研究目的:注射外源性胰岛素作为糖尿病的治疗方法之一被广泛应用,但胰岛素作为蛋白质类药物对温储要求较为严格。现存胰岛素注射设备普PF-07321332说明书遍不具有温控功能,而已有的胰岛素注射装置与温控设备易分离丢失。另一方面,当前胰岛素注射装置多依赖人工操作皮下注射,大量胰岛素在极短Medication use时间内被注入局部组织,对机体刺激较大,注速过快不但浪费药物甚至可导致低血糖的发生。因此有出行需求的糖尿病患者就会陷入一种困境,既如何在没有温控设备的情况下保存传统的胰岛素注射药物并进行精确缓速注射。针对此,研究旨在设计并实现一种具有温控功能的便携式胰岛素注射泵,解决目前糖尿病患者出行时面临的药物注射困难问题。研究方法:在确定装置功能后采用SolidWorks绘制便携式胰岛素注射泵结构设计三视图,随后据设计图加工制作各功能模块。设备硬件由主控制器(STC8A8K单片机)、电源、控制按键、步进电机驱动器(ULN2003AN驱动芯片)、二相四线微型步进电机、传动部件、温控部件(DS18B20温度传感器、XH-C0506半导体制冷片、MCH氧化铝陶瓷发热片)、限位开关、LCD1602A显示屏、防震包等构成。软件则采用Keil进行手工编写,系统控制流程主要包括温控与注射两部分。温控部分若温度高于8℃则液晶显示闪烁报警且半导体制冷片运行制冷,若温度低于2℃则陶瓷发热片制热,闭环系统对温度进行负反馈调节以确保药舱内温度处于预设区间。注射部分则设计两种注射模式,即一次大剂量输注模式与全天持续缓注模式。一次大剂量输注模式为一次性推注目标剂量药液,全天持续缓注模式下输注Adavosertib采购剂量则通过预选注射速度控制,此模式下患者可根据自身注射需求,灵活把控注射时间以调整输注总量。设备制作完成后接电,依次进行注射功能测试、冷藏与制热功能测试、电池续航能力测试。装置控制液体输注的精确度通过Infutest 2000型双通道输液设备分析仪进行测试,测试内容为一次大剂量输注模式下药液推注总量精确度与全天持续缓注模式下药液注速精确度。温控功能方面,为了更好地模拟糖尿病患者出行所遇到的不同环境温度,故将设备吸入胰岛素药液后依次置于-15、-10、-5、0、﹢5、﹢10、﹢15、﹢20、﹢25、﹢30℃的室温环境中进行测试,每次测试前将设备断电后置于不同温度环境中,待药舱内温度显示为当前环境温度时接电进行测试。电池续航能力则通过将设备置于不同环境温度后开机记录总工作时长来确定。研究结果:(1)注射功能方面,设备经过多次校调后注射器推杆在运动范围内运行平稳,全程无抖动与异响,药液输速均匀,能精准的完成开始、暂停、加速、减速、复位等指令。一次大剂量输注模式下注射总量选择范围为10-500uL,全天持续缓注模式下输注剂量则通过预选注射速度控制,注速可选择范围为10-200uL/h。装置的药液输注精度为10uL,其在1-20档的注射速度范围内能够较为精准的推注目标剂量药液。(2)温控功能方面,设备在-15-30℃室温暴露中制冷与制热模块运行稳定,保温层隔热能力较强,可以起到恒温保存胰岛素药液的作用。(3)电池续航能力方面,装置在25℃的环境温度下有着10h的续航时长,已基本能够满足糖尿病患者日常出行时保存药液的需求。研究结论:该设备以单片机为控制核心并将注射与温控元件整合,设计并制作出了一种具有温控功能的一体化小型微量注射设备,解决了糖尿病患者因出行而无法恒温保存胰岛素药液、温控盒与注射装置需频繁拆分使用的难题。整机具有结构简单、体积小巧、质量轻盈、运行平稳、价格低廉等特点,实验测试结果表明该设备能在-15-30℃的温度范围内有效恒温保存胰岛素药物,并可模仿人体胰腺实现两种胰岛素分泌方式,药液输注精度较高,续航能力强,具有较高推广价值。