一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构

技术领域

本公开属于医疗器械技术领域，具体涉及一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构。

背景技术

外用中药用于治疗关节炎、跌打扭伤等骨质疾病已取得了一定的效果，但目前市面上用于促进外用中药透皮吸收的手段比较有限，主要包括电穿孔技术、离子导入技术，其中，电穿孔技术是通过在皮肤表面施加高电压，在高强度的电场作用下，使皮肤的表皮层形成短暂性的小孔通道，而不对皮肤造成损伤，涂敷于表皮的药物分子可通过小孔通道进入皮下，被毛细血管吸收，一定时间后，表皮层的小孔通道会自然闭合，该方法的局限性在于：形成的小孔通道微小，仅靠药物的自然扩散进入皮下，渗透效率缓慢且渗透量有限；离子导入技术是在皮肤局部区域分别贴附直流的正电极和负电极，在皮肤和电极之间涂敷液体药物，从而药物粒子通过表皮层下方形成的直流电场回路，沿着直流电场方向进入皮下被毛细血管吸收，该方法的局限性在于：对于导电性弱或不导电的分子型药物基本无效，对于离子型药物，由于表皮层的屏障阻碍，药物透皮吸收的量也极为有限，若增加时长，较久浸泡在药液中的皮肤，角质细胞会膨胀挤压，不利于药物的渗透吸收。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构，该电极结构能够使得电穿孔效应、离子导入效应、等离子体活化效应协同作用于药物透皮吸收，从而提高药物的透皮效率。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构，包括：

结构主体；

所述结构主体内设置有交流高压电极，用于引入高压交流电；

所述结构主体内还设置有直流低压电极，用于引入低压直流电，以和由交流高压电极引入的高压交流电通过耦合作用于药物透皮吸收。

优选的，所述结构主体包括介质壳体和电极外壳。

优选的，所述交流高压电极为圆环状。

优选的，所述交流高压电极相对介质壳体一侧设置有电极凸粒。

优选的，所述电极凸粒至少包括1个。

优选的，所述介质壳体相对直流低压电极一侧设置有与电极凸粒的位置及数量一一对应的介质帽状凸粒。

优选的，所述介质壳体底部设置有凹槽。

优选的，所述凹槽内设置有直流低压电极和药棉。

优选的，所述药棉沿轴向方向高于介质壳体下沿所在平面。

优选的，所述电极结构至少包括一对。

与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：

1、本公开能够实现电穿孔效应、离子导入效应、等离子体活化效应作用于药物透皮吸收时可协同作用，大大提高了药物的透皮效率；

2、本公开不局限于药物种类的使用：对分子型的中药液，等离子体中的带电粒子会扩散至药液中，附着药物分子通过电穿孔效应形成的微孔通道，沿着直流电场方向直接透入皮下，对于离子型的西药液透皮吸收，则具有更好的增强效果，对于中西药结合的药液，不具备选择性的透皮效果，使得透皮吸收后的药效能够充分发挥；

3、电极使用安全，不会对人体造成损伤；

4、免除了为增强皮肤通透性而使用化学类药物。

附图说明

图1是本公开一个实施例提供的一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构的正视图；

图2是本公开另一个实施例提供的一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构的俯视图；

图3是图1所示电极结构的分拆示意图；

图4是图1所示电极结构的剖视图；

图5是图1中介质壳体的结构示意图；

图6是图5所示介质壳体的剖面图；

图7是图1所示电极结构的应用示意图；

图8是单一离子导入与本电极结构的对比示意图；

图9是单一电穿孔与本电极结构的对比示意图；

附图标记说明如下：

1000、交流高压电极(1001、电极凸粒)；2000、直流低压电极；3000、药棉；4000、电极外壳；5000、介质壳体(5001、介质帽状凸粒；5002、凹槽；5003、螺纹结构)；6000、直流输电线；7000、高压输电线。

具体实施方式

下面将参照附图1至图9详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以通过各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。

一个实施例中，如图1至图4所示，本公开提供一种耦合多电场用于药物透皮吸收的多凸起状电极结构，包括：

结构主体，结构主体包括电极外壳4000和介质壳体5000两部分，其中，如图5、图6所示，介质壳体5000中间设有凸起的螺纹结构5003，该螺纹结构具有外螺纹，电极外壳4000为筒体结构，筒体具有内螺纹，使得其与介质壳体5000通过螺纹连接实现结构主体的封装。

电极外壳4000和介质壳体5000的中间分别设有第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔和第二圆孔的位置严格对齐，使得直流输电线6000能够从第一圆孔穿入、从第二圆孔穿出并与设置于介质壳体5000底部的直流低压电极2000连接，使得直流低压电极2000能够通过该直流输电线6000引入外接低压直流电。

进一步的，电极外壳4000和介质壳体5000之间设置有交流高压电极1000，介质壳体5000的一侧开有豁口，高压输电线7000由该豁口穿入介质壳体5000内与交流高压电极1000连接，使得交流高压电极1000能够通过该高压输电线7000引入外接高压交流电。

本实施例中，交流高压电极通过引入高压交流电产生电穿孔效应在皮肤表层形成微孔通道，且同时使得皮肤表层的空气被击穿从而产生等离子体。低压直流电极通过引入低压直流电作用于皮肤表面形成电场回路以导入等离子体从而产生离子导入效应，等离子体扩散至作用于皮肤表层的药液中使得药液被活化。相比现有技术，本实施例所述电极结构能够使得电穿孔效应、离子导入效应、等离子体活化效应作用于药物透皮吸收时进行协同作用，从而提高药物的透皮效率。

另一个实施例中，所述交流高压电极1000呈圆环状，且交流高压电极1000相对介质壳体5000的一侧均匀分布有锥形的电极凸粒1001(理论上，电极凸粒设置1个即可，但为了提高工作效率，本实施例将电极凸粒设置为4个，但可以根据需要调整其数量)。同时，介质壳体5000相对直流低压电极2000的一侧均匀分布有与电极凸粒1001位置对应且数量一致的介质帽状凸粒5001。

另一个实施例中，介质壳体5000的底部设有凹槽5002，凹槽5002内由内向外设置有紧密贴合的直流低压电极2000和药棉3000，且药棉3000的轴向尺寸高于介质壳体5000的下沿部分所在平面。

上述实施例构成了本公开的完整技术方案，下面，本公开结合图7对上述实施例的工作原理做具体描述。

在具体应用中，需要两个电极结构配对使用，但不局限于只使用一对电极结构，电极结构配对使用时，可以用柔性材料或浮动结构等将成对的电极结构进行连接。

首先，将药棉吸饱药液后放置在凹槽5002中，此时，其中一个电极结构中的直流低压电极2000连接电压为12V～24V的正向直流低压输出端；交流高压电极1000连接电压为7kV～9kV的正向交流高压输出端；另一个电极结构中的直流低压电极2000连接电压为12V～24V的负向直流低压输出端；交流高压电极1000连接电压为7kV～9kV的反向交流高压输出端。通过接入高压交流电，一方面能够产生电穿孔效应，以在皮肤表皮层产生微孔通道；另一方面通过介质阻挡产生等离子体，使得药液中富含带电粒子，使药液具备更好的导电性；同时，通过接入低压直流，使得低压直流电透过药棉在皮肤表皮层下方与外部电路之间形成电场回路，从而使得药液能够沿着电场方向经过微孔通道透入皮下。连接好直流低压输出端以及交流高压输出端后，将该对电极结构贴于皮肤表面。由于药棉沿轴向方向高于介质壳体的下沿所在平面，因此，当电极结构贴于皮肤表面时，药棉3000被挤压，使得药液被挤出盛敷于皮肤表面。当电极接通电源时，由于电极凸粒1001外接正弦高电压，为了防止外部强电流对人体皮肤造成损伤，需要将电极凸粒1001插入对应的由高阻性材料制备的介质帽状凸粒5001(高阻性材料可以限制放电电流的增长，起到镇流的作用)中，与此同时，介质帽状凸粒5001外侧电场不受影响，依旧存在高压交变电场，使得介质帽状凸粒5001外侧缝隙内的空气被击穿，气体分子在高压交变电场中相互碰撞，从而产生等离子体。等离子体中的活性粒子通过自由扩散，进入盛敷在皮肤表面的药液中，此时药液被活化，从而提高药液的电导率以及电极性。

同时，由于电极结构贴附于皮肤表面，电极结构贴附区域内的皮肤因挤压稍微隆起，此时介质帽状凸粒5001外侧顶端距离隆起的皮肤距离最近，二者之间存在电势差，从而会形成因不规则放电引起的电流通道，该电流通道作用于皮肤表面会形成电穿孔，从而在皮肤表皮层形成暂态微孔洞，此时，皮肤表面的药液就会通过微孔洞透入至表皮层下方。

进一步的，由于此时两个电极结构中的平板直流低压电极2000分别连接外部电路的正极和负极，因此会在皮肤的浅表层下方形成电场回路，提升电极性后的药液由微孔洞进入皮肤后，会沿着电场方向进行移动，在表皮层下方被毛细血管吸收，从而能够完全最终进入体内。

下面，本公开以大鼠皮肤为研究对象进行Franz扩散池透皮实验(扩散池分上侧的供给池和下侧的接收池)，工具药选用双氯芬酸钠，从供给池一侧加入工具药，并根据时间梯度从接收池一侧吸取溶液，利用酶标仪在275nm波长条件下对所吸取的溶液进行检测，检测结果如图8和图9所示。本案实施例中的工具药选用双氯芬酸钠，在酶标仪中选定275nm波长处可以被检测出，图8和图9中，两个对照组分别为单一的离子导入药物透皮实验和单一的电穿孔药物透皮实验，实验组均为利用本公开所述的电极结构开展的药物透皮实验。可以看出，随着时间的增加，在吸收池一侧检测到的吸光度呈现增长的趋势，在每一个时间梯度点上，实验组的吸光度值均高于对照组(吸光度可以直接反映出溶液中的药物浓度的多少，吸光度与溶液中药物浓度成正比)。因此，可以得出，本公开所示的电极结构在促进药物透皮吸收效果上，均优于现有的单一手段。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。