医学实践中,疾病治疗不但取决于药物,给药途径也会产生影响,有时甚至有重要的影响。传统的口服和注射方式虽便利,但药物很容易被降解、降低或失去药效,且易感染,甚至有的患有针恐惧症的患者会引起休克等现象而危及生命。由于经皮给药既没有肝脏的首过效应,又具有可实现无痛给药的特点,经皮给药方式得到很大的关注。但是,皮肤的角质层渗透率低阻碍着药物输送的效率,致使该给药方式的应用有限。如何提高药物输送的效率成为该给药方式走入实用,成为新的主要给药方式的关键。本文提出了利用微针与超声促渗相结合的方法,试图探讨提高药物输送的效率。通过分析微针技术和超声促渗的协同作用的机理,探寻加强皮肤的渗透率,提高药物的输送效率和皮肤组织多药物的吸收。本文首先综述了经皮给药技术的研发历史和现状。然后,对经皮给药各种技术的协同作用进行了分析和探讨。在此基础上,提出基于MEMS技术的经皮给药微系统。该系统具有微针和双频超声协同强促渗的特点,可以实现智能、无痛、连续和大剂量的给药。之后,在考虑气泡内的蒸气压,粘滞力,辐射损耗等条件下,根据RayleighPlesset方程,建立了超声空化效应的动力学模型,剖析超声波空化的形成原理,并探讨其影响因素。详细地分析了单频和双频对空化效应的影响,包括超声波相位差、空化气泡初始半径、流体压力、声强等。分析表明,超声单频激励下,低频范围内,随着超声频率增大,空化效果逐渐减弱。高频时,稳态空化为主,空化效果甚微。双频超声作用的空化效果优于单频激励,且双频超声波相位差为零时,耦合效果最好。随后,建立超声促渗中声场和流场理论模型,对本文提出的微系统进行声场与流场的分析和探讨,并分析了在微针与超声协同作用下,微针内药液的流体分布情况以及皮肤组织内流体运动情况,研究各种变量对超声作用效果的影响,得出了与超声空化仿真一致的结果,验证了本文方法的有效性。此外,构建了具有超声和微针技术协同促渗特点的经皮给药集成微系统。之后,对该集成微系统的加工,尤其是系统的集成进行了详细的探讨。最后对微系统的应用进行了展望。本文提出的基于微针的超声强促渗经皮给药微系统,是集微针阵列与微超声传感器为一体的集成微系统,具有协同强促渗功能的特点。建立的超声空化效应的动力学模型和超声促渗中声场和流场理论模型,为探讨超声协同促渗的机理奠定了理论基础。本文微系统的提出为促进经皮给药走入实用,成为新的主要给药方式,提供了有益的技术支撑。并且促使高性价比和易携带、甚至像智能手机一样的医学诊疗设备的出现,潜在地引发医疗给药方式的变革。