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CN109044411B - 基于毛细力驱动的泪液检测接触镜 - Google Patents

基于毛细力驱动的泪液检测接触镜 Download PDF

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Abstract

一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜，包括与角膜接触的内层以及与眼睑接触的外层，所述内层上设置有用于泪液成分检测的流道以及用于将泪液排出流道的空腔，所述流道包含泪液入口和泪液出口，所述流道利用毛细作用自驱动泪液从所述泪液入口向所述泪液出口流动，所述空腔在所述泪液出口处与所述流道相连并与所述流道成一定夹角，所述外层上设置有与所述空腔对应的腔膜，所述腔膜与所述空腔组成腔室，利用佩戴者的眨眼动作，挤压所述腔膜，使所述腔室的体积发生变化，产生压力，将所述泪液出口的泪液排出流道。该接触镜通过毛细力自驱动泪液流入流道，并可在流道内与显色物质发生显色反应，实现泪液中特定成分的检测，可用于相关疾病的诊断。

Description

基于毛细力驱动的泪液检测接触镜
技术领域
本发明涉及一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜。
背景技术
人体泪液中含有多种成分，一些疾病的发生会影响泪液成分浓度发生改变，研究表明，通过对泪液成分的可靠分析，可以为相关疾病的诊断提供有利依据。目前泪液成分检测普遍的做法是通过体外装置收集泪液，然后进行相关检测，现在的方式存在步骤复杂，检测灵敏度不高等缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜，包括与角膜接触的内层以及与眼睑接触的外层，所述内层上设置有用于泪液成分检测的流道以及用于将泪液排出流道的空腔，所述流道包含泪液入口和泪液出口，所述流道利用毛细作用自驱动泪液从所述泪液入口向所述泪液出口流动，所述空腔在所述泪液出口处与所述流道相连并与所述流道成一定夹角，所述外层上设置有与所述空腔对应的腔膜，所述腔膜与所述空腔组成腔室，利用佩戴者的眨眼动作，挤压所述腔膜，使所述腔室的体积发生变化，产生压力，将所述泪液出口的泪液排出流道。
所述流道内还嵌有一种或多种显色物质，当泪液在所述流道内流动时，泪液中的特定成分与显色物质发生特定的显色反应，以利用反应颜色的深浅来检测泪液中该成分浓度的高低。
所述内层与所述外层的形状相同且弧度与眼睛形状匹配。
所述流道包含多个并联的泪液入口和一个泪液出口。
所述流道包括截面为正方形的主体流道，且所述流道中存在一段截面为正方形的小流道，所述小流道的截面尺寸小于所述主体流道，用来阻止泪液从所述泪液出口向所述泪液入口反向流动，优选地，所述小流道靠近所述泪液出口处设置在所述空腔与所述流道的连接点的后方。
所述主体流道的截面的边长为0.3mm，所述小流道的截面的边长为0.2mm。
所述空腔通过一段截面由大到小变化的微通道与所述流道相连。
所述截面的大小存在梯度变化，优选地，所述微通道包括与所述流道呈第一夹角的第一梯段和与所述流道呈第二夹角的第二梯段，所述第一夹角大于所述第二夹角，且所述第二梯段的梯度变化比所述第一梯段的梯度变化更急。
所述内层包括多个微结构，所述微结构在所述内层上沿圆周等距分布，每个微结构形成有所述流道和所述空腔，所述外层包括多个腔膜，所述多个腔膜与各微结构上的所述空腔一一对应。
在所述内层上等距分布3个所述微结构。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜,在没有植入任何动力的情况下，泪液在毛细力的驱动下，在流道内流动。在泪液出口处，利用佩戴者的眨眼动作，挤压腔膜，使腔室体积发生变化，产生压力，将泪液出口的泪液排出流道。该泪液检测接触镜以简便有效的方式实现泪液的收集。
优选方案中，流道内还嵌入有特定的显色物质，当泪液在流道内流动时，与显色物质发生特异的显色反应，颜色的深浅反映泪液特定成分浓度的高低，通过对泪液特定成分的检测为相关疾病的诊断提供依据，且检测灵敏度高，实施简单。
本发明优选实施例的接触镜通过毛细力自驱动泪液流入流道，并在流道内与嵌入物质发生显色反应，实现泪液中特定成分的检测，可有效用于相关疾病的诊断，该接触镜为泪液成分的检测提供了一种简单方便有效的解决方案。
附图说明
图1为本发明一种实施例的泪液检测接触镜结构示意图。
图2为一种实施例的接触镜内层结构图。
图3为一种实施例的接触镜外层结构图。
图4为一种实施例的接触镜中泪液出口及空腔结构放大图。
图中附图标记：
10-内层，11-泪液入口，12-流道，13-空腔，14-泪液出口，20-外层，21-腔膜
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1至图4，在一种实施例中，一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜，包括用于与角膜接触的内层10以及用于与眼睑接触的外层20，所述内层10上设置有用于泪液成分检测的流道12以及用于将泪液排出流道12的空腔13，所述流道12包含泪液入口11和泪液出口14，所述流道12利用毛细作用自驱动泪液从所述泪液入口11向所述泪液出口14流动，所述空腔13在所述泪液出口14处与所述流道12相连并与所述流道12成一定夹角，所述外层20上设置有与所述空腔13对应的腔膜21，所述腔膜21与所述空腔13组成腔室，利用佩戴者的眨眼动作，挤压所述腔膜21，使所述腔室的体积发生变化，产生压力，将所述泪液出口的泪液排出流道12。
在优选的实施例中，所述空腔13通过一段截面由大到小变化的微通道与所述流道12相连。
在更优选的实施例中，所述截面的大小存在梯度变化。在特别优选的实施例中，所述微通道包括与所述流道12呈第一夹角的第一梯段和与所述流道12呈第二夹角的第二梯段，所述第一夹角大于所述第二夹角，且所述第二梯段的梯度变化比所述第一梯段的梯度变化更急。在如图4所示的优选实施例中，所述第一梯段的投影形状为平行四边形，所述第二梯段的投影形状为梯形。
在优选的实施例中，所述流道12包括截面为正方形的主体流道12，且所述流道12中存在一段截面为正方形的小流道12，所述小流道12的截面尺寸小于所述主体流道12，用来阻止泪液从所述泪液出口14向所述泪液入口11反向流动，优选地，所述小流道12靠近所述泪液出口14处设置在所述空腔13与所述流道12的连接点的后方。
在更优选的实施例中，所述主体流道12的截面的边长为0.3mm，所述小流道12的截面的边长为0.2mm。
在优选的实施例中，所述内层10与所述外层20的形状相同且弧度与眼睛形状匹配。
在优选的实施例中，所述流道12包含多个并联的泪液入口11和一个泪液出口14。
在优选的实施例中，所述内层10包括多个微结构，所述微结构在所述内层10上沿圆周等距分布，每个微结构形成有所述流道12和所述空腔13，所述外层20包括多个腔膜21，所述多个腔膜21与各微结构上的所述空腔13一一对应。
在一个较佳的实施例中，在所述内层10上等距分布3个所述微结构。
在优选的实施例中，所述流道12内还嵌有一种或多种显色物质，当泪液在所述流道12内流动时，泪液中的特定成分与显色物质发生特定的显色反应，以利用反应颜色的深浅来检测泪液中该成分浓度的高低。
以下结合附图进一步描述本发明实施例的特征和工作方式。
参阅图1至图4，该接触镜由内层10和外层20组成，内层10与外层20通过等离子清洗机处理30s，然后键合形成一体。上述内层10有用于检测泪液成分的流道12以及空腔13，上述外层20有凸起的腔膜21。
上述流道12包含两个并联的泪液入口11和一个泪液出口14，泪液在毛细力的驱动下从任意泪液入口11进入流道12，并被输送到泪液出口14，由于液体表面张力的存在，泪液停留在泪液出口14，并停止运动。在该过程中，泪液在流道12中的流动完全依靠毛细力的驱动，无需提供额外的动力源。
上述空腔13与上述腔膜21组成腔室，佩戴者眨眼的过程中，挤压腔膜21，腔室内体积发生变化，产生压力，将停留在泪液出口14的泪液排出流道12。
上述流道12内嵌入有用于显色的特定物质，当泪液在流道12内流动时，泪液中的特定成分与显色物质发生特定的显色反应，反应颜色的深浅表明泪液中该成分浓度的高低。
上述流道12存在一段截面为边长0.2mm的正方形的狭小流道，由于截面尺寸的不同，导致两端不一样的阻力，从而用来阻止泪液在泪液出口14的反向流动。
上述空腔13通过一段截面梯度由大到小变化的微通道与流道12并联且成一定夹角，保证了流道12中的毛细力不会受到空腔13的影响，空腔13的压力能成功将泪液出口14的泪液排出。
如图1所示，基于毛细力驱动的多区域泪液检测接触镜由内层10和外层20组成，内层10与眼角膜接触，泪液依靠毛细力从泪液入口11进入，在毛细力的驱动下，泪液在流道12中流动，并与流道12中嵌入的显色物质发生显色反应，颜色的深浅表征泪液特定成分浓度的高低，最后，泪液在空腔13的压力下，从泪液出口14流出。外层20设置有腔膜21，腔膜21与空腔13一一对应，一起组成腔室。
图2表示了内层10的具体微结构，微结构沿圆周等距分布3个，可以实现多区域不同成分的检测。微结构包括泪液入口11，流道12，泪液出口14，以及空腔13。这些结构通过串并联连接在一起，形成一个开口的系统，泪液在系统内循环流动。
图3表示外层20的具体结构，包括3个与空腔13一一对应的凸起的腔膜21。凸起的腔膜21与空腔13组成腔室，转化压力。
图4表示泪液出口14及空腔13的结构放大图。空腔13通过一段截面梯度由大到小变化的微通道与流道12并联且成一定夹角。流道12中存在一段截面尺寸减小的狭小流道，通过截面尺寸的变化，用来阻止泪液在泪液出口14的反向流动。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于毛细力驱动的泪液检测接触镜，其特征在于，包括与角膜接触的内层以及与眼睑接触的外层，所述内层上设置有用于泪液成分检测的流道以及用于将泪液排出流道的空腔，所述流道包含泪液入口和泪液出口，所述流道利用毛细作用自驱动泪液从所述泪液入口向所述泪液出口流动，所述空腔在所述泪液出口处与所述流道相连并与所述流道成一定夹角，且所述空腔通过一段截面由大到小变化的微通道与所述流道相连，所述外层上设置有与所述空腔对应的腔膜，所述腔膜与所述空腔组成腔室，利用佩戴者的眨眼动作，挤压所述腔膜，使所述腔室的体积发生变化，产生压力，将所述泪液出口的泪液排出流道；所述流道内还嵌有一种或多种显色物质，当泪液在所述流道内流动时，泪液中的特定成分与显色物质发生特定的显色反应，以利用反应颜色的深浅来检测泪液中该成分浓度的高低。
2.如权利要求1所述的接触镜，其特征在于,所述内层与所述外层的形状相同且弧度与眼睛形状匹配。
3.如权利要求1所述的接触镜，其特征在于,所述流道包含多个并联的泪液入口和一个泪液出口。
4.如权利要求1至3任一项所述的接触镜，其特征在于,所述流道包括截面为正方形的主体流道，且所述流道中存在一段截面为正方形的小流道，所述小流道的截面尺寸小于所述主体流道，用来阻止泪液从所述泪液出口向所述泪液入口反向流动。
5.如权利要求4所述的接触镜，其特征在于，所述小流道靠近所述泪液出口处设置在所述空腔与所述流道的连接点的后方。
6.如权利要求4所述的接触镜，其特征在于,所述主体流道的截面的边长为0.3mm，所述小流道的截面的边长为0.2mm。
7.如权利要求1至3任一项所述的接触镜，其特征在于，所述截面的大小存在梯度变化。
8.如权利要求7所述的接触镜，其特征在于，所述微通道包括与所述流道呈第一夹角的第一梯段和与所述流道呈第二夹角的第二梯段，所述第一夹角大于所述第二夹角，且所述第二梯段的梯度变化比所述第一梯段的梯度变化更急。
9.如权利要求1至3任一项所述的接触镜，其特征在于,所述内层包括多个微结构，所述微结构在所述内层上沿圆周等距分布，每个微结构形成有所述流道和所述空腔，所述外层包括多个腔膜，所述多个腔膜与各微结构上的所述空腔一一对应。
10.如权利要求9所述的接触镜，其特征在于,在所述内层上等距分布3个所述微结构。
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