專利名稱：一種微量粉體定量定點配給裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于微量粉體配給技術領域，涉及一種微量粉體定量定點配給裝置。
背景技術：
植入式緩釋控釋給藥系統(tǒng)是新型緩釋控釋給藥系統(tǒng)中突出的一種，可有效彌補傳統(tǒng)給藥方式的不足，具有較好的應用前景。植入式給藥系統(tǒng)的制備主要包括載體壓制、填藥、封裝、檢測。其中，填藥工藝直接決定了給藥系統(tǒng)的適用性、安全性，因此應能夠適應多種藥物粉體的填藥，并且要實現嚴格定量、定點，避免污染到待封裝界面，給后續(xù)封裝工藝帶來隱患。由于微載體的結構尺度小，給藥載體單腔填藥量為Img左右，因此必須保證填藥的微量化。為了確保緩釋給藥系統(tǒng)植入人體后的安全性，填藥工藝應避免引入一切不安全因素。目前國內外針對微量藥粉的定量定點填充還沒有相應的針對性研究，現有的微量粉體配粉技術主要是針對金屬粉體等流動性較好的粉體，并且配粉的技術方案成本較大、應用條件苛刻復雜。如靜電配粉技術靜電沉積技術，該技術方案實施成本太高，并且需要引入光電導表面，因此不適合應用到填藥工藝中。采用毛細漏斗管的振動激勵法，能夠適用于金屬粉體的微量配粉，應用于藥粉等非金屬粉體容易發(fā)生堵塞失效，并且毛細漏斗管的精確拉制成本較高、重復性差。采用毛細漏斗管的超生行波法，應用于藥粉等非金屬粉體容易發(fā)生堵塞失效，并且超生發(fā)生設備成本較高。綜上，由于以上多種方法都不能滿足多腔體緩釋藥物載體的微量藥粉定點定量填充工藝需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種微量粉體定量定點配給裝置，采用錐狀頭激振配粉，適用于多種非金屬粉體和金屬粉體的定量定點配粉。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現—種微量粉體定量定點配給裝置，包括設置有載體填裝平臺的二維運動臺，二維運動臺的上方設有激振器；錐狀頭通過連接管與激振器可動件相連，儲粉桶的出料口與錐狀頭相連通；交流信號源通過功率放大器與激振器相連接，控制器與交流信號源相連接并向其發(fā)出控制信號；激振器設置在可上下滑動的豎直滑臺上。所述控制器將含有頻率、幅值的控制參數經過串口方式傳輸到交流信號源，交流信號源輸出正弦交流信號經功率放大器后發(fā)送給激振器，驅動激振器振動，帶動與激振器可動件相連的錐狀頭振動，將錐狀頭內的粉體從錐狀頭端口定量噴出。在錐狀頭與載體的腔體對準后，錐狀頭開始振動，向腔體注入粉體，注入完成后，錐狀頭停止振動，二維運動臺帶動載體的下一個腔體與錐狀頭對準，錐狀頭開始下一次振動，開始下一個腔體定點配給循環(huán)。所述錐狀頭的間歇振動與二維運動臺的間歇運動相匹配。
二維運動臺的運動導軌，是由兩軸相互垂直連接的絲杠運動導軌組成的，其由步進電機驅動；控制器發(fā)送脈沖信號，經過步進電機驅動器放大，驅動步進電機運轉，絲杠副將步進電機的轉動轉換為絲杠運動導軌的平動。所述的豎直滑臺安裝在機架上，豎直滑臺可帶動激振器、錐狀頭上下運動。所述的連接管與激振器的可動件固定連接，連接管的另一端與錐狀頭通過螺紋連接，儲粉桶的出料口與連接管相連接。所述儲粉桶中存儲有待添加的粉體，粉體從儲粉桶的出料口經連接管進入錐狀頭，當錐狀頭(8)處于靜止時粉體不會噴出。對于固定大小口徑的錐狀頭，控制器通過控制交流信號源產生正弦交流信號的頻率、幅值，來控制激振器振動的頻率、幅值，從而控制維狀頭的單位時間出粉量；當激振器振動后，帶動連接管和錐狀頭在上下O.1 Imm幅度內振動，錐狀頭振動時間為5 15s。具體采用點膠TT塑料斜式針頭做為錐狀頭，其口徑大小包括0. 21mm、0. 26mm、O. 41mm>0. 60mm>0. 84mm、1. 20mm 和 L 55mm。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果本發(fā)明提供的微量粉體定量定點配給裝置，采用錐狀頭激振配粉配合二維運動臺的運動來實現微量粉體定量定點配給，適用于植入式可降解多腔體緩釋藥物載體的填藥工藝的需求的微量非金屬粉體，并適用于其他非金屬粉體以及金屬粉體的定點定量配粉。本發(fā)明提供的微量粉體定量定點配給裝置，可實現包括金屬粉體、藥物粉體等在內的各種粉體的定量配給，特別是解決了流動性較差(相對大多數金屬粉體，50-500微米)的藥物粉體的微量配給。本發(fā)明提供的微量粉體定量定點配給裝置，還可用于生化實驗中的微量粉體定點、定量配給，同時還能夠用于微量粉體的點、線、面裝填，并且其空間分辨率可達到O. 5mm,可以應用到金屬粉體激光燒結三維實體成型，實現復雜、小型零件的成型。本發(fā)明提供的微量粉體定量定點配給裝置，相對其他微量粉體填粉技術，實施簡單、成本較低、穩(wěn)定高效。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為錐狀頭的示意圖；圖3-1 3-4為不同形式的釋藥載體的示意圖；圖4為定量定點填粉后的釋藥載體的示意圖。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。參見圖1，一種微量粉體定量定點配給裝置，包括設置有載體填裝平臺的二維運動臺9，二維運動臺9的上方設有激振器6 ;錐狀頭8通過連接管與激振器可動件相連，儲粉桶7的出料口與錐狀頭8相連通；交流信號源2通過功率放大器3與激振器6相連接，控制器I與交流信號源2相連接并向其發(fā)出控制信號；激振器6設置在可上下滑動的豎直滑臺5上。進一步，控制器I將控制參數(頻率、幅值)經過串口方式傳輸到交流信號源2，交流信號源2輸出正弦交流信號經功率放大器3后發(fā)送給激振器6，驅動激振器6振動，帶動與激振器可動件相連的錐狀頭振動，將錐狀頭內的粉體從錐狀頭端口定量噴出。在錐狀頭8與載體的腔體對準后，錐狀頭8開始振動，向腔體注入粉體，注入完成后，錐狀頭8停止振動，二維運動臺9帶動載體的下一個腔體與錐狀頭對準，錐狀頭8開始下一次振動，開始下一個腔體定點配給循環(huán)。具體的，錐狀頭8的間歇振動與二維運動臺9的間歇運動相匹配控制器輸入振動控制參數(振動頻率、振動時間)，控制參數經過串口方式傳輸到交流信號源，信號源輸出正弦交流信號經功率放大器驅動激振器，帶動通過連接管與激振器可動件相連的錐狀頭實現微量粉體從錐狀頭端口噴出，同時二維運動臺按照配粉需求進行相應運動，兩者相互配合實現粉體的定量定點配給。所述的二維運動臺9的運動導軌，是由兩軸相互垂直連接的電控絲杠運動導軌(附帶安裝有驅動其運動的步進電機11)組成的，控制器I發(fā)送脈沖信號，經過步進電機驅動器10放大后驅動步進電機運轉，絲杠副將步進電機11的轉動轉換為導軌的平動，兩軸導軌的協(xié)調平動實現了二維運動臺9的平面二維運動。所述的豎直滑臺5安裝在機架4上，豎直滑臺5可帶動激振器6、錐狀頭8上下運動。以便在填粉時將錐狀頭靠近需配粉的載體，完成填粉后提升錐狀頭再將載體取出。所述的連接管與激振器的可動件固定連接(比如螺紋連接)，連接管的另一端與錐狀頭通過螺紋連接，儲粉桶的出料口與連接管相連接。儲粉桶7中存儲有待添加的粉體，，保證錐狀頭中有充足的粉體進行配粉，粉體從儲粉桶7的出料口經連接管進入錐狀頭8，當錐狀頭8處于靜止時粉體不會噴出。控制器I通過控制交流信號源2產生正弦交流信號的頻率、幅值(正弦交流信號間歇發(fā)送)，來控制激振器振動的頻率、幅值，從而控制錐狀頭的單位時間出粉量；當激振器振動后，帶動連接管和錐狀頭8在上下O.1 1_幅度內振動，錐狀頭8振動時間為5 15s。具體的錐狀頭與載體的腔體對準后，錐狀頭開始振動，向腔體注入粉料10s，注入完成后，停止振動，二維運動臺帶動載體的下一個腔體與錐狀頭對準，開始下一個循環(huán)。載體填粉完成后，調節(jié)豎直滑臺上升，帶動激振器使錐狀頭提升。錐狀頭是該配粉裝置中的重要部件，如圖2為錐狀頭示意圖。其中錐狀頭的錐度是其能否實現穩(wěn)定配粉的關鍵，鑒于目前加工特制錐狀頭的成本問題，自動化樣機中采用點膠TT塑料斜式針頭(即市場現有的點膠機采用的點膠頭)(口徑分別為O. 21mm、0. 26mm、O. 41mm、0. 60mm、0. 84mm、1. 20mm、1. 55mm)做為錐狀頭,滿足不同量粉體的配粉需求，同時每種口徑都有穩(wěn)定配粉(粉體流動穩(wěn)定不堵塞，可通過是否施加激振來控制)對應的粉體粒徑分布范圍，因此需要針對具體口徑篩取相應的粒徑的粉體。此外，出粉頭前端不僅限于圓口徑，可以根據填粉應用目標結構進行設計，采用非圓口徑，出粉頭前端口徑的其他非圓形狀(比如橢圓)。對于無水碳酸鈉、五氟尿嘧啶等粉體，當粉體粒徑為錐狀管口徑的O. 125、. 3倍時，可以實現通過施加激振來控制粉體流動并且不堵塞，對于五氟尿嘧啶，當錐狀管口徑為O. 41mm時，當激振頻率為80Hz，幅值為150um時，粉體的流量為O. 3mg/s。填藥的載體尺寸用于藥物緩釋控制的載體的主要形狀如圖3-1 3-4所示，(載體的腔體深度小于O. 5_)，其中具有最小填充腔體的蜂窩狀的載體具體尺寸如圖3-4，通過估算可知其單腔填藥的體積約為1. 3立方毫米；同時根據常用的藥物粉體的密度值可估算出應用于該系列載體的最小填藥質量約為lmg，因此微量粉體的定量配給技術的每秒流量必須小于lmg，通過固定時長的穩(wěn)定粉體流實現一定量的藥粉填充。例如當將五氟尿嘧啶藥粉的定量填入分裝載體時，其單腔的容藥量為O. 9mg,當激振頻率為80Hz，幅值為150um時，可以通過定時3秒來實現單腔的定量填粉。并通過二維運動平臺的運動實現所有腔體的定點填充。本發(fā)明提出的可以實現對包括流動性較差的藥粉在內的粉體進行微量精確配給，精度可達到O. lmg。采用一系列的小口徑塑料斜式針頭作為錐狀頭，同時篩取對應粒徑范圍的粉體顆粒，最后實現了對次毫克(小于lmg)粉體的配給要求。粉體的定量配給是通過合適的激振頻率、幅值及進行控制，實現穩(wěn)定可重復的定量粉體配給。在120Hz頻率下的穩(wěn)定配粉幅值對蜂窩狀載體進行填粉(實驗粉體采用5(T75um的無水碳酸鈉粉體)，達到了良好的裝填效果，具體實驗效果如圖4所示。本發(fā)明提供的微量粉體定量定點配給裝置，還可用于生化實驗中的微量粉體定點、定量配給，同時還能夠用于微量粉體的點、線、面裝填，并且其空間分辨率可達到O. 5mm,可以應用到金屬粉體激光燒結三維實體成型，實現復雜、小型零件的成型。
權利要求
1.一種微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，包括設置有載體填裝平臺的二維運動臺(9 )，二維運動臺(9 )的上方設有激振器(6 );錐狀頭(8 )通過連接管與激振器可動件相連，儲粉桶(7)的出料口與錐狀頭(8)相連通；交流信號源(2)通過功率放大器(3)與激振器(6)相連接，控制器(I)與交流信號源(2)相連接并向其發(fā)出控制信號；激振器(6)設置在可上下滑動的豎直滑臺(5)上。
2.如權利要求1所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，控制器(I)將含有頻率、幅值的控制參數經過串口方式傳輸到交流信號源(2)，交流信號源(2)輸出正弦交流信號經功率放大器(3)后發(fā)送給激振器(6)，驅動激振器(6)振動，帶動與激振器可動件相連的錐狀頭振動，將錐狀頭內的粉體從錐狀頭端口定量噴出。
3.如權利要求2所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，在錐狀頭(8)與載體的腔體對準后，錐狀頭(8)開始振動，向腔體注入粉體，注入完成后，錐狀頭(8)停止振動， 二維運動臺(9)帶動載體的下一個腔體與錐狀頭對準，錐狀頭(8)開始下一次振動，開始下一個腔體定點配給循環(huán)。
4.如權利要求3所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，錐狀頭(8)的間歇振動與二維運動臺(9)的間歇運動相匹配。
5.如權利要求4所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，二維運動臺(9)的運動導軌，是由兩軸相互垂直連接的絲杠運動導軌組成的，其由步進電機(11)驅動；控制器(I)發(fā)送脈沖信號，經過步進電機驅動器(10)放大，驅動步進電機(11)運轉，絲杠副將步進電機(11)的轉動轉換為絲杠運動導軌的平動。
6.如權利要求1所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，所述的豎直滑臺(5) 安裝在機架(4)上，豎直滑臺(5)可帶動激振器(6)、錐狀頭(8)上下運動。
7.如權利要求1所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，所述的連接管與激振器的可動件固定連接，連接管的另一端與錐狀頭通過螺紋連接，儲粉桶的出料口與連接管相連接。
8.如權利要求7所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，儲粉桶(7)中存儲有待添加的粉體，粉體從儲粉桶(7)的出料口經連接管進入錐狀頭(8)，當錐狀頭(8)處于靜止時粉體不會噴出。
9.如權利要求1所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，對于固定大小口徑的錐狀頭(8)，控制器(I)通過控制交流信號源(2)產生正弦交流信號的頻率、幅值，來控制激振器振動的頻率、幅值，從而控制錐狀頭的單位時間出粉量；當激振器振動后，帶動連接管和錐狀頭(8 )在上下O.1 Imm幅度內振動，錐狀頭(8 ) 振動時間為5 15s。
10.如權利要求1所述的微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，采用點膠TT塑料斜式針頭做為錐狀頭，其口徑大小包括0. 21mm、0. 26mm、0. 41mm、0. 60mm、0. 84mm、1. 20mm和1. 55mm0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微量粉體定量定點配給裝置，其特征在于，包括設置有載體填裝平臺的二維運動臺，二維運動臺的上方設有激振器；錐狀頭通過連接管與激振器可動件相連，儲粉桶的出料口與錐狀頭相連通；交流信號源通過功率放大器與激振器相連接，控制器與交流信號源相連接并向其發(fā)出控制信號；激振器置在可上下滑動的豎直滑臺上。本發(fā)明采用錐狀頭激振配粉配合二維運動臺的運動來實現微量粉體定量定點配給，適用于植入式可降解多腔體緩釋藥物載體的填藥工藝的需求的微量非金屬粉體，并適用于其他非金屬粉體以及金屬粉體的定點定量配粉。
文檔編號B65G65/40GK103043455SQ20121058561
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者王小鵬, 陳天寧, 李欣欣, 李偉, 周安安, 李應剛 申請人:西安交通大學