本發明屬于透皮給藥，特別涉及一種非接觸的離子透皮給藥系統和方法。

背景技術：

1、透皮給藥是一種重要的給藥途徑，其能夠提供持續且穩定的藥物釋放，避免首過效應，提高藥物的生物利用度；透皮給藥廣泛應用于治療慢性疾病、控制疼痛和局部應用等領域。目前，透皮給藥的研究主要集中在優化透皮吸收系統、提高藥物穿透力及改善皮膚生物相容性等方面。然而，這一領域仍面臨一些挑戰；例如，如何在非侵入條件下有效突破皮膚的天然屏障，以實現高效地藥物傳遞。

2、離子電滲透是離子流在電場力的驅動下在介質中定向擴散的物理過程，外部的電場力可用來增強藥物透過膜進入皮下的透過率，實現藥物高效地傳遞。

3、然而，現有的離子電滲透給藥技術在實際應用中仍存在諸多局限性。例如，依賴于高電流強度來驅動藥物穿透皮膚，這可能導致皮膚極化、紅斑或灼傷等不良反應，且藥物利用率低，穿透性差，透皮效率有待加強。此外，傳統離子電滲透技術通常要求藥物本身為離子形式，且需要長時間與皮膚接觸，這進一步限制了其應用范圍。

技術實現思路

1、鑒于此，本發明目的在于提供一種非接觸的離子透皮給藥系統和方法，旨在解決背景技術當中的至少一個技術問題。

2、本發明是這樣實現的：

3、本發明第一方面提供一種非接觸的離子透皮給藥系統，其包括提取單元和離子調節單元；

4、所述提取單元包括：

5、高壓電源，用于提供提取藥物活性分子所需的電流體；

6、提取室，用于分離出藥物中的活性分子，并在提取室微孔區前端將藥物活性分子轉化為藥物活性離子；

7、電極，其電連接所述高壓電源，并豎設于提取室內部；

8、所述離子調節單元包括：

9、階梯電場室，其位于提取室下方，并與提取室相接；

10、離子調節模塊，其內置于階梯電場室中并形成階梯電場，用于將藥物活性離子形成藥物活性離子團簇，離子調節模塊與被給藥區域的皮膚為非接觸；

11、導引電源，其為所述離子調節模塊供電；

12、其中，所述離子調節模塊包括至少兩組同軸且上下間隔分布的環形電極；

13、優選地，所述提取室包括提取區、內設微孔通道的微孔區、連接提取區與微孔區的錐形連接區，電極從提取區插入并深入微孔區；電極與高壓電源電連接；微孔通道的孔徑為5μm~500μm，微孔通道長度為1mm～30mm，形狀為圓柱形或截頭圓錐形；

14、優選地，所述提取區外設加熱元件和振動器件；

15、所述加熱元件對提取區內部進行加熱；

16、所述振動器件為提取區內部提供機械振動。

17、優選地，每組環形電極均與導引電源電連接，導引電源向各組環形電極輸出不同大小的直流電壓，直流電壓自上而下依次遞增形成階梯電場，該直流電壓范圍為10v～50v或-50v~-10v。

18、優選地，環形電極在階梯電場室內，中間形成通孔，通孔的孔徑自上而下逐漸增大。

19、優選地，所述高壓電源輸出連續直流電壓或者非連續直流電壓產生電流體；高壓電源輸出的直流電壓周期最小值為1μs，占空比為1%～100%，大小為-5kv到+5kv。

20、優選地，電極的材料選自鉑、金、石墨、玻碳、鈦、不銹鋼、氮化硅、氮化鈦、陶瓷中的至少一種；

21、提取室材料選自聚四氟乙烯、聚醚醚酮、氟橡膠、聚苯硫醚、聚乙烯、玻璃中的至少一種。

22、本發明第二方面提供一種非接觸的離子透皮給藥方法，采用上述的非接觸的離子透皮給藥系統；所述透皮給藥系統置于被給藥區域的上方；所述透皮給藥方法包括如下步驟：

23、提供藥物和溶劑；

24、將藥物和溶劑置于提取室內，且溶劑浸沒藥物；

25、高壓電源通過電極對提取室內溶劑施加直流電壓產生電流體，電流體穿過藥物的微觀間隙，提取藥物中活性分子；流經微孔通道后霧化脫去溶劑，藥物活性分子轉化成藥物活性離子；

26、藥物活性離子進入階梯電場室，離子調節模塊輸出多組不同大小的階梯直流電壓，使得藥物活性離子周圍形成階梯電場，產生藥物活性離子團簇；

27、藥物活性離子團簇滲透至被給藥區域的皮膚。

28、優選地，所述藥物形態為固體、液體或膏體；所述藥物來源為中藥材或不同劑型的成藥；

29、所述溶劑選自水、乙醇或丙二醇中的至少一種。

30、優選地，所述離子調節模塊與被給藥區域的皮膚的距離為1cm～8cm。

31、與現有技術相比，本發明包括以下有益效果：

32、1、本發明以高壓電流體原位提取藥物活性分子+階梯電場產生藥物活性離子團簇，使得藥物中有效成分高效析出，并可通過非接觸的方式滲透至被給藥區域，避免了對人體皮膚的傷害，開發一種無接觸、無外源污染、原位提取、利用率更高且穿透性更好的透皮給藥裝置和方法。

33、2、本發明通過高壓電源為藥物和溶劑提供直流高壓，產生電流體，電流體穿過分子或組織間隙，輔以加熱和振動，高效提取藥物中的活性分子；然后含有藥物活性分子的電流體流經微孔通道后霧化脫去溶劑，藥物活性分子轉化成離子狀態；采用這種軟電離技術，可將藥物活性組分中的中性分子轉化為離子而不對活性分子有任何損傷，從而實現藥物活性組分離子化后透皮給藥，具有一定的普適性。

34、3、本發明在提取室下方設置階梯電場室，通過對若干組環形電極施加階梯式直流電壓，在藥物活性離子周圍形成階梯電場，產生藥物活性離子團簇，利用階梯電場控制藥物活性離子團簇的速度和大小，并提高其經皮滲透率；藥物活性離子可有效滲透皮膚進入血液循環系統中，完成給藥目的。

35、4、本發明方法不使用任何有害試劑，可對藥物進行原位提取，無需復雜的預處理或外源試劑輔助，確保藥物活性分子在提取過程中保持其天然活性狀態。這種原位提取方式不僅最大限度地保留了藥物的有效成分，還顯著提高了藥物的利用率，為透皮給藥提供了更高效、更安全的解決方案。

技術特征：

1.一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，所述透皮給藥系統包括提取單元和離子調節單元；

2.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，微孔通道的孔徑為5μm~500μm，微孔通道長度為1mm～30mm，形狀為圓柱形或截頭圓錐形。

3.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，所述提取區外設加熱元件和振動器件；

4.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，每組環形電極均與導引電源連接，導引電源向各組環形電極輸出不同大小的直流電壓，直流電壓自上而下依次遞增形成階梯電場，該直流電壓范圍為10v～50v或-50v~-10v。

5.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，環形電極在階梯電場室內，中間形成通孔，通孔的孔徑自上而下逐漸增大。

6.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，所述高壓電源輸出連續直流電壓或者非連續直流電壓；高壓電源輸出的直流電壓周期最小值為1μs，占空比為1%～100%，大小為-5kv到+5kv。

7.根據權利要求1所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統，其特征在于，所述電極的材料選自鉑、金、石墨、玻碳、鈦、不銹鋼、氮化硅、氮化鈦、陶瓷中的至少一種；

8.一種非接觸的離子透皮給藥方法，其特征在于，所述透皮給藥方法采用權利要求1至7任意一項所述的一種非接觸的離子透皮給藥系統；所述透皮給藥系統置于被給藥區域的上方；

9.根據權利要求8所述的一種非接觸的離子透皮給藥方法，其特征在于，所述藥物形態為固體、液體或膏體；所述藥物來源為藥材或不同劑型的成藥；

10.根據權利要求8所述的一種非接觸的離子透皮給藥方法，其特征在于，所述離子調節模塊與被給藥區域的皮膚的距離為1cm～8cm。

技術總結
本發明提供一種非接觸的離子透皮給藥系統和方法，屬于透皮給藥技術領域。該系統包括提取單元和離子調節單元；提取單元包括高壓電源、提取室和電極；電極連接高壓電源并豎設于提取室內部，提取室包括上下依次分布的提取區、錐形連接區、內設微孔通道的微孔區；離子調節單元包括階梯電場室、離子調節模塊和導引電源；離子調節模塊包括至少兩組同軸且上下間隔分布的環形電極。該方法包括：將藥物和溶劑置于提取室內，在直流高電壓作用下產生電流體，提取藥物活性分子并轉化成藥物活性離子；進入階梯電場室產生藥物活性離子團簇，并滲透至被給藥區域。本發明開發一種無接觸、無外源污染、原位提取、利用率高且穿透性好的透皮給藥系統和方法。

技術研發人員：劉鋒,王雙龍,董曉峰,張興磊,李水斌,余水南,段冀澤,汪斌,凌生波
受保護的技術使用者：東華理工大學南昌校區
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24