具有微针阵列的组合式给药装置的制作方法

1.本技术涉及医疗器械领域，尤其涉及具有微针阵列的组合式给药装置。


背景技术：

2.随着生物医学的迅速发展，一系列生物制剂，包括细胞因子、重组蛋白、多肽、抗体、疫苗等，已被广泛应用于临床诊疗及护肤美容等领域。为长保生物学活性，该类生物制剂通常经超低温冷冻干燥(冻干)技术处理。生物制剂经处理后称为冻干生物制剂，其呈多孔状固体粉末，可在零下20℃、4℃、甚至常温保藏，使得生物制剂的存储稳定性和转运灵活性均得到极大提升。使用时可根据需求加入适当溶剂，冻干生物制剂在极短时间内由存储状态(固相)切换至工作状态(液相)，进而以口服、注射或外敷方式加以施用。
3.冻干生物制剂包含储存、施用两方面的问题。
4.当前存储冻干生物制剂普遍采用固相和固-液结合两种方式。
5.固相存储方式最为普遍，通常是将冻干的生物制品封装于西林瓶中，在临用前以相应溶剂直接溶解，例如重组胰岛素、抗体、疫苗医用制剂通过注射器加以施用；例如多肽等护肤制剂通过外用贴敷加以施用。
6.固-液结合的储存形式以发明人了解的图1示出的双腔卡式瓶为代表。如图1所示，通过设置前、后双腔的设计，将固相冻干制剂与对应溶剂整合为一体。前腔91储存冻干生物制剂，后腔92储存对应溶剂，前腔91与后腔92在日常存储阶段以中间塞93相互隔绝。临用前操作末端推杆94和活塞95，推动后腔92内的溶剂从凹槽通道96进入前腔91，未溶解的冻干颗粒逐渐减少直至消失。再拉回推杆94。前腔91的溶液沿凹槽通道96退回后腔92，如此反复几次，使溶质彻底溶解形成工作溶液，再加以施用。
7.前种单一固相存储方式，在临用前加入溶剂时，冻干生物制剂的复溶过程暴露于空气中，难于避免细菌感染和药剂交叉污染等潜在风险。后者双腔式设计可以确保固、液混合完成于密封环境，有效降低潜在的感染风险，但是固相、液相为一体，不适用于一些最适保藏条件为0℃以下的特殊冻干制剂(例如麻疹疫苗、新冠疫苗和外泌体等)。另外双腔卡式瓶大多情况下需反复推拉注射推杆以确保制剂彻底溶解。这一过程中，活塞与侧壁摩擦形成的机械剪切力将破坏制剂溶液中的特殊生物大分子(如高分子量蛋白，长链核苷酸)和亚细胞器(如外泌体)的结构完整性，进而削弱制剂的生物学活性。再者，由于固、液双相被预先固定在一起，亦无法做到冻干制剂与溶液各自组分和剂量的随意组合与灵活切换。
8.另一方面，上述生物制剂的施用方式包括注射、口服和外敷涂抹三种方式。注射方式可突破皮下直至血管，使制剂效力最大化，但由此带来的剧痛感会显著拉低其使用的友好性；口服方式会因为人体胃肠消化影响而无法避免首过效应，其药剂真实吸收率会被显著削弱；外敷涂抹方式相对最为温和，但却受制于人体表皮结构的巨大阻力。动物皮肤自外到内由表皮、真皮及皮下组织组成，表皮外侧还有一角质层，角质层的存在虽可有效保护皮肤，防止体内组织液外渗，但同时也是外敷类药物和营养成分吸收摄入的主要屏障，尤其阻碍了蛋白、多肽、外泌体等生物大分子的通过并深入至皮下发挥效力。被阻挡的生物大分子
滞留于角质层外侧还可能引起"局部营养过剩”，进而导致细菌过度繁殖和皮肤感染。
9.新近流行的透过表皮的经皮给药方式主要包括水光针、射流注射和微针注射。
10.水光针的基本原理是利用循环负压吸起皮肤，同时多个空心微针刺入皮肤特定层次，注入营养物质或药物，随后负压消失，注射器和皮肤自动分离。水光针系统设计复杂，实操耗时较长且需经专业培训，还需依靠实时技术支持，不当操作可能会导致疼痛、瘀斑、感染、过敏、色素沉着等皮肤不良反应，设备准入门槛偏高。水光针系统涉及的设备尺寸较大，配件繁多，整体便携性不佳。上述因素限制了水光针的使用范围，仅能设置在专业医美机构内，不适合家庭日常使用。
11.射流注射(无针注射)利用弹簧、音圈电机、高压气体等动力源产生的瞬时高压使注射器内药液通过微米级喷嘴形成高速(例如》100m/s)、高压喷射流，击穿表皮实现瞬时给药。射流注射装置内部设计精密，器械构造复杂，造价高昂，距离普遍适用还有一定的距离。
12.纳米微针注射主要通过微针在皮肤表面形成纳米尺度级别孔径的微通道，使药剂得以直接穿透角质层，逐渐成为经皮给药的一种全新方式。
13.当前微针主流应用方式为电动微针装置，具体操作流程分为两步，首先将微针对准表皮目标部位，利用电力推动微针刺穿最外面的角质层，并维持刺入状态一段时间，使角质层在短时间出现并维持若干纳米级别之孔洞，为大分子护肤品制剂或药剂的透皮摄入提供临时通道。然后移除微针，在纳米孔洞复闭之前，迅速在相同部位涂抹制剂，使其通过角质层孔洞，最大程度的增加护肤制剂的透皮吸收效力。
14.例如中国专利cn110193136a公开的纳米晶片促渗仪，其利用了电动微针装置。但该装置的技术改良升级空间依旧巨大。例如，微针刺入、施药两步之间衔接不连贯，药剂等物质的透皮成功率无法有效保障。电动微针装置内部结构设计复杂，造价偏高。


技术实现要素：

15.为了解决或改善背景技术提到的至少一个问题，本技术提供了具有微针阵列的组合式给药装置。
16.该具有微针阵列的组合式给药装置包括输出部，所述输出部包括：
17.头部；
18.卡箍，所述卡箍设置于所述头部；
19.海绵底座，所述卡箍连接于所述海绵底座，所述组合式给药装置中的液体能够从所述海绵底座的一侧来到另一侧；以及
20.多个微针，所述多个微针阵列设置于所述海绵底座而形成所述微针阵列。
21.在至少一个实施方式中，所述输出部还包括沿直线延伸的身部，所述头部相对于所述身部弯折，所述头部的远离所述身部的一端的轴线与所述身部的轴线的夹角为α，且90
°
≤α≤150
°
。
22.在至少一个实施方式中，所述身部中设置有过滤器，所述组合式给药装置中的液体经过所述过滤器后能够进入所述头部。
23.在至少一个实施方式中，所述身部包括内径不同的第一身部和第二身部，所述第一身部和所述第二身部的交界位置形成阶梯结构，所述过滤器抵靠于所述阶梯结构。
24.在至少一个实施方式中，所述第二身部位于所述第一身部和所述头部之间，且所
述第二身部的内径小于所述第一身部的内径。
25.在至少一个实施方式中，所述过滤器包括滤芯，所述滤芯包括滤膜，或者由所述滤膜构成所述滤芯，
26.所述滤芯的两侧分别设置有第一胶塞和第二胶塞，所述第一胶塞和所述第二胶塞过盈设置于所述身部。
27.在至少一个实施方式中，所述过滤器中设置有网孔直径为0.22微米或0.45微米的聚醚砜滤膜，或者
28.所述过滤器中设置有网孔直径为0.45微米的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。
29.在至少一个实施方式中，所述海绵底座为椭圆形。
30.在至少一个实施方式中，所述输出部包括保护部，所述保护部密封设置于所述身部的一端。
31.在至少一个实施方式中，所述输出部包括套壳，所述套壳套设在所述卡箍的外侧。
32.在至少一个实施方式中，还包括用于储存物质的存储部，所述存储部包括：
33.溶剂部，所述溶剂部的一端设置有溶剂部第一活塞，所述溶剂部中还设置有推杆以及能够被所述推杆推动并在所述溶剂部内移动的溶剂部第二活塞；
34.溶质部，所述溶质部与所述溶剂部分体设置且能够连接到所述溶剂部，所述溶质部的一端设置有封堵体，所述溶质部中还设置有溶质部活塞，
35.在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述推杆能够依次推动所述溶剂部第二活塞、所述溶剂部第一活塞和所述溶质部活塞，
36.所述输出部与所述溶质部分体设置，所述溶质部的所述封堵体所在一端能够连接于所述输出部，所述输出部用于将所述组合式给药装置内的液体输出到所述组合式给药装置外。
37.本技术微针处设置有海绵，使得微针刺入和溶液注入连贯进行，缩短了操作时间，微针刺入与药品等物质施加更连贯。
附图说明
38.图1示出了一种双腔卡式瓶的结构示意图。
39.图2a、图2b示出了根据本技术实施方式的组合式给药装置的结构示意图。
40.图3a、图3b示出了根据本技术实施方式的组合式给药装置的溶剂部的结构示意图。
41.图4a、图4b示出了根据本技术实施方式的组合式给药装置的溶质部的结构示意图。
42.图4c示出了图4a、图4b中的组合式给药装置的溶质部的立体装配图。
43.图5a、图5b示出了根据本技术实施方式的组合式给药装置的输出部的结构示意图。
44.图5c示出了图5a、图5b中的组合式给药装置的输出部的立体装配图。
45.图6a、图6b示出了根据本技术另一种实施方式的组合式给药装置的输出部的结构示意图。
46.图6c示出了图6a、图6b中的组合式给药装置的输出部的立体装配图。
47.图6d示出了图6a、图6b中的组合式给药装置的输出部的纳米微针晶片的机构示意图。
48.图6e示出了图6a、图6b中的组合式给药装置的输出部的底盘的结构示意图。
49.图7a、图7b、图7c、图7d示出了根据本技术实施方式的组合式给药装置的操作流程图。
50.附图标记说明
51.1溶剂部；11溶剂部筒体；12溶剂部盖帽；13溶剂部第一活塞；14溶剂部第二活塞；15外螺纹；16待穿孔部；17推杆；
52.2溶质部；21溶质部筒体；211内螺纹；22溶质部盖帽；221内螺纹；23封堵体；231输出管；232盖帽；233外螺纹；24溶质部活塞；25导气孔；26导流管；261直线部；262弯折部；27内螺纹；28透气滤网；29保护膜；
53.3输出部；31头部；311外螺纹；32身部；321第一身部；3211内螺纹；322第二身部；323阶梯结构；33过滤器；331滤芯；332针头；333第一胶塞；334第二胶塞；34保护膜；35海绵底座；36微针；37卡箍；38套壳；
54.4溶剂；
55.5溶质；
56.61底盘；611液流孔；612安装孔；62纳米微针晶片；621基底；622纳米微针；63海绵；64卡箍；65套壳；
57.91前腔；92后腔；93中间塞；94推杆；95活塞；96凹槽通道。
具体实施方式
58.下面参照附图描述本技术的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本技术，而不用于穷举本技术的所有可行的方式，也不用于限制本技术的范围。
59.参见图2a、图2b、图3a、图4a、图5a和图6a，本技术实施方式提供了组合式给药装置(后面，有时简称“给药装置”)，其包括分体设置且能够连接在一起的存储部和输出部3。存储部可以包括分体设置且能够连接在一起的溶剂部1和溶质部2。溶剂部1可以用于储存溶剂4(参见图4b)。溶质部2可以用于储存溶质5且作为复溶溶质5的场所。溶质5包括但不限于冻干生物制剂。输出部3用于将溶质5复溶后形成的溶液输出到给药装置的外部，例如施加到人体。
60.示例性地，在使用给药装置前，溶剂部1、溶质部2和输出部3可以分别独立密封存放；使用时，溶剂部1、溶质部2和输出部3可以通过例如螺纹连接、卡接、倒勾连接等方式实现快速连接，组装成完整的给药装置。各部件之间的组合式使用形式使得溶质和溶液能够被分别储存在适宜的环境中，极大地丰富了冻干制剂的种类。另外还可以根据需求切换溶质5、溶剂4的类别与剂量，提高了灵活性。
61.下面依次介绍各部件。
62.《溶剂部1》
63.参见图3a、图3b，在本技术的一个实施方式中，溶剂部1包括溶剂部筒体11和溶剂部盖帽12。
64.溶剂部筒体11的一端(前端，图3a的上端)可以设置溶剂部第一活塞13，溶剂部筒体11内的中段部位可以设置溶剂部第二活塞14，溶剂部第一活塞13和溶剂部第二活塞14之间形成的密封空间可以存储溶剂4。
65.示例性地，溶剂部筒体11的内径可以为14～15毫米，长度可以为例如8厘米。溶剂部筒体11的材料优选聚丙烯、聚苯乙烯，或医用级铝合金材质。当然，本技术不限制其材料。
66.溶剂部筒体11的前端可以设置外螺纹15，外螺纹15可以用于与溶质部2的一端(后端)的内螺纹27紧密连接。当然，也可以在溶剂部筒体11的前端设置内螺纹，溶质部2的后端设置外螺纹，使其达成螺纹连接的效果。
67.在溶剂部1与溶质部2未连接时，溶剂部盖帽12可以遮盖溶剂部筒体11的前端，防止溶剂部第一活塞13被破坏。
68.溶剂部筒体11的前端的直径可以略小于溶剂部筒体11的其他部位，溶剂部盖帽12盖在溶剂部筒体11的前端后，溶剂部盖帽12的外径可以和溶剂部筒体11的前端以外的部分外径相等，当然，本技术不限于此。
69.示例性地，溶剂部盖帽12的内径可以比溶剂部筒体11的前端部位的外径多出0.5～1毫米，以使溶剂部盖帽12可以轻松盖住溶剂部筒体11的前端或从前端取下。溶剂部盖帽12的材料优选为透明医用塑料，例如聚碳酸酯或聚苯乙烯。当然，本技术不限制其材料。
70.溶剂部第一活塞13的直径可以为14～17毫米(可以多出溶剂部筒体11前端部位的内径0～3毫米)，厚度可以为3～5毫米。溶剂部第一活塞13的材质优选丁基橡胶，当然，本技术不限制其材料。溶剂部第二活塞14的材质及直径可以与溶剂部第一活塞13一致，溶剂部第二活塞14的厚度可以为5～10毫米。
71.溶剂部第一活塞13的中心位置可以设置厚度较中心以外位置更薄的待穿孔部16。例如，溶剂部第一活塞13的中心位置的3毫米半径范围为待穿孔部16，待穿孔部16可以经打磨或热熔处理，将该位置厚度缩减到1毫米或更小，便于溶质部2的导流管26刺穿(后面介绍)。
72.推杆17可以伸入溶剂部筒体11的另一端(后端，图3a下端)，可以推动推杆17、溶剂部第二活塞14，将溶剂注入溶质部2(后面介绍)。推杆17的长度可以为11～13厘米(可以较溶剂部筒体11长度多出3～5厘米)。推杆17上可以蚀刻刻度，用以精确指示溶剂注入剂量。推杆17的材料优选医用级铝合金材质或镀铝聚丙烯。当然，本技术不限制其材料。
73.《溶质部2》
74.参见图4a、图4b、图4c，在本技术的一个实施方式中，溶质部2包括溶质部筒体21和溶质部盖帽22。
75.溶质部筒体21的外径可以与溶剂部筒体11的外径相同。溶质部筒体21的内径可以与溶剂部筒体11的内径相同。
76.溶质部筒体21的一端(前端，图4a上端)可以设置封堵体23，溶质部筒体21的中段部位可以设置溶质部活塞24，封堵体23和溶质部活塞24形成的密封空间可以存储溶质5，例如存储冻干生物制剂。当然，图4a、图4b、图4c只是示意性地说明溶质5所在的位置。
77.溶质部筒体21的前端可以设置内螺纹211，封堵体23可以设置外螺纹233，封堵体231可以与溶质部筒体21的前端通过螺纹连接在一起。
78.封堵体23可以部分地连接于溶质部筒体21，使得封堵体23部分地凸出于溶质部筒
体21。溶质部盖帽22可以具有内螺纹221，使得溶质部盖帽22可以螺纹连接于封堵体23。在不设置溶质部盖帽22时，封堵体23凸出于溶质部筒体21的部分可以连接于输出部3。
79.封堵体23可以为筒式结构，同时封堵体23的一端(前端，图4c的上端)的中心处设置有输出管231和盖帽232。在封堵体23连接于输出部3后，药品等物质可以从输出管231去往输出部3(后面介绍)。输出管231可以为沿远离封堵体23的方向直径越来越小的直径渐变管，其管口处设置盖帽232。盖帽232可以为厚度为1毫米的铝塑膜，便于输出部3的针头332刺穿(后面介绍)。封堵体23的另一端(后端，图4c的下端)开放。
80.溶质部活塞24的外径可以比溶质部筒体21的内径大1～2毫米。溶质部活塞24的材料可以为耐低温的医用硅橡胶。当然，本技术不限制其材料。
81.参见图4a、图4c示出的溶质部活塞24处的截面图，溶质部活塞24中可以设置倾斜(例如倾斜45
°
)的导气孔25。导气孔25的倾斜可以降低溶质5通过导气孔25下漏的可能性。导气孔25的直径可以为1毫米。
82.溶质部活塞24的中心位置可以设置导流管26。导流管26的形状可以为“j”型，导流管26可以具有直线部261和弯折部262。直线部261可以朝向溶质部筒体21的后端延伸。在溶质部2与溶剂部1连接后，直线部261可以穿透溶剂部第一活塞13的待穿孔部16，使得溶剂4能够经由导流管26来到溶质部2的溶质5的存储位置，使溶质5复溶。导流管26的端部可以楔形斜切，提高刺穿效果。
83.弯折部262弯折的构形能够降低冻干生物制剂沿导流管26落往其他位置的可能性，避免溶质5意外损失。
84.导流管26的内径可以为3～4毫米，外径可以为3.5～5毫米，管壁厚度可以为0.5～1毫米。导流管26的材料优选聚丙烯或聚苯乙烯，当然，本技术不限制其材料。
85.溶质部筒体21的后端设置有内螺纹27，内螺纹27用于连接溶剂部筒体11的前端的外螺纹15，使得溶质部筒体21和溶剂部筒体11能够连接在一起。
86.溶质部筒体21的侧壁开设有开口，开口处设置有透气滤网28。更进一步地，在溶质部2的轴向上，透气滤网28可以设置在溶质部活塞24与溶质部筒体21的内螺纹27之间。
87.当溶剂从导流管26进入溶质部活塞24与封堵体23之间时，溶质部活塞24与封堵体23之间原有的气体受到挤压会经导气孔25排出，再经透气滤网28被彻底转移出给药装置。
88.透气滤网28的材料可以包括聚四氟乙烯(ptfe)或疏水性聚偏二氟乙烯(pvdf)。此两种滤膜均具有表面光滑，透气不透水之特性，可保证气体通过的同时有效阻挡液体外流。其中，网孔的孔径(直径)可以为0.22微米或0.45微米。0.22微米或0.45微米为生物医学领域主流过滤除菌的孔径标准，可有效防止绝大部分外部微生物的进入。
89.溶质部筒体21的后端可以设置保护膜29。保护膜29可以为铝塑膜，用于在储存溶质部2时遮盖溶质部筒体21的后端开口以及透气滤网28。
90.参见图4c，示例性地，溶质5的封装过程如下所示。
91.步骤1：将保护膜29封盖于溶质部筒体21的后端；
92.步骤2：在溶质部筒体21中加入一定质量的溶质5；
93.步骤3：将封堵体23的一端连接于溶质部筒体21，使得溶质5被密封；
94.步骤4：用溶质部盖帽22盖在封堵体23的另一端。
95.《输出部3》
96.参见图5a、图5b、图5c，在本技术的一个实施方式中，输出部3包括微针阵列，其可以用于医用创面修复、深层透皮摄入等使用场景。参见图6a、图6b、图6c、图6d，在本技术的另一个实施方式中，输出部3包括纳米微针晶片，其可以用于外泌体、多肽等冻干制剂浅层透皮摄入的医美以及医用表皮修复等场景。
97.在本技术的另一个实施方式中，输出部3可以为用于细胞治疗的一次性医用注射针头(图中未示出)。
98.鉴于输出部3与溶质部2之间的分体设置且可连接的设置方式，可以方便地选择并安装输出部1，进而使给药装置能够应对更多的工作场景。
99.参见图5a至图6e，输出部3整体呈“j”形，其包括弯折的头部31和沿直线延伸的身部32。
100.身部32包括内径不同的第一身部321和第二身部322。第一身部321的内径与溶质部筒体21的内径可以相同，第一身部321可以设置内螺纹3211，内螺纹3211能够与封堵体23的前端的外螺纹233连接，使得溶质部2与输出部3能够组装。
101.参见图5c，第一身部321与第二身部322的内径可以不同，第二身部322与第一身部321的交界处形成阶梯结构323。示例性地，第二身部322的内径可以为10～11毫米。
102.身部32内可以设置一个过滤器33。过滤器33中设置有0.22微米或0.45微米孔径的聚醚砜滤膜，或者0.45微米孔径的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。
103.参见图5a和图5c，过滤器33可以包括滤芯331及连接于滤芯331的针头332。滤芯331可以抵靠在阶梯结构323处。上述滤膜可以设置在该滤芯331中，或者滤膜构成滤芯331。针头332可以包括设置在滤芯331两侧的分体的两部分结构或为仅设置在一侧(如图5a下侧)的一个结构。针头332的朝向第二身部322的一端(也称入液端)可以进行斜切，使其锐化，便于刺破溶质部2的盖帽232。
104.参见图5c，滤芯331的两侧面可紧密贴合地设置第一胶塞333、第二胶塞334，形成胶塞-过滤器组合体。第一胶塞333的直径可以大于第一身部321的内径，第二胶塞334的直径可以大于第二身部322的内径，过滤器33的滤芯331的直径可以为13毫米，大于第二身部322的内径。第一身部321的内径可以大于第二身部322的内径，使得滤芯331抵靠在阶梯结构323后，能够受到朝向入液端的支持力，使过滤器33的位置更稳定。当然，第一胶塞333和第二胶塞334中可以设置有通孔，使得针头332能够穿过胶塞而直接与滤芯331接触。液体经过入液端处的针头332能够进入滤芯331进行过滤，而后从滤芯331的另一侧的针头结构进入第二身部322。
105.上述部件的尺寸位置关系使过滤器33可以牢固地固定在阶梯结构323处，避免过滤器33在日常运输过程中发生位移，在装置操作过程中，避免过滤器33在推杆17、液体的推力作用下发生位移。
106.输出部3的第一身部321所在一端可以密封设置保护部进行密封保护。保护部可以为保护膜34、端盖、胶塞等。示例性地，保护膜34可以为铝塑膜。
107.头部31的远离身部32的一端(前端)的轴线与身部32的轴线的夹角α可以为90
°
≤α≤150
°
，或为其他角度。优选为90
°
，增加握持操作的舒适感。
108.头部31的前端可以设置外螺纹311，用于连接其他部件(后面介绍)。
109.参见图5a、图5b、图5c，在本技术的一个实施方式中，头部31的前端设置有海绵底
座35、微针36、具有内螺纹的卡箍37和套壳38。
110.海绵底座35整体上可以为椭圆形，其短轴可以为2～3厘米，长轴可以为4～5厘米，以方便贴合眼角等皮肤区域。当然，海绵底座35还可以为圆形等其他形状。海绵底座35可以为硬质聚乙烯醇医用级微孔海绵，液体可以从海绵底座35的一侧来到另一侧。
111.多个微针36阵列地设置在海绵底座35上，组合成微针阵列。卡箍37连接固定于海绵底座35的外侧。卡箍37具有内螺纹，卡箍37可凭借其内螺纹连接于头部31的前端的外螺纹311，使得海绵底座35、微针36固定在头部31的前端。
112.套壳38用于保护微针，在给药装置不工作时(输出部3不对外输出溶液时)，套壳38可以盖在卡箍37的外侧。套壳38的材料可以为聚碳酸酯，当然，本技术不限制其材料。
113.参见图6a、图6b、图6c，在本技术的另一个实施方式中，输出部3的头部31的前端设置有底盘61、纳米微针晶片62、海绵63、具有内螺纹的卡箍64和套壳65。
114.底盘61的材料可以为聚丙烯。底盘61上可以设置用于液体穿过底盘61来到海绵63的液流孔611和用于安装纳米微针晶片62的安装孔612。液流孔611可以为直径为1～2毫米的孔。底盘61整体上可以为椭圆形，其短轴可以为2～3厘米，长轴可以为4～5厘米，以方便贴合眼角等皮肤区域。当然，底盘61的截面还可以为圆形等其他形状。
115.输出部3可以包括多个纳米微针晶片62，多个纳米微针晶片62固定于底盘61。参见图6d，纳米微针晶片62可以包括基底621和设置于基底621上的纳米微针622。基底621的底面可以为正方形、三角形或其他形状，边长可以为3毫米。基底621上布设例如40
×
40的微针622组成阵列。纳米微针622的有效高度可以为100～200微米，底部边长可以为500～800纳米。根据溶剂4尺寸不同，针尖的尺寸可以不同。例如纳米微针622的针尖的尺寸(例如针尖处的直径或边长)可以在50纳米至160纳米范围内设置。
116.同一纳米微针晶片62上的纳米微针622尺寸可以相同。微针622的材料优选为多孔硅或镀铜的聚甲基丙烯酸甲酯。
117.底盘61上的纳米微针晶片62周围可以设置海绵63，使海绵63接触纳米微针晶片62。海绵63可以为硬质聚乙烯醇医用级微孔海绵。
118.卡箍64可以将底盘61、纳米微针晶片62、海绵63固定成组合体。卡箍64可凭借其内螺纹连接于头部31的前端。
119.套壳65用于保护纳米微针晶片62，在给药装置不工作时(输出部3不对外输出溶液时)，套壳65可以盖在卡箍64的外侧。套壳65的材料可以为聚碳酸酯，当然，本技术不限制其材料。
120.下面，示例性地介绍本技术的整套装置的操作流程。
121.参见图7a，将溶质部2从例如低温储存环境中移出，室温静置一段时间(例如15分钟)，撕去保护膜29；除去溶剂部1的溶剂部盖帽12；将溶剂部1和溶质部2对接起来。
122.参见图7b，溶剂部1和溶质部2连接后，溶质部2的导流管26刺穿溶剂部1的溶剂部第一活塞13的待穿孔部16；推动推杆17，溶剂4通过导流管26进入溶质5的储存位置使溶质5复溶。在此过程中可以倒置溶剂部1和溶质部2，进一步降低溶质5落入溶剂部1的可能性，也便于气体排出。
123.参见图7c，推动推杆17至溶剂部第二活塞14超过透气滤网28；调转溶剂部1和溶质部2，静置一段时间(例如5分钟)，确保溶质5彻底溶解；除去溶质部2的溶质部盖帽22；撕去
输出部3的保护膜34；将溶质部2与输出部3连接起来，输出部3的针头332刺穿溶质部2的盖帽232。
124.参见图7d，去掉套壳(例如套壳38或套壳65)，继续推动推杆17，将溶液送入输出部3；溶液浸润头部31处的海绵(例如海绵底座35或海绵63)。
125.示例性地，可以将输出部3的微针紧贴眼部皮肤等目标部位，停留3～5分钟，完成微针穿刺后，挪动到临近部位再进行微针穿刺。在此过程中，微针或纳米微针晶片周围海绵中浸润的例如冻干制剂溶液可即可通过前次微针穿刺形成的临时孔洞顺利穿过角质层进入表皮层，可以理解，在此过程中，可以适当推动推杆17。通过不断重复该步骤，使得“微针穿刺
→
冻干制剂溶液透皮摄入”形成循环，使得冻干制剂可以借助每一次纳米微针穿刺制造的纳米级临时孔洞，源源不断地透过角质层，最大限度的发挥其生物学功效。
126.本技术具备的优点包括：
127.1、针对例如冻干生物制剂等特殊保存条件，将溶质部、溶剂部分开独立设计，既兼顾了冻干制剂冷冻保藏的特殊要求，又能使得溶质与溶剂的种类、剂量的组合灵活多样化。
128.2、针对现有微针系统的构造复杂，造价偏高的弊端，本设计普遍采用简单的结构，造价低廉。微针与海绵的新颖组合，使得微针刺入和溶液注入连贯进行，缩短了操作时间，微针刺入与药品等物质施加更连贯。实现了微针刺入和冻干制剂的摄入连贯进行，既可大幅缩短冻干生物制剂溶液的起效时间(减少了降解风险)，又可极大提升了冻干生物制剂的真实吸收率和活性效力。
129.3、本技术中对溶质部处的透气滤网的材质做了系统化比较和优选。如表1(后面)所示，透气滤网的滤膜透气不透水，且可有效阻挡外部微生物的侵入。聚四氟乙烯(ptfe)或疏水性聚偏二氟乙烯(pvdf)材质的滤膜，非常适合气体过滤。0.22μm或0.45μm的孔径可有效阻挡绝大部分外部微生物，同时对应的气体流速适宜。本技术通过布设上述材质的透气滤网，外加导气孔，完美解决了溶剂注入时的气动布局难题。
130.4、本技术对输出部中的过滤器中滤膜的材质亦做了系统化优选。滤膜的选择考量集中参考了液体流速、化学耐受性、机械强度、孔径、溶出性(二次污染性)、蛋白吸附力等参数。在对表1中各种滤膜材质进行系统比较后，首选0.22微米或0.45微米孔径聚醚砜(pes)滤膜，该种滤膜对酸碱和有机成分耐受性强，可兼容任何冻干制剂中的酸碱和有机成分；机械强度高、流速快，可保证冻干溶液稳定、顺利通过；对溶液中蛋白等关键活性因子的吸附力极低，可有效避免冻干制剂活性成分的损失；0.22微米或0.45微米的孔径设置可过滤掉微生物，保证冻干溶液使用的生物安全性，微量未溶解的残留溶质亦可被有效过滤掉，确保最终施用的冻干溶液为完全溶解的液态。亦可选择0.45微米孔径的亲水性聚偏二氟乙烯(pvdf)材质滤膜，亲水性聚偏二氟乙烯滤膜具备与聚醚砜滤膜类似的优良特性，且0.45微米的孔径亦可保证一个较高的流速。
131.5、组合式给药装置结构简单，且易于携带、握持，可以单手操作，增加了易用性。
132.具有上述优点的组合式给药装置在医学诊疗、医美整形修复、脱发恢复乃至细胞治疗等领域均存在巨大应用潜力。
133.申请人实验获得生化及生物医学领域可用的滤膜材质及参数对比表1(简称表1)，如下所示。
134.表1：
135.136.[0137][0138]
注：hplc表示液相色谱、na表示未知。
[0139]
另外，本技术前述的尺寸特征为a～b均表示尺寸具有a、b的端点值，例如半径r为a～b表示，a≤r≤b。本技术前述的孔径指的是直径。
[0140]
以上所述是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。
[0141]
本技术的实施方式公开了如下方案。
[0142]
该组合式给药装置包括用于储存物质的存储部，所述存储部包括：
[0143]
溶剂部，所述溶剂部的一端设置有溶剂部第一活塞，所述溶剂部中还设置有推杆以及能够被所述推杆推动并在所述溶剂部内移动的溶剂部第二活塞；
[0144]
溶质部，所述溶质部与所述溶剂部分体设置且能够连接到所述溶剂部，所述溶质部的一端设置有封堵体，所述溶质部中还设置有溶质部活塞，
[0145]
在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述推杆能够依次推动所述溶剂部第二活塞、所述溶剂部第一活塞和所述溶质部活塞。
[0146]
在至少一个实施方式中，所述溶质部活塞中设置有导流管，在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述导流管能够刺穿所述溶剂部第一活塞，使得所述溶质部和所述溶剂部通过所述导流管连通。
[0147]
在至少一个实施方式中，所述导流管包括直线部和弯折部，所述弯折部位于所述溶质部活塞和所述封堵体之间。
[0148]
在至少一个实施方式中，所述溶质部活塞中设置有贯穿所述溶质部活塞的导气孔，所述溶质部的侧壁设置有开口，所述开口设置有透气滤网，在所述溶质部的轴向上，所述溶质部活塞位于所述透气滤网和所述封堵体之间，
[0149]
所述溶质部活塞和所述封堵体之间的气体能够经由所述导气孔、所述透气滤网排出所述组合式给药装置。
[0150]
在至少一个实施方式中，所述透气滤网的材料包括聚四氟乙烯或疏水性聚偏二氟二烯，所述透气滤网中的网孔的直径为0.22微米或0.45微米。
[0151]
在至少一个实施方式中，所述组合式给药装置还包括输出部，
[0152]
所述输出部与所述溶质部分体设置，所述溶质部的所述封堵体所在一端能够连接
于所述输出部，所述输出部用于将所述组合式给药装置内的液体输出到所述组合式给药装置外。
[0153]
在至少一个实施方式中，所述输出部中设置过滤器，所述组合式给药装置内的物质经过所述过滤器后输出到所述组合式给药装置外，
[0154]
所述过滤器中设置有网孔直径为0.22微米或0.45微米的聚醚砜滤膜，或者
[0155]
所述过滤器中设置有网孔直径为0.45微米的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。
[0156]
在至少一个实施方式中，所述过滤器包括针头，所述封堵体包括盖帽，
[0157]
在所述溶质部连接于所述输出部的状态下，所述针头能够刺穿所述盖帽，所述组合式给药装置内的液体能够经由所述针头并且经过所述过滤器而输出到所述组合式给药装置外。
[0158]
在至少一个实施方式中，所述溶质部包括溶质部筒体，所述封堵体可拆卸地连接于所述溶质部筒体的一端，且所述封堵体部分地凸出于所述溶质部筒体，
[0159]
所述输出部能够连接于所述封堵体的凸出于所述溶质部筒体的部分。
[0160]
在至少一个实施方式中，所述输出部包括海绵和微针。
[0161]
该具有微针阵列的组合式给药装置包括输出部，所述输出部包括：
[0162]
头部；
[0163]
卡箍，所述卡箍设置于所述头部；
[0164]
海绵底座，所述卡箍连接于所述海绵底座，所述组合式给药装置中的液体能够从所述海绵底座的一侧来到另一侧；以及
[0165]
多个微针，所述多个微针阵列设置于所述海绵底座而形成所述微针阵列。
[0166]
在至少一个实施方式中，所述输出部还包括沿直线延伸的身部，所述头部相对于所述身部弯折，所述头部的远离所述身部的一端的轴线与所述身部的轴线的夹角为α，且90
°
≤α≤150
°
。
[0167]
在至少一个实施方式中，所述身部中设置有过滤器，所述组合式给药装置中的液体经过所述过滤器后能够进入所述头部。
[0168]
在至少一个实施方式中，所述身部包括内径不同的第一身部和第二身部，所述第一身部和所述第二身部的交界位置形成阶梯结构，所述过滤器抵靠于所述阶梯结构。
[0169]
在至少一个实施方式中，所述第二身部位于所述第一身部和所述头部之间，且所述第二身部的内径小于所述第一身部的内径。
[0170]
在至少一个实施方式中，所述过滤器包括滤芯，所述滤芯包括滤膜，或者由所述滤膜构成所述滤芯，
[0171]
所述滤芯的两侧分别设置有第一胶塞和第二胶塞，所述第一胶塞和所述第二胶塞过盈设置于所述身部。
[0172]
在至少一个实施方式中，所述过滤器中设置有网孔直径为0.22微米或0.45微米的聚醚砜滤膜，或者
[0173]
所述过滤器中设置有网孔直径为0.45微米的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。
[0174]
在至少一个实施方式中，所述海绵底座为椭圆形。
[0175]
在至少一个实施方式中，所述输出部包括保护部，所述保护部密封设置于所述身部的一端。
[0176]
在至少一个实施方式中，所述输出部包括套壳，所述套壳套设在所述卡箍的外侧。
[0177]
在至少一个实施方式中，还包括用于储存物质的存储部，所述存储部包括：
[0178]
溶剂部，所述溶剂部的一端设置有溶剂部第一活塞，所述溶剂部中还设置有推杆以及能够被所述推杆推动并在所述溶剂部内移动的溶剂部第二活塞；
[0179]
溶质部，所述溶质部与所述溶剂部分体设置且能够连接到所述溶剂部，所述溶质部的一端设置有封堵体，所述溶质部中还设置有溶质部活塞，
[0180]
在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述推杆能够依次推动所述溶剂部第二活塞、所述溶剂部第一活塞和所述溶质部活塞，
[0181]
所述输出部与所述溶质部分体设置，所述溶质部的所述封堵体所在一端能够连接于所述输出部，所述输出部用于将所述组合式给药装置内的液体输出到所述组合式给药装置外。
[0182]
该具有纳米微针晶片的组合式给药装置包括输出部，所述输出部包括：
[0183]
头部；
[0184]
卡箍，所述卡箍设置于所述头部；
[0185]
底盘，所述卡箍连接于所述底盘，所述底盘上设置有多个液流孔，所述组合式给药装置中的液体能够经过所述液流孔从所述底盘的一侧来到另一侧；
[0186]
多个纳米微针晶片，所述多个纳米微针晶片设置于所述底盘；以及
[0187]
海绵，所述海绵设置于所述底盘且接触于所述纳米微针晶片。
[0188]
在至少一个实施方式中，所述输出部还包括沿直线延伸的身部，所述头部相对于所述身部弯折，所述头部的远离所述身部的一端的轴线与所述身部的轴线的夹角为α，且90
°
≤α≤150
°
。
[0189]
在至少一个实施方式中，所述身部中设置有过滤器，所述组合式给药装置中的液体经过所述过滤器过滤后能够进入所述头部。
[0190]
在至少一个实施方式中，所述身部包括内径不同的第一身部和第二身部，所述第一身部和所述第二身部的交界位置形成阶梯结构，所述过滤器抵靠于所述阶梯结构。
[0191]
在至少一个实施方式中，所述第二身部位于所述第一身部和所述头部之间，且所述第二身部的内径小于所述第一身部的内径。
[0192]
在至少一个实施方式中，所述过滤器包括滤芯，所述滤芯包括滤膜，或者由所述滤膜构成所述滤芯，
[0193]
所述滤芯的两侧分别设置有第一胶塞和第二胶塞，所述第一胶塞和所述第二胶塞过盈设置于所述身部。
[0194]
在至少一个实施方式中，所述过滤器中设置有网孔直径为0.22微米或0.45微米的聚醚砜滤膜，或者
[0195]
所述过滤器中设置有网孔直径为0.45微米的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。
[0196]
在至少一个实施方式中，所述底盘为椭圆形。
[0197]
在至少一个实施方式中，所述输出部包括保护部，所述保护部密封设置于所述身部的一端，所述输出部包括套壳，所述套壳套设在所述卡箍的外侧。
[0198]
在至少一个实施方式中，所述纳米微针晶片包括基底和设置于所述基底的纳米微针，所述纳米微针的材料为多孔硅或镀铜的聚甲基丙烯酸甲酯。
[0199]
在至少一个实施方式中，还包括用于储存物质的存储部，所述存储部包括：
[0200]
溶剂部，所述溶剂部的一端设置有溶剂部第一活塞，所述溶剂部中还设置有推杆以及能够被所述推杆推动并在所述溶剂部内移动的溶剂部第二活塞；
[0201]
溶质部，所述溶质部与所述溶剂部分体设置且能够连接到所述溶剂部，所述溶质部的一端设置有封堵体，所述溶质部中还设置有溶质部活塞，
[0202]
在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述推杆能够依次推动所述溶剂部第二活塞、所述溶剂部第一活塞和所述溶质部活塞，
[0203]
所述输出部与所述溶质部分体设置，所述溶质部的所述封堵体所在一端能够连接于所述输出部，所述输出部用于将所述组合式给药装置内的液体输出到所述组合式给药装置外。

技术特征：
1.一种具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述具有微针阵列的组合式给药装置包括输出部，所述输出部包括：头部；卡箍，所述卡箍设置于所述头部；海绵底座，所述卡箍连接于所述海绵底座，所述组合式给药装置中的液体能够从所述海绵底座的一侧来到另一侧；以及多个微针，所述多个微针阵列设置于所述海绵底座而形成所述微针阵列。2.根据权利要求1所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述输出部还包括沿直线延伸的身部，所述头部相对于所述身部弯折，所述头部的远离所述身部的一端的轴线与所述身部的轴线的夹角为α，且90
°
≤α≤150
°
。3.根据权利要求2所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述身部中设置有过滤器，所述组合式给药装置中的液体经过所述过滤器后能够进入所述头部。4.根据权利要求3所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述身部包括内径不同的第一身部和第二身部，所述第一身部和所述第二身部的交界位置形成阶梯结构，所述过滤器抵靠于所述阶梯结构。5.根据权利要求4所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述第二身部位于所述第一身部和所述头部之间，且所述第二身部的内径小于所述第一身部的内径。6.根据权利要求3所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述过滤器包括滤芯，所述滤芯包括滤膜，或者由所述滤膜构成所述滤芯，所述滤芯的两侧分别设置有第一胶塞和第二胶塞，所述第一胶塞和所述第二胶塞过盈设置于所述身部。7.根据权利要求3所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述过滤器中设置有网孔直径为0.22微米或0.45微米的聚醚砜滤膜，或者所述过滤器中设置有网孔直径为0.45微米的亲水性聚偏二氟乙烯滤膜。8.根据权利要求1所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述海绵底座为椭圆形。9.根据权利要求2所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述输出部包括保护部，所述保护部密封设置于所述身部的一端。10.根据权利要求1所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，所述输出部包括套壳，所述套壳套设在所述卡箍的外侧。11.根据权利要求1所述的具有微针阵列的组合式给药装置，其特征在于，还包括用于储存物质的存储部，所述存储部包括：溶剂部，所述溶剂部的一端设置有溶剂部第一活塞，所述溶剂部中还设置有推杆以及能够被所述推杆推动并在所述溶剂部内移动的溶剂部第二活塞；溶质部，所述溶质部与所述溶剂部分体设置且能够连接到所述溶剂部，所述溶质部的一端设置有封堵体，所述溶质部中还设置有溶质部活塞，在所述溶剂部连接于所述溶质部的状态下，所述推杆能够依次推动所述溶剂部第二活塞、所述溶剂部第一活塞和所述溶质部活塞，所述输出部与所述溶质部分体设置，所述溶质部的所述封堵体所在一端能够连接于所
述输出部，所述输出部用于将所述组合式给药装置内的液体输出到所述组合式给药装置外。

技术总结
本申请提供了具有微针阵列的组合式给药装置。具有微针阵列的组合式给药装置包括输出部(3)，所述输出部(3)包括：头部(31)；卡箍(37)，所述卡箍(37)设置于所述头部(31)；海绵底座(35)，所述卡箍(37)连接于所述海绵底座(35)，所述组合式给药装置中的液体能够从所述海绵底座(35)的一侧来到另一侧；以及多个微针(36)，所述多个微针(36)阵列设置于所述海绵底座(35)而形成所述微针阵列。本申请微针处设置有海绵，使得微针刺入和溶液注入连贯进行，缩短了操作时间，微针刺入与药品等物质施加更连贯。贯。贯。


技术研发人员：陈魁 阮晖 江高原野 吴渊 蒋可若 丁丽娜 竺莹莹
受保护的技术使用者：东螈生命科技（浙江）有限公司
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/8/2