微针给药装置及其制造方法制造方法及图纸

公开了一种微针给药装置及其制造方法。所述微针给药装置包括：微针基板，具有相对的第一表面和第二表面，包括第一表面上的实心微针的阵列以及贯穿第一基板从第二表面延伸至第二表面的微孔的阵列；药物腔体，包括在第一表面暴露的内部空间和与内部空间的底部相对的第二表面，其中微针基板的第二表面与药物腔体的第一表面结合，从而封闭内部空间；以及压电元件，与药物腔体的第二表面结合，其中，微针基板与药物腔体组成MEMS传感器。该微针给药装置使用实心微针，可以连续高效率工作，并且利用MEMS传感器实现精确的定量控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种。所述微针给药装置包括：微针基板，具有相对的第一表面和第二表面，包括第一表面上的实心微针的阵列以及贯穿第一基板从第二表面延伸至第二表面的微孔的阵列；药物腔体，包括在第一表面暴露的内部空间和与内部空间的底部相对的第二表面，其中微针基板的第二表面与药物腔体的第一表面结合，从而封闭内部空间；以及压电元件，与药物腔体的第二表面结合，其中，微针基板与药物腔体组成MEMS传感器。该微针给药装置使用实心微针，可以连续高效率工作，并且利用MEMS传感器实现精确的定量控制。【专利说明】
本专利技术涉及药物输送装置和方法，具体地，涉及。
技术介绍
药物进入人体的主要输送方式包括注射和口服。近年来，微针给药方式越来越吸引人们的关注。微针一种类似注射针头的微米级空心或实心针，用单晶硅材料、金属或高分子聚合物制作而成，直径在30?80 μ m,长度100-1000 μ m。它可以恰好穿过角质层而不触及痛觉神经，在起到促渗作用的同时又不引起痛感和皮肤损伤。 另一种无痛给药的现有技术是微喷给药，其中采用微机电系统(MEMS)技术，将单晶硅材质加工成纳米喷泵。由一体化压电元件或外接泵提供压力，在电信号的激励下可精确定量喷出微量的液体。药物通过粘膜或者透过皮肤吸收进入人体。 然而，在使用实心微针时，预先在针头上敷药再借助微针穿透表皮给药。在使用一次之后或者弃去、或者消毒后再次敷药使用，非常繁琐操作不便，无法实现连续可控的给药。 在使用空心微针时，虽然可以达到定量注射、多次使用的目的，但将微小的针头(直径30-80微米)加工为空心针管本身工艺难度较高，良品率低。由于针头非常细微，空心结构容易折断、堵塞，造成需要频繁更换。 在使用微喷给药时，只能够将药液喷射到指定位置，用于口腔或皮肤的外用药，药物仍然需要通过粘膜或者透过皮肤吸收，药物吸收速率远远低于注射或微针透皮给药。 因此，期望进一步改进无痛给药装置的使用寿命和药物吸收效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种可以定量控制、连续且高效率工作的。 根据本专利技术的一方面，提供一种微针给药装置，包括:微针基板，具有相对的第一表面和第二表面，包括第一表面上的实心微针的阵列以及贯穿第一基板从第二表面延伸至第二表面的微孔的阵列；药物腔体，包括在第一表面暴露的内部空间和与内部空间的底部相对的第二表面，其中微针基板的第二表面与药物腔体的第一表面结合，从而封闭内部空间；以及压电元件，与药物腔体的第二表面结合，其中，微针基板与药物腔体组成MEMS传感器。 优选地，所述微针给药装置还包括在微针基板的第二表面形成的MEMS传感器的固定极板，以及在药物腔体的内部空间的底部形成的MEMS传感器的可动极板。 优选地，药物腔体的底部包括中间部分以及围绕中间部分的周边部分，并且所述中间部分的厚度大于所述周边部分的厚度。 优选地，所述可动极板形成在药物腔体的底部的中间部分上。 优选地，所述微针给药装置还包括分别覆盖所述固定极板和可动极板的第一和第二绝缘层。 优选地，所述微针给药装置还包括在药物腔体的内部空间的侧壁的顶部表面形成的第一焊盘和第二焊盘、以及从第一焊盘延伸至固定极板的第一导线和第二导线、以及从第二焊盘延伸至可动极板的第三导线。 优选地，第一导线从第一焊盘延伸至内部空间的侧壁边缘，第二导线在微针基板的第二表面从其边缘延伸至固定极板。 优选地，所述微针给药装置还包括在药物腔体的侧壁上形成的与内部空间连通的管道，用于与外部的药囊连接。 根据本专利技术的另一方面，提供一种制造微针给药装置的方法，包括:在第一基板上形成实心微针的阵列；在第一基板的第一表面上形成微孔的阵列；在第一基板的第二表面上形成延伸至固定极板和第二导线；在第二基板的第一表面中形成药物腔体的内部空间；在药物腔体上形成可动极板、第一焊盘和第二焊盘、以及形成从第一焊盘向内部延伸的第一导线和从第二焊盘向内延伸至可动极板的第三导线；将微针基板的第二表面与药物腔体的第一表面相结合；以及将压电元件与药物腔体的第二表面相结合。 根据本专利技术的实施例的微针给药装置包括在微针基板上形成的实心针和微孔。实心针起到穿透表皮的功能，微孔提供药物从微针基板背面到达微针的通道，从而可以形成综合微针和微喷特点的给药装置。 优选地，所述方法还包括在第一基板的第二表面形成第一绝缘层，以覆盖第二导线位于内部空间中的部分和固定极板；以及在药物腔体的内部空间中形成第二绝缘层，以覆盖第三导线位于内部空间中的部分和可动极板。 由MEMS加工单晶硅材质而成纳米喷泵，由一体化压电元件或外接泵提供压力，在电信号的激励下可精确定量喷出微量的液体。 实心微针与微喷纳米孔径加工技术结合，产生空心微针透皮给药的效果:在实心针头对表皮进行穿孔后，微喷孔将药液喷出到穿孔区域和微针头上，随后微针再次进行穿孔，大大增加了药物的透皮效果。同时由于实心微针结构强度高不易损坏，喷孔位于微针底部并不像空心针头那样需要刺入皮肤内，也不易堵塞，所以避免了实心微针要反复敷药、空心微针损坏率高的问题。而微喷式微针的生产难度和成本仅略高于实心微针，大大低于空心微针。 创新性的利用压电元件300的形变特性，解决了在极微小的微针头部产生足够的脉冲压强，使药物能够均匀分布在透皮部位并迅速进入微针造成的微孔:以往的微针给药系统多半使用蠕动泵等设备实现输送药液的目的，但如要达到注射所需压力，泵体会比较大，体积和重量不适合病人随身携带，无法实现慢性病人如糖尿病的随时给药需求。本项目创新性的将压电元件300应用于微针针头部分，产生稳定、可控的喷射压力，完全能够满足药液注射需求，从而使整体设备有望减小到随身携带不影响活动的水平。 【专利附图】【附图说明】 通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中: 图1为根据本专利技术的实施例的微针给药装置的立体透视图； 图2为根据本专利技术的实施例的微针给药装置中的微针基板的另一个方向的立体透视图；以及 图3为根据本专利技术的实施例制造微针给药装置的方法的流程图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。 为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。 图1为根据本专利技术的实施例的微针给药装置的立体透视图。图2为根据本专利技术的实施例的微针给药装置中的微针基板的另一个方向的立体透视图。 微针给药装置包括堆叠在一起的微针基板100、药物腔体200和压电元件300。尽管为了清楚起见，在图中将三者分离示出，但应当理解，在实际使用时通过键合或粘接将三者结合在一起。在优选的实例中，微针基板100和药物腔体200均由硅组成，并且通过键合结合在一起，压电元件300由压电陶瓷组成，并且通过粘接与药物腔体200结合在一起。 微针基板100包括支撑基板110、在支撑基板110中形成的微孔120的阵列、以及在支撑基板110的表面上形成的实心微针130的阵列。在优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微针给药装置，包括：微针基板，具有相对的第一表面和第二表面，包括第一表面上的实心微针的阵列以及贯穿第一基板从第二表面延伸至第二表面的微孔的阵列；药物腔体，包括在第一表面暴露的内部空间和与内部空间的底部相对的第二表面，其中微针基板的第二表面与药物腔体的第一表面结合，从而封闭内部空间；以及压电元件，与药物腔体的第二表面结合，其中，微针基板与药物腔体组成MEMS传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晨，
申请(专利权)人：唐晨，
类型：发明
国别省市：北京;11