[發明專利]一種生物蛋白柔性皮膚貼服式電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201911366751.4
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111110222A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陶虎;張瑜伽
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本發明涉及一種生物蛋白柔性皮膚貼服式電極及其制備方法，該制備方法包括：S1、制備塑化生物蛋白溶液；S2、在預設模板表面涂覆塑化生物蛋白溶液，通過固化干燥制備出第一塑化生物蛋白膜；S3、制備掩膜板，將掩膜板貼合在第一塑化生物蛋白膜上；S4、在已貼合第一塑化生物蛋白膜的掩膜板的表面涂覆導體漿液，通過固化干燥制備出第二塑化生物蛋白膜，第二塑化生物蛋白膜具有電極結構；S5、分離第二塑化生物蛋白膜，通過裁剪和封裝制備出生物蛋白柔性皮膚貼服式電極；本發明中電極由人體生物兼容材料組成，不會造成免疫反應，且可牢固貼附于人體表面采集人體表面電生理與化學信號，進而監測人體生理狀態的實時變化情況。

技術領域

本發明涉及植入式醫療發電機技術領域，特別是涉及一種生物蛋白柔性皮膚貼服式電極及其制備方法。

背景技術

目前，市場上出現的電極片，多為皮膚粘附式電極片，其主要的作用用于肌電和心電采集，皮膚粘附式電極片的主要結構和原理為：金屬固體電極(約5mm—1cm厚)，通過導電離子凝膠直接粘貼于皮膚上，電極四周通過類似膏藥的粘性紗布與周圍皮膚固定；皮膚電生理信號在皮膚表層與電極之間形成局部微電場，從而可以被外部電子設備采集并測量。

但是，現有的皮膚粘附式電極片存在一定的缺點或不足：一電極貼片直徑約5-10cm，且只能作為一個電極，而測量皮膚生理電信號需要2到3個電極形成回路，即需要2到3個貼片，整體覆蓋面積過大；由于金屬固體電極厚度過大，單一電極貼服于皮膚后必須依靠粘性紗布進行固定，嚴重限制人體運動幅度與使用舒適性，且揭下時極易造成痛感甚至損傷，因此此類電極也無法應用于傷口或敏感皮膚組織，毛發過重區域，和易出汗皮膚表面。此類電極所用材料生物兼容性有限，且不是綠色環保生物可降解材料，因此一次性使用過后會造成潛在環境污染。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明的目的在于提供一種生物蛋白柔性皮膚貼服式電極及其制備方法，電極由人體生物兼容材料組成，接觸人體皮膚后不會造成免疫反應，同時與皮膚力學性質一致，可牢固貼附于人體表面采集人體表面電生理信號與化學信號，進而監測人體生理狀態的實時變化情況。

為了解決上述問題，本發明提供了一種生物蛋白柔性皮膚貼服式電極的制備方法，包括如下步驟：

S1、制備塑化生物蛋白溶液；

S2、在預設模板表面涂覆所述塑化生物蛋白溶液，通過固化干燥制備出第一塑化生物蛋白膜；

S3、制備掩膜板，將所述掩膜板貼合在所述第一塑化生物蛋白膜上；

S4、在已貼合第一塑化生物蛋白膜的所述掩膜板的表面涂覆導體漿液，通過固化干燥制備出第二塑化生物蛋白膜，所述第二塑化生物蛋白膜具有電極結構；

S5、分離所述第二塑化生物蛋白膜，通過裁剪和封裝制備出生物蛋白柔性皮膚貼服式電極。

進一步地，在所述S1步驟中，所述塑化生物蛋白溶液通過將蠶絲蛋白、蜘蛛絲蛋白、節支彈性蛋白、甘油、氯化鈣和去離子水按照預設比例制備而成，其中，所述甘油占據所述塑化生物蛋白溶液質量的5％～25％，所述氯化鈣占據所述蛋白溶液質量的0.5％～3％，所述去離子水用于調節濃度，所述去離子水體積占所述蛋白溶液體積0％到50％。

進一步地，在所述S1步驟中，所述塑化生物蛋白溶液需要去除表面氣泡，并且在第一預設溫度下進行保存，所述第一預設溫度為4℃。

進一步地，在所述S2步驟中，所述預設模板為聚二甲基硅氧烷模板、玻璃模板、特氟龍模板、聚乙烯模板或硅膠模板中一種。

進一步地，在所述S2步驟中，需要在恒溫恒濕箱進行固化干燥制備所述第一塑化生物蛋白膜，所述固化干燥過程中環境溫度為25℃、環境濕度為30％和干燥固化時間為12小時。

進一步地，在所述S3步驟中，所述掩膜板按照預設的電極圖形進行制備。