阅读说明：本技术 一种新型静电纺丝给药装置 (Novel electrostatic spinning dosing device ) 是由 冯波 石九曜 高明 赵奇 苏丹 丁想 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：一种新型静电纺丝给药装置属于给药装置技术领域,尤其涉及一种新型给药静电纺丝装置。本发明提供一种使用效果好的新型静电纺丝给药装置。本发明包括外壳、供液给药系统、气体发生装置和高压电源产生装置17,其特征在于外壳上设置有出气口10、进气口9和喷丝头14,进气口9通过气体发生装置与出气口10相连,出气口10设置在喷丝头14的外周；高压电源产生装置与喷丝头14的供电端口相连,供液给药系统与喷丝头14的给药输入端口相连。(The utility model provides a novel electrostatic spinning device of dosing belongs to the technical field of dosing, especially relates to a novel electrostatic spinning device of dosing. The invention provides a novel electrostatic spinning drug delivery device with a good using effect. The invention includes the outer cover, supplies liquid medicine feeding system, gas generator and high voltage power supply to produce the device 17, characterized by that there are air outlets 10, air inlets 9 and spinnerets 14 on the outer cover, the air inlet 9 couples to air outlet 10 through the gas generator, the air outlet 10 is set up in the periphery of the spinnerets 14; the high-voltage power supply generating device is connected with a power supply port of the spinneret 14, and the liquid supply and drug delivery system is connected with a drug delivery input port of the spinneret 14.)

一种新型静电纺丝给药装置

技术领域

本发明属于给药装置技术领域，尤其涉及一种新型给药静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是制备纳米纤维最简单高效的方法之一，与传统纳米材料制备技术相比，具有加工装置简单、原料来源广泛、纺丝成本低廉、可规模化制备等优势。近年来受到国内外的广泛研究与报道。采用静电纺丝技术加工制备的纳米纤维具有高比表面积、较大的长度/直径比以及独特的物理化学性质等优良特性，在生物组织工程、创伤辅料、过滤防护、药物缓释、柔性器件等领域展现出极大的应用潜力。静电纺丝原理非常简单，简述为：在高压电场作用下，纺丝喷头处的聚合物溶液或熔体受到静电场力的作用而喷射出去，形成射流，射流在下落过程中发生劈裂和拉伸，同时溶剂挥发，形成纳米纤维固化成型并沉积在收集极上。现有静电纺丝装置的使用效果还有待进一步提高。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种使用效果好的新型静电纺丝给药装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括外壳、供液给药系统、气体发生装置和高压电源产生装置17，其特征在于外壳上设置有出气口10、进气口9和喷丝头14，进气口9通过气体发生装置与出气口10相连，出气口10设置在喷丝头14的外周；

高压电源产生装置与喷丝头14的供电端口相连，供液给药系统与喷丝头14的给药输入端口相连。

作为一种优选方案，本发明所述供液给药系统包括为喷丝头14提供纺丝前驱液的注射器15和驱动注射器15的供液驱动部分16。

作为另一种优选方案，本发明所述供液驱动部分16采用线性驱动电机，线性驱动电机的推杆连接注射器15活塞。

作为另一种优选方案，本发明所述外壳上设置有控制线性驱动电机的推杆的前进后退按键23。

作为另一种优选方案，本发明所述注射器15通过卡槽与外壳内壁相连，注射器15上方上设置有换液盖1，换液盖1与外壳卡合连接。

作为另一种优选方案，本发明所述换液盖1上设置有可观测注射器15中纺丝前驱药剂液体的透明观测窗13。

作为另一种优选方案，本发明所述外壳上设置有红外标靶11，红外标靶11设置在喷丝头14的下方。

作为另一种优选方案，本发明所述红外标靶11的重合距离为20CM。

作为另一种优选方案，本发明所述喷丝头14采用金属毛细管喷丝头。

作为另一种优选方案，本发明所述气体发生装置采用气泵24。

作为另一种优选方案，本发明所述出气口10为多个，沿喷丝头14周向均布。

作为另一种优选方案，本发明所述外壳包括横向上壳和横向下壳，上壳与下壳中部连接有竖向中壳，上壳与下壳后部连接有竖向后壳，所述出气口10设置在上壳前端，进气口9设置在下壳前部，中壳前端设置有红外标靶启动按钮3，上壳上设置有气体发生装置的风量控制旋钮5和控制供液给药系统供液速度的控制按钮12，下壳后端设置有电源总开关21，中壳前端设置有供液给药系统启动按钮4。

作为另一种优选方案，本发明所述壳体上设置有病人导联体接口29，病人导联体接口29与高压电源产生装置17相连。

作为另一种优选方案，本发明所述外壳上设置有为高压电源产生装置17充电的充电口22。

作为另一种优选方案，本发明所述外壳上设置有充电指示灯6、8和电量报警灯7。

作为另一种优选方案，本发明所述红外标靶11和电量报警部分包括LM3914芯片U1，U1的5脚与变阻器RV1的调节端相连，RV1一端分别与电阻R3一端、电阻R2一端、U1的8脚、U1的2脚、开关SW1第一端、开关SW2第一端相连，R3另一端分别与U1的6、7脚相连，R2另一端接U1的4脚相连，RV1另一端通过电阻R1分别与U1的3脚、二极管D1阳极、二极管D2阳极、二极管D3阳极、二极管D4阳极、二极管D5阳极、二极管D6阳极、二极管D7阳极、二极管D8阳极、二极管D9阳极、二极管D10阳极、SW1第二端、U1的9脚、SW2第二端相连；

二极管D1阴极、二极管D2阴极、二极管D3阴极、二极管D4阴极、二极管D5阴极、二极管D6阴极、二极管D7阴极、二极管D8阴极、二极管D9阴极、二极管D10阴极分别与U1的10～18、1脚对应连接；

SW1第三端接12V电池BAT1负极，BAT1正极接SW1第四端；

SW2第三端接分别与二极管D11正极、二极管D12正极，D11负极和D12负极接SW2第四端。

其次，本发明所述高压电源产生装置17包括555芯片，555芯片的4脚分别与电阻R4一端、555芯片的8脚相连，R4另一端分别与开关SW1第一端、电阻R3一端、555芯片7脚、变压器TR1原边一端相连，TR1原边另一端分别与NPN三极管Q2集电极、NPN三极管Q1集电极相连，Q2发射极分别与SW1第二端、555芯片1脚、电容C2一端、电阻R2一端、TR1副边一端、电容C1一端相连；

Q2基极分别与Q1发射极、R2另一端相连，Q1基极通过电阻R1接U1的3脚，R3另一端分别与555芯片的2脚、555芯片的6脚、C2另一端相连，SW1第三端接电池BAT1正极，BAT1负极接SW1第四端；C1另一端接二极管D1阳极，D1阴极接TR1副边另一端。

另外，本发明所述供液给药系统和气体发生装置包括第一NE555芯片和第二NE555芯片，第一NE555芯片的4脚分别与电阻R1一端、第一NE555芯片的8脚、开关SW1第一端、电阻R3一端、第二NE555芯片的4脚、第二NE555芯片的8脚、二极管D6阴极、第二电机一端相连，第二电机另一端分别与D6阳极、NPN三极管Q2集电极、二极管D3阴极、开关SW2第一端相连，Q2基极通过电阻R4接第二NE555芯片的3脚，第二NE555芯片的6脚分别与第二NE555芯片的2脚、电容C4一端、变阻器RV2调节端相连，C4另一端分别与第二NE555芯片的1脚、Q2发射极、SW1第二端、第一NE555芯片的1脚、电容C1一端、NPN三极管Q1发射极相连；

RV2一端与二极管D4阳极相连，D4阴极分别与电阻R3另一端、D5二极管阳极、第二NE555芯片的7脚相连，第二NE555芯片的5脚通过电容C5接地；

第一NE555芯片的5脚通过电容C2接地，Q1的基极通过电阻R2接第一NE555芯片的3脚，Q1的集电极分别与D3阳极、SW2第二端相连，SW2第三端分别与SW2第四端、第一电机一端相连，第一电机另一端分别与SW2第五端、SW2第六端相连；

C1另一端分别与第一NE555芯片的2脚、第一NE555芯片的6脚、变阻器RV1调节端相连，RV1一端接二极管D1阳极，RV1另一端接二极管D2阴极，D1阴极分别与R1另一端、D2阳极第一NE555芯片的7脚相连；

SW1第三端接电池B1正极相连，B1负极接SW1第四端。

本发明有益效果。

本发明出气口10设置在喷丝头14的外周，出气口10排出形成定向的气流，实现了定向给药。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1：本发明装置的外观示意图。

图2：本发明装置的内部机构示意图。

图3：本发明喷丝头结构示意图。

图4：本发明装置的另一角度外观示意图。

图5：本发明电量、标靶装置电路原理图。

图6：本发明电气结构图。

图7：本发明高压模块电路原理图。

图8：本发明推进定向装置电路原理图。

图1-4中：1-换液盖；2-充电座；3-红外标靶启动按钮；4-启动按钮；5-风量调节按钮；6-充电显示绿灯；7-电量警示灯；8-充电显示红灯；9-进气口；10-出气口；11-红外标靶；12-电机推进速度控制按钮；13-透明观测窗；14-喷丝头；15-注射器；16-线性推动电机；17-高压电源产生装置；18-推动电机控制器；19-充电座电池；20-底板护罩；21-电源总开关；22-充电口；23-前进后退按键；24-微型气泵；25-输气导管；26-气泵控制器；27-金属弹片；28-出气管道；29-病人导联体接口。

具体实施方式

如图所示，本发明包括外壳、供液给药系统、气体发生装置和高压电源产生装置17，外壳上设置有出气口10、进气口9和喷丝头14，进气口9通过气体发生装置与出气口10相连，出气口10设置在喷丝头14的外周；

高压电源产生装置与喷丝头14的供电端口相连，供液给药系统与喷丝头14的给药输入端口相连。

所述供液给药系统包括为喷丝头14提供纺丝前驱液的注射器15和驱动注射器15的供液驱动部分16。

所述供液驱动部分16采用线性驱动电机，线性驱动电机的推杆连接注射器15活塞。

所述外壳上设置有控制线性驱动电机的推杆的前进后退按键23。

所述注射器15通过卡槽与外壳内壁相连，注射器15上方上设置有换液盖1，换液盖1与外壳卡合连接。

注射器15针筒的出液口链接喷丝头14。该装置在使用时，先开启枪体外壳的换液盖1，取出注射器15针筒，向注射器15针筒添加纺丝前驱药剂液体后，将注射器15针筒放回到外壳固定，然后关闭换液盖1。

所述换液盖1上设置有可观测注射器15中纺丝前驱药剂液体的透明观测窗13。

所述外壳上设置有红外标靶11，红外标靶11设置在喷丝头14的下方。本发明采用红外标靶11定位，两点重合即为有效的纺丝给药距离，重合距离为20CM，随着枪体移动可对多点进行有效纺丝给药，并且对患者伤口无接触，避免引起不必要的感染和不良反应。

所述红外标靶11的重合距离为20CM。

所述喷丝头14采用金属毛细管喷丝头。

所述气体发生装置采用气泵24。

所述出气口10为多个，沿喷丝头14周向均布。出气口10围成的圆的中心轴线和喷丝头14的中心轴线重合。

所述外壳包括横向上壳和横向下壳，上壳与下壳中部连接有竖向中壳，上壳与下壳后部连接有竖向后壳，所述出气口10设置在上壳前端，进气口9设置在下壳前部，中壳前端设置有红外标靶启动按钮3，上壳上设置有气体发生装置的风量控制旋钮5和控制供液给药系统供液速度的控制按钮12，下壳后端设置有电源总开关21，中壳前端设置有供液给药系统启动按钮4。

本发明可以通过旋钮和按钮调节纳米纺丝的相关参数，达到精确的定向给药。

风量控制旋钮5可调节气泵24(可采用配备控制器的型号为VN-T4 12V 3.2L/min12W的气泵)的出气量，以控制手持喷枪出气量处喷射的气流流速和流量，从而根据实际需要调节辅助气流，更好的实现电纺丝纤维的定向沉积。

通过控制供液给药系统供液速度的控制按钮12控制线性驱动电机推杆的推进速率，可以精确的控制注射器15活塞的运动速度，进而精确控制注射器15针筒注入毛细金属管的纺丝前驱药剂液体速率。

注射器15针筒、注射器15活塞和微型的线性驱动电机组成的供液系统非常小巧，方便手持操作，通过电机控制器控制线性驱动电机推杆的推进速率，可以精准的控制注射器15活塞的运功速度，进而精确控制注射器15针筒注入金属毛细管的纺丝前驱药剂液体的供液速率，方便调节使用。

所述壳体上设置有病人导联体接口29，病人导联体接口29与高压电源产生装置17相连。

所述外壳上设置有为高压电源产生装置17充电的充电口22。

当装置在充电过程中，枪体侧面显示红灯亮，当电量充满后，枪体侧面绿灯亮起。当使用一段时间以后，充电底座电量消耗至10%左右时，枪体外壳旁边蓝灯7亮起提示该装置应该进行充电作业。

所述红外标靶11和电量报警部分包括LM3914芯片U1，U1的5脚与变阻器RV1的调节端相连，RV1一端分别与电阻R3一端、电阻R2一端、U1的8脚、U1的2脚、开关SW1第一端、开关SW2第一端相连，R3另一端分别与U1的6、7脚相连，R2另一端接U1的4脚相连，RV1另一端通过电阻R1分别与U1的3脚、二极管D1阳极、二极管D2阳极、二极管D3阳极、二极管D4阳极、二极管D5阳极、二极管D6阳极、二极管D7阳极、二极管D8阳极、二极管D9阳极、二极管D10阳极、SW1第二端、U1的9脚、SW2第二端相连；

二极管D1阴极、二极管D2阴极、二极管D3阴极、二极管D4阴极、二极管D5阴极、二极管D6阴极、二极管D7阴极、二极管D8阴极、二极管D9阴极、二极管D10阴极分别与U1的10～18、1脚对应连接；

SW1第三端接12V电池BAT1负极，BAT1正极接SW1第四端；

SW2第三端接分别与二极管D11正极、二极管D12正极，D11负极和D12负极接SW2第四端。

D1～D10用于电量指示，随着电量减少，灯显示数量减少。

D11、D12为红外标靶，打开/关闭开关，红外标靶开闭。

所述高压电源产生装置包括555芯片，555芯片的4脚分别与电阻R4一端、555芯片的8脚相连，R4另一端分别与开关SW1第一端、电阻R3一端、555芯片7脚、变压器TR1原边一端相连，TR1原边另一端分别与NPN三极管Q2集电极、NPN三极管Q1集电极相连，Q2发射极分别与SW1第二端、555芯片1脚、电容C2一端、电阻R2一端、TR1副边一端、电容C1一端相连；

Q2基极分别与Q1发射极、R2另一端相连，Q1基极通过电阻R1接U1的3脚，R3另一端分别与555芯片的2脚、555芯片的6脚、C2另一端相连，SW1第三端接电池BAT1正极，BAT1负极接SW1第四端；C1另一端接二极管D1阳极，D1阴极接TR1副边另一端。

所述供液给药系统和气体发生装置包括第一NE555芯片和第二NE555芯片，第一NE555芯片的4脚分别与电阻R1一端、第一NE555芯片的8脚、开关SW1第一端、电阻R3一端、第二NE555芯片的4脚、第二NE555芯片的8脚、二极管D6阴极、第二电机一端相连，第二电机另一端分别与D6阳极、NPN三极管Q2集电极、二极管D3阴极、开关SW2第一端相连，Q2基极通过电阻R4接第二NE555芯片的3脚，第二NE555芯片的6脚分别与第二NE555芯片的2脚、电容C4一端、变阻器RV2调节端相连，C4另一端分别与第二NE555芯片的1脚、Q2发射极、SW1第二端、第一NE555芯片的1脚、电容C1一端、NPN三极管Q1发射极相连；

RV2一端与二极管D4阳极相连，D4阴极分别与电阻R3另一端、D5二极管阳极、第二NE555芯片的7脚相连，第二NE555芯片的5脚通过电容C5接地；

第一NE555芯片的5脚通过电容C2接地，Q1的基极通过电阻R2接第一NE555芯片的3脚，Q1的集电极分别与D3阳极、SW2第二端相连，SW2第三端分别与SW2第四端、第一电机一端相连，第一电机另一端分别与SW2第五端、SW2第六端相连；

C1另一端分别与第一NE555芯片的2脚、第一NE555芯片的6脚、变阻器RV1调节端相连，RV1一端接二极管D1阳极，RV1另一端接二极管D2阴极，D1阴极分别与R1另一端、D2阳极第一NE555芯片的7脚相连；

SW1第三端接电池B1正极相连，B1负极接SW1第四端。

第二电机为气泵电机。

金属弹片27用于夹紧注射器前端的毛细针管，使注射器中的液体进入喷丝头，金属弹片27与金属喷丝头电连接，金属弹片27通过导线与高压电源产生装置17的正极连接，通过金属弹片27将高压电源产生装置17的正极电传输给喷丝头。

下面结合附图说明本发明的工作过程。

本发明装置使用时，首先打开供液系统扣盖，将配制好的电纺丝前驱药剂液体加入到手持型喷枪的供液机构。启动红外标靶按钮，调节红外标靶11至两点重合以后即为理想纺丝距离。调节气体产生装置的出气量后启动电源开关，供液驱动部分16运作后驱动注射器15活塞前行，进气口9的气体在气体产生装置作用下通过与出气口10相连的导管进行气体输送，出气口10排出形成定向的气流，喷丝头14连接高压电源产生装置17电压输出端的正极，在电场力的作用下纺丝前驱液在喷丝头14喷射口处产生射流，喷丝头14自出气口10伸出枪体外壳，喷丝头14的喷射端口与出气口10的中心轴线相重合，纺丝前驱药剂液体射流在气流辅助作用下，定向沉积在收集极或病患伤口处，形成微纳米纤维。

本发明装置使用时，只需将手持枪口对准病患处，打开红外标靶11启动按钮3即可操作，方便使用和调节，同时在枪体前部设计了可调节输出气体结构，为手持喷枪提供辅助气流，在保持便携式的同时，提高了电防给药过程的操作性，更显著提高了电防纳米纤维的质量和产量，除此之外，本发明设计的红外标靶11能精准定位纺丝距离，达到精准给药。

本发明高压电源产生装置经电源供电后，电压输出端的正极通过导线连接喷丝头14，高压电源产生装置的负极和患者连接。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。