲變形，下腔體45容積變大，產(chǎn)生負(fù)壓，作為其入口閥的第二閥片39 —邊的輪式閥39A開啟，作為其出口閥的第二閥片39另一邊的懸臂梁閥39B關(guān)閉，此時(shí)胰島素藥液就由上腔體47輸送到下腔體45。通過(guò)第一壓電振子32和第二壓電振子37往復(fù)的上、下彎曲振動(dòng)，上腔體47和下腔體45的容積不斷地增大和減小，從而完成胰島素藥液不斷地從壓電泵10的進(jìn)藥口 35被吸入，從出藥口 26被泵出的連續(xù)工作過(guò)程。
[0038]第一閥片33是由懸臂梁閥33A和通口 33B復(fù)合于同一基板上構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且便于裝配對(duì)中。
[0039]第二閥片39是由輪式閥39A和懸臂梁閥39B復(fù)合于同一基板上構(gòu)成的復(fù)合閥，第二閥片39與帶有兩個(gè)孔的第三閥片38層疊配合實(shí)現(xiàn)中間閥及出口閥的功能，同時(shí)，使用該復(fù)合閥結(jié)構(gòu)，壓電泵10的截止性、性能穩(wěn)定性均得到大幅度提高。
[0040]第一閥片33、第二閥片39和第三閥片38的材料選用SU-8制作；壓電泵10的泵體選用醫(yī)用級(jí)PMMA制作完成。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:包括有藥物輸送單元和電控單元，電控單元集成設(shè)在胰島素泵泵體內(nèi)，藥物輸送單元采用插拔式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)插接在泵體的藥物輸送單元安裝倉(cāng)內(nèi)，藥物輸送單元由電控單元控制工作，藥物輸送單元和電控單元由一電源提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:所述的電源設(shè)在胰島素泵泵體內(nèi)，電源為七號(hào)高能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:所述的藥物輸送單元由藥倉(cāng)和壓電泵組成，藥倉(cāng)的內(nèi)腔與壓電泵之間由管道連通，壓電泵的出藥口連通有注藥連接頭，能夠與帶有針頭的標(biāo)配醫(yī)用針管連接，藥倉(cāng)的一端設(shè)有出藥口和注藥口，出藥口和注藥口與藥倉(cāng)的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)的出藥口與壓電泵的進(jìn)藥口連通，壓電泵的進(jìn)藥口與壓電泵的內(nèi)腔連通，藥倉(cāng)的注藥口與壓電泵側(cè)壁上的輸藥口連通，該輸藥口與壓電泵另一側(cè)壁上的注藥口連通，壓電泵側(cè)壁上的注藥口用一硅膠堵密封，注藥時(shí)通過(guò)微針刺透硅膠向內(nèi)注入胰島素泵，藥倉(cāng)和壓電泵組合在一個(gè)殼體內(nèi)，殼體由上蓋和底板兩部分組成，在底板上設(shè)計(jì)有導(dǎo)引槽、卡槽、定位倒角和電極槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:所述的電控單元為集成有微控制器和微控電路的電路板，藥物輸送單元與該電路板連接，藥物輸送單元由微控制器控制工作，在胰島素泵泵體的外殼上設(shè)有顯示屏和操作面板，顯示屏和操作面板與集成有微控制器和微控電路的電路板連接，操作面板上設(shè)有數(shù)個(gè)按鍵，用以控制藥物輸送單元和電控單元的相關(guān)操作，顯示屏實(shí)時(shí)顯示相關(guān)工作參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:所述的藥物輸送單元安裝倉(cāng)的底部?jī)?nèi)側(cè)前端凹槽處有一彈出機(jī)構(gòu)，該彈出機(jī)構(gòu)固定在安裝倉(cāng)內(nèi)，主要是由滑塊、彈簧、連桿和限位彈片組成的，其中滑塊的形狀與藥物輸送單元?dú)んw底板上的定位倒角的形狀相對(duì)應(yīng)，連桿一端固連在滑塊的底端，另一端能夠在彈出機(jī)構(gòu)底板上的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，且該滑槽內(nèi)有一鎖死點(diǎn)，限位彈片與滑塊固連在一起與滑塊同步滑動(dòng)，且其上有一凸起，該凸起的位置與藥物輸送單元?dú)んw上的卡槽位置相對(duì)應(yīng)，彈出機(jī)構(gòu)底板上還設(shè)有金屬?gòu)椘?，其位置與藥物輸送單元?dú)んw上電極槽的位置相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式壓電驅(qū)動(dòng)胰島素泵，其特征在于:所述的壓電泵是由第一壓電振子、第二壓電振子、上腔體、下腔體、第一閥片、第二閥片和第三閥片組成，其中第一壓電振子設(shè)在上腔體的頂端，第一閥片設(shè)在上腔體的底部，上腔體的底部設(shè)有進(jìn)口和出口，進(jìn)口與進(jìn)藥口連通，出口與下腔體連通，第一閥片的一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥，該懸臂梁閥設(shè)在上腔體底部進(jìn)口處，第一閥片的另一側(cè)設(shè)有通口，該通口設(shè)在上腔體底部的出口處，第二壓電振子設(shè)在下腔體的底部，下腔體的上端設(shè)有進(jìn)口和出口，進(jìn)口與上腔體連通，出口與出藥口連通，第二閥片和第三閥片上下疊加設(shè)在下腔體的上端，第二閥片的一側(cè)設(shè)有輪式閥，第二閥片的另一側(cè)設(shè)有懸臂梁閥，輪式閥對(duì)應(yīng)下腔體上端的進(jìn)口，輪式閥下方的第三閥片對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口，第二閥片一側(cè)的懸臂梁閥對(duì)應(yīng)下腔體上端的出口，第二閥片上的懸臂梁閥下方的第三閥片對(duì)應(yīng)處設(shè)有通口，壓電泵的一端面上設(shè)有電極安裝槽，電極安裝槽內(nèi)安裝有電極，該電極安裝槽的位置與藥物輸送單元?dú)んw上的電極槽位置相對(duì)應(yīng)，安放在壓電泵端面上的電極透過(guò)藥物輸送單元?dú)んw底板上的電極槽與藥物輸送單元安裝倉(cāng)端頭的金屬片相連接。
【文檔編號(hào)】A61M5/142GK203564606SQ201320787001
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】趙天, 劉國(guó)君, 王浩, 李新波, 楊志剛, 劉建芳, 楊雪露 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)