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集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置.pdf

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集成 陣列 閉環 胰島素 輸送 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201310039854.6

申請日:

20130201

公開號:

CN103083758A

公開日:

20130508

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A61M5/145 主分類號: A61M5/145
申請人: 杭州電子科技大學
發明人: 呂永桂,陳凱
地址: 310018 浙江省杭州市下沙高教園區2號大街
優先權: CN201310039854A
專利代理機構: 杭州求是專利事務所有限公司 代理人: 杜軍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310039854.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置。本發明包括微泵裝置、微針陣列以及連接微針陣列與微泵裝置的輸藥導管。微泵裝置包括電池蓋、電池、主控制電路板、力傳感器、伺服馬達、輸藥裝置本體、推進螺桿、儲藥器活塞、儲藥器和外接面板。本發明極大地減少了糖尿病患者的痛苦,微針陣列所采用的材料均可回收也比較方便,不會對環境造成污染。

權利要求書

1.?集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置,包括微泵裝置、微針陣列以及連接微針陣列與微泵裝置的輸藥導管,其特征在于:所述的微泵裝置包括電池蓋、電池、主控制電路板、力傳感器、伺服馬達、輸藥裝置本體、推進螺桿、儲藥器活塞、儲藥器和外接面板;在輸藥裝置本體一側的前端設有用于安裝儲藥器的卡槽,安裝儲藥器時,先將儲藥器嵌入卡槽中,然后順時針或逆時針旋轉90度,儲藥器則安全可靠地固定在輸藥裝置本體前端;在輸藥裝置本體一側的后端設有伺服馬達安裝倉,伺服馬達安裝在倉內,伺服馬達與推進螺桿相連,在推進螺桿的頭部,裝有一個儲藥器活塞,該儲藥器活塞可沿儲藥器的內腔自由滑動,在伺服馬達的尾部裝有一只力傳感器用于采集在胰島素遞送過程中的輸出力信號;在輸藥裝置本體的另一側設有電池倉,在電池倉內裝有電池,在電池倉外端設有電池蓋,用于固定電池,電池蓋與輸藥裝置本體采用螺紋連接;電池的兩端設有引出線,用于向主控制電路板供電;所述的主控制電路裝在輸藥裝置本體的中部,用于對輸藥系統進行控制;在輸藥裝置本體內,還裝有一塊外接面板,上嵌有液晶顯示器以及薄膜按鍵,液晶顯示器用于顯示相關信息,薄膜按鍵用于對輸藥參數、系統開閉進行設置;在儲藥器的頭部設有一只輸藥導管,其一端與儲藥器相連,另一端與微針陣列的封裝外殼相連。2.根據權利要求1所述的集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置,其特征在于:微針陣列鑲嵌在帶有凹腔的微針陣列封裝外殼上,微針陣列是采用微納工藝制造,在面積為1CM的基體材料上,制作40個空心微針,空心微針外徑為80?μm、內徑為30μm,長度為?400μm,空心微針頭部采用尖頂型設計。3.根據權利要求1所述的集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置,其特征在于:所述的基體材料為硅材料,凹腔材料為高分子材料。

說明書

技術領域

本發明涉及一種胰島素輸送裝置,尤其是一種集成微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置。

背景技術

糖尿病是一種常見的葡萄糖代謝和內分泌障礙繼而引起全身性代謝紊亂的慢性疾病,高血糖是其主要臨床特征。目前,臨床上絕大多數糖尿病患者注射胰島素的方式是分次注射,一般是每天注射三次,分別于餐前?20~30分鐘注射,注射部位一般是肌肉。胰島素分次注射的方式簡單方便,患者能很快自己掌握,但是經過長期的臨床觀察和總結,其缺陷也十分突出,主要表現在于:1)血糖控制不穩定,容易出現高血糖或低血糖狀況,給患者帶來痛苦和危險;2)長期的血糖不穩定,會造成糖尿病患者的癥狀逐漸加重,還可能導致各種嚴重的并發癥,危及患者的健康和生命;3)很難對胰島素精確定量給藥;4)注射時患者痛感明顯,且在社交等公共場合不方便注射。

隨著現代醫療器械產業的發展,誕生了胰島素泵。胰島素泵作為一種醫療器械,給患者帶來了方便、實用的同時不可避免的也給患者帶來了注射的痛苦。胰島素泵一般由注射針頭、導管和注射泵等組成,導管和注射泵相連,由注射針頭長期植入皮下來達到藥物釋放的目的。迄今為止,必須經過痛苦和侵襲性的注射方法才能將胰島素注入體內。由于針頭的植入帶來的一些安全問題及環境污染也是困擾糖尿病患者的一個難題,此外,由于胰島素注射劑量是事先設定的,因而并不能準確實時地根據體內血糖狀況來注射相應的劑量,因而也會造成的低血糖或高血糖。

發明內容

本發明針對現有胰島素泵的不足提供一種基于微泵與微針陣列的閉環胰島素輸送裝置,可以克服胰島素泵因針頭的植入帶來的疼痛問題、安全環保難題,也可以克服注射胰島素劑量與體內血糖狀況不吻合的問題,是一種更安全、簡潔、適用性更好的胰島素輸送裝置。

本發明胰島素輸送裝置是采用以下技術方案實現的:

本發明包括微泵裝置、微針陣列以及連接微針陣列與微泵裝置的輸藥導管。?

所述的微泵裝置包括電池蓋、電池、主控制電路板、力傳感器、伺服馬達、輸藥裝置本體、推進螺桿、儲藥器活塞、儲藥器和外接面板。

在輸藥裝置本體一側的前端設有用于安裝儲藥器的卡槽,安裝儲藥器時,先將儲藥器嵌入卡槽中,然后順時針或逆時針旋轉90度,儲藥器則安全可靠地固定在輸藥裝置本體前端。

在輸藥裝置本體一側的后端設有伺服馬達安裝倉,伺服馬達安裝在倉內,伺服馬達與推進螺桿相連,在推進螺桿的頭部,裝有一個儲藥器活塞,該儲藥器活塞可沿儲藥器的內腔自由滑動,在伺服馬達的尾部裝有一只力傳感器用于采集在胰島素遞送過程中的輸出力信號。

在輸藥裝置本體的另一側設有電池倉,在電池倉內裝有電池,在電池倉外端設有電池蓋,用于固定電池,電池蓋與輸藥裝置本體采用螺紋連接;電池的兩端設有引出線,用于向主控制電路板供電。

所述的主控制電路裝在輸藥裝置本體的中部,用于對輸藥系統進行控制。

在輸藥裝置結構本體內,還裝有一塊外接面板,上嵌有液晶顯示器以及薄膜按鍵,液晶顯示器用于顯示相關信息,薄膜按鍵用于對輸藥參數、系統開閉進行設置。

在儲藥器的頭部設有一只輸藥導管,其一端與儲藥器相連,另一端與微針陣列的封裝外殼相連。

本發明的有益效果:由于微針陣列的長度較短,只會刺入皮膚組織的表皮層,不會刺入人體皮膚組織的神經與血管,因而患者不會有痛感,這比常規的胰島素泵所使用的針頭,極大地減少了糖尿病患者的痛苦,微針陣列所采用的材料均可回收也比較方便,不會對環境造成污染。

附圖說明

圖1為胰島素微泵裝置結構示意圖;

圖2為胰島素微泵裝置A-A剖示圖;

圖3為閉環胰島素輸送裝置工作原理圖結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示,本發明包括微泵裝置、微針陣列以及連接微針陣列與微泵裝置的輸藥導管。

微泵裝置結構包括:電池蓋1、電池2、主控制電路板3、后蓋4、力傳感器5、伺服馬達6、輸藥裝置本體7、外殼固定裝置8、推進螺桿9、儲藥器活塞10、儲藥器11、輸藥導管12、外接面板15。

在輸藥裝置本體前側設有儲藥器,輸藥裝置本體前端采用了卡槽設計,安裝儲藥器時,先將儲藥器嵌入卡槽中,然后順時針或逆時針旋轉90度,儲藥器則安全可靠地固定在輸藥裝置本體前端。

在儲藥器后部設有伺服馬達安裝倉,伺服馬達安裝在倉內,由外殼固定裝置8固定,伺服馬達與推進螺桿相連,在推進螺桿的頭部,裝有一個儲藥器活塞,該活塞可沿儲藥器的內腔自由滑動,在伺服馬達的背部裝有一只力傳感器用于采集在胰島素遞送過程中的輸出力信號。

在輸藥裝置本體的另一側設有電池倉,在電池倉內裝有電池,在電池倉外端設有電池蓋,用于固定電池,電池蓋與輸藥裝置本體采用螺紋連接。電池的兩端設有引出線,用于向主控制電路板供電。

在輸藥裝置本體的中部,裝有一塊主控制電路板,用于對輸藥系統進行控制,主控制電路板對應輸藥裝置本體處設有后蓋4。

在輸藥裝置結構本體內,還裝有一塊外接面板,上嵌有液晶顯示器以及薄膜按鍵,液晶顯示器用于顯示相關信息,薄膜按鍵用于對輸藥參數、系統開閉等進行設置。

在儲藥器的頭部設有一只輸藥導管,其一端與儲藥器相連,另一端與微針陣列14的微針陣列封裝外殼13相連。

微針陣列鑲嵌在帶有凹腔的微針陣列封裝外殼上。微針陣列是采用微納工藝制造的,是一種類似注射針頭但尺寸比注射針頭小得多的微米級空心針陣列。在面積為1CM2的基體材料上,制作40個空心微針,空心微針外徑為80?μm、內徑為30μm,長度為?400μm,空心微針頭部采用尖頂型設計。基體材料是硅材料,凹腔材料可以為高分子材料,如聚四氟乙烯。

如圖3所示,工作時,將微針陣列貼于患者的皮膚某處,臂式無創血糖儀實時采集患者的體內血糖狀況,然后通過無線傳輸方式將相關參數傳至微泵系統的控制器,經控制器相應計算后,伺服電機正轉推動推進螺桿向前運動,從而推動儲藥器活塞沿儲藥器內腔向前運動,從而推動待注射的胰島素進入微針陣列封裝外殼的內腔,再經微針陣列的內孔進入人體皮膚中。伺服電機反轉帶動推進螺桿向后運動,從而使得儲藥器活塞沿儲藥器內腔向后運動,實現電機復位。

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