接種疫苗是預(yù)防病毒或細(xì)菌感染的重要手段。這一主題在早期的亞洲文明中已經(jīng)有所探討，并在Edward Jenner的研究下最終于19世紀(jì)取得了突破。盡管仍然是爭論的焦點(diǎn)，但疫苗現(xiàn)在已成為日常醫(yī)療活動(dòng)的一部分，可防止人們患上麻疹、肺結(jié)核、小兒麻痹癥或破傷風(fēng)等疾病。這項(xiàng)疫苗接種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）。在全球新型冠狀病毒大流行之后，現(xiàn)代疫苗接種技術(shù)日益受到重視，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)有望保護(hù)世界人口免遭未來的大流行。疫苗貼片是下一代應(yīng)用之一，壓電技術(shù)可以在其生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

新技術(shù)：疫苗貼片

在接種疫苗期間，通常使用注射器將殺滅或弱化的微生物、毒素或蛋白質(zhì)肌肉注射到體內(nèi)。它們會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，并提高患者對特定疾病的免疫力。由于疫苗管理對全世界的醫(yī)務(wù)人員來說都是一項(xiàng)持續(xù)的挑戰(zhàn)，尤其是在醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的發(fā)展中國家，疫苗貼片的新穎概念為人們提供了多種可能性。疫苗貼片由包含高約200至300微米的微針的小型聚合物貼片組成。使用疫苗貼片時(shí)，針頭會(huì)刺入皮膚，然后直接注射位于針尖的疫苗。與使用注射器進(jìn)行疫苗接種不同，疫苗貼片實(shí)際上消除了因針頭事故引起的感染。微針有多種型號(hào)，其中的一些在釋放疫苗后會(huì)隨時(shí)間而溶解在皮膚中。甚至可以將疫苗貼片輕松分發(fā)到偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，并且無需醫(yī)護(hù)人員的幫助即可使用。疫苗貼片所需的劑量還不到常規(guī)疫苗的一半：在被微針刺入的皮膚層中有著更多的免疫細(xì)胞，因此較低的疫苗劑量仍會(huì)產(chǎn)生同等的免疫反應(yīng)。這種疫苗接種方式提供的最大優(yōu)勢可能是耐用性：在生產(chǎn)過程中，將微針上的疫苗干燥，因此在高達(dá)40攝氏度的溫度下無需冷卻即可將其功效保存長達(dá)一年。這為疫苗接種帶來了全新的可能性，尤其是在熱帶氣候的國家。

可實(shí)現(xiàn)微針上液滴分配的壓電陶瓷精度

在疫苗貼片的生產(chǎn)過程中，液體疫苗的微小液滴被分配到微針的針尖上。壓電技術(shù)用于快速產(chǎn)生非常小的液滴：用于納升或皮升分配設(shè)備（如打印頭）的促動(dòng)器必須在高達(dá)數(shù)千赫茲的高工作頻率下工作，同時(shí)產(chǎn)生形成微小液滴所需的動(dòng)能。

壓電元件和促動(dòng)器是滿足這些挑戰(zhàn)性需求的合適產(chǎn)品：壓電效應(yīng)基于通過晶體施加力產(chǎn)生的電荷，反之亦然，因此，壓電陶瓷元件通過輸入電壓來實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)位移。這些元件大部分以低功耗運(yùn)行，并具有耐用性和可靠性，從而使其適用于分配打印頭。

為了根據(jù)噴墨原理產(chǎn)生并分配小至皮升體積的準(zhǔn)確液滴，將一根玻璃毛細(xì)管放置在>>壓電管內(nèi)。采用這種方法加藥是完全無接觸的，可將非常細(xì)小的液滴分注在表面上。該方法可以分配藥品而不會(huì)造成污染，并且打印頭易于清洗或消毒。壓電陶瓷促動(dòng)器（例如 >> PICMA Stack）是壓電陶瓷管之外的另一種選擇：當(dāng)放置在打印頭中時(shí)，它們可在微針陣列上以非常高的速度和精度產(chǎn)生非常細(xì)小的疫苗液滴。此類促動(dòng)器具有出色的耐用性：即使在復(fù)雜的系統(tǒng)中，也能夠可靠地工作多年。

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