一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，通過在輸液器的針頭與液瓶間的輸液軟管上加入一個(gè)水平放置的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，通過驅(qū)動(dòng)裝置中與控制器相連接的電極序列，可自動(dòng)精確控制輸液器的給藥速率。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于可取代輸液器中的流速控制閥或輸液泵，對(duì)液滴的流動(dòng)速度進(jìn)行自動(dòng)化和可調(diào)節(jié)性的控制。對(duì)輸液速度和藥量的控制精確到每個(gè)液滴，方便對(duì)輸液速率進(jìn)行寬幅調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)智能化藥液輸送。
【專利說明】
一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械與微流控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]輸液器是指一種主要用于靜脈輸液的經(jīng)過無菌處理的、建立靜脈與藥液之間通道的常見的醫(yī)療器材，由靜脈針、護(hù)帽、輸液軟管、藥液過濾器、流速調(diào)節(jié)器、液瓶、瓶塞穿刺器、進(jìn)氣管空氣過濾器連接組成。流速調(diào)節(jié)器不能精確測(cè)量和控制輸液速度。
[0003]輸液栗通常是機(jī)械的控制裝置，它通過作用于輸液導(dǎo)管達(dá)到控制輸液速度的目的。主要有蠕動(dòng)控制式輸液栗，定容控制式輸液栗及針筒微量注射式輸液栗，但都是通過機(jī)械的方式通過對(duì)輸液軟管或者針筒進(jìn)行控制從而控制輸液的速率從而控制給藥量。但缺點(diǎn)是控制不足夠精確，容易因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的誤差對(duì)輸液的控制產(chǎn)生誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，可精確穩(wěn)定的控制輸液器中液滴的運(yùn)動(dòng)速率。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，設(shè)置在輸液器的液瓶與針頭間的輸液軟管上，包括上基板、下基板、電極、第一方形電極、第三方形電極、控制器和N個(gè)第二方形電極，N2 2，上基板和下基板平行設(shè)置，兩者之間形成空腔，電極設(shè)置在上基板底部，電極底部涂覆第一疏水層，上基板上設(shè)有進(jìn)藥口，進(jìn)藥口一端依次穿過上基板、電極和第一疏水層后與空腔連通，進(jìn)藥口另一端連接液瓶的輸液軟管。
[0006]所述第一方形電極、N個(gè)第二方形電極和第三方形電極依次間隔設(shè)置在下基板上，第一方形電極位于進(jìn)藥口正下方，第一方形電極、第二方形電極和第三方形電極頂部涂覆介質(zhì)層，介質(zhì)層頂部涂覆第二疏水層；出藥口位于第三方形電極中心，且出藥口一端依次穿過下基板、第三方形電極、介質(zhì)層和第二疏水層后與空腔連通，另一端連接針頭的輸液軟管，所述的第一方形電極、第二方形電極和第三方形電極分別與控制器相連。
[0007]所述第二方形電極和第三方形電極形狀、尺寸均相同，第一方形電極尺寸大于第三方形電極。
[0008]—種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，還包括兩塊側(cè)板，兩塊側(cè)板平行設(shè)置，位于上基板和下基板之間，分別與上基板和下基板固連，且將第一方形電極、第二方形電極和第三方形電極包圍。
[0009]所述側(cè)板內(nèi)壁涂覆第二疏水層。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)取代輸液器中的流速控制閥裝置，可以調(diào)節(jié)液滴的流動(dòng)速度，同時(shí)也可自動(dòng)化控制流動(dòng)速度。
[0011](2)輸液藥物的成分不受限制，可用于單一成分或多種成分的輸液藥物。
[0012](3)通過直接輸液藥物液滴的運(yùn)動(dòng)速度和輸送數(shù)量的控制，對(duì)輸液速度和藥量的控制精確到每個(gè)液滴。
[0013](4)可方便的對(duì)輸液速率進(jìn)行寬幅調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)智能化藥液輸送。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置的局部放大圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置中液滴配發(fā)的過程示意圖，其中(a)為液滴分配初始階段；(b)為產(chǎn)生液滴階段；(C)為截?cái)嘁旱坞A段；(d)為液滴分配完成階段。
【具體實(shí)施方式】
[0018]
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕效應(yīng)的數(shù)字微流控技術(shù)具體是指通過在介質(zhì)上施加電壓來改變液體在介質(zhì)表面的潤(rùn)濕性，即改變接觸角，從而對(duì)液滴的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行具體的操控的微流技術(shù)。它具有驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)、可控性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，可集成化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前數(shù)字微流領(lǐng)域內(nèi)的主流技術(shù)，在微全分析系統(tǒng)和生物工程等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
[0020]結(jié)合圖1至圖4，本發(fā)明提供了一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，通過基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的數(shù)字微流控技術(shù)，對(duì)藥物流速和流量進(jìn)行精確控制。
[0021]本發(fā)明所述的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置設(shè)置在輸液器的液瓶與針頭間的輸液軟管上，包括上基板2、下基板12、電極3、第一方形電極6、第三方形電極8、控制器和N個(gè)第二方形電極7，N2 2，上基板2和下基板12平行設(shè)置，兩者之間形成空腔10，電極3設(shè)置在上基板2底部，電極3底部涂覆第一疏水層11-1，上基板2上設(shè)有進(jìn)藥口 I，進(jìn)藥口 I一端依次穿過上基板2、電極3和第一疏水層11-1后與空腔1連通，進(jìn)藥口 I另一端連接液瓶的輸液軟管。所述的第一方形電極6、第二方形電極7和第三方形電極8分別與控制器相連，控制器控制上述電極改變電信號(hào)。
[0022]第二方形電極7和第三方形電極8形狀、尺寸均相同，第一方形電極6尺寸大于第三方形電極8，第一方形電極6、N個(gè)第二方形電極7和第三方形電極8依次間隔設(shè)置在下基板12上，第一方形電極6位于進(jìn)藥口 I正下方，第一方形電極6、第二方形電極7和第三方形電極8頂部涂覆介質(zhì)層4，介質(zhì)層4頂部涂覆第二疏水層11-2。出藥口 9位于第三方形電極8中心，且出藥口 9 一端依次穿過下基板12、第三方形電極8、介質(zhì)層4和第二疏水層11-2后與空腔10連通，另一端連接針頭的輸液軟管。
[0023]第一方形電極6作為存儲(chǔ)電極，N個(gè)第二方形電極7作為運(yùn)輸電極，第三方形電極8作為出口電極。第一方形電極6、第二方形電極7和第三方形電極8分別與驅(qū)動(dòng)電路和控制器相連，分別控制上述電極所加電壓，從而控制液滴在基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置中的運(yùn)動(dòng)。
[0024]—種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，還包括兩塊側(cè)板14，兩塊平行設(shè)置的側(cè)板14位于上基板2和下基板12之間，分別與上基板2和下基板12固連，且將第一方形電極6、第二方形電極7和第三方形電極8包圍，可有效避免外界的干擾。所述側(cè)板14內(nèi)壁涂覆第二疏水層11-2。
[0025]本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置制備工藝如下，
制作下基板12和側(cè)板14:1.在下基板12(絕緣襯底)上采用PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)、蒸鍍、濺射等工藝形成導(dǎo)電薄膜，可為鉻金屬層或氧化銦錫等化合物，通過光刻及其后的金屬刻蝕等方法形成微流驅(qū)動(dòng)電極，即第一方形電極6、第三方形電極8和第二方形電極7。
[0026]2.通過旋涂、物理濺射、化學(xué)氣相沉積等方法制備絕緣介質(zhì)層4，優(yōu)選為介電常數(shù)高、抗擊穿能力強(qiáng)的絕緣材料，如氧化鋁等。
[0027]3.通過旋涂光刻的方法，在下基板12上制備側(cè)墻14，材料采用SU8光刻膠等。
[0028]4.通過旋涂方法制備表面第二疏水層11-2，材料選用Teflon-AF或Cytop。
[0029]制作上基板2:1.上基板2(絕緣襯底)上采用PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)、蒸鍍、濺射等工藝形成導(dǎo)電薄膜(即電極3)，優(yōu)選為透光率高的薄膜層，如氧化銦錫等。
[0030]2.通過旋涂方法制備上基板2表面的第一疏水層11-1，材料選用Teflon-AF或Cytop0
[0031]上基板2、下基板12成型后通過平行對(duì)準(zhǔn)將其組合在一起最后封裝即可以完成基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置的制作。
[0032]圖4為本發(fā)明的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置在工作時(shí)的配發(fā)過程示意圖，輸液開始前，在第一方形電極6上加電壓信號(hào)，使進(jìn)入空腔10的藥液僅存儲(chǔ)在第一方形電極6范圍(圖4a)。輸液時(shí)，對(duì)第一方形電極6斷電，同時(shí)對(duì)與第一方形電極6相鄰的第二方形電極17-1和第二方形電極Π 7-2加電壓，使藥液流向第二方形電極17-1、第二方形電極Π7-2形成液柱(圖4b)，之后切斷第二方形電極17-1的電壓并接通第一方形電極6(圖4c)，截?cái)嘁褐共糠炙幰毫骰氐谝环叫坞姌O6，部分藥液在第二方形電極Π 7-2上形成單獨(dú)的液滴(圖4d)，液瓶中的藥液在重力作用下由進(jìn)藥口 I進(jìn)入第一方形電極6上方補(bǔ)充第一方形電極6上的藥液，以上完成液滴的配發(fā)過程。液滴配發(fā)完成后，依次經(jīng)第二方形電極ΙΠ7-3、第二方形電極IV7-4、第二方形電極V 7-5及第二方形電極VI7-6，運(yùn)輸至出藥口 9上方的第三方形電極8，后經(jīng)由出藥口9流入輸液軟管，完成對(duì)輸液的給藥量的精確控制。
[0033]本發(fā)明將數(shù)字微流控技術(shù)創(chuàng)新性的應(yīng)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域，通過直接輸液藥物液滴的運(yùn)動(dòng)速度和輸送數(shù)量的控制，對(duì)輸液速度和藥量的控制精確到每個(gè)液滴，且輸液藥物的成分不受限制，可用于單一成分或多種成分的輸液藥物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，設(shè)置在輸液器的液瓶與針頭間的輸液軟管上，其特征在于:包括上基板(2)、下基板(12)、電極(3)、第一方形電極(6)、第三方形電極(8)、控制器和N個(gè)第二方形電極(7)，N 2 2，上基板(2)和下基板(12)平行設(shè)置，兩者之間形成空腔(10)，電極(3)設(shè)置在上基板(2)底部，電極(3)底部涂覆第一疏水層(I 1-1)，上基板(2)上設(shè)有進(jìn)藥口(I)，進(jìn)藥口(I)一端依次穿過上基板(2)、電極(3)和第一疏水層(11-1)后與空腔(10)連通，進(jìn)藥口( I)另一端連接液瓶的輸液軟管； 所述第一方形電極(6)、N個(gè)第二方形電極(7)和第三方形電極(8)依次間隔設(shè)置在下基板(12)上，第一方形電極(6)位于進(jìn)藥口(I)正下方，第一方形電極(6)、第二方形電極(7)和第三方形電極(8)頂部涂覆介質(zhì)層(4)，介質(zhì)層(4)頂部涂覆第二疏水層(11-2);出藥口(9)位于第三方形電極(8)中心，且出藥口(9)一端依次穿過下基板(12)、第三方形電極(8)、介質(zhì)層(4)和第二疏水層(11-2)后與空腔(10)連通，另一端連接針頭的輸液軟管，所述的第一方形電極(6)、第二方形電極(7)和第三方形電極(8)分別與控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，其特征在于:所述第二方形電極(7)和第三方形電極(8)形狀、尺寸均相同，第一方形電極(6)尺寸大于第三方形電極(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，其特征在于:還包括兩塊側(cè)板(14)，兩塊側(cè)板(14)平行設(shè)置，位于上基板(2)和下基板(12)之間，分別與上基板(2)和下基板(12)固連，且將第一方形電極(6)、第二方形電極(7)和第三方形電極(8)包圍。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于介質(zhì)上電潤(rùn)濕的精確給藥輸液裝置，其特征在于:所述側(cè)板(14)內(nèi)壁涂覆第二疏水層(11 -2 )。
【文檔編號(hào)】A61M5/142GK105854117SQ201610183510
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】王偉強(qiáng), 牛嘉琦
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)