一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置制造方法
【專利摘要】一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，包括超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括超聲振蕩器、控制機構以及設置在殼體端板外側的超聲波傳輸介質層，多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括儲藥池、進液管、微型蠕動泵、出液管、進藥池和聚對二甲苯薄膜，聚對二甲苯薄膜上設置有多個一端與進藥池連通，另一端用于與皮膚接觸給藥的微針，本發(fā)明的超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，克服了現(xiàn)有的經(jīng)皮給藥裝置易引起患者過敏，給藥速度慢、給藥效果差，作用于人體不同部位時微針長度不可調(diào)造成適用范圍有限等技術問題，其給藥速度快，給藥效果好，適合推廣使用。
【專利說明】一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用超聲波振動和多孔微針結構使藥物經(jīng)皮透過部分有機體的經(jīng)皮給 藥裝置。

【背景技術】
[0002] 經(jīng)皮給藥（Transdermal Drug Delivery, TDD)是指藥物以一定速率通過皮膚吸 收進入血液循環(huán)，達到有效血藥濃度，實現(xiàn)疾病的治療或預防。隨著生物技術的發(fā)展，以多 肽、蛋白質、寡核苷酸等大分子為主的生物制劑愈來愈多，給藥途徑是生物制劑在臨床應用 中遇到的一個普遍性問題。因為生物制劑口服時很容易在肝臟和胃腸道中降解，降低生物 制劑的有效利用度；注射時又難以保持體內(nèi)穩(wěn)定的血藥濃度，頻繁注射還會給患者造成極 大的不便和痛苦。因此，經(jīng)皮給藥作為口服、注射之外的第三大給藥方式備受關注。
[0003] 與普通給藥方式相比，經(jīng)皮給藥有以下優(yōu)點： (1)避免藥物口服時可能發(fā)生的肝臟"首過效應"和胃腸道滅活，提高治療效果。
[0004] (2)控制藥物的使用劑量和釋放時間，保證體內(nèi)恒定的血藥濃度。
[0005] (3)提高用藥安全性，如發(fā)現(xiàn)不良反應，可立刻停止給藥，減少口服或肌注的危險 性。
[0006] (4)提供一種溫和的給藥方式，改善受藥者的適應性，避免了兒童見到針頭的恐懼 和受藥者因用藥方案不熟悉而造成給藥的不準確。
[0007] 現(xiàn)有技術的經(jīng)皮給藥裝置大多采用單一方式如超聲或促滲劑給藥，復合給藥僅見 于一種物理和一種化學促滲方法結合，而有關超聲導入法和其他物理促透方法的協(xié)同作用 的文獻報道較少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服現(xiàn)有的經(jīng)皮給藥裝置個別患者皮膚易過敏，給藥速度慢、給藥效果差，裝 置作用于人體不同部位時微針長度不可調(diào)造成適用范圍有限等技術問題，本發(fā)明提供一種 可加快皮膚對藥物吸收速率，減少皮膚過敏，且適用度廣的新型經(jīng)皮給藥裝置。
[0009] 本發(fā)明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥 裝置，其分成兩部分，分別是超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)。如圖所示，在超 聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)中控制單元為可以控制超聲波的頻率、照射功率和開關電源，超聲振蕩器 可以產(chǎn)生不同頻率和強度的超聲波。超聲波傳輸介質，一般為內(nèi)部裝有凝膠狀溶液的硅膠 層，多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)中包括微型蠕動泵，是出液管，藥液進藥池，聚對二甲苯薄膜，多 孔微針，是藥液儲藥池和進液管。多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)中多孔狀微針與藥液進藥池連接， 藥液進藥池與出液管的一端連接，出液管另一端與進液管在泵內(nèi)連接，進液管的另一端與 藥液儲藥池連接；所述的泵為帶電源的微型蠕動泵，蠕動泵帶動藥液在進液管與出液管之 間流動。
[0010] 有益效果： 1、本發(fā)明的超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置在裝置的兩端分別設置超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和 多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)，使用時，先通過多孔微針給藥系統(tǒng)將藥物引導、注入到有機體內(nèi)， 多棱柱狀多孔結構的微針即具有鋒利、易插入的尖端結構，又能夠通過多孔特征為藥物的 注入提供驅動力和較大的接觸面積，微針上套設微型彈簧結構的設置，能夠方便使用者根 據(jù)不同機體部位的具體結構，調(diào)節(jié)微針的適用長度，增強裝置的靈活性和給藥效果。
[0011] 超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)通過超聲波的震動使皮膚角質層的細胞間脂質松弛，將微針引 入機體的藥物順利、快速地透過組織，進入更深的部位，使藥物的吸收效率和速率成倍增 力口；兩系統(tǒng)在功能上的協(xié)同作用顯著提高了經(jīng)皮給藥的給藥效率和給藥效果，使藥物作用 更有效和持久，還可以避免傳統(tǒng)化學促滲劑引起的諸如皮膚灼傷等皮膚病的發(fā)生，最終使 藥物安全有效的透過機體，實用效果更好。
[0012] 2、本發(fā)明的裝置結構簡單、操作方便，便于控制，兩端對稱的喇叭狀結構使裝置中 部構成了一個方便手持的圓弧面，同時也有效地增大了裝置的作用面積，裝置兩端的材質 為柔性硅膠可變形材料，可隨時根據(jù)作用部位需要調(diào)節(jié)形狀，適用效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的結構示意圖； 圖2是圖1的局部放大結構示意圖； 附圖標記：1、隔板；2、腔室I ;3、腔室II ;4、超聲振蕩器；5、控制機構；6、超聲波傳輸 介質層；7、儲藥池；8、進液管；9、微型蠕動泵；10、出液管，11、進藥池，12、聚對二甲苯薄膜， 13、微針，14、微型彈簧。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】： 一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，包括一殼體，該殼體沿其長度方向的兩端均設置為 喇叭狀結構，且該兩端均設有端板，殼體沿其長度方向被其內(nèi)部設置的一塊隔板1分隔為 兩個分別設置有超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的腔室I 2和腔室II 3,所述 的超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括設置在腔室I 2內(nèi)的超聲振蕩器4、用于控制超聲振蕩器4的控制 機構5以及設置在殼體端板外側的超聲波傳輸介質層6,超聲波傳輸介質層6為內(nèi)部裝有 凝膠狀溶液的硅膠層，所述的多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括設置在腔室II 3內(nèi)的儲藥池7、進 液管8、微型蠕動泵9、出液管10、進藥池11和聚對二甲苯薄膜12,聚對二甲苯薄膜12上均 勻設置有多個一端與進藥池11連通，另一端從殼體端板伸出至腔室II 3外側的微針13,所 述的進液管8和出液管10均與微型蠕動泵9連接，用以將儲藥池7內(nèi)的藥物依次通過進液 管8、微型蠕動泵9和出液管10輸送至進藥池11內(nèi)，該進藥池11通過微針13實現(xiàn)與皮膚 的接觸給藥，所述的微針13為具有尖端的的多棱柱形結構，微針13的內(nèi)部分布有多個相互 貫通的孔隙，且微針13的外表面分布有與內(nèi)部孔隙連通的微孔，微孔的孔徑為10-60μπι， 微針13處于聚對二甲苯薄膜12與殼體端板之間的部分套設有一個微型彈簧14,微型彈簧 14的收縮用以調(diào)節(jié)微針13伸出腔室II 3外端面的長度，所述微針13伸出腔室II 3外端面 的長度范圍為0. 3-1. 2cm。所述用于構成腔室II 3的殼體端板為軟質可變形材料。
[0015] 超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的作用機理：1、熱效應：超聲波在組織中傳播會產(chǎn)生熱量，即 超聲的機械能在組織中轉變成了熱能。產(chǎn)熱的程度與超聲強度呈正相關，與超聲頻率呈負 相關；并且與組織部位對超聲的吸收性有關。超聲波能夠引起輻射部位組織的溫度升高， 使血管擴張，血流加快，從而帶走更多的熱量，組織溫度升高可以提高分子的擴散性能從而 促進藥物轉運。超聲波能量還可以傳遞到較深部組織，產(chǎn)生高熱現(xiàn)象，從而增加藥物的溶解 度和加快血流，更有利于藥物透皮吸收。2、力學效應：也稱機械作用、輻射壓作用。超聲波 的高速振動，改變皮膚層結構，使角質層脂質雙分子層在這種應力下變得無序化，增加滲透 性。介質和其他粒子在吸收超聲波能量的同時產(chǎn)生輻射聲壓。藥物分子在輻射壓力作用下 被推動穿過皮膚；同時，藥物分子與細胞膜在高速振動中產(chǎn)生沖擊波，導致藥物分子增滲。 但這種機械作用，并不是超聲波促滲的主要機制。3、對流傳遞：也稱聲微流作用，一個多孔 介質，在超聲波作用下，會使周圍微粒和液體產(chǎn)生旋轉和流動，稱作聲微流。這種聲微流能 促使藥物向皮膚、汗腺、毛囊的通道流動和轉運。這種聲微流還能產(chǎn)生切變力，降低皮膚屏 障，增加藥物的擴散性。4、空化效應：也稱空化反應、空化作用。超聲波的作用引起介質和 細胞內(nèi)氣體分子、氣泡的振動及氣泡破裂形成空隙和空囊。在皮膚內(nèi)由于細胞間、細胞內(nèi)部 中都存在著氣核，角化細胞內(nèi)含有較多量的水，水中氣泡多，都可產(chǎn)生空化作用。這樣形成 的通道，大大增加了藥物的經(jīng)皮透過。同時空化反應改變皮膚角質層、脂質的有序排列，使 藥物穿透入無序化的脂質區(qū)域形成通道，空隙可達4 μ m?？栈饔檬浅晫虢?jīng)皮給藥的 王要作用機制。
[0016] 低頻超聲波用于經(jīng)皮給藥，其影響因素主要包括超聲頻率、超聲強度、作用時間以 及物質的性質等。研究表明較低的頻率、更大輻射的強度、較長的作用時間以及更高的外置 電壓值更能促進藥物的經(jīng)皮滲透。
[0017] 超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的目的是提供一種超聲波經(jīng)皮透過裝置，該裝置使藥物安全有 效的透過皮膚。使含有活性成分的藥物從皮膚表層透過有機體，并提供了將頻率不低于 0. 5MHz的超聲波直接施用于皮膚或通過藥物施用于皮膚。本發(fā)明的超聲經(jīng)皮透過裝置經(jīng)皮 施加頻率不低于〇. 5MHz超聲波，并且向皮膚施加具有兩種或多種頻率的超聲波在機體上 產(chǎn)生了不同的作用，使藥物更有效地透過期望透過部位。因此，其透過性能比藥劑簡單施加 到皮膚上的常規(guī)情況高出數(shù)倍的效果。此外，還能避免諸如皮膚表面灼傷的皮膚病的發(fā)生， 并最終使藥物安全有效地透過有機體。
[0018] 本申請中控制單元作為超聲波照射的條件包括頻率、照射功率、開關電源之間的 周期和照射條件的至少一個因素。通過向皮膚施加具有不同頻率的超聲波，再通過相應的 超聲波在機體上產(chǎn)生了不同的作用，使藥物更有效的透過期望的透過部位變成可能。這樣， 就可以通過調(diào)節(jié)，為施加的藥物準備良好的照射條件、并最終使藥物安全有效地透過有機 體。
[0019] 多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的作用機理為：首先在泵里使得進液管和出液管相連通； 其次進液管連接上藥物儲藥池，出液管連接上藥液進藥池，密封好；然后藥液進藥池連接上 多孔微針，密封好。使用時，多孔微針刺入，泵帶動藥液儲藥池，使得其里面藥液通過進液管 進入出液管，然后由出液管進入藥液進藥池，進藥池中的藥物通過多孔微針進入生物體。
[0020] 本發(fā)明在對患者進行具體給藥使用時，首先在皮膚表面涂一層藥液然后通過多孔 微針給藥系統(tǒng)將藥物注入到有機體內(nèi)然后再用超聲給藥系統(tǒng)對注入藥的部位進行照射，這 樣可以極大地提高藥物的吸收效率和速率。
【權利要求】
1. 一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，包括一殼體，其特征在于：該殼體沿其長度方向 的兩端均設置為喇叭狀結構，且該兩端均設有端板，殼體沿其長度方向被其內(nèi)部設置的一 塊隔板（1)分隔為兩個分別設置有超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)和多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的腔室I (2)和腔室II (3)，所述的超聲經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括設置在腔室I (2)內(nèi)的超聲振蕩器（4)、用 于控制超聲振蕩器（4)的控制機構（5)以及設置在殼體端板外側的超聲波傳輸介質層（6)， 所述的多孔微針經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括設置在腔室II (3)內(nèi)的儲藥池（7)、進液管（8)、微型蠕 動泵（9 )、出液管（10 )、進藥池（11)和聚對二甲苯薄膜（12 )，聚對二甲苯薄膜（12 )上均勻設 置有多個一端與進藥池（11)連通，另一端從殼體端板伸出至腔室II (3)外側的微針（13)， 所述的進液管（8)和出液管（10)均與微型蠕動泵（9)連接，用以將儲藥池（7)內(nèi)的藥物依 次通過進液管（8 )、微型蠕動泵（9 )和出液管（10 )輸送至進藥池（11)內(nèi)，該進藥池（11)通 過微針（13)實現(xiàn)與皮膚的接觸給藥，所述的微針（13)為具有尖端的的多棱柱形結構，微針 (13)的內(nèi)部分布有多個相互貫通的孔隙，且微針（13)的外表面分布有與內(nèi)部孔隙連通的微 孔，微針（13)處于聚對二甲苯薄膜（12)與殼體端板之間的部分套設有一個微型彈簧（14)， 微型彈簧（14)的收縮用以調(diào)節(jié)微針（13)伸出腔室II (3)外端面的長度。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，其特征在于：所述的超聲 波傳輸介質層（6)為內(nèi)部裝有凝膠狀溶液的硅膠層。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，其特征在于：所述微針 (13)伸出腔室II (3)外端面的長度范圍為0. 3-1. 2cm。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，其特征在于：所述微針 (13)上微孔的孔徑為10-60 μ m。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲微針復合經(jīng)皮給藥裝置，其特征在于：所述用于構 成腔室II (3)的殼體端板為軟質可變形材料。
【文檔編號】A61M37/00GK104117138SQ201410355074
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】李萍, 雷茂生, 劉世偉, 楊曉利, 胡志剛, 陳鎮(zhèn) 申請人:河南科技大學