PI应用 I 采用压电陶瓷元件智能生产疫苗贴片

接种疫苗是预防病毒或细菌感染的重要手段。这一主题在早期的亚洲文明中已经有所探讨，并在Edward Jenner的研究下最终于19世纪取得了突破。尽管仍然是争论的焦点，但疫苗现在已成为日常医疗活动的一部分，可防止人们患上麻疹、肺结核、小儿麻痹症或破伤风等疾病。这项疫苗接种政策已大幅降低了全世界的感染病例，甚至根除了某些疾病（例如天花）。在全球新型冠状病毒大流行之后，现代疫苗接种技术日益受到重视，因为这项技术有望保护世界人口免遭未来的大流行。疫苗贴片是下一代应用之一，压电技术可以在其生产中发挥重要作用。

新技术：疫苗贴片

在接种疫苗期间，通常使用注射器将杀灭或弱化的微生物、毒素或蛋白质肌肉注射到体内。它们会产生免疫反应，并提高患者对特定疾病的免疫力。由于疫苗管理对全世界的医务人员来说都是一项持续的挑战，尤其是在医疗基础设施薄弱的发展中国家，疫苗贴片的新颖概念为人们提供了多种可能性。疫苗贴片由包含高约200至300微米的微针的小型聚合物贴片组成。使用疫苗贴片时，针头会刺入皮肤，然后直接注射位于针尖的疫苗。与使用注射器进行疫苗接种不同，疫苗贴片实际上消除了因针头事故引起的感染。微针有多种型号，其中的一些在释放疫苗后会随时间而溶解在皮肤中。甚至可以将疫苗贴片轻松分发到偏远的农村地区，并且无需医护人员的帮助即可使用。疫苗贴片所需的剂量还不到常规疫苗的一半：在被微针刺入的皮肤层中有着更多的免疫细胞，因此较低的疫苗剂量仍会产生同等的免疫反应。这种疫苗接种方式提供的最大优势可能是耐用性：在生产过程中，将微针上的疫苗干燥，因此在高达40摄氏度的温度下无需冷却即可将其功效保存长达一年。这为疫苗接种带来了全新的可能性，尤其是在热带气候的国家。

可实现微针上液滴分配的压电陶瓷精度

在疫苗贴片的生产过程中，液体疫苗的微小液滴被分配到微针的针尖上。压电技术用于快速产生非常小的液滴：用于纳升或皮升分配设备（如打印头）的促动器必须在高达数千赫兹的高工作频率下工作，同时产生形成微小液滴所需的动能。

压电元件和促动器是满足这些挑战性需求的合适产品：压电效应基于通过晶体施加力产生的电荷，反之亦然，因此，压电陶瓷元件通过输入电压来实现瞬时位移。这些元件大部分以低功耗运行，并具有耐用性和可靠性，从而使其适用于分配打印头。

为了根据喷墨原理产生并分配小至皮升体积的准确液滴，将一根玻璃毛细管放置在>>压电管内。采用这种方法加药是完全无接触的，可将非常细小的液滴分注在表面上。该方法可以分配药品而不会造成污染，并且打印头易于清洗或消毒。压电陶瓷促动器（例如 >> PICMA Stack）是压电陶瓷管之外的另一种选择：当放置在打印头中时，它们可在微针阵列上以非常高的速度和精度产生非常细小的疫苗液滴。此类促动器具有出色的耐用性：即使在复杂的系统中，也能够可靠地工作多年。

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