一種調(diào)制超聲波裝置及其經(jīng)皮給藥的促滲透方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種調(diào)制超聲波裝置及其在經(jīng)皮給藥方面的應(yīng)用，調(diào)制超聲波裝置包括產(chǎn)生調(diào)制超聲波激勵電信號的調(diào)制超聲波發(fā)生器和發(fā)射調(diào)制超聲波的單通道多頻率超聲波換能器。調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥的促滲透效應(yīng)具有協(xié)同作用，解決了超聲波對經(jīng)皮給藥促滲透不足的技術(shù)瓶頸。為醫(yī)藥行業(yè)提供了一種高效調(diào)制超聲波促滲透經(jīng)皮給藥方法。
【專利說明】一種調(diào)制超聲波裝置及其經(jīng)皮給藥的促滲透方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超聲波經(jīng)皮治療、診斷和經(jīng)皮給藥醫(yī)藥領(lǐng)域，調(diào)制超聲波可進(jìn)一步提高其穿透生物活體皮膚和組織的能力。本發(fā)明包括一種調(diào)制超聲波裝置及調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥的促滲透方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)皮給藥(也稱為透皮給藥)是藥物通過皮膚吸收的一種給藥方式，藥物作用于皮膚，穿過角質(zhì)層，通過皮膚擴(kuò)散，由毛細(xì)血管吸收進(jìn)入人體循環(huán)。與傳統(tǒng)給藥方式相比，具有避免肝臟首過效應(yīng)及腸胃滅活、維持恒定的血藥濃度或藥理效應(yīng)、提高生物利用度、降低藥物的不良反應(yīng)、盡可能地保持藥物的持續(xù)釋放、患者可以自主用藥等特點。但是，由于皮膚角質(zhì)層的屏障作用，大多數(shù)藥物的透皮性能很差，經(jīng)皮給藥達(dá)不到藥物的有效治療血藥濃度要求，以至不能實現(xiàn)臨床應(yīng)用。所以使用輔助方法提高藥物透過皮膚的量，就成了經(jīng)皮給藥的關(guān)鍵。超聲波照射皮膚能夠明顯促進(jìn)藥物的經(jīng)皮吸收，這種物理方法稱之為超聲波促滲透，其使用相對安全，皮膚屏障能夠很快恢復(fù)，藥物不會被降解破壞，具有很好的發(fā)展前景?，F(xiàn)有的超聲波促滲透技術(shù)對藥物的經(jīng)皮吸收的促滲透作用較為有限，以致大多數(shù)透皮性能差的藥物還無法實現(xiàn)臨床應(yīng)用。本發(fā)明公開了調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥促滲透效應(yīng)具有協(xié)同作用，為醫(yī)藥行業(yè)提供了一種高效促滲透經(jīng)皮給藥方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開了一種調(diào)制超聲波裝置及其經(jīng)皮給藥的促滲透方法。
[0004]1.一種調(diào)制超聲波裝置，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置`包括產(chǎn)生調(diào)制超聲波激勵電信號的調(diào)制超聲波發(fā)生器和發(fā)射調(diào)制超聲波的超聲波換能器，所述的超聲波換能器為單通道多頻率超聲波換能器。
[0005]所述的調(diào)制超聲波發(fā)生器包括中央控制器，與中央控制器連接的開關(guān)電路控制單元、參數(shù)設(shè)定單元、顯示單元以及功率放大控制單元，與開關(guān)電路控制單元連接的調(diào)制器，與開關(guān)電路控制單元和中央控制器連接的高頻分量單元、中頻分量單元以及低頻分量單元，還包括與功率放大控制單元連接的高頻分量功率放大器、中頻分量功率放大器以及低頻分量功率放大器；高頻分量單元與高頻分量功率放大器連接，中頻分量單元與中頻分量功率放大器連接，低頻分量單元與低頻分量功率放大器連接，調(diào)制器又分別與高頻分量功率放大器、中頻分量功率放大器和低頻分量功率放大器連接。
[0006]其中，高頻分量單元、中頻分量單元以及低頻分量單元內(nèi)部分別設(shè)置有連續(xù)波發(fā)生器和脈沖波發(fā)生器。高頻分量頻率范圍為I~5MHz，中頻分量頻率范圍為200~1000KHz，低頻分量頻率范圍為20~200KHz。
[0007]本發(fā)明調(diào)制超聲波裝置既含有調(diào)頻調(diào)制成分也包含調(diào)幅調(diào)制成分，是對三個頻率不同和振幅不同電信號加以合成，生成具有一定的關(guān)聯(lián)性調(diào)制超聲波。
[0008]所述的單通道多頻率超聲波換能器采用圓柱形單通道多頻率超聲波換能器或圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器。單通道系指調(diào)制超聲波幅射方向和路徑相同。圓柱形單通道多頻率超聲波換能器包括外部的支架和內(nèi)部的填料，三個圓形壓電陶瓷平行分布于填料中，分別通過各自的壓電陶瓷電極引線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接。圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器包括外部的支架和內(nèi)部的填料，填料中央的腔體一端形成梯形，三個圓環(huán)狀壓電陶瓷分布于腔體一端的梯形階梯上，分別通過各自的壓電陶瓷電極引線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接。最后，通過單通道多頻率超聲波換能器把調(diào)制激勵電信號轉(zhuǎn)化成調(diào)制超聲波。
[0009]2.本發(fā)明進(jìn)一步公開了調(diào)制超聲波裝置在經(jīng)皮給藥促滲透方面的應(yīng)用，公開了調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥的促滲透方法
設(shè)置適當(dāng)調(diào)制超聲波參數(shù)，包括激勵電信號波形，是脈沖波、還是連續(xù)波或者是脈沖波與連續(xù)波組合成的混合波，高頻分量(I~5MHz)、中頻分量(200~ΙΟΟΟΚΗζ)、低頻分量(20~200ΚΗζ)三個分量的頻率具體取值，三個分量的振幅或脈沖幅度和脈沖波占空比取值，調(diào)制超聲波三個分量的強度取值(強度范圍0.05~10 W/cm2)及照射時間取值(照射時間范圍0.5分鐘至24小時)，聞頻分量、中頻分量、低頻分量三個分量相互之間的時間間歇取值(時間間歇范圍為高頻分量周期時間的I倍至低頻分量周期時間的1000倍)。調(diào)制超聲波的高頻分量、中頻分量和低頻分量各自的持續(xù)時間，三個分量各自的持續(xù)時間范圍為調(diào)制超聲波周期2~98%。使用單通道多頻率超聲波換能器發(fā)射調(diào)制超聲波照射涂抹過藥物的皮膚，能夠非常顯著地提高藥物透過皮膚的滲透作用。
[0010]本發(fā)明公開了調(diào)制超聲波中的高頻(I~5MHz)分量、中頻(20(T1000KHz)和低頻(20-200ΚΗζ)分量超聲波對經(jīng)皮給藥促滲透效應(yīng)具有協(xié)同作用，調(diào)制超聲波中的高頻分量對經(jīng)皮給藥的促滲透主要作用是打開淺層皮膚(角質(zhì)層和表皮)的給藥傳輸通道，中頻分量和低頻分量的超聲波促滲透主要作用是在高頻分量超聲波作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步突破深層皮膚(真皮和皮下組織)的屏障，進(jìn)行深度滲透。為醫(yī)藥行業(yè)提供了一種高效調(diào)制超聲波促滲透經(jīng)皮給藥方法。
[0011]3.【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的調(diào)制超聲波(脈沖波)的激勵電信號圖；
圖3是本發(fā)明的調(diào)制超聲波(連續(xù)波)的激勵電信號圖；
圖4是本發(fā)明的調(diào)制超聲波(混合波)的激勵電信號圖；
圖5是本發(fā)明的圓柱形單通道多頻率超聲波換能器的結(jié)構(gòu)圖；
圖6是本發(fā)明的圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器的結(jié)構(gòu)圖；
圖中主要部件符號說明:
1.參數(shù)設(shè)定單元2.顯示單元
3.開關(guān)電路控制單元4.中央控制器
5.高頻分量單元6.中頻分量單元
7.低頻分量單元8.高頻分量功率放大器
9.中頻分量功率放大器10.低頻分量功率放大器
11.單通道多頻率超聲波換能器
12.調(diào)制器13.功率放大控制單兀14.調(diào)制超聲波高頻分量的脈沖幅度與脈沖寬度
15.調(diào)制超聲波高頻分量的脈沖頻率
16.調(diào)制超聲波高頻分量與中頻分量之間間歇時間
17.調(diào)制超聲波中頻分量的脈沖幅度與脈沖寬度
18.調(diào)制超聲波中頻分量的脈沖頻率
19.調(diào)制超聲波中頻分量與低頻分量之間間歇時間
20.調(diào)制超聲波低頻分量的脈沖幅度與脈沖寬度
21.調(diào)制超聲波低頻分量的脈沖頻率
22.調(diào)制超聲波低頻分量與高頻分量之間間歇時間
23.調(diào)制超聲波高頻分量的頻率
24.調(diào)制超聲波聞頻分量的振幅
25.調(diào)制超聲波高頻分量與中頻分量之間間歇時間
26.調(diào)制超聲波中頻分量的頻率
27.調(diào)制超聲波中頻分量的振幅
28.調(diào)制超聲波中頻分量與低頻分量之間間歇時間
29.調(diào)制超聲波低頻分量的頻率
30.調(diào)制超聲波低頻分量的振幅
31.調(diào)制超聲波低頻分量與高頻分量之間間歇時間
32.調(diào)制超聲波高頻分量的脈沖幅度與脈沖寬度
33.調(diào)制超聲波高頻分量的脈沖頻率
34.調(diào)制超聲波高頻分量與中頻分量之間間歇時間
35.調(diào)制超聲波中頻分量的頻率
36.調(diào)制超聲波中頻分量的振幅
37.調(diào)制超聲波中頻分量與低頻分量之間間歇時間
38.調(diào)制超聲波低頻分量的脈沖幅度與脈沖寬度
39.調(diào)制超聲波低頻分量的脈沖頻率
40.調(diào)制超聲波低頻分量與高頻分量之間間歇時間
41.諧振頻率I壓電陶瓷42.諧振頻率2壓電陶瓷43.諧振頻率3壓電陶瓷 44.填料
45.背襯吸收塊
46.諧振頻率I壓電陶瓷電極引線
47.諧振頻率2壓電陶瓷電極引線
48.諧振頻率3壓電陶瓷電極引線
49.支架50.諧振頻率I壓電陶瓷51.諧振頻率2壓電陶瓷 52.諧振頻率3壓電陶瓷
53.腔體
54.諧振頻率I壓電陶瓷電極引線
55.諧振頻率2壓電陶瓷電極引線
56.諧振頻率3壓電陶瓷電極引線57.填料58.支架。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明調(diào)制超聲波裝置及其經(jīng)皮給藥的促滲透方法做進(jìn)一步說明，附圖中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件采用了相同的標(biāo)號。下述各實施例僅用于說明本發(fā)明而并非對本發(fā)明的限制。
[0014]1.調(diào)制超聲波裝置【具體實施方式】
調(diào)制是各種通信系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，廣泛用于廣播、電視、雷達(dá)、測量儀等電子設(shè)備。調(diào)制是一種將信號注入載波，以此信號對載波加以調(diào)制的技術(shù)，以便將原始信號轉(zhuǎn)變成適合處理和傳送的電波信號。所謂調(diào)幅調(diào)制是用調(diào)制信號控制載波的振蕩振幅，使載波的振幅隨著調(diào)制信號變化；調(diào)頻調(diào)制是用調(diào)制信號控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調(diào)制信號變化。這些不同的調(diào)制，是以不同的方法，將信號和載波合成的技術(shù)。
[0015]本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置既含有調(diào)頻調(diào)制成分也包含調(diào)幅調(diào)制成分，是對三個頻率不同和振幅不同電信號加以合成，生成具有一定的關(guān)聯(lián)性調(diào)制超聲波。
[0016]圖1是本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置包括產(chǎn)生調(diào)制超聲波激勵電信號的調(diào)制超聲波發(fā)生器和發(fā)射調(diào)制超聲波的超聲波換能器，所述的超聲波換能器為單通道多頻率超聲波換能器11。
[0017]調(diào)制超聲波發(fā)生器 包括中央控制器4，與中央控制器4連接的開關(guān)電路控制單元
3、參數(shù)設(shè)定單元1、顯示單元2以及功率放大控制單元13,與開關(guān)電路控制單元3連接的調(diào)制器12，與開關(guān)電路控制單元3和中央控制器4連接的高頻分量單元5、中頻分量單元6以及低頻分量單元7，還包括與功率放大控制單元13連接的高頻分量功率放大器8、中頻分量功率放大器9以及低頻分量功率放大器10。高頻分量單元5與高頻分量功率放大器8連接，中頻分量單元6與中頻分量功率放大器9連接，低頻分量單元7與低頻分量功率放大器10連接。調(diào)制器12又分別與高頻分量功率放大器8、中頻分量功率放大器9和低頻分量功率放大器10連接。
[0018]其中，高頻分量單元5、中頻分量單元6以及低頻分量單元7內(nèi)部分別設(shè)置有連續(xù)波發(fā)生器和脈沖波發(fā)生器，可以產(chǎn)生頻率和幅度不同的脈沖波、連續(xù)波。
[0019]調(diào)制器按照參數(shù)設(shè)定的要求，輸出調(diào)制超聲波(脈沖波)的激勵電信號，如圖2 ;或輸出調(diào)制超聲波(連續(xù)波)的激勵波電信號，如圖3 ;或輸出調(diào)制超聲波(混合波)的激勵波電信號，如圖4。
[0020]單通道多頻率超聲波換能器系指共用同一腔體副射多個不同頻率的超聲波，副射方向和路徑相同。單通道多頻率超聲波換能器11可以采用圓柱形單通道多頻率超聲波換能器，或者圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器。
[0021]圖5是本發(fā)明的圓柱形單通道多頻率超聲波換能器的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，圓柱形單通道多頻率超聲波換能器包括外部的支架49，填充在支架49內(nèi)部的填料44和背襯吸收塊45。背襯吸收塊45位于左半部分，填料44位于右半部分。超聲波換能器內(nèi)部設(shè)置有分別對應(yīng)于三個不同頻率的諧振頻率I壓電陶瓷41、諧振頻率2壓電陶瓷42和諧振頻率3壓電陶瓷43。諧振頻率I壓電陶瓷41兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率I壓電陶瓷電極引線46，諧振頻率2壓電陶瓷42兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率2壓電陶瓷電極引線47，諧振頻率3壓電陶瓷43兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率3壓電陶瓷電極引線48。三個圓形壓電陶瓷平行分布于填料中，分別通過各自的壓電陶瓷電極弓丨線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接。
[0022]圖6是本發(fā)明的圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器包括外部的支架58和內(nèi)部的填料57，填料57中央的腔體53 —端形成梯形。超聲波換能器內(nèi)部設(shè)置有分別對應(yīng)于三個不同頻率的諧振頻率I壓電陶瓷50、諧振頻率2壓電陶瓷51和諧振頻率3壓電陶瓷52。諧振頻率I壓電陶瓷50兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率I壓電陶瓷電極引線54，諧振頻率2壓電陶瓷51兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率2壓電陶瓷電極引線55，諧振頻率3壓電陶瓷52兩側(cè)設(shè)置有諧振頻率3壓電陶瓷電極引線
56。三個圓環(huán)狀壓電陶瓷分布于腔體一端的梯形階梯上，分別通過各自的壓電陶瓷電極引線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接。壓電陶瓷用于將調(diào)制電信號轉(zhuǎn)化為調(diào)制超聲波，并向外發(fā)射。
[0023]本發(fā)明的調(diào)制超聲波裝置的工作過程如下:
中央控制器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)同時向開關(guān)電路控制單元、功率放大控制單元和高頻分量單元、中頻分量單元、低頻分量單元發(fā)出指令，高頻分量單元、中頻分量單元和低頻分量單元按照指令要求生產(chǎn)連續(xù)波或脈沖波高頻分量、中頻分量和低頻分量電信號，這三個分量電信號分別由高頻分量功率放大器、中頻分量功率放大器和低頻分量功率放大器加以適當(dāng)?shù)姆糯?，放大倍?shù)服從功率放大控制單元的指令要求，調(diào)制器將放大后的高頻分量、中頻分量和低頻分量電信號按照參數(shù)設(shè)定要求進(jìn)行合成，完成調(diào)制。開關(guān)電路控制單元按照中央控制器的指令要求對高頻分量單元、中頻分量單元和低頻分量單元是生產(chǎn)連續(xù)波還是脈沖波電信號進(jìn)行切換，還負(fù)責(zé)單通道多頻率超聲波換能器的工作頻率與調(diào)制器輸出的調(diào)制高頻分量、中頻分量和低頻分量電信號的步調(diào)一致的切換。最后，通過單通道多頻率超聲波換能器把調(diào)制電信號轉(zhuǎn)化成調(diào)制超聲波。
[0024]2.調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥的促滲透方法【具體實施方式】:
調(diào)制超聲波發(fā)生器的輸出終端需用電纜與單通道多頻率超聲波換能器連接，使用單通道多頻率超聲波換能器照射涂過藥物的皮膚。
[0025]實施例1
生物活體經(jīng)皮給藥試驗:選用約200克昆明種雄性大鼠一只，剃除約4cm2皮膚表面的體毛，表皮處理干凈后，涂抹藥物2%鹽酸利多卡因膠漿(具體配方:鹽酸利多卡因10g，殼聚糖4 g, 二甲硅油10 ml,輕苯乙脂0.2 g,5ml聚山梨脂80,加蒸懼水至500ml) 2克。根據(jù)實際需求，設(shè)置調(diào)制超聲波的所有參數(shù)，高頻分量1000kHz、強度0.20W/cm2、脈沖序列占空比10%，中頻分量220 kHz、強度0.18W/cm2、脈沖序列占空比16%，低頻分量20 kHz、強度
0.14 W/cm2、脈沖序列占空比18%,聞頻分量與中頻分量間歇為5 us,中頻分量與低頻分量間歇為15us，低頻分量與高頻分量間歇為50us，調(diào)制超聲波的高頻分量、中頻分量和低頻分量各自的持續(xù)時間分別為20 us,45 us、150 us。用單通道多頻率超聲波換能器照射涂過藥物2%鹽酸利多卡因膠漿的皮膚，換能器幅射直徑為20mm。第60分鐘抽取老鼠的血液
1.5ml,立刻加1.5ml枸櫞酸,離心分離后取上清液20ul,進(jìn)行液相色譜分析。色譜條件為:C18柱、4.6X250mm、5um,以醋酸溶液(取冰醋酸50ml,加蒸懼水930ml,用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至3.40)—甲醇(40:60 )為流動相，檢測波長254nm，柱溫30°C。測得鹽酸利多卡因血藥濃度為19.7ug/ml。用同樣的方法，同樣的實驗參數(shù)，分別用高頻分量對應(yīng)的超聲波1000kHz、強度0.20W/cm2、脈沖序列占空比10%，中頻分量對應(yīng)的超聲波220 kHz、強度
0.18 W/cm2、脈沖序列占空比16%，和低頻分量對應(yīng)的超聲波20 kHz、強度0.14 W/cm2、脈沖序列占空比18%，使用對應(yīng)頻率超聲波換能器(幅射直徑為20mm)照射涂過2克藥物2%鹽酸利多卡因膠漿的皮膚。在第20分鐘抽取老鼠的血液1.5ml，經(jīng)處理后，測得鹽酸利多卡因血藥濃度分別為3.lug/ml、3.7ug/ml、3.8ug/ml。實驗結(jié)果是,使用調(diào)制超聲波方法測得鹽酸利多卡因血藥濃度大于高頻分量、中頻分量和低頻分量對應(yīng)的超聲波方法3次測得鹽酸利多卡因血藥濃度的加和。
[0026]使用與調(diào)制超聲波相同參數(shù)的高頻分量對應(yīng)的超聲波照射20分鐘后，切換用中頻分量對應(yīng)的超聲波照射20分鐘后，切換用低頻分量對應(yīng)的超聲波照射20分鐘，分別使用對應(yīng)頻率超聲波換能器(換能器幅射直徑為20mm)照射涂過2克藥物2%鹽酸利多卡因膠漿的老鼠的皮膚。第60分鐘(三段超聲波照射的合計時間為60分鐘)抽取老鼠的血液1.5ml,經(jīng)處理后，測得鹽酸利多卡血藥濃度為11.8ug/ml。實驗結(jié)果是，使用調(diào)制超聲波方法測得鹽酸利多卡因血藥濃度大于高頻分量、中頻分量和低頻分量對應(yīng)的超聲波三段照射測得鹽酸利多卡因血藥濃度的總和。
[0027]本底實驗:沒有超聲波照射，用同樣的方法檢測，在第60分鐘測得藥物鹽酸利多卡因血藥濃度是9.8ug/ml。
[0028]實驗證明，調(diào)制超聲波中的高頻分量、中頻分量和低頻分量對經(jīng)皮給藥的促滲透效應(yīng)具有協(xié)同作用。
[0029]完成以上實驗所用的大鼠為同一只，每次實驗時間相隔叁天。
[0030]實施例2`
離體經(jīng)皮給藥試驗:離體鼠皮的制備，取約200克昆明種雄性大鼠一只，處死后剃除鼠毛，確保皮膚角質(zhì)層完好無損，除去皮下組織和脂肪，用生理鹽水漂洗干凈。取適當(dāng)面積漂洗干凈的離體鼠皮，角質(zhì)層面朝向供給池，固定于Franz擴(kuò)散池(Franz擴(kuò)散池由供給池和接收池兩部分組成)中間。Franz擴(kuò)散池直徑22mm,其中供給池容積30ml,接收池容積60ml,接收池注滿25%乙醇一生理鹽水，確保與鼠皮之間無氣泡，接收池內(nèi)需放入一枚磁力攪拌子，在供給池內(nèi)加入藥物5%咖啡因(配制方法:取5g咖啡因、25ml乙醇、IOml丙二醇，加
0.1M醋酸鈉緩沖溶液(PH=7.1)至100ml，攪拌至咖啡因完全溶解后，再加Ig卡波940，攪勻)2g。Franz擴(kuò)散池需保持32°C恒溫，將Franz擴(kuò)散池放在磁力攪拌器上，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分鐘。把單通道多頻率超聲波換能器插入供給池，換能器幅射直徑為20_，設(shè)置調(diào)制超聲波的所有參數(shù)，高頻分量3000kHz連續(xù)波、強度0.40ff/cm2,中頻分量為無，低頻分量20kHz連續(xù)波、強度0.30 W/cm2，高頻分量與低頻分量之間無間歇，調(diào)制超聲波的高頻分量和低頻分量各自的持續(xù)時間相同，均為300 us，開啟調(diào)制超聲波發(fā)生器。分別在第15、30、45、60分鐘，吸取5ml接收液，同時回補等量的25%乙醇一生理鹽水。吸取的接收液經(jīng)離心分離過濾處理后，使用紫外分光光度法檢測其藥物咖啡因濃度，檢測波長273nm。測得藥物咖啡因濃度分別為 17.6ug/ml、17.2ug/ml、16.7ug/ml、16.7ug/ml。
[0031]用同樣的方法，同樣的實驗參數(shù)，使用高頻分量對應(yīng)的超聲波3000kHz連續(xù)波、強度0.40W/cm2，和對應(yīng)頻率3000kHz超聲波換能器，分別在第15、30、45、60分鐘，吸取5ml接收液，同時回補等量的25%乙醇一生理鹽水。吸取的接收液經(jīng)離心分離過濾處理后，使用紫外分光光度法測得藥物咖啡因濃度分別是3.3ug/ml、7.2ug/ml、7.3ug/ml、7.4ug/ml ;使用低頻分量對應(yīng)的超聲波20kHz連續(xù)波、強度0.40 W/cm2，和對應(yīng)頻率20 kHz超聲波換能器，分別在第15、30、45、60分鐘，測得藥物咖啡因濃度分別是4.8ug/ml、9.0ug/ml、8.8ug/ml、8.6ug/ml。
[0032]實驗結(jié)果也是，使用調(diào)制超聲波方法測得接收液的藥物咖啡因濃度大于高頻分量3000kHz和低頻分量20kHz對應(yīng)的超聲波方法測得接收液的藥物咖啡因濃度。
[0033]本底實驗:沒有超聲波照射，用同樣的方法檢測，在第15、30、45、60分鐘測得接收液的藥物咖啡因濃度分別是3.2ug/ml、4.9ug/ml、5.4ug/ml、5.5ug/ml。
[0034]實驗證明 ，調(diào)制超聲波對經(jīng)皮給藥的促滲透效應(yīng)具有協(xié)同作用。
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:該調(diào)制超聲波裝置包括產(chǎn)生調(diào)制超聲波激勵電信號的調(diào)制超聲波發(fā)生器和發(fā)射調(diào)制超聲波的單通道多頻率超聲波換能器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:所述的調(diào)制超聲波發(fā)生器包括中央控制器，與中央控制器連接的開關(guān)電路控制單元、參數(shù)設(shè)定單元、顯示單元以及功率放大控制單元，與開關(guān)電路控制單元連接的調(diào)制器，與開關(guān)電路控制單元和中央控制器連接的高頻分量單元、中頻分量單元以及低頻分量單元，還包括與功率放大控制單元連接的高頻分量功率放大器、中頻分量功率放大器以及低頻分量功率放大器；高頻分量單元與高頻分量功率放大器連接，中頻分量單元與中頻分量功率放大器連接，低頻分量單元與低頻分量功率放大器連接，調(diào)制器又分別與高頻分量功率放大器、中頻分量功率放大器和低頻分量功率放大器連接；高頻分量單元、中頻分量單元以及低頻分量單元內(nèi)部分別設(shè)置有連續(xù)波發(fā)生器和脈沖波發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:調(diào)制超聲波發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制超聲波激勵電信號既含有調(diào)頻調(diào)制成分也包含調(diào)幅調(diào)制成分，是對三個頻率不同和振幅不同的脈沖波、或連續(xù)波或脈沖波與連續(xù)波組合成的混合波電信號加以合成，生成具有關(guān)聯(lián)性調(diào)制超聲波激勵電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:調(diào)制超聲波發(fā)生器所產(chǎn)生的激勵電信號有脈沖波、或連續(xù)波或脈沖波與連續(xù)波組合成的混合波多種波形激勵電信號；激勵電信號的頻率和幅度(或脈沖幅度與脈沖寬度)可以調(diào)節(jié)；激勵電信號的高頻分量頻率范圍為I~5MHz，中頻分量頻率范圍為200~1000KHz，低頻分量頻率范圍為20~200KHz ；脈沖波的占空比范圍為1%~99% ;調(diào)制超聲波激勵電信號周期為調(diào)制超聲波包含的高頻分量、中頻分量和低頻分量各自的持續(xù)時間與三個分量相互之間時間間歇的加和，三個分量各自的持續(xù)時間范圍為調(diào)制超聲波周期2~98%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:所述的單通道多頻率超聲波換能器包括圓柱形和圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器，其中，圓柱形單通道多頻率超聲波換能器，包括外部的支架`和內(nèi)部的填料，三個圓形壓電陶瓷平行分布于填料中，分別通過各自的壓電陶瓷電極引線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接；圓柱梯形單通道多頻率超聲波換能器，包括外部的支架和內(nèi)部的填料，填料中央的腔體一端形成梯形，三個圓環(huán)狀壓電陶瓷分布于腔體一端的梯形階梯上，分別通過各自的壓電陶瓷電極引線與調(diào)制器和開關(guān)電路控制單元連接；單通道多頻率超聲波換能器把調(diào)制超聲波激勵電信號轉(zhuǎn)換調(diào)制超聲波。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)制超聲波裝置，其特征在于:單通道多頻率超聲波換能器內(nèi)三個壓電陶瓷各自諧振頻率取值分別處在高頻分量(I~5MHz)、中頻分量(200~ΙΟΟΟΚΗζ)、低頻分量(20~200KHz)的頻率范圍內(nèi)，具體取值取決于所用藥物，藥物不同，取值不同；所發(fā)射調(diào)制超聲波強度范圍為0.05~lOW/cm2 ;單通道系指調(diào)制超聲波幅射方向和路徑相同。
7.權(quán)利要求1所述調(diào)制超聲波裝置所產(chǎn)生的調(diào)制超聲波在經(jīng)皮給藥方面的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:調(diào)制超聲波參數(shù)設(shè)定，包括激勵電信號波形，是脈沖波、還是連續(xù)波或者是脈沖波與連續(xù)波組合成的混合波，高頻分量(I~5MHz)、中頻分量(200~ΙΟΟΟΚΗζ)、低頻分量(20~200ΚΗζ)三個分量的頻率具體取值，三個分量的振幅或脈沖幅度和脈沖波占空比取值，調(diào)制超聲波三個分量的強度取值(強度范圍`0.05~10 ff/cm2),聞頻分量、中頻分量、低頻分量三個分量相互之間的時間間歇取值(時間間歇范圍為高頻分量周期時間的I倍至低頻分量周期時間的1000倍)；調(diào)制超聲波的高頻分量、中頻分量和低頻分量各自的持續(xù)時間，三個分量各自的持續(xù)時間范圍為調(diào)制超聲波周期2~98%，調(diào)制超聲波幅射時間取值(幅射時間范圍0.5分鐘至24小時)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:調(diào)制超聲波的高頻分量(I~5MHz)、中頻分量(200~ΙΟΟΟΚΗ`ζ)、低頻分量(20~200KHz)對經(jīng)皮給藥促滲透效應(yīng)產(chǎn)生協(xié)同作用。
【文檔編號】A61M37/00GK103861204SQ201410112423
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王安 申請人:王安