[發明專利]一種雙面導通柔性電極及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911131664.0
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111048238B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉冉;周婉婷
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;A61N1/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種雙面導通柔性電極及其制備方法與應用。該雙面導通柔性電極包括柔性基底、電極和電極接口；所述電極與所述電極接口設置在所述柔性基底上；其中，所述電極接口布置在所述柔性基底一端的兩側。它的制備方法，包括如下步驟：通過微加工方法制備得到單面導通電極；將所述單面導通電極中電極接口的一部分及其所在的所述柔性基底部分通過折疊的方式翻到所述單面導通電極的背面，即得到所述雙面導通柔性電極。本發明成本低、穩定性高、工藝簡單發，能解決柔性電極與后續電路和設備的連接問題。

技術領域

本發明涉及一種雙面導通柔性電極及其制備方法與應用，屬于生物醫藥制備技術及領域。

背景技術

人體生理信息是評價生理心理健康狀態的重要指標，隨著科學技術的發展和人們對健康狀態的重視，對人體信息獲取的精準性、無感性、連續性、智能化提出了更高的要求，需要傳感外設的舒適性，甚至是隱形的。傳統人體信號獲取設備讓使用者拖著數不清的有線、硬質、不貼身的醫療監測設備進行各項測試，醫用凝膠電極使用過程中需要在電極和皮膚間涂覆導電凝膠，凝膠與皮膚長時間接觸會導致皮膚過敏，同時導電凝膠本身也會因為脫水提升皮膚-電極阻抗，影響信號質量。

目前國際上提出柔性電極的制備方案，相比傳統電極而言，它具有貼合性好、舒適度高、穩定性強、可長期佩戴等優點。柔性電極一般由網狀的金屬導電層和超薄的基底層組成，由于其厚度極低，能夠實現與皮膚的適形貼合，同時網狀結構保證了電極的導電性和穩定性。配合生物兼容性高的基底材料，能夠在人體上長期佩戴，從而實現持續穩定的人體電信號監測。粘在皮膚上的電子電路可用于監視佩戴者的心率和肌肉運動，就像傳統醫學監視器一樣，將電子系統貼在面部、額頭、頸背、手指，可以分別測量不同部位的人體信號。但后端的集成器件模塊體積大、硬度高，與前端柔性的電極往往難以匹配。

由于電極模塊需要與皮膚緊密貼合，即導電層在皮膚和柔性基底中間，無法直接與外部電路相連。因此需要一個穩定的導電接口，將從體表采集的電信號傳導到基底外側，實現與外部電路的連接。目前主要的解決方法是將引線直接插入皮膚和柔性傳感器的中間部分，這種技術方案會大大減低柔性器件輕薄無感的優勢，并影響它與人體接觸的穩定性，影響獲取信號的質量。而柔性傳感器雙面導電的工藝非常復雜，性能不穩定，在臨床上使用的可行性較低。針對上述問題，目前迫切需要一種工藝簡單、連接方便的柔性電極接口設計，既不影響電極與皮膚的良好貼合，又能為后續電路提供一個穩定的連接。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙面導通柔性電極，本發明穩定性高、工藝簡單，能解決柔性電極與后續電路和設備的連接問題。

本發明提供的一種雙面導通柔性電極，該雙面導通柔性電極包括柔性基底、電極和電極接口；

所述電極與所述電極接口設置在所述柔性基底上；

其中，所述電極接口布置在所述柔性基底一端的兩側。

上述的雙面導通柔性電極中，所述柔性基底可選自如下至少一種柔性材料制成：硅橡膠、共聚酯和水凝膠；

所述硅橡膠具體可包括聚二甲基硅氧烷(英文簡稱PDMS)和/或硅凝膠；所述共聚酯具體可包括聚乙二醇基共聚酯和/或環己二醇；所述水凝膠具體可包括聚乙烯醇；

所述電極包括結合層/電極層；

所述結合層/電極層為鉻/金層，所述結合層/電極層的厚度為30～70nm/100～300nm，具體可為50nm/300nm。

本發明中，布置所述電極接口處的所述柔性基底為雙層設置；具體是通過如下實現：所述電極接口布置在所述柔性基底的一側，然后1)所述電極接口的一部分或2)所述電極接口的一部分及其所在的所述柔性基底部分，通過折疊的方式翻到所述柔性基底的另一面上實現所述電極接口布置在所述柔性基底一端的兩側。