[发明专利]微针系统的驱动结构及微针系统

说明书

本发明公开了一种微针系统的驱动结构及微针系统，利用电活性聚合物材料在电压作用下发生应变的性质，将电活性聚合物层和底部电极设置于基材的凹槽结构内，通过电压控制电活性聚合物层的形变，从而改变覆盖在电活性聚合物层之上的上部柔性电极形状，以便挤压储液区域的液体进入微针通孔，达到驱动微泵或微阀等现有的驱动液体进入人体皮肤的效果。由于采用电压驱动电活性聚合物材料产生形变而进行驱动，可以避免由于静电力、氢键、范德华力等作用，易使诸如悬臂梁式微阀等MEMS器件结构与衬底形成牢固接触，从而使微针系统失效的问题。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种微针系统的驱动结构及微针系统。

背景技术

生物微机电系统(Bio-MEMS，Bio-Micro-Electro-Mechanical System)是将MEMS技术应用在生物医学领域的技术。其中，微针系统是Bio-MEMS中一个重要研究部分，在胰岛素等的注射上有很好的应用。微针系统等MEMS器件可用于控制药物释放的速率、浓度、时间、以及在人体释放的部位，从而在某段时间内，保持体系中活性制剂维持有效的浓度。

目前的微针系统采用机械式的微泵、微阀等结构作为驱动，例如图1为悬臂梁式微阀在开启和关闭状态的示意图，图2为V型阀在开启和关闭状态的示意图。由于静电力、氢键、范德华力等作用，易使诸如悬臂梁式微阀等MEMS器件结构与衬底形成牢固接触，从而使微针系统失效。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种微针系统的驱动结构及微针系统，用以解决现有的微针系统容易失效的问题。

因此，本发明实施例提供了一种微针系统的驱动结构，包括：

基材，所述基材具有凹槽结构；

底部电极，所述底部电极位于所述凹槽结构内；

电活性聚合物层，所述电活性聚合物层位于所述凹槽结构内且覆盖所述底部电极；所述电活性聚合物层被配置为在电压作用下发生应变；

上部柔性电极，所述上部柔性电极覆盖所述电活性聚合物层；所述上部柔性电极和所述底部电极被配置为产生所述电压。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动结构中，所述底部电极为多个，且相互间隔排列。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动结构中，所述上部柔性电极仅覆盖所述凹槽结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动结构中，所述上部柔性电极与所述凹槽结构的上表面齐平。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动结构中，所述电活性聚合物层的材料包括：导电聚合物材料。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动结构中，所述电活性聚合物层的材料包括：离子聚合物基金属复合材料。

另一方面，本发明实施例还提供了一种微针系统，包括：紧密贴合的微针结构和驱动结构；其中，

所述微针结构具有多个微针凸起，各所述微针凸起具有微针通孔；

所述驱动结构包括：具有凹槽结构的基材，位于所述凹槽结构内的底部电极，位于所述凹槽结构内且覆盖所述底部电极的电活性聚合物层，覆盖所述电活性聚合物层的上部柔性电极；所述上部柔性电极和所述底部电极被配置为产生电压；所述电活性聚合物层被配置为在所述电压作用下发生应变；

所述微针结构的微针通孔和所述驱动结构的凹槽结构之间设置有储液区域。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述微针系统中，包括：所述储液区域为一个，且与各微针通孔导通；或，所述储液区域与各所述微针凸起一一对应，且与对应的微针通孔导通。