胃腸道用微膠囊藥物釋放微機電系統的設計與研究

目前,能進入人體動手術或進入人體腸道釋放藥物的胃腸道微機電系統的研制,是國際上熱門研究課題.目前醫學廣泛使用的藥物治療由于藥物在體內停留時間過短或者胃酸造成了降解,未能在體內病變部位及時有效的釋放,使得藥物釋放效率不高.因此,研制進入人體內的藥物釋放裝置,就顯得非常之必要.該文在廣東省自然科學基金和華南理工大學高水平建設項目基金的資助下,完成了以下相關工作:首先,該文在總結并分析了國內外研究現狀的基礎上,提出了一種新型的體內藥物釋放微機電系統,并在一定程度上實現定時、定位送藥.從胃腸道蠕動特點的研究入手,采用了一種全新的依靠胃腸自然蠕動的體內驅動方式.設計了以紐扣電池作為能源、微電機作為驅動源、滑動螺旋傳動作為藥物輸送方式的微膠囊機構.通過微膠囊進行體內釋放藥物,并通過膠囊內的微型電路二級延時控制,在某一程度達到定時、定位在病患部位送藥.試驗測試表明,微膠囊能夠較好的完成指定位置的定位、定時的藥物釋放功能.其次,對藥物釋放的功效從理論基礎上進行分析,運用流體動力學原理,對液體在傳送機構內的運動進行了分析,提出了影響液體傳送效率的幾個因素.分別建立了流體在圓柱流道和圓環流道內流動的數學模型,用來模擬流體在微膠囊的機構各部分的流動狀況,得到了相關的計算公式,用以分析微膠囊結構對送藥量的影響,并對液體的穩定輸送進行了討論.然后,搭建了評價藥物釋放功效的測試平臺系統,包括藥劑稱重設備、傳動機構轉速測試機構、液體粘度測試機構和自動數據采集系統,實現了在微膠囊啟動后實現藥物釋放的整個過程的各個參量數據的動態采集和顯示.結合理論基礎對測試試驗結果進行分析,同時也以此來驗證我們的理論基礎.對影響液體傳送效率的幾個因素進行探討,進一步分析微膠囊的藥物釋放功效.