用于测量动物组织的pH值的电极阵列、包括这种阵列的探针,以及包括所述探针的组件制造技术

技术编号:44952088 阅读:14 留言:0更新日期:2025-04-12 01:24
本发明专利技术涉及一种用于测量动物组织的pH值的电极阵列(1),该电极阵列包括指示电极(2)和参考电极(3)。参考电极(3)为全固态并且包括具有导电聚合物(3b)的施加层和含有离子液体和聚氨酯的膜(3c)的钢导线(3a)。另外,本发明专利技术涉及一种用于实时连续测量动物组织的pH值的探针(11),该探针包括以安装胶囊形式的主体(12),其中容纳有根据本发明专利技术的电极阵列(1)、真空系统(13)、温度传感器(14)。真空系统(13)被设计用于将探针(11)附着到组织表面,并包括真空管(13a)和真空表面(13b),其中,温度传感器(14)是被设计用于施加到组织表面的接触传感器。另外,本发明专利技术涉及一种用于测量pH值的组件(111),该组件包括根据本发明专利技术的探针(11)、显示装置(17)和校准溶液(24)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

监测组织的ph值在许多医疗手术中能够做出适当的治疗决策。这在心脏手术、血管手术或移植术中尤其如此。在此类手术中,由于组织缺血,可能会出现组织酸血症,即ph值降至生理值以下(例如,对于心肌来说,ph值低于约6.8)。由于这种缺血,可能会发生不可逆的损伤和坏死。组织酸血症是指示细胞中危险的无氧代谢占主导地位的参数,因为这一过程的产物主要是乳酸,其在组织中的浓度会导致ph值降低。这种酸血症是接受医疗手术的患者手术期死亡和危险并发症的风险增加的有力标志。心脏手术可导致心肌酸血症。大多数心脏手术需要心脏停搏。只有这样,才有可能打开心脏并执行计划的外科手术,例如心脏瓣膜置换术。此外,心脏停搏确保了手术区域的稳定,这对于心脏表面的一些操作是必要的。暂时将心脏从患者的自然循环中独立开来也会导致冠状动脉血流停止,从而激活无氧代谢,导致心肌局部酸化。这种酸化可以通过心肌组织的ph值来监测。在手术情况下,为了避免激活病理性无氧代谢,将心脏停搏液直接注射到冠状动脉中,这可以冷却心脏,停止其电和机械的活动,并大大减缓心脏细胞的代谢,从而暂时防止心脏细胞死亡。在心脏手术过程中,心脏停搏液对心脏保护无效的情况会导致在缺乏氧气供应的情况下心脏细胞代谢的恢复。心脏保护不足导致酸血症和术中心脏损伤是心脏手术后死亡和并发症发生的主要原因之一。监测ph值对其他组织,主要是肌肉,也很重要。例如在急性主动脉夹层的情况下,监测下肢或上肢急性缺血的患者的肌肉组织的ph值,可以识别缺血组织的酸化并做出治疗决定(再手术、其他手术,或者在不可逆的情况下需要截肢)。因此,监测ph值可以立即评估组织的血液供应是否改善,并且通过手术为相关组织群或身体部位创建新的血液供应,或通过再植手术(重新缝合截肢的身体部位)是否消除酸血症。监测ph值的水平在移植学中也很重要。器官移植的成功取决于在运输过程中的对器官的适当保护(充分停止新陈代谢)。无效的保护会导致移植的器官过早衰竭,并表现为器官酸血症。


技术介绍

1、用于测量动物组织的ph值的电极阵列是已知的。

2、ep1503661公开了一种ph值组织监测系统。该系统包括设置在心室前壁中的第一电极和设置在所述心室后壁中的第二电极。使用已知且市售的氯化银电极。该系统设置在探针中,该探针可以使用导管和/或内窥镜输送到人体内的某个部位。电极被缝合到组织内部。

3、fr2744804公开了一种用于测量与人类或动物器官的组织对应的两个测量位置之间的电位差的探针。该探针包括两个电极。这两个电极中一个电极呈针的形式,被压入组织中。另一个电极(参考电极)由可弹性形变的多孔材料覆盖,并呈板状,并使用线附着在组织表面。

4、us10321861公开了一种使用ph传感器来估计体内软组织状况的诊断方法,软组织为例如肌肉、脂肪、复合细胞以及均在体外生长的组织培养物(外植体)和细胞培养物。此外,ph传感器可用于例如心脏、肺和肾脏等器官的医学诊断。该传感器采用众所周知的商用氯化银电极作为测量/参考电极。

5、us8095196公开了一种用于在人体组织(例如心血管)环境中原位测量ph值的传感器探针。该探针包括光缆以及设置在组织环境中的针。ph值测量结果基于对光激发变化的测量,其通过光纤传输。


技术实现思路

1、因此,需要提供一种电极阵列,该电极阵列将允许使用电动势测量实时监测动物组织的ph值,同时该阵列满足生物相容性和机械阻力的要求,并且与被监测的组织的氯化物浓度无关。

2、此外,需要提供一种用于实时监测动物组织的ph值的探针,其中,测量精确定义区域的ph值,并且探针本身以非侵入性方式附着在组织表面,即不会对组织的一致性造成额外干扰。

3、此外,还需要提供一种组件,该组件包括用于实时监测动物组织的ph值的探针、监视器和校准溶液,该组件能够指示被监测组织的绝对ph值。

4、通过根据权利要求1所述的电极阵列、根据权利要求16所述的探针和根据权利要求25所述的组件来实现上述目的。优选实施方式是从属权利要求的对象。

5、本专利技术的目的是一种用于测量动物组织的ph值的电极阵列,该电极阵列包括指示电极和参考电极,参考电极为全固态并且包括钢导线,该钢导线具有导电聚合物的施加层以及包含离子液体和聚氨酯的膜。

6、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,指示电极是锑电极、氧化钌(iv)电极或具有导电聚合物和聚合物膜的电极。

7、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,所述指示电极是使用恒电流技术沉积在钢导线上的锑电极。

8、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,所述指示电极是具有沉积的导电聚合物和包含ph敏感离子载体的聚合物膜层的电极,其中,所述导电聚合物使用恒电流技术沉积在钢导线上,聚合物膜使用浸涂技术沉积。

9、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极中的导电聚合物可以选自pedot:pss[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]、聚吡咯或聚苯胺。

10、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极中的导电聚合物是pedot:pss[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]。

11、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极中的导电聚合物通过电聚合或具有导电聚合物的现成悬浮液施加到钢导线上。

12、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜在聚氨酯中含有1%至5%的离子液体。

13、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜在聚氨酯中含有2%的离子液体。

14、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜中的离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑啉六氟磷酸盐、1-丁基3-甲基咪唑啉醋酸盐、1-丁基-3甲基咪唑啉氯化物、乙酸胆碱和/或磷酸胆碱。

15、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜中的离子液体是1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。

16、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜包含4mg的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺和196mg的聚氨酯。

17、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极膜包含增塑聚氨酯或未增塑聚氨酯。

18、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极和指示电极呈导线或针的形式。

19、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极和指示电极的直径在0.2mm至1.5mm的范围内。

20、优选地,目的是根据本专利技术的电极阵列,其特征在于,参考电极和指示电极的直径为0.5mm。

21、本专利技术的目的也是一种用于实时连续测量动物组织ph值的探针,该探针包括安装胶囊形式的主体,其中容纳了根据本专利技术的电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于测量动物组织的pH值的电极阵列(1),包括指示电极(2)和参考电极(3),所述参考电极(3)为全固态并且包括钢导线(3a),所述钢导线(3a)具有导电聚合物(3b)的施加层和含有离子液体和聚氨酯的膜(3c)。

2.根据权利要求1所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是锑电极、氧化钌(IV)电极或具有导电聚合物和聚合物膜的电极。

3.根据权利要求1或2所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是使用所述恒电流技术沉积在钢导线(3a)上的锑电极。

4.根据权利要求1或2所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是具有沉积的导电聚合物和聚合物膜层的电极,所述聚合物膜层包含pH敏感的离子载体,其中,使用恒电流技术将所述导电聚合物沉积在钢导线(3a)上,并且使用浸涂技术沉积聚合物膜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)中的所述导电聚合物可选自PEDOT:PSS[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]、聚吡咯或聚苯胺。

6.根据权利要求5所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)中的所述导电聚合物为PEDOT:PSS[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,通过电聚合或具有所述导电聚合物的现成悬浮液将所述参考电极(3)中的所述导电聚合物施加到所述钢导线(3a)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)的膜的聚氨酯中含有1%至5%的离子液体。

9.根据权利要求8所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)的聚氨酯中含有2%的离子液体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)中的离子液体选自包括下述的组:1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑啉六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物、乙酸胆碱和/或磷酸胆碱。

11.根据权利要求10所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)中的所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺。

12.根据权利要求10或11所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)含有4mg的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺和196mg的聚氨酯。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)包含增塑聚氨酯或未增塑聚氨酯。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)和所述指示电极(2)为导线或针的形式。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)和所述指示电极(2)的直径在0.2mm至1.5mm的范围内。

16.根据权利要求15所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)和所述指示电极(2)的直径为0.5mm。

17.一种用于实时连续测量动物组织的pH值的探针(11),包括:

18.根据权利要求17所述的探针(11),其中,所述温度传感器(14)被施加到所述组织的外表面。

19.根据权利要求17或18所述的探针(11),其中,所述探针(11)在其外围的与所述组织的附着点处包括抽吸封套(15)。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的探针(11),其中,所述探针(11)包括信号电缆(16)和显示装置(17),所述信号电缆(16)将所述指示电极(2)、所述参考电极(3)和所述温度传感器(14)连接到所述pH测量结果的所述显示装置(17)。

21.根据权利要求20所述的探针(11),其中,所述显示装置(17)是监视器。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的探针(11),其中,所述探针(11)的所述主体(12)由选自下述的材料制成:医用硅酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、HDPE、LDPE、聚丙烯、PETG、聚碳酸酯、聚酯、Kydex、POM、缩醛共聚物、PET-P、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚酯(PBT-P)、聚偏氟乙烯、改性聚苯醚、聚酰胺纤维、PEEK、聚乙烯(包括LDPE、HDPE和UHMW)、聚丙烯均聚物、PPSU、PSU、Rulon 641、复合材料及其混合物。

23.根据权利要求22所述的探针(11),其中,所述探针(11)的本体(12)由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物制成。

24.根据权利要求17至23中任一项所述的探针(11),其中,所述探针(11)具有下主体部(12a)和上主体...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于测量动物组织的ph值的电极阵列(1),包括指示电极(2)和参考电极(3),所述参考电极(3)为全固态并且包括钢导线(3a),所述钢导线(3a)具有导电聚合物(3b)的施加层和含有离子液体和聚氨酯的膜(3c)。

2.根据权利要求1所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是锑电极、氧化钌(iv)电极或具有导电聚合物和聚合物膜的电极。

3.根据权利要求1或2所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是使用所述恒电流技术沉积在钢导线(3a)上的锑电极。

4.根据权利要求1或2所述的电极阵列,其中,所述指示电极(2)是具有沉积的导电聚合物和聚合物膜层的电极,所述聚合物膜层包含ph敏感的离子载体,其中,使用恒电流技术将所述导电聚合物沉积在钢导线(3a)上,并且使用浸涂技术沉积聚合物膜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)中的所述导电聚合物可选自pedot:pss[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]、聚吡咯或聚苯胺。

6.根据权利要求5所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)中的所述导电聚合物为pedot:pss[聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,通过电聚合或具有所述导电聚合物的现成悬浮液将所述参考电极(3)中的所述导电聚合物施加到所述钢导线(3a)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)的膜的聚氨酯中含有1%至5%的离子液体。

9.根据权利要求8所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)的聚氨酯中含有2%的离子液体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)中的离子液体选自包括下述的组:1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑啉六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物、乙酸胆碱和/或磷酸胆碱。

11.根据权利要求10所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)中的所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺。

12.根据权利要求10或11所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)含有4mg的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺和196mg的聚氨酯。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极膜(3)包含增塑聚氨酯或未增塑聚氨酯。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电极阵列,其中,所述参考电极(3)和所述指示电极(2)为导线或针的形式。

15.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:格热戈日·苏瓦尔兹基卢卡斯·戈尔斯基普热米斯劳·福达尔埃尔日比耶塔·马利诺夫斯卡
申请(专利权)人:量子创新有限责任公司
类型:发明
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