[發(fā)明專利]用于在電容耦合生物醫(yī)學(xué)電極中提供過充電保護(hù)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710167585.X
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN107230513B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·伯納姆;R·斯科弗;S·托馬斯
• 申請（專利權(quán)）人: 弗萊康股份有限公司
• 主分類號: A61B5/0408
• 分類號: A61B5/0408;H01B1/24;H01B3/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 高見

披露了一種交變電場響應(yīng)生物醫(yī)學(xué)復(fù)合物，它提供通過復(fù)合物的電容性耦合。該生物醫(yī)學(xué)復(fù)合物包括粘結(jié)劑材料、大量散布在粘結(jié)劑材料中的極性材料以及在粘結(jié)劑材料中的導(dǎo)電微粒。極性材料對交變電場的存在性產(chǎn)生響應(yīng)，并且導(dǎo)電微粒不具有充分的濃度以形成通過復(fù)合物的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，除非和直到復(fù)合物變得過充電。

本申請是PCT國際申請?zhí)枮镻CT/US2012/059654、國際申請日為2012年10月11日、中國國家申請?zhí)枮?01280057763.9、題為“用于在電容耦合生物醫(yī)學(xué)電極中提供過充電保護(hù)的系統(tǒng)和方法”的申請的分案申請。

優(yōu)先權(quán)

本申請要求2011年10月13日提交的S/N 13/272,545的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該優(yōu)先權(quán)文件全篇地援引包含于此。

發(fā)明背景

本發(fā)明總地涉及導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料，這些材料結(jié)合在該材料的一側(cè)提供對在該材料另一側(cè)上的電場起反應(yīng)的電場來使用以用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

對于生物醫(yī)學(xué)場合的導(dǎo)電壓敏粘合劑(PSA)的設(shè)計已很長時間地存在挑戰(zhàn)，至少因為粘合劑強度和柔性大致隨著增加的導(dǎo)電性而減小。典型地被使用(例如添加)以提供良好導(dǎo)電性的材料一般是較低柔性的和抑制粘附的。一種制備導(dǎo)電涂層的傳統(tǒng)方式是用諸如石墨、銀、銅之類的導(dǎo)電微粒填充聚合材料，然后涂覆、曬干和固化聚合物粘結(jié)劑(binder)。在這些情形下，導(dǎo)電微粒處于如此這般濃度下：即當(dāng)微粒各自與至少一種其它的相鄰微粒物理接觸時形成有導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。如此，導(dǎo)電路徑是通過復(fù)合物提供的。

然而，對于壓敏粘合劑(PSA)來說，如果微粒濃度高得足以形成其中微粒-微粒接觸得以維持的網(wǎng)絡(luò)，則PSA組分的聚合物(例如彈性體)幾乎沒有機會以高得足以流出從而在襯底和電機之間形成表面-表面接觸(即起到粘合劑的作用)的濃度出現(xiàn)。相反，如果PSA組分具有充分的濃度以對襯底作出充分的表面接觸，則會截斷相鄰的導(dǎo)電微粒以使微粒-微粒接觸受到中斷。

另一類型的導(dǎo)電PSA包括導(dǎo)電的球形微粒，其直徑等于或大于PSA的厚度。以此方式，可沿微粒的表面攜帶信號或電流，由此提供沿粘合劑的z維度各向異性地流動的電流。這種復(fù)合物在現(xiàn)有技術(shù)中尚未表明可用作生物醫(yī)學(xué)粘合劑。

諸如氯化鈉或氯化鉀之類的鹽當(dāng)處于水介質(zhì)中時容易溶解，并且它們的離子分裂(分離成正離子和負(fù)離子)。分裂的離子可在隨后傳遞電流或信號。因為這個原因，很久以來將鹽添加至水，然后將其添加至聚合和彈性材料，以提供良好的導(dǎo)電性。例如，美國專利No.6,121,508披露了一種用于生物醫(yī)學(xué)電極的壓敏粘合劑水溶膠。該凝膠材料被披露為至少包括水、氯化鉀和聚乙二醇，并被披露為導(dǎo)電的。美國專利No.5,800,685也披露了一種導(dǎo)電粘合劑水凝膠，該導(dǎo)電粘合劑水凝膠包括水、鹽、引發(fā)劑或催化劑以及交聯(lián)劑。然而，這些水凝膠的使用一般也需要使用水凝膠一側(cè)(離開患者)的導(dǎo)電表面，該導(dǎo)電表面能夠接受離子導(dǎo)電電荷，例如相對昂貴的銀/氯化銀。

盡管這些水凝膠/粘合劑可能具有良好的導(dǎo)電特性，但是它們經(jīng)常僅具有一般的粘合特性。另一負(fù)面因素是導(dǎo)電性隨著改變含水量(例如由汽化造成的改變)而改變，這要求在使用前將水凝膠保持在密封環(huán)境中，并且由于汽化只能在隨后使用有限的時間段。

美國專利No.7,651,638披露了一種對水不敏感的交流電響應(yīng)復(fù)合物，該復(fù)合物包括聚合材料和大量散布在聚合材料中的極性材料(例如鹽)。然而，這種極性材料不用來提供經(jīng)由離子傳導(dǎo)的導(dǎo)電性。選擇聚合材料和極性材料，以使這兩種材料各自表現(xiàn)出相互吸引，這種相互吸引基本與各材料中的吸引相同。因此，極性材料既不凝結(jié)到一起也不大量出現(xiàn)在聚合材料的表面，而是保持懸浮在聚合材料中。這與其它應(yīng)用中旨在大量出現(xiàn)在表面的這些鹽的使用(以提供沿一表面的導(dǎo)電層，例如用于靜電放電)相反。