一種獸醫無針注射器注射參數的測量張晶聲;金聞名;張旭;李娉【摘要】Comparingwithinjectionsyringeforveterinaryuse,theneedle-freeinjectorforveterinaryusehassuchadvantagesasbettersoupabsorbingeffect,preventingcrossinfection,avoidingneedlebreakage,enhancingmeatquality,reducingfixationofanimalandimprovinginjectionefficiency.Inordertobesuggestivetooptimizationdesignofneedle-freeinjectorforveterinaryuse,thedosage,orificediameterandinjectionforceofakindofneedle-freeinjectorforveterinaryuseweremeasured,theinjectionpressurewerecalculatedtherefor.Thetestmethodswerediscussedandtheresultswereanalyzed.Theminimumrequiredinjectionpressure28MPacorrespondingtoorificediameter0.3037mmwasgiven.Itcanbeusedasthethresholdinjectionpressuretosuccessfullypierceintothelivestockskinbyneedle-lessinjectorforveterinaryuse.%與帶針頭獸醫注射器相比，獸醫無針注射器具有藥液吸收效果好、防止交叉感染、防止針頭斷裂、提高肉品質量、減少動物保定、提高注射效率等優點。為了給獸醫無針注射器的優化設計提供參考，以某獸醫無針注射器作為樣品，對其注射劑量、噴孔孔徑和噴射沖擊力進行測量，對測量方法和測量結果進行分析0．3037mm所需的噴射壓力最小值為28MPa，可作為獸醫無針注射器成功注射刺穿動物皮膚所需噴射壓力的門檻值。【期刊名稱】《中國獸藥雜志》【年(卷),期】2016(000)001【總頁數】5頁(P61-65)【關鍵詞】注射參數;噴射沖擊力;噴射壓力【作者】張晶聲;金聞名;張旭;李娉【作者單位】中國獸醫藥品監察所，北京100125;中國獸醫藥品監察所，北京100125;中國獸醫藥品監察所，北京100125;中國獸醫藥品監察所，北京100125【正文語種】中文【中圖分類】S851.66產生一個液體柱，穿透皮膚噴射到皮膚內組織。獸醫無針注射器是在活塞注射器的基礎上，增加驅動裝置，瞬時爆發推動活塞，將藥液從微型噴孔高速噴出，穿透皮膚形成超微細射流，實現皮下或肌肉注射。再增加吸藥裝置，可完成自動吸藥，實現連續注射[1]。藥液到體內的過程包含兩步[2]：第一步是高速射流刺穿皮膚、脂肪和肌肉組織，形成裂紋，噴射完畢后裂紋閉合；第二步是藥液在目標組織中以相對低的速度進行擴散。像用傳統帶針頭注射器注射時皮膚的開合機理一樣，刺穿皮膚所需的噴射壓力是無針注射器成功工作的關鍵所在。研究表明，對于噴孔直徑在0.1～0.5mm內的噴射射流，刺穿人體皮膚的噴射壓力是15MPa[3]。而對于動物體的噴射壓力門檻值，至今尚無參考值。目前，國內有多家高校進行無針注射系統的設計開發，在驅動原理、噴射特性和注射效果方面進行了理論和實證方法研究[4-5]。國內多家企業也展開了獸醫無針注射器的研制，但產品使用效果尚沒有達到要求，主要原因在于產品的噴射壓力峰值達不到基本的閾值[6-7]。本文以某進口獸醫無針注射器作為樣品，對其進行了注射劑量、噴孔孔徑和噴射沖擊力測量，計算噴射壓力，以期對新型無針注射器的設計開發有啟發作用。注射劑量本次測量采用的獸醫無針注射器配備粉、綠、藍、紅四種動力棒。0.2mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL2.0mL10BP3100S3100g，分0.01gII噴射壓力VISIO5000.1um力計算的輸入項。實注射情形，見圖1。以剛性傳感器受力面作為噴射平面，將獸醫無針注射器的噴射水流直接打在力傳感器的螺桿端面上，測量沖擊力。傳感器輸出信號為0～5V的電壓信號，通過數據采集卡，將力值實時數據傳送到電腦中，實現力值信號的波形顯示、數據存儲等功能。40kHzPPM-LS050.97mV/N。為避免因環境引起的共模NIUSB6361(16LabVIEWkHzNIDIAdem0.2mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL和2.5mL時的沖擊力。1?？梢钥闯觯蟛糠终`差為正值，應該是考慮到注射完全度即注射進動物體內藥液與額定藥液的比例的影響；劑量越大誤差越??；根據動力棒由粉色、綠色、藍色、紅色動力增加，誤差有減小的趨勢。30.3038、0.30370.3036。孔徑平均值0.3037mm221.5mL表2數據顯示，相同劑量時，噴射沖擊力按照粉、綠、藍、紅棒順序增大。但不同劑量同一壓力棒時噴射沖擊力值規律不明顯。圖2顯示，執行噴射操作后，系統測量到瞬時上升的峰值沖擊力，這是動力棒活塞桿撞擊注射活塞時動量轉換的直接反映，藥液憑借此力穿透皮膚；此后力值平穩，顯示藥液的擴散；最后力值降為0，完成注射過程。整個過程約200ms。沖擊力隨時間變化曲線與文獻[2]中噴射壓力隨時間變化情況相近。(1)3P，F，A表3顯示，噴射壓力具有與噴射沖擊力相同的變化趨勢，并且在噴孔直徑為0.3037mm時，獸醫無針注射器的噴射壓力最小值約為28MPa。器測量注射劑量的標準方法相同。噴射沖擊力本試驗采用的噴射沖擊力測量方法，原理與劍橋大學學者提出的測量無針注射器噴射沖擊力的方法[2]相同，現在業界廣泛采用[3,8]，即不考慮噴出了噴射壓力圖。噴射動力噴射動力直接決定了噴射結果，本測量采用的獸醫無針注射器采取氣彈簧[9]形式的氮氣動力棒[10使用的優點。理論上，無針注射驅動方式還可以采用電磁驅動[11-12]甚至激光驅動[13]。獸醫無針注射器的優化設計應探索使用各種驅動方式的可能性。OliverAShergold[2]Intraject300μm0.5mL35MPa;對人B4520.34MPa14MPa34MPa。這些值兩倍于同樣直直徑的增大而下降。周華等[3]對自制彈簧無針注射器進行噴射壓力測量，得出噴0.1～0.3mLmm)內，噴射壓力不隨噴射距離改變而改變。馬興江等[8]對自制彈簧動力的32MPa，并未給出噴孔直徑在皮下及肌肉中的深度和擴散形態。本試驗中采用的獸醫無針注射器是在加拿大被廣泛使用，性能成熟，標配粉、綠、藍、紅、黃五色動力棒，從測量結果看，動力依次增強，與產品使用說明一致，進一步驗證了本試驗測量方法的可行性。粉色適用于一到七天豬仔、綠色適用于兩周小豬、藍色適用于30kg以內中豬、紅色棒適用于30kg以上大豬。對于獸醫無針注射器產品設計，若能達到同樣的噴射壓力，可期望能達到相應的注射效果。因此，根據本測量結果，在噴孔直徑為0.3037mm時，獸醫無針注射器的噴射壓力應不低于28MPa才能滿足注射要求?！鞠嚓P文獻】張晶聲，張旭，李娉，等.獸醫無針注射器研究進展[J].中國獸藥雜志,2013,47(3):67-69.OliverAShergold,NormanAFleck,TobySKing.Thepenetrationofasoftsolidbyaliquidjet,withapplicationtotheadministrationofaneedle-freeinjection[J].JournalofBiomechanics,2006,(39):2593-2602.[J]2009,25(2):116-120.肖毅.影響無針注射性能若干因素研究[D].華中科技大學碩士論文,2012.趙麗娜.無針注射技術研究[D].浙江大學碩士論文,2012.王孝軍,于彤，張廣文，等.獸用無針注射器:中國，CN101428159A[P].冷家波.一種無針注射器:中國，CN202459643U[P].[J]2012,28(1):166-169