【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械，特别涉及一种气动式微泵。
技术介绍
1、微泵作为微流体系统的“心脏”，是微流体输送的动力源，也是微流体系统发展水平的重要标志。作为一种重要的微型执行部件，微泵还可广泛应用于微型注射、药物输送系统、血液运输等领域，具有巨大的市场应用前景。
2、在医疗领域，有些患者因为特殊的原因，需要在较长时间内进行相应药物的频繁注射，以满足机体保持相应机能的稳定和健康，如对于手术病人或疼痛病人的持续镇痛，或者对于糖尿病人的胰岛素补充，给药要求是持续稳定。传统方法是医护人员或病人自己按照一定的时间间隔，使用针头注射器手动注射给药至病灶(如眼球、内耳等)，一方面会对人体组织造成伤害，另一方面难以调节给药时间和药物注射量，无法实现给药的智能化和自动化。另外，由于人体的各种生理屏障(血-迷路、血-脑、血-视网膜、泪膜、角膜等)，对于许多药物来说，全身给药可能是不可行的。全身给药还可能对身体其他器官造成不良反应，或者有些系统性疾病患者对药物有禁忌证，如糖尿病、高血压、胃溃疡的患者不能给予全身激素治疗。因而，植入式的局部给药系统受到越来越多的关注。根据药物的释放方式，局部给药可分为被动式的和主动式的。被动式的局部给药往往以载体或涂层负载的方式将固态的药物置于病灶附近，药物组分缓慢释放至靶点部位实现治疗。但被动式的局部给药难以有效控制药物的释放过程与行为，无法智能化、自动化给药。主动式的局部给药往往以动力系统输送药液至病灶，通过动力系统控制药液的流速、流量及递送过程，可达到可控、安全、智能、定制化的给药治疗目的。为满足植入需
3、微泵的类型多种多样，按其结构可分为机械式微泵和非机械式微泵。其中，非机械式微泵将非机械能转变为微流体的动能，没有任何活动部件，虽然结构简单、流量连续稳定的优点，但往往存在加工难度高、或对于流体有特殊要求(如介电、导电率、电解质)、或流量小等不足。机械式微泵依靠活动部件来传输、控制流体，包括传统机械式的以及往复膜片式(振动膜式)的。传统机械式微泵多采用弹簧、活塞或微型马达来作为驱动动力的来源，但由于弹簧或微型马达所引起的不稳定驱动力，难以同时达到快速且稳定的递送速度，且难以微型化。振动膜式微泵依靠驱动器使膜片变形，引起泵腔内体积与压力变化，从而将流体定向输送，为主要的微泵类型。振动膜式微泵按其驱动方式可分为静电驱动、压电驱动、电致动聚合物驱动(icpf)、电磁驱动、热空气驱动、相变驱动、双金属效应驱动和形状记忆合金驱动等。其中电磁驱动由于永磁铁的存在，因此在人体内药液递送时难以满足mri兼容的需求。相变驱动主要为材料在加热/冷却过程中的物质蒸发/冷凝产生体积的变化，从而驱动膜片泵送流体。热空气驱动往往还设有气腔，通过对气腔中的气体加热/冷却导致气体膨胀/收缩，从而泵送流体。
4、目前，气动式微泵的驱动方式主要有空气加热/冷却、液体蒸发/蒸气冷凝、化学反应产气(电化学、催化、光降解)。如按照理想气体处理，根据理想气体状态方程pv＝nrt，在体积固定的情况下，则空气微泵从25℃加热至100℃时的压力增加为25％，泵送流量较低。蒸发微泵的工作腔中需要容纳易挥发的液体，存在渗漏的风险，蒸气接触上端低温部分存在冷凝的可能，因而需确保整个工作腔中的温度均匀性。另外，空气和蒸发微泵上端高温气体与膜片接触，可能会导致泵送流体的变质。电化学和催化产气微泵的工作腔中同样存在液体，因而存在渗漏的风险。另外，电化学微泵的电极易腐蚀或脱落，难以确保长期泵送的可靠性。催化产气微泵随着反应物的消耗，驱动力会持续降低。光降解产气微泵的工作腔中无液体，但光响应材料需确保较高的光吸收效率，微泵需进行透光/避光设计，结构复杂，而对于植入体内时的药液递送还需另设光源部件，成本高、难度大。最后，由于电化学、催化、光降解产气微泵的化学反应均为不可逆反应，因而此类微泵仅具有泵送流体的能力，而无法自吸，即为非往复式的机械式微泵。
5、综上所述，目前的气动式微泵还存在液体渗漏、仅能泵送而无自吸、结构复杂以及长期可靠性低的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：包括泵体，所述泵体中设置有膜片，且所述膜片将泵体的泵腔隔离成液腔和气腔，所述泵体的出液口与液腔相连；所述液腔用于存储药液，所述气腔内设置有可逆热分解/热吸附的固态物质和驱动件，所述驱动件用于控制固态物质可逆的释放或吸收气体；当所述驱动件控制固态物质释放气体时，所述膜片发生形变并推动液腔内的药液向泵体的出液口方向运动；还包括设置于泵体出液口的用于限制药液从出液口回流至液腔的阀门。
2、优选地，所述液腔包括内腔和外腔，所述内腔和外腔之间设有用于限制药液从内腔流进外腔的单向阀，所述内腔与泵体的出液口相连，且所述膜片位于内腔与气腔之间。
3、优选地，所述气腔内设有用于支撑膜片的支撑件，所述支撑件对膜片朝气腔方向鼓起有限制作用。
4、优选地，所述支撑件与所述固态物质间设置有隔热件。
5、优选地，所述液腔内壁设置有亲水涂层，所述气腔内壁设置有隔热涂层。
6、优选地，所述驱动件包括驱动器，所述驱动器包括沿膜片至泵底方向依次排列的固态物质、导热件、加热件以及制冷件。
7、优选地，所述驱动件包括至少一个所述驱动器。
8、优选地，所述驱动件还包括控制器和电源，所述控制器与制冷件、加热件分别电性连接，所述电源与控制器以电性连接，用于向制冷件和加热件供电。
9、一种包括上述的气动式微泵的储药仓，所述气动式微泵位于储药仓内，用于泵送药液。
10、一种包括上述的气动式微泵的人工耳蜗系统，所述人工耳蜗系统包括储药仓，所述储药仓的出液口与气动式微泵的入液口连接，所述气动式微泵将储药仓中的药液运送至人工耳蜗的给药口。
11、本专利技术的有益效果在于：
12、1.本申请的气动式微泵驱动过程依靠固态物质释放或吸收气体，无液体渗漏的风险。
13、2.本申请的气动式微泵基于气体的加热释放和冷却吸收的可逆过程，因而兼具泵送和自吸的功能，气体的释放和吸收过程通过电路控制加热或制冷来实现，因而可以智能化控制与定制化泵送流体，且流速和流量范围宽、长期泵送的性能衰退低、驱动力足。
14、3.本申请的气动式微泵可与现有的储药仓通过接头连接或设计于储药仓中形成一体，可替代现有的具有药液递送功能的有源植入器械中的动力系统并以接头连接，还可设计成微流控芯片，结构简单、加工难度低、设计灵活、适用性广。
15、4.本申请的气动式微泵中的加热和冷却仅集中于局部区域，因而对所泵送流体的温度影响效应较小，不会导致流体中诸如药物等组分的变质或失效。
16、5.本申请的气动式微泵，未使用铁磁性材料，尤其适合于需满足磁共振兼容且具有药物递送功能的有源植入器械中的动力系统，例如人工耳蜗系统。
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1.一种气动式微泵，包括泵体，其特征在于，所述泵体中设置有膜片，且所述膜片将泵体的泵腔隔离成液腔和气腔，所述泵体的出液口与液腔相连；所述液腔用于存储药液，所述气腔内设置有可逆热分解/热吸附的固态物质和驱动件，所述驱动件用于控制固态物质可逆的释放或吸收气体；当所述驱动件控制固态物质释放气体时，所述膜片发生形变并推动液腔内的药液向泵体的出液口方向运动；还包括设置于泵体出液口的用于限制药液从出液口回流至液腔的阀门。
2.根据权利要求1所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述液腔包括内腔和外腔，所述内腔和外腔之间设有用于限制药液从内腔流进外腔的单向阀，所述内腔与泵体的出液口相连，且所述膜片位于内腔与气腔之间。
3.根据权利要求2所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述气腔内设有用于支撑膜片的支撑件，所述支撑件对膜片朝气腔方向鼓起有限制作用。
4.根据权利要求3所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述支撑件与所述固态物质间设置有隔热件。
5.根据权利要求1所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述液腔内壁设置有亲水涂层，所述气腔内壁设置有隔热涂层。p>
6.根据权利要求1所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述驱动件包括驱动器，所述驱动器包括沿膜片至泵底方向依次排列的固态物质、导热件、加热件以及制冷件。
7.根据权利要求6所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述驱动件包括至少一个所述驱动器。
8.根据权利要求6任一项所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述驱动件还包括控制器和电源，所述控制器与制冷件、加热件分别电性连接，所述电源与控制器以电性连接，用于向制冷件和加热件供电。
9.一种包括如权利要求1-8中任一项所述的气动式微泵的储药仓，其特征在于，所述气动式微泵位于储药仓内，用于泵送药液。
10.一种包括如权利要求1-8中任一项所述的气动式微泵的人工耳蜗系统，其特征在于，所述人工耳蜗系统包括储药仓和给药口，所述储药仓的出液口与气动式微泵的入液口连接，所述气动式微泵将储药仓中的药液运送至人工耳蜗的给药口。
...【技术特征摘要】
1.一种气动式微泵，包括泵体，其特征在于，所述泵体中设置有膜片，且所述膜片将泵体的泵腔隔离成液腔和气腔，所述泵体的出液口与液腔相连；所述液腔用于存储药液，所述气腔内设置有可逆热分解/热吸附的固态物质和驱动件，所述驱动件用于控制固态物质可逆的释放或吸收气体；当所述驱动件控制固态物质释放气体时，所述膜片发生形变并推动液腔内的药液向泵体的出液口方向运动；还包括设置于泵体出液口的用于限制药液从出液口回流至液腔的阀门。
2.根据权利要求1所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述液腔包括内腔和外腔，所述内腔和外腔之间设有用于限制药液从内腔流进外腔的单向阀，所述内腔与泵体的出液口相连，且所述膜片位于内腔与气腔之间。
3.根据权利要求2所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述气腔内设有用于支撑膜片的支撑件，所述支撑件对膜片朝气腔方向鼓起有限制作用。
4.根据权利要求3所述的一种气动式微泵，其特征在于，所述支撑件与所述固态物质间设置有隔热件。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金剑，胡材卡，周道民，董梦瑶，
申请(专利权)人：浙江诺尔康神经电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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