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技術(shù)文章(zhang)
質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定微針(zhen)刺入皮(pi)膚或皮膚模(mo)型的(de)刺入(ru)力
真實(shí)皮膚和機(jī)(ji)械皮膚模型(xing)在微針穿刺性(xing)能評(píng)價(jià)(jia)中應(yīng)(ying)用廣泛,可用于(yu)評(píng)價(jià)微(wei)針的刺入(ru)力、刺入率和刺(ci)入深度,滲透皮(pi)膚模型可用(yong)于評(píng)價(jià)微針的(de)溶解速度和(he)滲透量,組(zu)織皮膚模型(xing)可用于角質(zhì)(zhi)層模(mo)擬及其相關(guān)評(píng)(ping)價(jià)。皮膚是(shi)一種復(fù)雜的(de)生物(wu)粘彈性材(cai)料,且(qie)皮膚表面不(bu)平整、有溝壑,微(wei)針刺入時(shí)(shi)不能垂直進(jìn)(jin)入皮膚(fu),皮膚的各層結(jié)(jie)構(gòu)如角質(zhì)層、真(zhen)皮層也(ye)會(huì)對(duì)微針(zhen)刺入造(zao)成阻礙。微針(zhen)能夠(gou)刺破皮膚(fu)所需的最小力(li)即刺入力。刺入(ru)力的測(cè)定受(shou)到微(wei)針參數(shù)、施(shi)加力(li)、測(cè)定方(fang)法、皮膚種類(lei)、環(huán)境條件等諸(zhu)多因素的(de)影響。
研究人(ren)員用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)測(cè)定(ding)出長(zhǎng)度為300 μm、800 μm 的金(jin)屬微針能(neng)夠以(0.88±0.01)N和(0.21±0.01)N的(de)刺入(ru)力刺破(po)豬角質(zhì)層。還(hai)有研究通過(guò)(guo)有限元(yuan)軟件(jian)對(duì)單個(gè)微針(zhen)刺入(ru)皮膚過(guò)程建模,分析(xi)發(fā)現(xiàn)皮膚(fu)硬度越(yue)大,刺入力越小(xiao);微針?shù)J度、針(zhen)尖半徑越(yue)小,刺(ci)入力越小(xiao);微針的夾角(jiao)存在一個(gè)zuiyou值,既(ji)能保證較(jiao)小的(de)刺入力(li),又能避(bi)免微針(zhen)的斷裂破壞。另(ling)外,研(yan)究人員(yuan)通過(guò)有限元(yuan)建模理論分(fen)析發(fā)現(xiàn)刺入力(li)隨微針間(jian)距的增加而(er)減小,并(bing)穿刺豬皮進(jìn)(jin)行驗(yàn)證(zheng), 發(fā)現(xiàn)兩者相一(yi)致。而一個(gè)研究(jiu)同時(shí)(shi)用微針(zhen)穿刺人和(he)豬的(de)腹部皮膚、PDMS皮(pi)膚模型(xing)發(fā)現(xiàn),PDMS皮膚模(mo)型產(chǎn)生(sheng)的刺入力雖大(da)于人(ren)和豬的腹部皮(pi)膚,但仍處(chu)于人和(he)豬皮膚的力學(xué)(xue)范圍內(nèi),代表一(yi)種更加堅(jiān)(jian)韌的皮(pi)膚,用此模型進(jìn)(jin)行微針評(píng)價(jià)能(neng)夠確保微針應(yīng)(ying)用于真(zhen)實(shí)皮(pi)膚的有效性。評(píng)(ping)價(jià)刺入(ru)力也是反(fan)映微針機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的方法(fa)之一,刺入力(li)應(yīng)小于微針斷(duan)裂力,這樣(yang)才能(neng)確保(bao)微針在使(shi)用時(shí)不會(huì)斷(duan)裂失效。設(shè)計(jì)(ji)微針施加力時(shí)(shi)還要確(que)保大于刺入力(li)以使微(wei)針有(you)效刺入皮膚,同(tong)時(shí)要控制(zhi)力的強(qiáng)度以盡(jin)可能減少(shao)對(duì)使用者造成(cheng)的痛感。