技術(shù)文(wen)章
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技術(shù)文(wen)章
質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)(ce)定微針刺入皮(pi)膚或皮(pi)膚模型的(de)刺入力
真實(shí)皮(pi)膚和機(jī)(ji)械皮(pi)膚模(mo)型在微針(zhen)穿刺性(xing)能評(píng)(ping)價(jià)中(zhong)應(yīng)用廣(guang)泛,可(ke)用于評(píng)(ping)價(jià)微針的刺入(ru)力、刺入(ru)率和(he)刺入深度(du),滲透皮膚模(mo)型可用(yong)于評(píng)價(jià)(jia)微針的溶解(jie)速度(du)和滲透量(liang),組織(zhi)皮膚模型(xing)可用于角質(zhì)(zhi)層模擬(ni)及其相關(guān)評(píng)價(jià)(jia)。皮膚是一種復(fù)(fu)雜的(de)生物粘(zhan)彈性材(cai)料,且皮膚表(biao)面不(bu)平整、有(you)溝壑,微針(zhen)刺入時(shí)不(bu)能垂(chui)直進(jìn)(jin)入皮膚,皮膚的(de)各層結(jié)構(gòu)如(ru)角質(zhì)(zhi)層、真皮層(ceng)也會(huì)對(duì)微(wei)針刺入造成(cheng)阻礙。微針能夠(gou)刺破(po)皮膚所需(xu)的最小力(li)即刺入力。刺入(ru)力的測(cè)定受(shou)到微針參數(shù)、施(shi)加力、測(cè)定(ding)方法、皮膚(fu)種類、環(huán)境(jing)條件等(deng)諸多因素(su)的影響。
研究人(ren)員用質(zhì)(zhi)構(gòu)儀測(cè)定出長(zhǎng)(zhang)度為(wei)300 μm、800 μm 的金屬微針能(neng)夠以(0.88±0.01)N和(he)(0.21±0.01)N的刺入力(li)刺破豬角質(zhì)層(ceng)。還有研究(jiu)通過(guò)有限(xian)元軟件(jian)對(duì)單個(gè)(ge)微針刺入皮膚(fu)過(guò)程建模(mo),分析發(fā)現(xiàn)(xian)皮膚硬(ying)度越大,刺(ci)入力越??;微(wei)針?shù)J度(du)、針尖半徑(jing)越小(xiao),刺入(ru)力越(yue)小;微針的(de)夾角存在一(yi)個(gè)zuiyou值,既能保證(zheng)較小(xiao)的刺入力(li),又能避(bi)免微針的斷裂(lie)破壞。另外,研究(jiu)人員通過(guò)有限(xian)元建模理論(lun)分析發(fā)現(xiàn)刺(ci)入力隨微針(zhen)間距(ju)的增(zeng)加而減小,并穿(chuan)刺豬(zhu)皮進(jìn)行(xing)驗(yàn)證, 發(fā)現(xiàn)兩者(zhe)相一(yi)致。而一個(gè)研(yan)究同時(shí)用微針(zhen)穿刺(ci)人和豬(zhu)的腹部皮膚(fu)、PDMS皮膚模型發(fā)(fa)現(xiàn),PDMS皮膚模型產(chǎn)(chan)生的刺(ci)入力雖大于人(ren)和豬(zhu)的腹部皮膚(fu),但仍處于人(ren)和豬皮膚(fu)的力學(xué)范圍(wei)內(nèi),代(dai)表一種更(geng)加堅(jiān)韌的(de)皮膚(fu),用此模(mo)型進(jìn)行微針(zhen)評(píng)價(jià)能(neng)夠確(que)保微針應(yīng)用(yong)于真實(shí)(shi)皮膚的有(you)效性。評(píng)價(jià)刺(ci)入力也是反(fan)映微針機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)的方(fang)法之一,刺(ci)入力應(yīng)(ying)小于微針(zhen)斷裂力(li),這樣才能確(que)保微(wei)針在(zai)使用時(shí)不會(huì)(hui)斷裂失效。設(shè)計(jì)(ji)微針(zhen)施加力(li)時(shí)還要確(que)保大(da)于刺入(ru)力以使微針(zhen)有效刺入皮膚(fu),同時(shí)(shi)要控制(zhi)力的強(qiáng)度(du)以盡可(ke)能減少(shao)對(duì)使用者造成(cheng)的痛感。