[发明专利]一种自驱动药物注射装置和注射方法

说明书

本发明公开了一种自驱动药液注射装置，包括：摩擦纳米发电机和电化学药液泵，其中，所述摩擦纳米发电机用于在机械能的作用下产生电能，为所述电化学药液泵提供电源；所述电化学药液泵用于产生电化学反应并产生气体使气压升高，驱动电化学药液泵中的药液流出，注射在需要治疗的部位。采用植入式电化学药液泵可以自主控制给药的时间和计量，并且摆脱了对电池的依赖，增加了此类仪器的使用寿命，消除了植入电池进入人体带来的风险。

技术领域

本发明涉及药物注射仪器，特别涉及一种将人体的运动、震动、摩擦等转化为电能的药物注射仪器和注射方法。

背景技术

药物注射是目前最常见的疾病治疗手段，传统方法使用针头注射器将药液输入病灶，但是频繁使用传统注射器会对人体组织造成伤害。尤其在眼睛相关疾病的治疗中，由于眼球组织很难愈合频繁注射产生的创伤，许多患者不得不选择外用眼药水进行治疗。大部分眼药水因为无法通过眼球的生理屏障而不能到达病灶。因此，外用眼药水需要患者频繁、大量的使用药物，增加了治疗的操作难度。

利用植入式药物注射仪器可以将药液直接输送到眼球内部组织，提高了药物输送效率，使用此仪器只需要进行一次微创手术便可完成植入，避免了对眼球组织的频繁伤害。植入式药物注射仪器可根据需求控制注射的时间和药量，使治疗自动化。但是，植入式药物注射仪器需要电能驱动，向植入式药物注射仪器供能一直是一个重大问题。为满足植入需求，仪器必须小型化，适用于此类仪器的电池也只能拥有很小的体积，导致此类电池只能储存很少的电能，当电量耗尽后，则必须通过手术更换。这个问题极大的限制了植入式仪器的使用。因此，针对植入式药物注射仪器开发一种不依赖电池的供电方法一直是研究热点之一。目前，已经报道的解决方法为基于电感耦合的无线供电方案。这种方案需要配备复杂的金属线圈和电磁波信号发生器，并且对供电距离与范围有着苛刻的要求，导致了这种技术很难被实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种不依赖电池供电的自驱动药物注射装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种自驱动药液注射装置，包括：摩擦纳米发电机和电化学药液泵，其中，

所述摩擦纳米发电机用于在机械能的作用下产生电能，为所述电化学药液泵提供电源；

所述电化学药液泵用于产生电化学反应并产生气体使气压升高，驱动电化学药液泵中的药液流出，注射在需要治疗的部位。

优选的，所述摩擦纳米发电机为独立式摩擦纳米发电机、滑动式摩擦纳米发电机、接触分离式摩擦纳米发电机或旋转式摩擦纳米发电机。

优选的，所述摩擦纳米发电机为旋转式摩擦纳米发电机，从下往上包括一层固定电极阵列、一层高分子摩擦起电材料和一层移动摩擦电极阵列，其中，高分子摩擦起电材料固定在固定电极阵列上，移动摩擦电极阵列可与高分子摩擦起电材料互相相对转动。

优选的，所述电化学药液泵包括电化学泵、药液仓和导管，以及设置在药液仓中的药液，其中，所述电化学泵设置在所述药液仓内，所述导管与所述药液仓连通。

优选的，所述电化学泵由一组正负金属电极线阵列构成，正负金属电极线阵列呈交错分布在衬底基片上。

优选的，所述药液中包含水。

优选的，所述电化学泵的电极线阵列的电极线之间的间隔为40微米。

优选的，所述电化学药液泵的药液仓和导管采用柔性、生物兼容性材料。

优选的，所述电化学药液泵植入在需要治疗部位附近。

优选的，所述电化学药液泵植入在眼部；所述导管所述电化学药液泵的药液仓中的药液为眼药。

优选的，所述摩擦纳米发电机为柔性发电机，植入在生物体的可运动部位。