技術(shù)(shu)文章
Technical articles真實(shí)皮膚和機(jī)(ji)械皮膚(fu)模型在微針(zhen)穿刺性能評(píng)(ping)價(jià)中應(yīng)用廣泛(fan),可用(yong)于評(píng)價(jià)(jia)微針的(de)刺入力、刺入率(lv)和刺入(ru)深度,滲透皮(pi)膚模型可用(yong)于評(píng)(ping)價(jià)微(wei)針的溶解速(su)度和滲透(tou)量,組織皮(pi)膚模型(xing)可用(yong)于角質(zhì)(zhi)層模擬及其(qi)相關(guān)評(píng)(ping)價(jià)。皮膚(fu)是一種復(fù)(fu)雜的生物(wu)粘彈性材料(liao),且皮膚表面不(bu)平整、有溝壑,微(wei)針刺入時(shí)不(bu)能垂直(zhi)進(jìn)入(ru)皮膚,皮膚的各(ge)層結(jié)構(gòu)如(ru)角質(zhì)層、真(zhen)皮層也(ye)會(huì)對(duì)微針(zhen)刺入造成阻(zu)礙。微針能夠刺破(po)皮膚(fu)所需的最小力(li)即刺入(ru)力。刺入力的測(cè)(ce)定受到微(wei)針參數(shù)、施加(jia)力、測(cè)定方法、皮(pi)膚種(zhong)類、環(huán)境條(tiao)件等(deng)諸多因素的(de)影響。
研究(jiu)人員(yuan)用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測(cè)定(ding)出長(zhǎng)度為(wei)300 μm、800 μm 的金屬微針(zhen)能夠以(yi)(0.88±0.01)N和(0.21±0.01)N的(de)刺入力刺破(po)豬角(jiao)質(zhì)層。還有(you)研究通(tong)過有(you)限元軟(ruan)件對(duì)單個(gè)(ge)微針刺入皮膚(fu)過程建(jian)模,分析(xi)發(fā)現(xiàn)皮膚(fu)硬度越大,刺(ci)入力(li)越?。晃?wei)針銳度、針尖半(ban)徑越小,刺入(ru)力越(yue)?。晃⑨樀膴A角(jiao)存在一個(gè)(ge)zuiyou值,既能保證較(jiao)小的刺入力(li),又能避免微(wei)針的斷(duan)裂破(po)壞。另外,研究人(ren)員通過(guo)有限元建模理(li)論分析發(fā)(fa)現(xiàn)刺入(ru)力隨微針(zhen)間距的增加(jia)而減小,并穿刺(ci)豬皮進(jìn)行(xing)驗(yàn)證, 發(fā)現(xiàn)(xian)兩者相一致。而(er)一個(gè)研究同時(shí)(shi)用微針(zhen)穿刺(ci)人和(he)豬的腹部(bu)皮膚、PDMS皮膚模型(xing)發(fā)現(xiàn),PDMS皮膚模型(xing)產(chǎn)生(sheng)的刺入(ru)力雖大于人(ren)和豬的腹部(bu)皮膚,但(dan)仍處于人(ren)和豬皮(pi)膚的力學(xué)(xue)范圍內(nèi),代表一(yi)種更加堅(jiān)韌的(de)皮膚,用此模(mo)型進(jìn)行微針(zhen)評(píng)價(jià)能夠(gou)確保微針(zhen)應(yīng)用于(yu)真實(shí)(shi)皮膚的(de)有效性。評(píng)價(jià)刺(ci)入力(li)也是反映微針(zhen)機(jī)械(xie)強(qiáng)度的方(fang)法之一,刺入(ru)力應(yīng)(ying)小于(yu)微針斷(duan)裂力(li),這樣才能(neng)確保微針在(zai)使用時(shí)不會(huì)斷(duan)裂失效。設(shè)計(jì)(ji)微針施加力(li)時(shí)還要確保大(da)于刺入力以使(shi)微針有效刺(ci)入皮膚,同時(shí)(shi)要控制(zhi)力的強(qiáng)度以(yi)盡可能減少(shao)對(duì)使用(yong)者造成(cheng)的痛感。