[实用新型]一种由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置，属于医疗器材中皮下无针给药装置技术领域。

背景技术

一个普通的无针注射系统采用压缩空气或弹簧产生的压力，通过微型喷孔来形成高速射流，将药物注射到入皮下组织。作为透皮给药的一种方法，喷射注射比传统的有针注射有很多优点，比如安全、方便、药物扩散吸收性好、减少针刺恐惧感，等等。但是，经过几十年的发展，一般的喷射注射技术仍然没有广泛使用。目前存在着多种原因影响着喷射注射技术的推广应用：比如喷射深度的不确定会造成注射时的偶尔疼痛和出血；由于是一次性注射，注射剂量通常不很精确；注射速度不可控制，不适合控制释放的药物输送。

为了完善现有无针注射系统，最近，美国科学家提出一种通过压电陶瓷堆来驱动的脉冲微喷射装置。给压电陶瓷堆施加电压后会进行快速扩张，推动活塞使药物从微型喷孔处形成高速射流。因为压电堆在加电压后的伸展量非常小，药物会形成很细小的射流。这种射流可以控制成刚刚透过皮肤层，形成非创伤性穿透。另外，这种装置可以通过电路来控制每次脉冲注射的剂量和注射速度，做到精确控制，克服了传统喷射注射技术的一系列问题。申请人前置申请专利“脉冲注射装置”(申请号200810063468.X)提出一种基于压电的脉冲式微给药喷射注射系统，这种系统由带有位移放大的压电脉冲推射器、带有喷孔的安瓿及药库组成。其注射工作原理为，电压脉冲信号施加在压电堆上，在脉冲信号的峰值处，压电堆伸长，经放大后推动活塞使得注射液从喷孔中喷出，在脉冲信号消失后，压电堆失压而缩短，活塞在弹簧力的作用下复位，安瓿腔体内再次注入注射液，进行第二次注射，直至将药库中的所有注射液注射完成。该装置的药库与安瓿的连接口位置设计成靠近活塞的起始位置，用来省去单向流量阀的使用。在实际操作中，这种设计带来一些问题，由于注射时安瓿往往抵住皮肤，因为安瓿前端没有大气压，会造成活塞难以回退。微型单向阀能解决这个问题，但是存在着制造成本高、难以安装的问题。在临床使用中，安瓿和药库通常是一次性使用的耗材，这样使用制造和安装成本很高的微型单向阀是不现实的。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种活塞回退方便、快速，制造成本低，注射剂量精确、注射速度可控的由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置，包括前端接口上套装有安瓿的推射装置，所述推射装置包括安装在壳体内且带有柔性伸张压电放大机构的压电堆，压电堆前端安装有外壁上套有弹簧的联接头，该联接头与安瓿的活塞推杆相连接；壳体的支架上安装有一由步进电机驱动的丝杠，丝杠上偶合有档块，且该档块上端穿过设置在壳体底端的位移开口抵挡在压电堆的后方；压电堆与步进电机由同一控制电路控制。

所述控制电路安装在壳体外。

所述档块为一锲形块。

本实用新型采用步进电机带动丝杠转动，丝杠的转动使抵挡在压电堆后方的档块向前移动，以用来补偿压电堆失压时所产生的回缩位移，使每次压电堆加压后的快速扩张能形成位移累加，这样通过多次脉冲式微量喷射来进行微喷射注射，直至将安瓿中的药液全部注射完毕，这时再通过控制电路让步进电机带动丝杠反转，丝杠的反转带动档块向后移动，直到压电堆在弹簧的弹性恢复力的作用下，退回到起始位置，同时活塞在活塞推杆的拉力作用下，也退回到起始位置。

总之，本实用新型一种由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置，活塞回退方便、快速，制造成本低，注射剂量精确、注射速度可控且容易实现。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型中带有柔性伸张压电放大机构的压电堆原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种由压电陶瓷堆驱动的微喷给药装置，包括前端接口上套装有安瓿11的推射装置，推射装置包括安装在壳体1内且带有柔性伸张压电放大机构的压电堆3，压电堆3前端安装有外壁上套有弹簧2的联接头9，该联接头9与安瓿11的活塞推杆10相连接。壳体1的支架上安装有一由步进电机5驱动的丝杠8，丝杠8上偶合有档块6，且该档块6上端穿过设置在壳体1底端的位移开口7抵挡在压电堆3的后方。为了使装置结构更为紧凑，档块6选用锲形块。压电堆3与步进电机5由同一控制电路4控制，当然，作为优选方案，控制电路4最好安装在壳体1外。

本实用新型的工作原理如下：