摘要：为分析低频超声透皮给药过程中由超声空化引起的发热问题,基于压电方程、热平衡方程和声压平衡方程,利用COMSOL有限元软件建立了低频超声透皮给药过程中压电-声-热耦合仿真计算模型。通过理论分析和FLIR热成像仪的温度测量实验,获得了系统在超声输入功率为5.5 W、频率为21kHz下的温度场分布与外表面最大温度变化曲线。超声换能器与低频超声透皮给药系统(空气中)的温度场分布及其最大温度值的仿真分析结果都与实验值一致,即在低频超声透皮给药过程中,药液中超声空化会造成声波大幅衰减,从而把部分声能直接转化为热能,导致药液温度快速上升,15min时外表面最高温度可达40℃,内部辐射头下方最大温度的理论值可达41.3℃,达到了低频超声透皮给药的温度安全要求(≤42℃)。计算与实验结果表明,所建立的压电-声-热耦合计算模型可以预测系统温度变化,可用于超声作用时间、换能器结构尺寸和材料参数的优化设计。

摘要：透射式超声胸腔成像是近年出现的新技术,换能器是关键技术之一。但常规换能器的频率或尺寸不适合胸腔中透射超声的接收。利用多物理场有限元仿真平台,进行了压电超声换能器结构参数的研究。用胸腔模型验证了换能器的性能。研究结果表明:所设计的30 kHz小尺寸超声换能器在肺充气、失气状态下的输出电压值较大且有明显差异,可用于基于速度场和密度场的胸腔层析成像。

摘要：为提高低频超声透皮给药过程中药液渗透率的控制精度,通过有限元计算分析,设计了一款具有密封结构的超声换能器,用以改变低频超声透皮给药系统中的药液压强。基于Franz扩散池的皮肤透皮体外实验的研究(包括人造皮肤与大鼠离体皮肤),获得了密封系统对透皮渗透量变化的影响规律。实验结果表明,超声空化、促渗剂与压强都可以改变药液渗透率,其中超声可以通过空化效应破坏皮肤表层结构进而促进渗透,而压强与超声、促渗剂相互结合则可以起到提高给药渗透精度的作用。提出的密封式超声换能器可通过压强变化初步实现调节低频超声透皮给药精度的目的,为进一步设计可调压强的低频超声给药系统奠定应用基础。

摘要：利用低频超声波通过介质时对皮肤产生的空化作用、热效应、声微流作用和辐射压等作用能够提供十倍于常规给药方法的持续稳定的渗透率,并且它能够避免首过效应等优点,采用了自动控制和适时控制相结合的智能控制方式,设计了一种基于DS80C320单片机的低频超声经皮给药系统。介绍了它的设计原理、硬件结构,软件流程以及具体实现功能。设计表明,该系统智能化高安全性强,能利用温度、频率和强度等多种因素来促进药物的经皮渗透性。可用于慢性肾功能不全、尿毒症、骨、关节炎和全身性皮肤病的药物经皮渗透,是一套具有实用价值的开发系统。

摘要：背景:许多动物实验表明,低频超声波可促进药物经皮吸收的速率。本研究已采用低频超声波介导局麻药来测定在人体透皮的速度与深度。目的:探讨低频超声波对恩纳局部镇痛起效时间的影响,为临床研究低频超声给药和扩大恩纳的临床应用提供依据。设计:采用双盲同体配对随机对照研究。地点和对象:研究在解放军第四军医大学秦都医院完成,所有研究对象为解放军第四军医大学学员。干预:对24例健康青年志愿者的双上臂采用随机数字分为试验组和对照组,每个试验者两上臂同时涂抹1g恩纳,10min后试验组上臂进行低频超声(20kHz)介导,强度为0.5W/cm2,介导时间10min。主要观察指标:用美国产TranscucerIndicationModel1601C尼龙棒机械压力测痛仪每5min测量两组镇痛起始时间,共观察2h。试验结束后观察皮肤组织学变化。结果:低频超声干预组平均镇痛起始时间为(34.58±3.87)min,对照组为(43.75±4.72)min。两组镇痛起效时间差异有显著性意义(t=7.62,P<0.01)。低频超声可使角质层间质增宽和疏松。结论:低频超声可以促进恩纳透过皮肤,缩短恩纳局部镇痛起效时间。

摘要：目的采用正交实验设计法,探究低频超声联合微泡抑制小鼠前列腺癌细胞(RM-1)血管内皮生长因子(VEGF)表达的最优参数组合。方法选定超声功率、超声频率、辐照时间、微泡/细胞悬液体积比为正交优化的4个因素,每个因素设定4个水平,分别为超声频率:20 k Hz、80 k Hz、500 k Hz及800 k Hz;超声功率:100 m W/cm2、180 m W/cm2、270 m W/cm2及360 m W/cm2;辐照时间:30 s、60 s、90 s及120 s;微泡/细胞悬液体积比:10%、20%、30%、40%,按照四因素四水平设计正交实验表,得到16个实验组,各组按相应条件采用连续波辐照后细胞继续培养24 h,定量RT-PCR检测各组VEGF m RNA表达量从而获取最优组合条件。将小鼠RM-1细胞均分4组:对照组不进行任何处理;单独超声组采用正交实验设计法所得最优组合条件辐照细胞,但不加入微泡;单独微泡组仅加入最优百分体积的微泡;低频超声联合微泡组采用正交实验设计法所得最优组合条件辐照并加入最优百分体积微泡。各组处理后,即刻台盼蓝染色观察细胞的损伤情况;培养24 h后,采用Western blot印迹法检测小鼠RM-1细胞中VEGF表达量。结果抑制小鼠RM-1细胞VEGF m RNA表达的影响因素由大到小依次为:超声频率、超声功率、微泡/细胞悬液体积比、辐照时间;各因素不同水平的影响程度由大到小依次为:1超声频率:800 k Hz、500 k Hz、80 k Hz、20 k Hz;2超声功率:360 m W/cm2、180 m W/cm2、270 m W/cm2、100 m W/cm2;3辐照时间:30 s、90 s、120 s、60 s;4微泡/细胞悬液体积比:20%、10%、40%、30%。正交实验设计法所得最优组合条件为:超声频率800 k Hz、超声功率360 m W/cm2、超声辐照时间30 s及微泡/细胞悬液体积比20%。低频超声联合微泡组损伤细胞多于其他各组,单独超声组可见少量损伤细胞,对照组和单独微泡组损伤细胞极少。低频超声联合微泡组VEGF表达量少于其他各组,单独超声组表达量也少于对照组和单独微泡组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论低频超声联合微泡造影剂抑制小鼠RM-1细胞VEGF m RNA表达的最优组合条件为:超声频率800 k Hz,超声功率360 m W/cm2,超声辐照时间30 s,微泡/细胞悬液体积比20%。在此实验条件下可以显著抑制VEGF的最终表达量。

摘要：目的应用VEGF和bFGF,以透皮低频超声导入的无创给药方法,比较单一药物和联合用药对猪超长宽比例筋膜皮瓣成活率及其微循环的影响,为扩大超长宽比例筋膜皮瓣的临床应用奠定实验基础。方法选用10只猪为实验动物。在猪背部两侧设计3 cm×15 cm的筋膜皮瓣,分为空白超声对照组、超声导入VEGF组、超声导入bFGF组、注射VEGF+bFGF联用组、超声导入VEGF+bFGF联用组等5组。术后10 d,测量皮瓣成活面积,测定毛细血管密度以及表达指数,并进行定量分析。结果超声导入VEGF+bFGF联用组皮瓣成活率、毛细血管密度及表达指数等,均明显优于其他4组,差异有显著性(P<0.01)。结论VEGF和bFGF经皮联合低频超声介导给药应用于猪超长宽比例筋膜皮瓣,可显著提高皮瓣的成活率。

摘要：基于超声促渗的双氯芬酸钠体外透皮正交实验研究,在前期实验数据积累的基础上,提取了复合促渗的有效实验参数组合。为了适应后期临床测试的需要,在比对和分析目前超声给药系统结构的基础上,提出了模块化超声给药系统的设计方案,并完成了各部分主要模块电路的设计,实现了超声给药系统结构的优化和可持续升级,为后续工作的展开提供了基础。

摘要：对人体组织液的微创透皮抽取技术进行了研究.首先对皮肤进行低频超声预处理,提高皮肤表层对组织液的通透性,然后利用文氏管真空负压实现组织液的抽取、收集和输运.搭建了低频超声皮肤预处理系统,设计了基于文氏管的真空负压一体化装置,研究了组织液透皮抽取效果的评价方法.通过实验验证了组织液的抽取效果,研究了抽取时机、抽取频率对组织液渗透速率的影响,验证了文氏管真空负压作为组织液抽取、收集和输运驱动力的作用效果,研究了利用真空负压控制液体输运速度的方法.研究成果在微创血糖监测技术中具有重要的应用价值.

摘要：开展基于超声促渗的双氯芬酸钠体外透皮影响的正交实验,提取复合促渗的有效参数组合,为适应后期动物实验和进一步临床测试的展开,需要基于该参数组合构建多通道超声给药系统。比对和分析了目前超声给药系统结构的主要实现方式,提出通用性多通道超声给药系统的构建方案,完成系统结构和电路的设计,为后续工作的展开提供了基础。