一种心电检测用导电凝胶及其制备方法技术

一种心电检测用导电凝胶及其制备方法，由如下质量百分比的组分组成：盐类电解质1

【技术实现步骤摘要】
一种心电检测用导电凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于医用导电材料领域，尤其涉及一种医用液体导电凝胶及其制备方法。特别是应用于心电检测。

技术介绍

[0002]心电监护是监测心脏电活动的一种手段，是通过显示屏连续观察监测心脏电活动的一种无创的监测方法，能够再现心脏活动，揭示心律的主要变化。在临床应用上，针对心电活动异常的患者，如急性心肌梗塞，各种心律失常等，心电监护可适时观察病情，提供可靠的有价值的心电活动指标，并指导实时处理，有重要的使用价值。临床使用的心电监护设备是一般由心电电极传感器、心电导联线和设备主机组成。其中，心电电极传感器包括金属平板电极、吸附电极、圆盘电极等多种形式，随着技术的发展，贴片式的电极传感器因其结构简单、信号质量良好、制造使用便捷，应用范围越来越广。心电电极是用来摄取人体心脏活动生物电的器件，是采集心电信号的关键材料，作为日常心电监护系统中与被测对象直接接触的器件，其性能的优劣直接影响心电监护设备的数据输出，进而影响医生对病情的诊断。为了得到性能更加优良的心电电极，国内外研究人员从多个角度开展了相关的研究。
[0003]根据电极的作用方式，可将其分为湿电极和干电极。湿电极多选用Ag/AgCl材料，由导电胶充当导电介质，在电极和皮肤之间形成一个导电通路，使得生物电信号可以在皮肤和电极传感器之间进行传导，同时因为粘合剂的固定作用，保证了电极和皮肤间的紧密接触，确保采集到的心电信号的质量。在湿电极中，导电胶的性能对心电电极采集的信号质量有着重要影响，但其自身的刺激性和挥发性也是限制湿电极整体性能的主要因素。对于这种结构的湿电极，其最大的限制就在于导电胶的有效性，因导电胶本身含有易挥发性的溶剂成分，随着使用时间的延长，内部溶剂挥发，导电胶逐渐变干，导电性能大幅下降直至失去电信号传导作用。
[0004]水凝胶是一种以水为分散介质，组成的网络结构的凝胶，因此水凝胶拥有非常亲水的性质。由于水凝胶是靠着紧密的交联网络而存在，而其主要成分又是水，因此拥有极易溶胀的性质即溶解和吸水，水凝胶对水的吸收情况与网络交联度密切相关，网络交联度越低，吸水量越高。针对水凝胶我们有很多种分类方法，根据水凝胶网络中存在不同的键合方式，可将其分为物理凝胶和化学凝胶；根据合成水凝胶材料分类的不同，可以分为天然高分子材料水凝胶和人工合成高分子材料水凝胶；水凝胶对外界环境变化可以产生不同的响应，根据这点不同可分成不同响应的智能水凝胶。导电水凝胶作为一种目前出现的新兴导电材料，具有非常多的优点包括：导电性能好、良好的机械性能和易加工性。并且水凝胶材料具有显著的生物特性(如自愈性、自粘性、抗微生物活性和生物相容性)能够用来满足特殊的要求。导电水凝胶作为水凝胶中的一种，结合了水凝胶和导电物质的双重特性。
[0005]目前，医用导电水凝胶主要是一些以去离子水加上一些高分子共聚物和交联剂等物质组成的凝胶状材料，种类很多，可以用于医药和外壳手术等领域。如作为生物电极，其采用导电聚合物水凝胶，如聚丙烯酸等电解质聚合物与润湿剂和水交联而形成的聚合物基
质，该聚合物基质是亲水的，而且具有透水性并含水、所以很容易加入电解质，而且可降低阻抗；因此，医用导电水凝胶作为高度精确测量例如心电图监控所用的电极其性能出色。
[0006]心电信号ECG包含了大量的生理和病理信息，是临床诊断心律失常、冠心病等心血管疾病的常用手段。在我国医药行业标准YY/T0196
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2005中就明确了一次性使用心电电极的一些性能指标，例如(1)交流阻抗，性能要求：至少12对胶对胶连接的电极对，在10Hz、不超过100μA(峰
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峰)的外加电流下，其阻抗平均值应不超过2kΩ。每一单独的胶对电极对的阻抗应不超过3kΩ。(2)直流失调电压，性能要求：一对胶对胶连接的电极对经1min的稳定期后，出现的失调电压应不大于100mV。(3)复合失调不稳定性和内部噪声，性能要求：一对胶对胶连接的电极对经1min的稳定期后，在0.15Hz
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100Hz的频带(一阶频响)下产生的电压，在随后5min内应不大于150μV(峰
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峰)。(4)除颤过载恢复，性能要求：充电至200V的10μF电容器，通过电极对与100Ω电阻的串联回路放电，在电容器开始放电后的第5s，胶对胶连接的电极对的极化电动势的绝对值不超过100mV；在此后30s内，剩余极化电动势的变化率不大于
±
1mV/s。在按照该标准要求进行上述实验后，电极对的10Hz交流阻抗应不大于3kΩ。(5)偏置电流耐受度，性能要求：给胶对胶连接的电极对施加200nA的直流电流，持续时间为制造商推荐的电极临床使用时间，在整个持续时间内观测的电极对两端的电压变化应不大于100mV。在任何情况下，持续时间不应小于8h。(6)生物反应，性能要求：产品应具有生物相容性，为此，对与皮肤接触的电极，要求进行细胞毒性，皮肤刺激，以及皮肤致敏或皮内反应的生物相容性评价。生物相容性评价的标准可以参见国标《GB/T 16886医疗器械生物学评价》或者ISO10993系列中所述。
[0007]CN105153359B涉及医用高分子材料
，尤其涉及一种导电水凝胶按重量百分比计，包括聚合物20％
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60％、去离子水20％
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40％、电解质2％
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7％、保水剂10％
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30％、增粘剂1％
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5％、引发剂0.03％
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0.2％和交联剂0.03％
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1.5％；其中按总重量百分比计，所述聚合物包括N
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乙烯吡咯烷酮NVP2％
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15％、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC 0
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10％、3
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磺丙基丙基丙烯酸钾盐SPA 5％
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25％、丙烯酸3％
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15％和N,N
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二甲基丙烯酰胺0％
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10％，以及采用上述配方制作的导电水凝胶卷材，其在使用时具有良好的导电性能；对皮肤有很好的粘性并且剥离无痛或少痛；对皮肤有很好的生物相容性；使用时具有很好的稳定性，不容易发生黄变；在有水，潮湿或者血的环境下，也能够保持一定的粘性。此外，该专利还保护该种导电水凝胶卷材的制作方法。包括以下步骤：首先将去离子水、电解质、聚合物、保水剂、增粘剂按比例依次加入不锈钢搅拌器中，转速100
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500转/分钟，搅拌0.5
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1.5h使上述原料混合；随后依次加入引发剂和交联剂，再以转速100
‑
500转/分钟，搅拌0.5
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1h将其混合均匀后，停止搅拌，静置0.5h；接着开启固化系统，准备负载层，通过蠕动泵将水凝胶预聚物平铺在负载层上，匀速通过固化通道，即得所述导电水凝胶卷材。保水剂选自山梨醇、阿拉伯胶、明胶、甘油和聚乙烯醇(PEG400
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6000)中的一种、两种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心电检测用导电凝胶，由如下质量百分比的组分组成：盐类电解质1
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2％，超支化共聚物0.5
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2％，成胶剂5
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20％，余量水；其中，超支化共聚物由0.4
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1.0％wt超支化单体，10
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20％wt丙烯酰胺，30
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40％wt丙烯酸钠，甲基丙烯磺酸钠共聚而成，以各单体用量质量之和100％计；其中，超支化单体为其中R1为2.0代聚酰胺
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胺单体，超支化单体的CAS：2055867
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82
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6，结构式如下所示：2.如权利要求1所述的导电凝胶，其特征在于：盐类电解质为NaCl、Na2SO4、NaNO3、KCl、K2SO4、KNO3、AgNO3中的一种或两种以上的混合物。3.如权利要求1所述的导电凝胶，其特征在于：成胶剂为果胶、明胶、卡拉胶、琼脂、结冷胶一种或两种以上的混合物。4.如权利要求1所述的导电凝胶，其特征在于：超支化单体为2.0代聚酰胺
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胺单体与顺丁烯二酸酐反应而得到。5.一种如权利要求1所述心电检测用导电凝胶的制备方法，步骤如下：(1)将上述的水加入到反应釜内并升温至55
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65℃，保温搅拌，将上述的盐类电解质加入反应釜内，保持恒温搅拌30min；(2)将超支化共聚物加入到反应釜中，边加入边搅拌，添加完成后继续搅拌30
‑
60min；(3)将成胶剂加入到反应釜中，边加入边搅拌，添加完成后继续搅拌10
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20min；(4)将步骤(3)所得的溶液注模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳，
申请(专利权)人：郭艳，
类型：发明
国别省市：