实验名称：超声微针阵列系统模块设计

　　实验目的：基于临床上外用药快速经皮给药的临床治疗需求，研究、设计一种用于外用药快速经皮给药的超声微针阵列系统。本论文通过对临床上超声微针阵列系统的需求分析，对超声微针阵列系统进行模块化设计。

　　测试设备：ATA-2041高压放大器、信号发生器、真空泵、步进电机、微针射泵等。

　　实验过程：

　　图1：超声微针阵列系统示意图

　　图1所示为搭建的超声微针阵列系统示意图。该系统包括超声微针阵列模块、供电模块、剂量模块、吸附模块和位移模块。吸附模块包括夹持机构和真空泵，超声微针阵列模块通过吸附模块与皮肤持续紧密贴合。供电模块包括信号发生器和功率放大器，提供超声微针阵列模块相匹配的正弦电压。剂量模块包括微量注射泵，提供稳定，微量的药液控制。位移模块包括步进电机控制箱、电动滑块，精准控制超声微针阵列模块的中空微针刺入深度。

　　图2：超声微针阵列系统经皮给药系统图

　　根据临床需求，超声微针阵列系统需要稳定、持续地输出频率、强度可调的超声信号。因此信号发生器需要产生频率和强度均可调整的正弦信号。为了能够驱动超声微针阵列模块，需要对信号发生器所输出的正弦信号进行功率放大，最终采用西安JN江南sports电子科技公司的ATA-2041高压放大器，ATA-2041是一款理想的可放大交直流信号的单通道高压放大器。最大输出400Vp-p(±200Vp)高压，可以驱动高压型负载。电压增益数控可调，一键保存常用设置，提供了方便简洁的操作选择，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的放大。

　　测试结果：

　　针对超声微针阵列系统进行模块化设计。分析超声微针阵列系统经皮给药的工作方式及工作原理：中空微针刺破角质层，在表皮层和真皮层之间构造微米级注射通道，同时作为超声换能器前端匹配层，在表皮层、真皮层等皮肤深层产生超声波，在皮肤深层激发更强烈的超声空化效应，提高经皮给药效率。

　　功率放大器推荐：ATA-2041

　　图：ATA-2041高压放大器指标参数

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