具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如上文所描述的，在传统的离子电渗透给药装置中，由于给药装置所提供的幅值固定的电流仅在一个方向上持续流动，因此容易导致电荷累积。过多的电荷积累一方面会导致给药区域的皮肤或者组织严重的灼伤，另一方面，持续的直流电会对皮肤产生极化作用，随着时间的推移可以输送的电流量将受限制，进而导致给药效率低下。

为了解决上述问题中的至少一个问题，以及其他潜在问题中的一个或多个问题，本公开的示例实施例提出了一种离子电渗透给药装置。该离子电渗透给药装置，包括：电源，用于产生将待渗透药剂渗透入生物体的被给药区域所需的脉冲直流电，其中电源在第一时间段产生正向脉冲直流电，以及在第二时间段产生反向脉冲直流电；介质层，用于与被给药区域接触，其中介质层包括或者附着活性剂，活性剂用于经由脉冲直流电被渗透至被给药区域；以及至少两个电极，用于接收来自电源输出的脉冲直流电，以便将所接收的脉冲直流电提供至介质层。

在上述方案中，通过利用电源在第一时间段产生正向脉冲直流电，以及在第二时间段产生反向脉冲直流电，使得离子电渗透给药装置能够通过不同时间段在方向上变化的脉冲直流电来避免因电荷累积和皮肤极化的问题，并且可以通过脉冲直流电的电流强度(电流幅值)、频率、和占空比上的变化来适应不同受试者之间的个体特性差异，从而避免药渗透不足或皮肤极化而刺激或损伤皮肤问题。因此，本公开的离子电渗透给药装置能够实现提高渗透给药效率的同时不易对被给药区域的皮肤造成伤害。

图1示出了根据本公开实施例的离子电渗透给药装置100的示意图。在该示例的离子电渗透给药装置100中，其至少包括：一个或多个电源110、介质层114、至少两个电极112-1和112-2。在一些实施例中，电渗透给药装置100还包括：用于控制电源110的电源控制装置150、通信装置160。其中电源控制装置150与电源110和通信装置160电连接。电源控制装置150用于控制电源110。通信装置160用于接收与发送离子电渗透给药相关联的数据。应当理解，离子电渗透给药装置100还可以包括未示出的组成部分和/或可以省略所示出的组成部份，本公开的范围在此方面不受限制。

关于电源110，其用于产生将待渗透药剂渗透入生物体的被给药区域所需的脉冲直流电，例如，电源110在第一时间段产生正向脉冲直流电，而在第二时间段产生反向脉冲直流电。在一些实施例中，电源110在第一时间段产生反向脉冲直流电，而在第二时间段产生正向脉冲直流电。在一些实施例中，离子电渗透给药装置100包括一个电源。在一些实施例中，离子电渗透给药装置100包括多个电源。该多个电源可以彼此串联和/或并联，以用于提供合适的电压、电流，来将待渗透药剂渗透入被给药区域。

关于介质层114，其用于与给药区域接触，其中介质层包括或者附着活性剂，该活性剂用于经由脉冲直流电被渗透至被给药区域。介质层114通常被覆盖在生物体120的被给药区域122上，并与被给药区域122的轮廓相适应。介质层114例如被设置成面膜的轮廓。在一些实施例中，介质层114包括多孔结构(未示出)和凝胶体118。凝胶体118包括被分散在凝胶体118的骨架结构中的、带有极性的、游离态的待渗透药剂130。介质层114可以具有预定电阻值。在一些实施例中，介质层114为一体式介质层，该一体式介质层与上述至少两个电极电连接。在一些实施例中，介质层114为多个彼此独立的介质层，该多个彼此独立的介质层与上述至少两个电极分别电连接。在一些实施例中，多个彼此独立的介质层例如与同一身体区域相接触，例如都用于面部给药。在一些实施例中，多个彼此独立的介质层例如分别与不同身体区域相接触，例如一个介质层用于面部给药，另一介质层用于腕部或颈部给药。

关于至少两个电极112-1和112-2，其用于接收来自电源输出的脉冲直流电，以便将所接收的脉冲直流电提供至介质层。在一些实施例中，电极包括第一电极112-1和第二电极112-2，其中第一电极112-1通过连接件111-1和导线113-1与电源110的第一端电连接，第二电极112-2通过连接件111-2和导线113-2与电源110的第二端电连接。在第一电极112-1和第二电极112-2之上，覆盖有背衬层116。

关于电极112-1和112-2与介质层114的连接方式，在一些实施例中，至少两个电极112-1和112-2被固定(例如以可拆卸的方式设置)在介质层上，并与介质层114电连接。例如，电极112-1和112-2被粘贴在介质层114上，并与介质层114电连接，而且被粘贴在介质层114上的电极112-1和112-2可以被剥离而不会对介质层114与电极112-1和112-2带来影响。例如，电极112-1和112-2可以通过相互耦合的卡扣结构以可拆卸的方式被固定在介质层114上。电极112-1和112-2也可以通过磁吸结构以可拆卸的方式被固定在介质层114上。电极112-1和112-2还可以是具有夹持结构，可以通过夹在介质层114上，进而实现电极112-1和112-2与介质层114的电连接。

关于被给药区域122，在一些实施例中，其例如是人体的局部皮肤，诸如面部皮肤、颈部皮肤等。介质层114例如被设置成面膜的轮廓。由于个体皮肤的差异(例如在水油比例、干燥程度、毛孔情况等方面存在差异)，个体皮肤的特性存在一定差异。因此，针对被给药区域的这种特性差异，本公开的离子电渗透给药装置所包括的电源产生将待渗透药剂渗透入生物体的被给药区域所需的脉冲直流电，并且该电源在第一时间段产生正向脉冲直流电，以及在第二时间段产生反向脉冲直流电。

关于待渗透药剂130，其例如而不限于是：用于缓解疼痛、治疗关节炎症或哮喘、激素调节、美容等目的的药剂。在一些实施例中，待渗透药剂130例如包括维生素C和熊果苷，或者包括维生素C和氨甲环酸。

在一些实施例中，本公开的离子电渗透给药装置100还包括凝胶体118，凝胶体118包含或附着一种或多种活性剂。

关于凝胶体118，其例如而不限于包括：基质、活性药剂和添加剂。在一些实施例中，凝胶体118例如包括以下至少一个或多个组分：聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙脂、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、明胶、海藻酸。

以下结合图2说明脉冲直流电在电流幅值、频率和占空比方面的特性。图2示出了根据本公开的实施例的脉冲直流电200的示意图。根据本公开的离子电渗透给药装置100的电源110，所提供的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比可以为预先设定的值。例如，电源110在第一时间段内所提供的正向脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比与电源110在第二时间段内所提供的反向脉冲直流电电流幅值、频率和占空比相等或者基本相等。

在一些实施例中，脉冲直流电在正向脉冲的时间段或在反向脉冲的时间段内，其电流幅值、频率和占空比或者为可调节。例如电源110在第一时间段内所提供的正向脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比可以被调节为与预先设定的值不同的另外的值。

在一些实施例中，电源110交替地产生正向脉冲直流电和反向脉冲直流电，并且电源110在第一时间段所产生的正向脉冲直流电的电量与电源110在第二时间段所产生的反向脉冲直流电的电量之间的差值小于某预定值，或者等于某预定值。例如，预定值为零。例如，预定值为0.01、0.02、0.03、…、或0.1库伦。

在一些实施例中，电源110所产生的正向脉冲直流电和反向脉冲直流电中的至少一个的频率在100 Hz至50 kHz之间。在一些实施例中，电源110所产生正向脉冲直流电和反向脉冲直流电中的至少一个的电流幅值在0.1mA至10mA之间。在一些实施例中，电源110所产生正向脉冲直流电和反向脉冲直流电中的至少一个符合：第一时间段和第二时间段中的至少一个在1秒至30分钟之间。通过控制正向脉冲直流电和反向脉冲直流电的频率、电流幅值和正反向脉冲直流电的持续时间段，保证了本公开的给药装置不仅能够使得给药装置能够匹配个体皮肤因水油比例、干燥程度、毛孔情况等方面存在差异而导致的个体皮肤间的特性差异。此外，研究表明，不同被给药成分其所在不同的正向脉冲直流电和反向脉冲直流电的频率、电流幅值和时间段的时长下的透皮效率是不同的。通常针对不同的给药目的，介质层可以包括或者附着不同的活性剂或被给药成分。通过控制正反向脉冲直流电的上述电参数有利于针对性提高透皮效率。

应当理解，图2中所示的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比仅是示例性的，并不代表处于正向脉冲的第一时间段内的电流幅值、频率和占空比与处于反向脉冲的第二时间段内的电流幅值、频率和占空比必然相等或基本相等。

图3示出了根据本公开的实施例的脉冲直流电300的示意图。离子电渗透给药装置100的电源110所提供的脉冲直流电的频率、电流幅值和占空比中的至少一种的设置与被给药区域的特征相关联，该特征可以经由测量而确定的。这是因为，脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比的选择在很大程度上取决于几个因素，包括：活性剂和介质配方、以及用户的皮肤状况。因此，随着用户皮肤状况的改变，固定的频率和占空比可能无法最佳或充分地针对所有活性剂进行皮肤渗透。例如，不同的受试者可能需要不同的时间来使皮肤去极化，使得电动驱动力中的阻力最小，从而将更好地将活性剂渗透进皮肤。

在一些实施例中，对应于正向脉冲直流电的第一时间段例如包括至少一个扫描区段，其中每一个正向扫描区段例如包括一个或多个正扫描率段。例如，第一正向扫描区段例如包括第一扫描率段、第二扫描率段、第三正扫描率段。第一扫描率段、第二扫描率段、第三扫描率段中的每一扫描率段在图3被示例为具有不同的电流幅值、频率和占空比。例如，第一正向扫描区段的第一扫描率段所示的正向脉冲直流电具有第一电流幅值的电流幅值，具有第一频率值的频率，以及具有第一占空比值的占空比；在第二扫描率段所示的正向脉冲直流电具有第二电流幅值的电流幅值，具有第二频率值的频率，以及具有第二占空比值的占空比；在第三扫描率段所示的正向脉冲直流电具有第三电流幅值的电流幅值，具有第三频率值的频率，以及具有第三占空比值的占空比。例如，在第一正向扫描区段的第一扫描率段中，包括具有两个相同电流幅值、频率和占空比的正向脉冲。第一正向扫描区段的第二扫描率段中，包括具有四个相同电流幅值、频率和占空比的正向脉冲。第一正向扫描区段的第三扫描率段中，包括具有三个相同电流幅值、频率和占空比的正向脉冲。在一些实施例中，每一段所预先设置或被调节成的电流幅值、频率值和占空比值均不相同。例如，在对应于正向脉冲的第一时间段中，经历了第一正向扫描区段的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比的正向脉冲后，再次经历了与第一正向扫描区段的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比相同的正向脉冲。应当理解，第一时间段中的第二正向扫描区段(未示出)的对应的正向脉冲可以与第一正向扫描区段的正向脉冲在电流幅值、频率和占空比上存在不同。

在一些实施例中，在对应于反向脉冲的第二时间段包括一个或多个反向扫描区段。例如，在图3所示的第一反向扫描段中，包括多个具有不同电流幅值、频率和占空比设定值的扫描率段。在第一反向扫描区段的第二扫描率段中，包括具有五个具有相同电流幅值、频率和占空比的反向脉冲。在第一反向扫描区段的第三扫描率段中，包括具有三个具有相同电流幅值、频率和占空比的反向脉冲。在一些实施例中，第一反向扫描区段的每一扫描率段所预先设置或被调节成的电流幅值、频率值和占空比值均不相同。例如，在对应于反向脉冲的第二时间段中，经历了第一反向扫描区段的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比的反向脉冲后，再次经历了与第一反向扫描区段的脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比相同的反向脉冲。

在一些实施例中，正向扫描区段或反向扫描区段中各扫描率段的脉冲直流电的电流幅值是预先设定或可调节的，即各扫描率段的脉冲所具有的电流幅值可以是不同的，也可以是相同的。在第一正向扫描区段的第一扫描率段的脉冲直流电的电流幅值小于第二扫描率段的脉冲直流电的电流幅值，也小于第三扫描率段的脉冲直流电的电流幅值。换而言之，第一扫描率段内，脉冲直流电的电流幅值保持在一个相对较小值，第二扫描率段内的脉冲直流电的电流幅值保持在一个相对中等的值，而在第三扫描率段内，脉冲直流电的电流幅值保持一个相对高的值。应当理解，脉冲直流电的电流幅值可以是逐个扫描率段递增、逐扫个描率段递减，也可以是交替增加或减少，或者以其他方式被调节。

在一些实施例中，正向扫描区段或反向扫描区段中各扫描率段的脉冲直流电的频率是预先设定或可调节的，即各扫描率段的脉冲直流电的频率可以是不同的，也可以是相同的。各扫描率段的脉冲直流电的占空比值也是预先设定或可调节的。脉冲直流电的频率或占空比可以是逐个扫描率段递增、逐扫个描率段递减，也可以是交替增加或减少，或者以其他方式被调节。在一些实施例中，第一正向扫描区段中的各种参数的绝对值可以与第一反向扫描区段中的各种参数的绝对值可以基本相同，也可以存在差异，例如在正负20％的偏差范围之内。应当理解，需要确保正反向脉冲的总电量基本相同，最好不超出正负20％的偏差范围。

图3仅是示例性地将处于正向脉冲的第一时间段划分出了第一正向扫描区段，并在第一正向扫描区段中又划分出第一扫描率段、第二扫描率段和第三扫描率段。这样示例性的划分并不一定表示第一正向扫描区段仅仅只能包括三个扫描率段(即第一扫描率段、第二扫描率段、第三扫描率)。第一时间段可以包括更多或者更少的正向扫描区段，每个正向扫描区段也可以包括更多或更少的扫描率段。类似地，第二时间也可以包括更多的反向扫描区段，每个反向扫描区段也可以包括更多或者更少的扫描率段。

以下结合图4来说明离子电渗透给药装置100的电源110在第一时间段和所述第二时间段中的至少一个中，所提供的脉冲直流的电占空比为预定值(例如为第一占空比预定值)，脉冲直流电的频率是变化的(例如在第一频率阈值与第二频率阈值之间变化)图4示出了根据本公开的实施例的脉冲直流电400的示意图。

如图4所示，在对应于正向脉冲的第一时间段中，脉冲直流电的频率变得越来越大，而占空比为一预设值；而在电源提供反向直流脉冲的第二时间，脉冲直流电的频率又从小变大，而占空比仍然为预设值。如此，脉冲直流电的频率越来越大(高)，则意味着单位时间内离子电渗透给药装置100对被给药区域的电渗透的脉冲次数越来越大，而频率变大而占空比不变，则意味着离子电渗透给药装置100单次脉冲对被给药区域的电渗透持续时间变短。

图4所示的脉冲直流电的频率的变化仅是示意性的。在一些实施例中，脉冲直流电的频率的变化并不一定是从小到大或从大到小规律性的变化，也可以是其他变化方式，例如，可以是从大到小又从小到大，也可以从小到大再从大到小。在一些实施例中，通过设置第一频率阈值与第二频率阈值，可以使频率变化的范围被预先设定，该变化范围可根据所测量的个体皮肤特性或者被给药的成分来确定。在一些实施例中，第二时间段的反向脉冲直流电的频率变化和占空比的固定值设置并不一定参照(例如等于)第一时间段的正向脉冲直流电的频率变化和占空比的固定值设置，其原则是只要保证离子电渗透给药装置100的电源110所提供的第一时间段的正向脉冲直流电的电量与第二时间段的反向脉冲直流电的电量基本相同，或者不超出预定偏差范围(例如正负20％)。

以下结合图5来说明离子电渗透给药装置100的电源110在第一时间段和所述第二时间段中的至少一个中，所提供的脉冲直流电的频率为预定值(例如为第一频率预定值)，所提供的脉冲直流电的占空比是变化的(例如在第一占空比阈值与第二占空比阈值之间变化)。图5示出了根据本公开的实施例的脉冲直流电500的示意图。

如图5所示，在第一时间段中，正向脉冲直流电的频率为预设值，正向脉冲直流电的占空比由小到大、再由大到小的变化；而在第二时间段内，反向脉冲直流电的频率亦为预设值，反向脉冲直流电的占空比由小到大、再由大到小的变化。如此，脉冲直流电的频率不变，则意味着单位时间内离子电渗透给药装置100对被给药区域的电渗透的脉冲次数不变，而频率不变而占空比变化，则意味着离子电渗透给药装置100单次脉冲对被给药区域的电渗透持续时间变长(对应占空比变大)或变短(对应占空比变小)。

应当理解，图5所示的脉冲直流电的占空比的变化仅是示意性的。在一些实施例中，占空比的变化并不一定是从小到大或从大到小规律性的变化，也可以是以其他不规律的方式变化。通过设置第一占空比阈值与第二占空比阈值，即通过设置占空比阈值的上限和下限，可以使占空比的变化的范围被预先设定，该变化范围可根据所测量的个体皮肤特性(例如皮肤敏感性)或者被给药的成分来确定。在一些实施例中，第二时间段的反向脉冲直流电的频率的预定值和占空比变化阈值的设置并不一定参照(例如等于)第一时间段的正向脉冲直流电的频率的设定值和占空比变化阈值的设置，其原则是只要保证处于正向脉冲的第一时间段的电量与处于反向脉冲的第二时间段的电量基本相同，或者不超出预定偏差范围(例如正负20％)。

以下结合图6来说明离子电渗透给药装置100的电源110在第一时间段和所述第二时间段中的至少一个中，所提供的脉冲直流的频率是变化的(例如在第一频率阈值与第二频率阈值之间变化)，脉冲直流电的占空比也是变化的(例如在第一占空比阈值与第二占空比阈值之间变化)图6示出了根据本公开的实施例的脉冲直流电600的示意图。

如图6所示，在第一时间段中，正向脉冲直流电的频率由大变小，再由小变大；占空比也由小变大，再由大变小；同样地，进入第二时间段后，反向脉冲电流的频率由大变小，再由小变大，而占空比也由小变大，再由大变小。如此，脉冲直流电的频率改变，则意味着单位时间内离子电渗透给药装置100对被给药区域的电渗透的脉冲次数改变，而此时占空比也变化，则意味着离子电渗透给药装置100单次脉冲对被给药区域的电渗透持续时间也变化。

应当理解，图6所示的脉冲直流电的频率与占空比同时的变化仅是示意性的。在一些实施例中，脉冲直流电的频率和占空比的变化并不一定是从小到大或从大到小规律性的变化，也可以是其他不规律的方式变化的。通过设置第一频率阈值与第二频率阈值、第一占空比阈值与第二占空比阈值，可以使频率和占空比的变化的范围被预先设定，该变化范围可根据所测量的个体皮肤特性(例如皮肤敏感性)或者被给药的成分来确定。在一些实施例中，第二时间段的反向脉冲直流电的频率变化和占空比的变化并不一定参照(例如等于)第一时间段的正向脉冲直流电的频率变化和占空比的变化，其原则是只要保证电源110所提供第一时间段的正向脉冲电量与第二时间段的反向脉冲，或者不超出预定偏差范围(例如正负20％)。

在一些实施例中，电流离子电渗透给药装置100中的一个或多个电极可以共享单个连续介质层。也可以分别电连接多个分立的介质层。电源110可以被配置为提供双极性脉冲直流电流，在第一时间段内，提供正向脉冲直流电，在第二时间段内，所提供电流被切换为反向脉冲直流电。为了确保电荷总量的平衡，在第一时间段内所递送的总电荷量必须与第二时间段内所递送的总电荷量的基本相同，或者不超出预定偏差范围(例如正负20％)。在一些实施例中，正向或反向脉冲直流电的持续时间可以是几秒钟或几分钟，也可以在1秒至1分钟之间，也可以是1分钟至30分钟。在一些实施例中，脉冲直流电的占空比可以是1％至100％。

在一些实施例中，为了进一步提高透皮给药效率和效果，并提供期望数量的多种不同的活性剂，相应的，可以动态地改变脉冲直流电的电流幅值、频率和占空比，以便使得介质层多包括的或者附着的多种不同的活性剂都能有在匹配的电渗透参数的双向脉冲直流的驱动下高效率地被透入给药区域的皮肤。

应当理解，本公开所述的脉冲直流电所形成的扫描可以具有线性、三角形、正弦波、指数或伪随机特点，以及扫描周期可以在10毫秒至10分钟之间被设定或变化。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。