本文關(guān)鍵詞：雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2013年

雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究

潘笛站  

【摘要】：目前，綜合各種理論和臨床研究，使用胰島素泵治療糖尿病患者已是醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的首選方式。如今，市場(chǎng)上兩種胰島素泵都是機(jī)械柱塞式結(jié)構(gòu)，采用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)和螺紋傳動(dòng)模式，受到螺旋副牙距和電機(jī)運(yùn)動(dòng)精度的限制，很難做到精確調(diào)節(jié)。為了滿足胰島素高精度推注、成本、體積等多功能要求，出現(xiàn)了壓電驅(qū)動(dòng)式的微型胰島素泵。吉林大學(xué)于2006年設(shè)計(jì)出了采用四腔體、四振子串聯(lián)結(jié)構(gòu)的壓電胰島素微泵，但是由于這種泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，不易進(jìn)行大批量產(chǎn)品化生產(chǎn)，需要對(duì)其材料及結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行改進(jìn)。本文結(jié)合國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目“血糖檢測(cè)與胰島素注射微系統(tǒng)（”NO.2011AA040406）的技術(shù)要求，在微型化前提下，通過(guò)對(duì)壓電泵的各部件及其系統(tǒng)工作原理特性進(jìn)行分析，探討壓電胰島素泵樣機(jī)制作的整個(gè)流程；并對(duì)壓電式胰島素微泵產(chǎn)品樣機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制作工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及生物相容性問題進(jìn)行研究；通過(guò)分析壓電式胰島素微泵的失效模式及失效機(jī)理，找出適合于壓電泵的加工工藝與加速壽命試驗(yàn)方法。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.就有關(guān)胰島素的應(yīng)用情況進(jìn)行綜合分析與介紹：在對(duì)糖尿病患者進(jìn)行臨床的研究中，胰島素泵即“人工胰腺”的治療效果能使人體的血糖控制更精準(zhǔn)自動(dòng)化，尤其可喜的是這種治療所衍生出的癥狀也減少了六成以上，這顯然優(yōu)于傳統(tǒng)的治療方式。 2.通過(guò)分析壓電陶瓷材料的特點(diǎn)，選擇適合于壓電式胰島素微泵驅(qū)動(dòng)的壓電陶瓷片為P5型；討論了壓電振子的工作振動(dòng)模態(tài)及支撐方式，分析壓電振子基板與壓電陶瓷粘結(jié)區(qū)域的變形及金屬基板其余區(qū)域的變形并對(duì)泵腔體變形量函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并通過(guò)數(shù)值計(jì)算初步對(duì)壓電振子的彎曲變形特性進(jìn)行研究。分析表明，合適的壓電振子的基板材料為銅，基板直徑為15mm、陶瓷直徑為10mm、基板厚度為0.1mm、陶瓷厚度為0.1mm以及膠層厚度0.03mm。討論國(guó)內(nèi)外的各種金屬與非金屬的壓電泵閥材料，選擇合適的微閥材料為PET；選擇懸臂梁閥及輪式閥兩種被動(dòng)截止閥結(jié)構(gòu)作為壓電胰島素泵的流體控制元件并對(duì)所選微閥模型進(jìn)行理論分析及優(yōu)化選擇。 3.在壓電泵設(shè)計(jì)基本理論的指導(dǎo)下，研究雙腔壓電胰島素泵的工作原理及特性，再結(jié)合傳統(tǒng)的胰島素泵結(jié)構(gòu)及新式的壓電胰島素泵設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)壓電泵結(jié)構(gòu)為雙腔串聯(lián)，，并制造出壓電胰島素泵的樣機(jī)模型。在理論分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)不斷調(diào)整雙腔串聯(lián)壓電胰島素泵的各尺寸參數(shù)，最終確認(rèn)驅(qū)動(dòng)電壓為正弦波36V、200Hz；腔體高度0.06mm；閥的預(yù)緊高度0.1mm；泵的進(jìn)出口直徑為1.2mm；閥膜的厚度0.025mm；閥片與閥孔的尺寸匹配為1.1mm/0.8mm。并繪制最佳性能下的雙腔壓電胰島素泵的流量及輸出壓力隨頻率的變化曲線，確定泵輸出流量的最小分辨量為0.01U/次。 4.研究采用微精細(xì)加工等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)壓電胰島素泵整機(jī)零部件的小批量、高精度的加工制備，研究了其批量加工生產(chǎn)工藝，以期早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化過(guò)程。在壓電泵的小批量加工與裝配的工藝設(shè)計(jì)中，涉及到熱塑性塑料注塑、激光加工（包括激光焊接、激光切割、激光打標(biāo)）、點(diǎn)膠以及超聲波焊接。通過(guò)分析壓電式胰島素微泵的失效模式及失效機(jī)理，找出適合于壓電泵的加速壽命試驗(yàn)方法，為壓電胰島素泵的穩(wěn)定性、可靠性等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估提供理論基礎(chǔ)及試驗(yàn)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

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4 劉明;;二型糖尿病圍手術(shù)期應(yīng)用胰島素泵與皮下注射胰島素效果分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

5 白然;蔣召芹;王詠波;邢倩;姚俊潔;杜建玲;李昌臣;;短期胰島素泵治療初診2型糖尿病的1年后療效觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

6 吳佳麗;;胰島素的種類及應(yīng)用[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)臨床藥學(xué)專業(yè)委員會(huì)第八次學(xué)術(shù)年會(huì)暨省級(jí)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班資料匯編[C];2008年

7 侯磊;;胰島素泵在糖尿病患者治療中的應(yīng)用與護(hù)理[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

8 羅蘭;高政南;;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關(guān)因素分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

9 方英;韓楓;劉蕾;;胰島素泵的護(hù)理[A];全國(guó)第二屆糖尿病護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議論文匯編[C];2004年

10 王洪;袁春華;楊立新;高涼杰;;外科手術(shù)合并糖尿病患者圍手術(shù)期應(yīng)用胰島素泵的護(hù)理[A];全國(guó)內(nèi)科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國(guó)心臟內(nèi)、外科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國(guó)第8屆糖尿病護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國(guó)第8屆血液凈化護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議論文匯編[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 李穎;[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

2 本報(bào)記者 王雪敏;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2010年

3 徐錚奎;[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2010年

4 解放軍304醫(yī)院主任醫(yī)師、教授 馬學(xué)毅;[N];中華新聞報(bào);2000年

5 記者 潘帝同;[N];佳木斯日?qǐng)?bào);2010年

6 健康時(shí)報(bào)記者 馮麗安;[N];健康時(shí)報(bào);2009年

7 健康時(shí)報(bào)記者 趙晴晴;[N];健康時(shí)報(bào);2009年

8 記者 許琳;[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2010年

9 王建華;[N];健康報(bào);2003年

10 記者　張林軍;[N];大眾科技報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 馬斌;基于MEMS技術(shù)的胰島素集成系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 劉國(guó)君;迭片式系列微型壓電泵的設(shè)計(jì)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2006年

3 王威;大鼠下頜骨成骨細(xì)胞對(duì)格列本脲和胰島素的轉(zhuǎn)運(yùn)[D];中國(guó)人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李真;便攜式胰島素泵的可靠性分析[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2010年

2 夏添;胰島素泵硬件的設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2013年

3 王磊;胰島素泵給藥精度及安全性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 陳巖霞;低功耗技術(shù)在胰島素泵中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 潘笛站;雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

6 王顯靜;新型智能閉環(huán)胰島素泵系統(tǒng)的研究[D];青島理工大學(xué);2013年

7 趙益;胰島素泵及降糖藥對(duì)糖尿病的療效對(duì)比分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2011年

8 張玉好;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關(guān)因素分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2011年

9 孫建敏;不同時(shí)期糖尿病腎病氧化應(yīng)激水平的變化及胰島素泵治療的影響究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2013年

10 金爽;短期胰島素泵強(qiáng)化治療對(duì)不同病程2型糖尿病的療效及安全性分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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