一种手持静电纺丝皮肤护理装置

技术领域

本发明属于手持静电纺丝装置技术领域，涉及一种手持静电纺丝皮肤护理装置，用于在皮肤表面原位生长基材和精华液，对皮肤进行护理和修复。

背景技术

纳米纤维膜具有高比表面积、长径比大、孔隙率高等优点，所以近些年来，纳米纤维在医疗卫生、皮肤护理等领域的应用受到了人们广泛的关注。皮肤的护理和修复需要营造一个良好的环境，在这个环境中，皮肤细胞可以很好地吸收活性成分。用于医疗卫生、皮肤护理领域的纳米纤维产品可增强皮肤细胞对外部环境的适应性，提升药物的负载能力，增强与皮肤细胞的接触面积，显示出良好的透气、透湿性能，这些都提供了皮肤细胞更好的吸收活性成分的能力。

静电纺丝具有原料来源广泛、纺丝成本低、制备的纤维均一性好等优点，所以成为了制备纳米纤维膜重要的技术之一。静电纺丝通过一个静电高压电场作为动力，当带电的高分子溶液进入电场中时，会在电场的作用下形成Taylor锥，Taylor锥中的高分子溶液经溶剂蒸发冷却而固化，从而得到纤维状物质。

目前的纳米纤维护理及修复产品，主要就是由静电纺丝制成。但有以下缺点：纳米纤维护理及修复产品对本身菌落数量有要求，但生产过程需要经过多道工序加工，对生产卫生条件要求高；制备的纳米纤维产品需要储存，纳米纤维膜对存储条件有要求，这无疑提高了生产成本；消费者只能选择制备好的产品，并不能根据自身的皮肤状况，皮肤特性寻找到的适合自己的产品；制备好的产品中，活性成分都包含在里边，不能根据自身情况来控制活性成分的用量，造成了极大的浪费。

目前也有许多公开的手持式静电纺丝装置，但或多或少都有一些缺点。如申请号为201710895519.4的专利公开了一种静电纺丝纳米纤维面膜制备方法和制备仪，其能够实现在皮肤上原位纺出纳米纤维面膜，即做即用，不但能够省去纳米纤维面膜的包装、运输等工作，降低成本，防止纳米纤维面膜有效成分流失，而且还能够根据需要制作符合个性化要求的纳米纤维面膜；但由于体型过太，不方便携带。又如申请号为202011297721.5的专利公开了一种便携气流辅助静电纺丝面膜仪，采用无针头的模式，结合储液瓶中液体自重的因素和气流辅助纺丝的优势，提供的一种高效便携的静电纺丝面膜仪；但此设备将基材纺丝液和精华液纺丝液混合共纺，限制了一些材料的使用，也不容易控制精华液的用量，会造成浪费。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，利用静电纺丝技术，提供一种手持静电纺丝皮肤护理装置，此装置可以在皮肤表面直接制备出纳米纤维，并在纳米纤维膜上喷涂有精华液小液滴，现作现用，可以有效地避免细菌的污染，降低了成本，可以控制精华液的使用，避免浪费，还可以防止有效成分流失，更能根据自身情况制作符合要求的纳米纤维膜。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种手持静电纺丝皮肤护理装置，包括供电装置和绝缘壳体，绝缘壳体内设有喷丝头、高压逆变器、基材针管、步进电机、导管I、隔膜泵、导管II和精华液溶液槽；

供电装置包括电池，电池同时与高压逆变器、步进电机和隔膜泵连接，电池用于为整个设备提供动力，为了保证电池能同时给高压逆变器、步进电机、隔膜泵提供动力，本发明采用并联方式连接；

喷丝头与高压逆变器连接，高压逆变器用于为静电纺丝提供高压电场，喷丝头内设有基材纺丝液流道和精华液流道；

基材纺丝液流道与基材针管的针头连接，基材针管的活塞杆由步进电机控制其移动；基材针管中装有的基材纺丝液为水溶性的，可以根据应用场景选择基材材料，如聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮等；

精华液流道与导管I的一端连接，导管I的另一端与隔膜泵的喷出端连接；隔膜泵的抽取端与导管II的一端连接，导管II的另一端伸入精华液溶液槽内；精华液溶液槽中存储的精华液可以是一些保湿的水溶性成分，用于制作面膜，如甘油、透明质酸钠等；也可以是添加一些活性成分，制作功能性面膜，如烟酰胺、植物提取物、寡肽等成分；也可以添加一些抗生素、抑菌剂、麻醉剂成分，制作医用敷料；隔膜泵可以抽取精华液从精华液流道喷出，隔膜泵可以控制精华液的喷出速率，也可以进一步过滤精华液中的杂质。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，电池的电压为3.7V，本发明的电池为充电电池，电压为3.7V，与大多数采用干电池为能源的手持静电纺丝设备相比，更加的绿色环保；高压逆变器用于将3.7V的电压逆变为10KV、15KV或20KV，为纺丝提供稳定的高压，形成稳定的高压电场让纺出的基材纤维粗细均匀，纺出的纤维多为长纤维，纺制薄厚均匀的基材膜；也让精华液从喷丝口喷出时，形成均匀稳定的小液珠，更好的均匀的分散在基材膜上，让皮肤均匀的接触精华液。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，喷丝头为圆柱状结构，基材纺丝液流道和精华液流道的中心轴平行于喷丝头的中心轴，基材纺丝液流道的数量为1个，精华液流道的数量为3个以上，精华液流道环绕基材纺丝液流道分布；精华液流道的数量≥3，纺制出的静电纺丝基材膜需要吸附的精华液多，多个精华液喷丝头用于供给精华液，这种设计还能利用静电场将纺出的基材纳米纤维集中收集，同时静电纺丝过程中纳米纤维就可以吸附部分静电喷雾的精华液，其余精华液喷到皮肤上可以继续被纳米纤维吸附，喷丝头隐藏在喷丝孔内部。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，基材针管可拆卸地安装在绝缘壳体内，便于更换纺丝液，可以进行多种基材的纺制，这使得装置有了更多的使用场景。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，手持静电纺丝皮肤护理装置还包括位于绝缘壳体内的驱动控制板、丝杆和滑块；驱动控制板控制步进电机带动丝杆转动，滑块套在丝杆上且与其螺纹连接，滑块与基材针管的活塞杆连接；具体地，丝杆外端有细牙螺纹，滑块套在丝杆上，滑块通过内部的细牙螺纹与丝杆啮合，当丝杆转动时，滑块在丝杆上前后运动；本发明的驱动控制板可以调控步进电机的转动速度，进而控制滑块在丝杆上的滑动速度，从而推动基材针管的活塞杆，控制纺制基材膜的速率；步进电机经过驱动控制板控制后转速为0~150r/h，丝杆上细牙螺纹螺距为1mm，所以丝杆上滑块的前进速度为0~150mm/h，当电机转动一圈，滑块向前滑动1mm，可以推动基材针管向前1mm。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，供电装置还包括充电底座、高压控制旋钮、电机控制旋钮、隔膜泵控制旋钮；

电池位于绝缘壳体内，充电底座位于绝缘壳体外，充电底座用于为电池充电；

高压控制旋钮、电机控制旋钮、隔膜泵控制旋钮都设置在绝缘壳体的外部，且都与电池连接；当转动旋钮时，可以控制高压逆变器转变后高压的数值、步进电机转动的速度、隔膜泵抽取精华液的速率，并且转动旋钮后，手部就可以离开，不用一直转动，方便使用；

高压控制旋钮与高压逆变器连接，用于调控逆变后的高压大小；

电机控制旋钮与驱动控制板连接，用于控制步进电机的转速，从而推动基材针管的活塞杆，控制基材纺丝速度；

隔膜泵控制旋钮与隔膜泵连接，用于控制隔膜泵抽取精华液的速率，进而控制精华液纺丝的速度。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，绝缘壳体为T形结构，由水平的主体段和倾斜的连接段组成，连接段位于主体段的下方。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，充电底座上设有凹槽，连接段的下端插入凹槽内。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，主体段内部设有竖直的隔板，隔板与主体段的左端共同围成精华液溶液槽，主体段的左端上设有加液孔，便于加减精华液，加液孔由绝缘旋钮盖密封；

隔膜泵和步进电机位于主体段内同时位于隔板的右侧，隔膜泵位于步进电机的上方；

丝杆水平放置；

基材针管位于主体段内同时位于滑块的右侧，基材针管水平放置，基材针管由安装在主体段内的支架支撑；

喷丝头可拆卸地安装在主体段的右端内，喷丝头可以取下，便于喷丝口堵塞或换基材纺丝液时更换，主体段的右端的尺寸小于主体段的其它部分，主体段的最右端敞口。

如上所述的一种手持静电纺丝皮肤护理装置，驱动控制板、电池、高压逆变器都设置在连接段的内部，高压控制旋钮、电机控制旋钮、隔膜泵控制旋钮都设置在连接段的外部。

有益效果

总的说来，本发明能够利用一种手持静电纺丝皮肤护理装置在皮肤上同时涂覆纳米纤维膜和精华液液滴，纳米纤维和精华液液滴同时产生能够提高纳米纤维对精华液的吸附效率，增加美容效果。本发明具有如下优点：

第一，在皮肤表面原位生长，可以选用适合自己的基材和精华液，可以调控纺出的膜的形状，更加贴合实际应用，原位生长还减少了生产流程，避免了细菌污染；

第二，基材纺丝液和精华液纺丝液分开放置，两者单独进行纺丝，可以有效增加膜的透气性，使得皮肤护理效果和修复效果更好，同时这样也可以极大地减少精华液的浪费，还能增加多种材料的使用；

第三，基材纺丝液和精华液分开存储，可以根据应用场景选择合适的基材和精华液，应用场景丰富；

第四，本设备体积小，方便携带，而且使用方便。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为喷丝头的横截面示意图；

其中，1-绝缘壳体，2-基材纺丝液流道，3-精华液流道，4-基材针管，5-支架，6-高压控制旋钮，7-电机控制旋钮，8-隔膜泵控制旋钮，9-电池，10-充电底座，11-高压逆变器，12-驱动控制板，13-丝杆，14-滑块，15-步进电机，16-精华液溶液槽，17-隔膜泵，18-导管I。

实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种手持静电纺丝皮肤护理装置，如图1所示，包括绝缘壳体1、隔膜泵17、步进电机15、丝杆13、滑块14、基材针管4、喷丝头、导管I 18、导管II、电池9、驱动控制板12、高压逆变器11、高压控制旋钮6、电机控制旋钮7、隔膜泵控制旋钮8和充电底座10；

绝缘壳体1为由水平的主体段和倾斜的连接段组成的T形结构，连接段位于主体段的下方；主体段的右端的尺寸小于主体段的其它部分，主体段的最右端敞口；

主体段内部设有竖直的隔板，隔板与主体段的左端共同围成精华液溶液槽16，主体段的左端上设有加液孔，加液孔由绝缘旋钮盖密封；

隔膜泵17和步进电机15位于主体段内同时位于隔板的右侧，且隔膜泵17位于步进电机15的上方；

丝杆13位于主体段内同时位于步进电机15的右侧，且水平放置，丝杆13与步进电机15连接；

滑块14位于主体段内同时套在丝杆13上且与其螺纹连接；

基材针管4可拆卸地安装在主体段内，且位于滑块14的右侧，滑块14与基材针管4的活塞杆连接；基材针管4水平放置，由安装在主体段内的支架5支撑；

如图2所示，喷丝头为可拆卸地安装在主体段的右端内的圆柱状结构，内部设有1个基材纺丝液流道2和3个以上精华液流道3；基材纺丝液流道2和精华液流道3的中心轴平行于喷丝头的中心轴，且精华液流道3环绕基材纺丝液流道2分布，喷丝头的中心轴为水平轴；

导管I 18和导管II都位于主体段内；

电池9、驱动控制板12、高压逆变器11（江苏天网光电科技有限公司定制）都设置在连接段的内部；

高压控制旋钮6、电机控制旋钮7、隔膜泵控制旋钮8都设置在连接段的外部；

充电底座10位于绝缘壳体1外，且充电底座10上设有供连接段的下端插入的凹槽，充电底座10用于为电池9充电；

基材纺丝液流道2与基材针管4的针头连接；精华液流道3与导管I 18的一端连接，导管I 18的另一端与隔膜泵17的喷出端连接；隔膜泵17的抽取端与导管II的一端连接，导管II的另一端伸入精华液溶液槽16内；

电池9同时与高压逆变器11、步进电机15、隔膜泵17、高压控制旋钮6、电机控制旋钮7、隔膜泵控制旋钮8连接；

高压逆变器11同时与喷丝头和高压控制旋钮6连接；电池9的电压为3.7V，高压逆变器11用于将3.7V的电压逆变为10KV、15KV或20KV；高压控制旋钮6用于调控逆变后的高压大小；

驱动控制板12同时与步进电机15和电机控制旋钮7连接；驱动控制板12控制步进电机15带动水平放置的丝杆13转动；电机控制旋钮7用于控制步进电机15的转速；

隔膜泵控制旋钮8与隔膜泵17连接，用于控制隔膜泵17抽取精华液的速率。

在使用时，首先将所有旋钮都旋转至零位，再从设备中拿出基材针管4，选用适合的纺丝液，放入基材针管4中，再将基材针管4放入壳体中，再选用适合的精华液纺丝液，倒入精华液溶液槽16中（如需护肤，可以选用蚕丝蛋白、明胶为基材原料，甘油、烟酰胺、植物提取物、维生素C、维生素E等为精华液；如需要消菌，就可以使用聚乳酸、明胶、PVP为基材原料，碘酒、四环素、头孢唑林为精华液；如需促进伤口复原，可以选用蚕丝蛋白、PCL为基材原料，表皮生长因子、血小板生长因子为精华液。），检查绝缘壳体1是否组合完全，当绝缘壳体1完整后，旋转电机控制旋钮7至高速档位，使得步进电机15转动，直至基材纺丝液流道2均有基材纺丝液流出时，将旋转电机控制旋钮7转动到0位，使得步进电机15停止转动，然后，将高压控制旋钮6旋转到所需的电压，隔膜泵控制旋钮8旋转到所需的精华液喷丝速率，电机控制旋钮7旋转到所需基材喷丝速率，慢慢靠近所需要进行静电纺的皮肤表面，则会在皮肤表面原位生长静电纺丝膜用于护理及修复。