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传统的不锈钢针扎进皮肤进行给药的方式容易引起患者的疼痛以及恐慌,特别是在畜牧业养殖中给动物进行疫苗接种时,容易造成不必要的交叉感染以及断针等问题,从而造成更大的损失。研究人员为了解决这一问题提出了两种新型的经皮给药技术—无针注射技术以及微针注射技术。 本文结合前人研究成果的经验与不足,对这两种新型的经皮给药技术进行了深入的研究。设计了一种新型分体式无针注射器,搭建了喷射压强测试平台,并对数学模型和测试平台的可靠性进行实验验证;搭建了基于微量注射泵的微注射系统测力实验平台,对微针注射系统的压力损失进行计算分析,进行多方面的实验研究并验证了数学模型和微注射系统的合理性。 本文的研究内容分为以下两个部分: 第一部分:首先对分体式无针注射器功能需求进行分析,主要对无针注射系统的锁止装置、耦合装置和自动吸药装置的结构进行详细的设计。对该分体式无针注射器的工作过程及原理进行了阐述,得出分体式无针注射器的样机。对分体式无针注射系统进行了物理建模,分析了有无软管、不同弹簧刚度系数、不同软管材料以及不同软管长度对喷射压强的影响,然后选择合适的弹簧以及软管。搭建了喷射压强测试平台,通过测试平台得出的实验值与理论结果基本吻合。最后利用本文设计的无针注射系统进行了动物注射实验,实验表明使用无针注射器进行注射对增强药液生物吸收率上非常有效,有利于药液的皮下扩散,且极大地减小了对皮肤产生的创伤。 第二部分:首先对自制微针阵列装置的结构设计进行了详细的描述及分析,阐述了自制微针阵列的特殊之处及其在注射治疗时的几大优势。然后对本文自行搭建的微注射系统进行物理建模,推导出注射力与流量的关系表达式,并将注射过程中的各部分压力损失进行了分类计算。搭建了微注射系统测力实验平台,利用该实验平台分别将EB溶液注射到空气、自制聚丙烯酰胺凝胶以及KM小鼠皮肤内。然后将三次实验所得数据与所建物理模型的计算数据进行比对分析,结果表明实验数据与计算数据基本吻合,由此验证了物理模型和微注射系统的正确性和合理性。 本文的研究方法及研究成果对今后无针注射技术和微注射技术的研究提供了理论参考和实用借鉴。