[發明專利]激光驅動無針注射系統

無效

• 申請號: 200910104230.1
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN101934106A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 黃晶;趙純亮;陳洪;劉地川;鄧昌明;朱愨;江永紅;楊剛;周志益;周大燕;郭睿;吳奇
• 申請（專利權）人: 重慶醫科大學
• 主分類號: A61M5/303
• 分類號: A61M5/303
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及醫用無針注射裝置，特別是一種采用激光作為驅動力，產生高速射流，實現無針注射的激光驅動無針注射系統。

背景技術

一直以來，有針注射給藥成為預防與治療疾病的重要方式之一。然而，有針注射不良反應較多，如：針刺疼痛，感染，脂肪萎縮，脂肪墊，硬結，漏液，暈針、斷針等。

針對上述問題，上世紀三十年代開始研發無針注射器，既通過采用一定動力系統將藥物高速射出，投送到組織中。現有報道關于無針注射的動力源主要采用彈簧動力、高壓氣體動力、彈藥激發動力，以及壓電驅動。無針注射器的研發，在一定程度上緩解了有針注射給藥的不良反應。但是由于目前無針注射器的自身缺點，仍然不能更好的滿足臨床需要。主要表現為：一、彈簧動力無針注射器工作穩定性差，易引起給藥劑量差異。高壓氣體動力無針注射器產生極其難受的爆破噪音，并可能造成嚴重的局部刺激性，安全性差。彈藥激發動力可操作性不強，尚處于理論階段。壓電驅動動力有限，常用于納升級微噴治療，射流藥物量較小。二、目前，無針注射器還不能實現連續注射給藥，使給藥效率降低。三、有研究顯示，如果噴射部位限制在表皮，不會出現疼痛和青腫等不良反應，同時不影響藥物吸收。而無針注射需要高壓噴射穿透皮膚或者組織，往往注射部位較深，如果觸及真皮層神經，血管等，仍可能出現疼痛，青腫等反應。四、隨著再生技術的發展，基因，干細胞治療研究成為熱點，但目前的給藥方式卻成為限制其發展的瓶頸之一，如果能夠微型化無針注射系統，通過導管進入人體，發揮其高壓噴射，擴散高效吸收，無針刺損傷等優勢，將會更好的促進再生治療。但是由于動力系統的限制，目前報道的無針注射器尺寸普遍較大，尚不能深入體腔內給藥。而將激光做為驅動力，通過調整激光發生器功率，改變輸出能量，應用光纖傳導，可提供一種動力、尺寸可調控的無針注射系統。目前尚無應用激光驅動的無針注射方法和系統。

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足，本發明目的一是提供一種激光驅動無針注射系統。

為實現所述目的采用的技術方案如下：

(1)激光選擇

由于激光作用于注射器內液體，令其瞬間膨脹，產生動能推動藥物形成高壓噴射。因此，首先選擇接近動能腔內液體吸收峰值的激光。例如：動能腔內液體選擇為雙蒸水，而水在中紅外波段有兩個強的吸收譜帶，分別為2.5～4.0μm和5.6～10μm。鉺激光波長2940nm，接近水的最大吸收峰3000nm，因此可作為選擇激光。CO₂激光波長10600nm，接近水的次吸收峰10000nm，作用在腔內預置雙蒸水，仍可達到驅動目的，也可以選擇(如：LASY-50型二氧化碳激光器。功率5w-50w連續可調)。

(2)光纖選擇

為實現微型化技術，拓展無針注射應用范圍，我們選擇光纖作為傳導激光介質。分別選擇工作波長接近上述所選激光的波長，降低激光傳輸過程中的損耗。

(3)激光器選擇

為滿足不同輸出能量要求，選擇功率可調式激光器，根據不同輸出激光采用相應激光器。

(4)激光驅動動力

激光器發出所需激光，通過擴束鏡調整光束準直性，經過聚焦鏡聚焦，最后耦合入選擇光纖。光纖輸出端連接注射器動能腔部分，作用在動能腔內預置液體，通過液體吸收激光產生的熱能，瞬間蒸發膨脹，產生動能，推動藥物形成高壓噴射，實現激光驅動動力技術。

根據上述技術方案，本發明提供的激光驅動無針注射系統包括活塞給藥方式的無針注射系統和無活塞給藥方式的無針注射系統。它們均能實現無針連續給藥。

活塞給藥方式的無針注射系統：包括激光器、光纖及注射器，激光器發出所需激光，通過擴束鏡調整光束準直性，經過聚焦鏡聚焦，最后耦合入光纖；

注射器為活塞式注射器：由活塞將注射器腔體分隔成動能腔和給藥腔，光纖輸出端連接注射器動能腔部分；動能腔內注有液體，并與液體加入管連通；給藥腔前端設有噴射口，側壁通過單向活瓣與加藥管連通；

或注射器為無活塞式注射器：注射器腔體的前端為給藥腔，為一口徑細小直管，直管前端為噴射口，直管側壁通過單向活瓣與加藥管連通；注射器腔體的后部為動能腔，動能腔一端連接給藥腔，另一端連接光纖的激光輸出端，動能腔內注有液體，并與液體加入管連通。

上述激光驅動無針注射系統的工作原理如下：

由激光器發生激光，經擴束鏡調整激光準直性，聚焦鏡聚焦，耦合入光纖，傳輸至注射器動能腔，作用腔內液體，吸收激光后，經過光熱轉化，液體膨脹推動活塞作用給藥腔經噴射口向組織噴射給藥，或者利用無活塞注射器，直接作用藥液將藥物噴射到給藥部位。