實驗名稱：超聲微針陣列系統(tǒng)模塊設計

實驗目的：基于臨床上外用藥快速經(jīng)皮給藥的臨床治療需求，研究、設計一種用于外用藥快速經(jīng)皮給藥的超聲微針陣列系統(tǒng)。本論文通過對臨床上超聲微針陣列系統(tǒng)的需求分析，對超聲微針陣列系統(tǒng)進行模塊化設計。

測試設備：ATA-2041高壓放大器、信號發(fā)生器、真空泵、步進電機、微針射泵等。

實驗過程：

圖1：超聲微針陣列系統(tǒng)示意圖

圖1所示為搭建的超聲微針陣列系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)包括超聲微針陣列模塊、供電模塊、劑量模塊、吸附模塊和位移模塊。吸附模塊包括夾持機構和真空泵，超聲微針陣列模塊通過吸附模塊與皮膚持續(xù)緊密貼合。供電模塊包括信號發(fā)生器和功率放大器，提供超聲微針陣列模塊相匹配的正弦電壓。劑量模塊包括微量注射泵，提供穩(wěn)定，微量的藥液控制。位移模塊包括步進電機控制箱、電動滑塊，精準控制超聲微針陣列模塊的中空微針刺入深度。

圖2：超聲微針陣列系統(tǒng)經(jīng)皮給藥系統(tǒng)圖

根據(jù)臨床需求，超聲微針陣列系統(tǒng)需要穩(wěn)定、持續(xù)地輸出頻率、強度可調的超聲信號。因此信號發(fā)生器需要產生頻率和強度均可調整的正弦信號。為了能夠驅動超聲微針陣列模塊，需要對信號發(fā)生器所輸出的正弦信號進行功率放大，最終采用西安安泰電子科技公司的ATA-2041高壓放大器，ATA-2041是一款理想的可放大交直流信號的單通道高壓放大器。最大輸出400Vp-p(±200Vp)高壓，可以驅動高壓型負載。電壓增益數(shù)控可調，一鍵保存常用設置，提供了方便簡潔的操作選擇，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的放大。

測試結果：

針對超聲微針陣列系統(tǒng)進行模塊化設計。分析超聲微針陣列系統(tǒng)經(jīng)皮給藥的工作方式及工作原理：中空微針刺破角質層，在表皮層和真皮層之間構造微米級注射通道，同時作為超聲換能器前端匹配層，在表皮層、真皮層等皮膚深層產生超聲波，在皮膚深層激發(fā)更強烈的超聲空化效應，提高經(jīng)皮給藥效率。

?功率放大器推薦：ATA-2041

圖：ATA-2041高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇