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質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定微(wei)針刺入(ru)皮膚(fu)或皮膚模型的(de)刺入(ru)力
真實(shí)皮膚和機(jī)(ji)械皮膚模型(xing)在微針穿(chuan)刺性能評(píng)價(jià)中(zhong)應(yīng)用(yong)廣泛,可用于評(píng)(ping)價(jià)微針(zhen)的刺(ci)入力(li)、刺入率(lv)和刺入(ru)深度(du),滲透皮膚(fu)模型可用于評(píng)(ping)價(jià)微針的溶(rong)解速度和(he)滲透量,組織(zhi)皮膚模型可(ke)用于角(jiao)質(zhì)層模擬(ni)及其相關(guān)評(píng)(ping)價(jià)。皮(pi)膚是一(yi)種復(fù)(fu)雜的(de)生物(wu)粘彈(dan)性材料,且皮膚(fu)表面不平整(zheng)、有溝壑,微針刺(ci)入時(shí)不(bu)能垂直進(jìn)(jin)入皮(pi)膚,皮(pi)膚的各層結(jié)(jie)構(gòu)如角(jiao)質(zhì)層(ceng)、真皮層(ceng)也會(huì)對(duì)微針刺(ci)入造成(cheng)阻礙。微針能夠刺破(po)皮膚所需(xu)的最小力即刺(ci)入力。刺(ci)入力的測定(ding)受到微針(zhen)參數(shù)、施(shi)加力(li)、測定(ding)方法(fa)、皮膚種(zhong)類、環(huán)(huan)境條件等諸多(duo)因素(su)的影響。
研究人(ren)員用質(zhì)構(gòu)儀測(ce)定出長(zhang)度為300 μm、800 μm 的金屬微(wei)針能夠以(0.88±0.01)N和(he)(0.21±0.01)N的刺入力刺破(po)豬角質(zhì)層。還有(you)研究通過有(you)限元(yuan)軟件(jian)對(duì)單個(gè)微針刺(ci)入皮膚過(guo)程建(jian)模,分析發(fā)現(xiàn)(xian)皮膚硬度越大(da),刺入力(li)越??;微(wei)針銳度、針(zhen)尖半徑越(yue)小,刺(ci)入力越小(xiao);微針(zhen)的夾角存(cun)在一個(gè)zuiyou值,既能(neng)保證(zheng)較小的(de)刺入力,又能避(bi)免微針的斷(duan)裂破壞。另(ling)外,研究(jiu)人員(yuan)通過有限(xian)元建(jian)模理論分析發(fā)(fa)現(xiàn)刺(ci)入力隨微針間(jian)距的增(zeng)加而減小,并(bing)穿刺豬皮進(jìn)行(xing)驗(yàn)證, 發(fā)現(xiàn)兩(liang)者相一致。而一(yi)個(gè)研究同(tong)時(shí)用微針穿刺(ci)人和豬的腹部(bu)皮膚(fu)、PDMS皮膚模型發(fā)現(xiàn)(xian),PDMS皮膚模型產(chǎn)(chan)生的刺(ci)入力雖大于(yu)人和豬的腹部(bu)皮膚,但仍處(chu)于人(ren)和豬皮(pi)膚的力學(xué)范圍(wei)內(nèi),代表一(yi)種更加堅(jiān)韌(ren)的皮(pi)膚,用此(ci)模型進(jìn)行微針(zhen)評(píng)價(jià)能夠確(que)保微針(zhen)應(yīng)用于真實(shí)皮(pi)膚的有效性(xing)。評(píng)價(jià)刺入(ru)力也(ye)是反映微針(zhen)機(jī)械強(qiáng)度的方(fang)法之一,刺(ci)入力(li)應(yīng)小于微針(zhen)斷裂力(li),這樣(yang)才能(neng)確保微(wei)針在使(shi)用時(shí)(shi)不會(huì)斷裂失效(xiao)。設(shè)計(jì)微針施(shi)加力時(shí)還(hai)要確保大(da)于刺入力(li)以使微針有效(xiao)刺入皮膚,同(tong)時(shí)要(yao)控制力(li)的強(qiáng)度(du)以盡(jin)可能減少(shao)對(duì)使用者(zhe)造成的(de)痛感。