剂量和深度可调式无针注射器的研究

　　0　引言

　　无针注射给药是一种无穿刺针头的新型给药技术[1],它将弹簧或高压气体的势能转化为药物的动能,使药物穿透皮肤直至皮内、皮下或黏膜等部位而发挥药效。它适用于大部分市场份额巨大的药品,如胰岛素、乙型肝炎疫苗、流感疫苗、艾滋病疫苗、利多卡因等[2-3]。无针注射具有无针、无痛、无交叉感染、便携、微量、高效、安全、低成本等特点,特别适合有恐针感病人、患日常病的儿童及需长期自我给药治疗的病人(慢性肝炎、糖尿病、肿瘤患者等)。此外,它还能用于重大突发事件(战争、自然灾害、烈性传染病等)的卫生保障、大规模的常规预防接种和野外作业条件下的疾病防治[4]。综上所述,无针注射给药技术的发展前景非常广阔,具有极高的研究、实用价值。

　　1　无针注射的种类及特点分析

　　1.1　无针注射器的种类

　　无针注射器按原理大致可分为四类[5]:超声波给药、离子电渗析给药、电脉冲给药和喷射注射给药。而按注射药物存在形式不同又可分为三类:无针液体注射、无针粉末注射和无针胶体渗析注射。

　　1.2　机械式无针注射优缺点

　　本文主要研究的是弹簧式无针液体注射器,其结构如图1所示。它利用压缩后的弹簧释放弹性势能推动活塞,将药液从极小的孔中快速喷射出去,穿透人体皮肤到达体内。其特点如下[5]:①安瓿瓶的射流孔直径仅70~200μm,喷射的液流极细,在高速喷射(150~200m/s)和小剂量注射下,创伤小、无出血,基本感觉不到疼痛;②喷射药液的安瓿瓶是一次性使用的器材,注射时,它只接触外表皮的角质层,降低了交叉感染的风险;③注射器体积较小,携带方便,且药液存储稳定,适合野外使用;④注射器的操作过程简单,不需要专业培训,且给药速度和药效作用速度快,适合家庭常用药物和急救药物的注射。

　　但该无针注射器尚存在以下几个问题[6-7]:①注射到某些神经末梢集中的部位,不可避免地会引起轻微的疼痛感,而对于某些不当操作,无法完全消除交叉感染的风险;②单次注射的剂量较小(0.3~0.5mL),当需要用大剂量药液进行注射治疗时,需要进行多次重复的操作,增加了繁杂性;③针对不同的注射对象和注射剂量,注射深度不可控,限制了其更大范围的推广使用。

　　国内外无针注射的模拟实验表明[8-9]:药液高速射流穿透皮肤后会形成极小的孔洞。推射的能量决定药液喷射的平均速度值,从而决定小孔的深度。此小孔的深度影响药物的注射效果和病人的疼痛程度。为此,本研究针对造成无针药液注射的三个缺陷进行研究改进,即在增大注射剂量的同时,进一步减少注射时的疼痛感并降低交叉感染的风险。