[发明专利]流动控制设备

说明书

一种流动控制设备包括电活性材料层和非可致动层的层状结构。在各层中的其中一层形成孔口的阵列，其中，孔口在静止状态和致动状态中的一个状态下开放，并且孔口在静止状态和致动状态中的另一个状态下闭合。对电活性材料层的致动导致孔口开放和闭合，从而可以实现流动控制功能。

技术领域

本发明涉及流体控制设备，具体而言涉及小剂量流体的传送。

背景技术

精确小计量控制在很多领域中都是关键性的，诸如，医药和流体与气体递送领域。

在健康护理中，存在着开发所谓护理点(POC)设备的趋势，这种设备是小型设备，常常具有一次性部件，例如药筒，可作为大型昂贵分析设备的替代用于对患者的诊断和治疗中。

这样的设备可以用于进行诊断测试，例如，以测量血液的细胞组分，并能够控制小剂量药物的递送。

已经提出了几种方案用于体内药物计量控制。一个示例是Medimetrics(商标)的所谓智能药丸。这允许向胃肠道的目标区域的个体剂量调节的递送。例如，基于pH感测以及微型电动机移动柱塞的操作而执行药物递送。

另一个示例是芯片上实验室设备，其提供局域化微流体药物递送。

US 2012/0078188公开了一种用于体内药物递送的药物递送系统，其中，向组织中植入流体线。线具有流体递送端口，将端口作为可控阀操作。端口被形成为金属网，其上提供电活性聚合物涂层。对电活性聚合物涂层的致动闭合网线之间的开口。

已知的设备一般都是复杂的，并且它们不能对身体之内的剂量进行精确控制。在控制低流量时也有类似的困难。

在微型化设备之内执行采样过程时也有困难。例如，期望能够周期性地对流体采样而不使传感器饱和。

要指出的是，剂量控制、流动控制和采样是液体和气体所感兴趣的。此外，毫升范围中的剂量控制、流动控制和采样是医疗和非医疗应用中所感兴趣的。

因此，希望具有可靠的流动控制设备用于流体递送或采样，其设计简单，能够被微型化。

发明内容

本发明由权利要求定义。

根据本发明一方面的示例，提供了一种流动控制设备，包括：

电活性材料层和非可致动层的层状结构，所述电活性材料层具有静止状态和致动状态，所述电活性材料层处于所述致动状态和静止状态中的一种状态时包括具有相对平行表面的平面层，并且在所述表面中的一个上提供所述非可致动层；

孔口的阵列，在所述电活性材料层中形成所述孔口的阵列，由此限定开孔平面电活性材料层，或在所述非可致动层中形成所述孔口的阵列，其中，孔口在静止状态和致动状态中的一个状态下开放，并且孔口在静止状态和致动状态中的另一个状态下闭合；

电极装置，所述电极装置包括在所述平行表面上与所述电活性材料层接触的两个固态电极，用于在所述静止状态和所述致动状态之间驱动所述电活性材料层；以及

控制器，用于控制对所述电活性材料层的致动。

这种设计提供了一种容易生产并微型化的层状结构。对电活性材料层的致动导致孔口开放和闭合，从而可以实现流动控制功能。层状结构包括结合在一起的至少两个层，它们优选地在未致动状态中是平面的。该两个层包括结合或以其他方式耦合在一起的底层和顶层。所述设备可以被制造成在低功率和低成本下对非常小量的液体提供非常精确的控制，并且操作安静。该设备可以被微型化到期望尺寸。

在第一设计中，形成电活性材料层中孔口的阵列，并且非可致动层包括在孔口之间的位置处被提供在电活性材料层上方的加强元件的阵列。非可致动层在孔口位置处还具有开口，因此存在在孔口处形成的穿透通道。