[发明专利]一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及利用功率超声的机械效应促进药物溶解领域，具体涉及一种超声溶解加速器及加速药物溶解的方法和应用。

背景技术

医用类注射药品须溶解在生理盐水或葡萄糖溶液中后注射，才能被人体充分吸收，达到预期药效。因为溶解速度问题使一些药物在实际应用中给医生、护士带来了很大的工作量。药品溶解的现有方法有搅拌、磁力搅拌、手摇、浸渍、煮沸、水浴等。使用手摇法、水浴法等，工作量大，况且振摇等处理过程中易造成漏液或溶解不完全，耗时、耗力又耗材。水浴的效果不是很明显，而且存在使部分药物变性失效的风险。摇床等机械搅拌设备，其效率比较低；磁力搅拌需要向溶液中添加搅拌子，这对于人使用的药物而言是不合适的。

研究表明超声波具有特殊的强纵向振动、高速冲击破碎、空化效应、搅拌及加热等物理性能。超声波的强化传质效应能破坏液－固界面上的滞流层，可大大提高传质速率，它在介质(液体)中传播时，能产生强烈的冲击波和高速射流，破坏固－液、液－液及气－液界面上的滞流层，使表面更新及多相系统有效混合、分散或凝聚，具有搅拌、分散成雾、凝聚、冲击破碎等作用。这些特性与药物一般的物理性溶解方法是一致的。

目前超声波在溶解方面的应用主要在中药检验的提取，应用在注射药品的溶解中几乎没有，而传统注射药物溶解的方法的弊端越来越突出，因此迫切需要研究一种通用注射药物速溶装置以及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用。

一种超声溶解加速器，包括超声驱动电路、杯状的超声换能器以及用于盛放待溶解物质的器皿，所述器皿设置于所述超声换能器内，超声换能器与超声驱动电路相连。

所述超声驱动电路包括频率合成器、功率放大电路、反馈电路和单片机；频率合成器以及超声换能器分别与功率放大电路相连；功率放大电路通过反馈电路与单片机相连，单片机与频率合成器相连。

所述频率合成器采用DDS芯片AD9850实现频率合成。

所述反馈电路包括串联在功率放大电路末级输出端的反馈电阻，反馈电阻的一端接地，另一端与所述单片机内部的AD转换器相连，功率放大电路采用LM3886实现功率放大。

所述超声换能器的谐振频率采用以下方法进行确定：

首先通过单片机设定频率扫描的初始范围f1～f2以及暂存器temp和f，temp和f分别用于存储频率扫描过程中反馈的电压最大值和判定的谐振频率，然后以f1为起始频率，并以f2为终止频率启动第一次频率扫描，使超声换能器驱动信号的频率值在初始范围f1～f2内逐步变化，在频率扫描的同时进行反馈采集和模数转换得到反馈电路的电压，若后一个扫描频率下反馈电路的电压比前一个扫描频率下反馈电路的电压大，则用所述后一个扫描频率下反馈电路的电压更新temp，并将所述后一个扫描频率存入f，反之则保持temp和f不变，直到第一次频率扫描完成，通过多次频率扫描，将频率扫描的范围逐渐变小，并最终锁定到某一频率，多次频率扫描过程中，将上一次频率扫描结束时存入f的值作为下一次频率扫描的终止频率，将上一次频率扫描结束时对应的超声换能器驱动信号的频率作为下一次频率扫描的起始频率。

所述超声溶解加速器还包括按键键盘以及显示模块，显示模块包括显示驱动器以及与显示驱动器相连的数码管，单片机分别与按键键盘以及显示驱动器相连。

上述超声溶解加速器在加速药物溶解中的应用。

所述药物为注射剂。

一种加速药物溶解的方法，包括以下步骤：以水作为耦合介质，将水充盈于超声换能器与器皿之间，然后将溶剂以及待溶解药物放入所述器皿中，超声换能器产生的超声波透过器皿使待溶解药物加速溶解于溶剂内。

本发明的有益效果体现在：本发明提供了一条新的用于促进药物溶解的途径，相比现有促溶手段，利用功率超声的机械效应可以在更短的时间内，以更低的功耗起到更好的促溶效果，无需向药物中加入搅拌子，溶解更为均匀，且不会发生漏液以及药物变性的问题，克服了现有促溶手段的诸多不足。

进一步的，本发明采用频率合成器、功率放大器、超声换能器以及单片机和反馈电路组成闭环控制系统，不仅可以保证超声换能器稳定工作，而且可以通过调整参数方便地控制促溶过程。

进一步的，本发明通过频率扫描的方式确定超声换能器的谐振频率，频率合成器按照换能器谐振频率进行输出，以保证溶解加速器的最佳输出功率。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的工作原理示意图；