
力学所提出外面罩辅助全贴合超声面膜技术——突破面部经皮给药核心瓶颈
超声导入经皮给药技术凭借其效率高、应用范围广、无创、安全性好等优势,成为皮肤治疗与护理领域的核心技术方向,但现有可拉伸超声设备面临面部复杂曲面贴合度不足、难以规模化生产两大瓶颈。近日,中国科学院力学研究所苏业旺研究员团队在ACS Applied Materials & Interfaces发表研究成果,提出一种外面罩辅助全贴合超声面膜(FCUFM)技术,成功将该技术从实验室原型推向产业化应用阶段。
本研究核心创新与验证成果如下:一是刚柔混合外面罩设计(图1),通过13kPa均匀低压主动将软超声电路压入面部所有凹凸轮廓,实现100%中面部声学贴合,完全覆盖黄褐斑等皮肤疾病的发病区域;二是双模具紧压封装工艺(图2),将封装厚度精确控制在2.7mm,彻底解决传统工艺溢胶、气泡问题,生产良率从<30%提升至93.3%,具备工业化量产条件。系统性能表征显示,器件声学均匀性优异、热学安全、机械耐用性强(图3),且通过了生物相容性检测。Franz扩散池实验验证,氨甲环酸和麦角硫因的经皮透过率较对照组显著提升(图4e、4f)。在24名受试者参与的4周临床试验中(图4g),FCUFM配合氨甲环酸乳膏可显著改善面部色素沉着,疗效显著优于传统手动超声导入仪。
该技术为非粘接式可穿戴电子设备在复杂生物曲面的稳定贴合提供了通用工程策略,可扩展至全身超声治疗、心电监测等多个领域。目前团队已围绕该技术申请多项发明专利。论文第一作者为力学所工程师郭亮,通讯作者为苏业旺研究员和李爽博士。
原文链接:http://doi.org/10.1021/acsami.6c06973

图1 刚柔混合外面罩设计

图2双模具紧压封装工艺


图3 力、声、电、热性能测试

图4 FCUFM经皮导入效果和治疗效果
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