【摘要】：在醫(yī)學實踐中,藥物治療療效既依賴于藥物本身,也受給藥方式的影響。傳統(tǒng)的口服和注射給藥的方式,雖然操作簡單方便,但也存在著一定的問題。采用口服方式時,由于胃腸道的消化作用和肝臟的首過效應,藥物分子容易被分解,造成藥物療效降低。而且服藥后血藥濃度變化較大,會影響藥物療效的持續(xù)性;采用注射方式,雖然能避免口服方式的副作用,使得藥物療效提高,但該方法需要專業(yè)人員操作,一旦處理方法不當,便容易引起出血和感染等問題。另外,對于患有針恐懼癥的患者來說會造成精神上的折磨,甚至會引起昏厥,產(chǎn)生嚴重的后果。本論文提出的基于微針給藥和超聲波促滲的新型給藥微系統(tǒng),在給藥過程中,可以避免或者消除上述問題。皮膚角質(zhì)層的屏障作用在經(jīng)皮給藥過程中,限制了藥物溶液透過皮膚滲透進入皮下組織。而采用微針技術,能有效地穿透角質(zhì)層,并且在刺入的過程中也不會產(chǎn)生明顯的疼痛和創(chuàng)傷。而在微針經(jīng)皮給藥的基礎上采用超聲波促滲,可以提高藥物溶液在皮下組織中的滲透率和吸收率。此外,由于目前使用的超聲藥物介導裝置,大都是大而笨重的設備,給藥系統(tǒng)的小型化和微型化是一個亟待解決的問題,這對于構建方便、易攜帶的可穿戴超聲治療裝置來說非常重要。本論文提出的基于微針和超聲波促滲的新型微給藥結構,該系統(tǒng)是由帶有儲藥器的空心微針結構與MEMS電容式微超聲傳感器相結合組成的集成系統(tǒng)。其中,電容式微超聲傳感器主要用來將電能轉換成超聲能量,以促進藥物分子在表皮層和真皮層的滲透與吸收。以往的超聲波促滲方法,主要利用低頻超聲的空化效應,增加皮膚最外層角質(zhì)層的滲透率,以促進藥物透皮輸送。本文應用基于MEMS技術的微針結構直接穿透角質(zhì)層進入到表皮層和真皮層組織,超聲波主要用來促進藥物溶液在表皮層和真皮層組織中的滲透率與擴散速率,進而促進組織對藥物溶液的快速吸收。在對超聲促滲機理的分析基礎上,建立了微針給藥后藥物溶液在皮下滲透過程的模型,分析了在滲透過程中影響滲透作用效果的因素,并對影響效果進行了分析。目前,超聲促滲技術中,超聲源設備龐大笨重,阻礙了該項技術的發(fā)展。本文提出采用微超聲傳感器作為發(fā)射源。對用于發(fā)射超聲源的電容式微超聲傳感器進行了分析,通過靜力分析和模態(tài)分析、坍塌電壓分析,選取了模型的參數(shù),并將分析結果與宏觀理論模型進行對比分析,驗證了模型參數(shù)選取的合理性。此外,在已有的空化氣泡理論的基礎上,對皮下組織超聲促滲過程進行了簡化,建立了超聲空化氣泡在組織液內(nèi)的運動過程的數(shù)學物理模型。并引入相關參數(shù),通過仿真分析,得到超聲波頻率和強度對皮下超聲促滲效果的影響,確定適合進行促滲的超聲頻率和強度。最后,安排了經(jīng)皮給藥微系統(tǒng)的加工工藝流程并對其中的關鍵工藝進行了分析和討論。
【圖文】：

械技術的不斷發(fā)展，人們對于微針的研究不斷深入。最固體結構。Lin 等人在 1993 年在硅襯底上用氮化硅制造在 1998 年用金屬材料制造出了空心微針[42]。之后人們空心微針[43,44]。但大都是密度很小的同平面微針陣列。微針陣列的方法之后，人們加工出了各種異平面微針陣尖結構的研究，大都集中在圓柱形、錐形或者金字塔形膚組織時很容易被堵塞。為了避免并解決這些問題，，本有側開口結構的異平面微針陣列。，是本論文所設計的結構中所采用的微針結構。該微針平面微針，采用雙掩模技術制造出了鋒利的微針針尖，錐形微針，本論文中所采用的在微針具有很多優(yōu)點：容除此之外，側開口技術在很大程度上減少了微針插入皮而通過刻蝕停止孔，能夠很容易制造出不同長度的微針

沒有血管并且僅含有少量神經(jīng)。而更深處的真皮層不僅包含經(jīng)和血管。用微針陣列在角質(zhì)層的下方注射藥物不會引起疼，因為神經(jīng)末梢在皮膚下更深處，而大量毛細血管的存在有到血管系統(tǒng)中。皮給藥過程模型和近似限元分析法，將采用一維平板上理論模型，以模擬微針經(jīng)皮遞送過程中送過程。眾所周知，生物系統(tǒng)由多孔毛細管體和多樣、多相的中將皮膚組織處理成固體顆粒和水組成的多孔介質(zhì)。在藥物部分被組織細胞和毛細血管吸收，一部分藥物填充到組織和里，我們認為該區(qū)域的組織是‘飽和組織’。'飽和組織'和'不快速移動的移動界面分開。在組織中，移動界面沿 x 方向前進
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318

【參考文獻】

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1 苗靜;何常德;廉德欽;張慧;于佳琪;宛克敬;薛晨陽;張文棟;;基于硅晶圓鍵合工藝的MEMS電容式超聲傳感器設計[J];傳感技術學報;2012年12期

2 羅賢能;趙良舉;奉策強;蘇曉燕;張佳佳;;聲空化氣泡成長及破裂研究[J];工程熱物理學報;2011年01期

3 王京春;左文杰;高元明;葛長江;任露泉;;仿生非光滑注射器針頭注射過程接觸有限元模擬[J];吉林大學學報(工學版);2010年03期

4 李良成;張永順;李忠紅;;超聲藥物促滲設備的研制[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2009年01期

5 王京春;任露泉;趙華;叢茜;;仿生注射針具痛感試驗分析[J];吉林大學學報(工學版);2008年S2期

6 劉利斌;王偉;;四階Runge-Kutta算法的優(yōu)化分析[J];成都大學學報(自然科學版);2007年01期

7 楊芳芳;張永萍;;促進藥物透皮吸收物理方法的應用概述[J];貴陽中醫(yī)學院學報;2006年02期

8 包家立,候海峰,李紅;藥物經(jīng)皮控制釋放的物理技術[J];中國醫(yī)療器械雜志;2004年05期

9 劉冉,王曉浩,周兆英;MEMS微針陣列及其在生物醫(yī)學上的應用[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2004年03期

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本文編號：2685987