用于生物医学电极的金属圈及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制备生物医学电极(例如，心电图(ECG)电极)的金属圈的方法，所述方法涉及：热压热塑性或弹性导电树脂以制备具有金属圈幅材的膜，每个金属圈具有从所述膜的第一面突出的柱形件和位于所述膜的第二面处的凸缘；将不可极化的导电材料(例如，含银材料)的涂层施加到所述凸缘的接触面上；以及，切割所述膜以制备从所述幅材分离的所述金属圈。优选地，所述方法涉及挤出复制。本发明专利技术提供了一种用于生物医学电极的金属圈幅材，所述金属圈幅材具有热塑性或弹性导电树脂膜，其具有从所述膜的第一面突出的多个柱形件，并且优选地在所述膜的第二面上具有不可极化的导电材料层。所述方法可以是一步式连续方法，该方法比当前的商业方法更便宜并且更简单。

Metal ring for biomedical electrode and preparation method thereof

The present invention provides a method for preparing metal rings for biomedical electrodes (e.g., electrocardiogram (ECG) electrodes, relating to hot-pressed thermoplastic or elastic conductive resins for preparing membranes with metal ring amplitudes, each of which has a cylindrical member projecting from the first side of the membrane and a second side located on the membrane. A flange at the flange; a coating of an unpolarized conductive material (e.g., a silver-containing material) is applied to the contact surface of the flange; and the film is cut to prepare the metal ring separated from the sheet. Preferably, the method involves extrusion replication. The present invention provides a metal coil sheet for biomedical electrode. The metal coil sheet has a thermoplastic or elastic conductive resin film, has a plurality of cylindrical pieces projecting from the first side of the film, and preferably has a non-polarizable conductive material layer on the second side of the film. The method described can be a one-step continuous method, which is cheaper and simpler than the current commercial method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物医学电极的金属圈及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求提交于2015年12月22日的美国临时专利申请No.62/270,672的优先权，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本申请涉及医疗装置，具体地涉及医疗电极及其部件以及制备医疗电极部件的方法。
技术介绍
医疗ECG电极的基本功能是充当将身体的离子电位转换为电信号的半原电池，该电信号可显示为输出。当前的生物医学电极使用与离子导电凝胶接触的银涂覆的金属圈来追踪心跳信号。金属圈通常通过注模玻璃填充或碳纤维填充的ABS树脂来制备。在金属圈的整个表面上涂覆银之前，该金属圈还经历了许多其他步骤。该制备方法制备尺寸稳定的金属圈，但是由于注模过程而需要许多步骤。此外，由于注模过程，金属圈以分立的方式制备和处理。由于该过程，选择仅选择性地对金属圈的一面而非所有表面进行涂覆银变得困难。这种均匀的涂层对于玻璃填充的金属圈而言是必不可少的，这样可以使它们具有导电性，但如果金属圈本身具有导电性，则不是如此。使用当前的制造工艺，需要许多步骤来制备成品金属圈。
技术实现思路
仍然需要以更少的步骤制造用于生物医学电极的金属圈的更简单的方法。提供了一种用于制备生物医学电极的金属圈的方法，该方法包括：热压热塑性或弹性导电树脂以制备包括金属圈幅材的膜，每个金属圈包括从膜的第一面突出的柱形件以及位于膜的第二面处的凸缘；将不可极化的导电材料的涂层施加到凸缘的接触面上；以及切割膜以制备从幅材分离的金属圈。还提供了一种用于生物医学电极的金属圈幅材，该金属圈幅材包括：热塑性或弹性导电树脂膜，其具有从膜的第一面突出的多个柱形件；以及位于膜的第二面上的不可极化的导电材料层。还提供了一种金属圈幅材，该金属圈幅材包括：热塑性或弹性导电树脂膜，其具有形成于其中的多个金属圈，每个金属圈包括从膜的第一面突出的柱形件以及位于膜的第二面处的凸缘。还提供了一种生物医学电极，该生物医学电极包括通过上述方法制备或者从上述金属圈幅材切割下来的金属圈。该方法允许快速且连续地制备金属圈，其中不可极化的导电材料仅存在于金属圈的接触面上，从而降低了成本并且简化了生产线。此外，该方法允许将不可极化的导电材料热嵌入到接触面中，从而增加不可极化的导电材料层的稳健性，并且可以利用来自熔融处理的导电树脂的热量来干燥并烧结印刷的银墨层开口，油墨印刷作为将不可极化的导电材料施加到金属圈的接触面上的可行方法。在一个实施方案中，与常规模制方法相比，使用挤出复制从导电树脂形成金属圈幅材使得树脂基质中具有期望的纤维取向，从而提供更好的电信号电传导。附图说明图1描绘了用于从热塑性或弹性导电树脂制备用于ECG电极的金属圈幅材的挤出/压延布置，其中利用与挤出机和压延机辊内嵌的喷墨涂覆机将银墨施加到幅材面。图2描绘了用于从热塑性或弹性导电树脂制备用于ECG电极的金属圈幅材的挤出/压延布置，其中在从预制备的固体含银膜形成幅材的同时将含银材料层施加到幅材面。图3描绘了用于从热塑性或弹性导电树脂制备用于ECG电极的金属圈幅材的挤出/压延布置，其中在形成幅材的同时将含银材料层作为液体银墨施加到幅材面。图4描绘了可通过用于制备金属圈幅材的方法制备的金属圈幅材的一个实施方案。图5描绘了可通过用于制备金属圈幅材的方法制备的金属圈幅材的另一个实施方案。图6描绘了从塑料片材冲压出的金属圈柱形件图案的示意图，该塑料片材包在压延机辊上从而使得能够在挤出的导电树脂膜上形成柱形件。图7描绘了包括通过本专利技术的方法制备的金属圈的生物医学电极的一个实施方案。具体实施方式提供了用于制备用于生物医学电极的三维金属圈部件的制造方法。与需要许多步骤的传统过程相比，金属圈可以以连续的方式以更少的步骤(例如，一个步骤)利用不可极化的导电材料挤出、形成和涂覆。该过程可根据所需电极性能被设计为满足不同的金属圈导电率和尺寸。热塑性或弹性导电树脂可包括适用于电极的任何树脂。树脂可包括热塑性树脂、弹性树脂、它们的共聚物或它们的任何共混物或混合物。一些具体示例包括聚烯烃(例如，聚丙烯诸如低密度聚丙烯)、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)树脂等。树脂可包括聚合物工业中常用的添加剂。为了在电极中使用，期望通过使用固有导电的聚合物并且/或者通过将一种或多种导电填充剂分散在树脂基质中来赋予树脂本体导电率。固有导电聚合物的一些示例包括掺杂聚烯烃、聚噻吩、聚吡咯等。导电填充剂的一些示例包括金属(例如，镍、铁等)、导电含碳材料(例如，石墨、聚丙烯腈(PAN)、碳纤维、炭黑、纳米石墨片或上面列出的固有导电聚合物的粒子)。优选的是导电含碳材料。导电填充剂可以是大致球形、薄片、纤维或它们的任何混合物的形式。特别优选的是纤维。导电含碳填充剂可以以任何合适的量分散在树脂基质中，所述合适量的导电含碳填充剂可以提供期望的电气性能，同时保持热塑性或弹性导电树脂的可加工性。对于许多应用，基于热塑性或弹性导电树脂的总重量计，约20至60重量％范围内的导电填充剂的量可能是合适的。在优选的实施方案中，导电填充剂的量可以控制在约25至50重量％或约30至40重量％的范围内。树脂优选地具有足够高的熔体流动指数以促进熔融加工，尤其是挤出，即使在大量填塞导电填充剂的情况下。可采用任何合适的熔融加工方式来提供热塑性或弹性导电树脂。例如，树脂可在挤出机(例如，单螺杆或双螺杆挤出机)中，在捏合间歇式搅拌器中或类似机器中混合，然后直接递送至热压。另选地，树脂可以以适用于形成渗透网络的任何方式使用一种熔融加工技术预混合，然后使用另一种技术递送至热压。在一个实施方案中，树脂可以在挤出机中混合并直接挤出到热压，尽管树脂在挤出/模制时不需要在挤出机中混合。将导电树脂的挤出或其他熔融加工与热压结合以形成导电树脂膜。例如，热压可包括任何合适的方法，例如使用压缩压机或压延机辊进行压缩压制或压延。特别优选的是使用压延机辊压延。在形成膜的同时，可在膜上或膜内形成适当的金属圈特征结构(例如，柱形件、凸缘等)以提供在单个膜上或膜内整体形成的金属圈幅材。通过将一个或多个压板或压延机辊加工成期望的尺寸，可以在形成膜的同时将特征结构转移到膜上。例如，一个或多个压板或压延机辊中的腔将提供从膜突出的柱形件或其他突起。腔周围的埋头锥孔将在柱形件的基部或幅材中的其他突起周围形成圆盘。一个或多个压板或压延机辊上的凸起元件将在幅材中提供较薄的区域，该区域可用于减少需要切割以制备单个金属圈的幅材的厚度。在形成膜的同时提供膜内的特征结构消除了稍后加工金属圈以制备相同特征结构的需要。金属圈可以以任何合适的图案设置在幅材上并且可以以任何合适的间距间隔开。例如，金属圈可以以随机图案或重复图案(例如，行)设置在幅材上。当金属圈以相对于幅材的长轴的纵向行设置时，金属圈的纵向行可以彼此横向对准或彼此交错。优选地，幅材上的金属圈的图案被设计为通过切割技术(例如，模切)促进金属圈的分离并且/或者在金属圈与幅材分离之后减少过量树脂(梯状物)的量。用于在膜中提供金属圈特征结构的一种热压技术被称为挤出复制，其在于2005年7月19日授权给McCutcheon等人的美国专利No.6,919,504中进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备用于生物医学电极的金属圈的方法，所述方法包括：热压热塑性或弹性导电树脂以制备包括金属圈幅材的膜，每个金属圈包括从所述膜的第一面突出的柱形件和位于所述膜的第二面处的凸缘；将不可极化的导电材料的涂层施加到所述凸缘的接触面上；以及，切割所述膜以制备从所述幅材分离的金属圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 US 62/270,6721.一种制备用于生物医学电极的金属圈的方法，所述方法包括：热压热塑性或弹性导电树脂以制备包括金属圈幅材的膜，每个金属圈包括从所述膜的第一面突出的柱形件和位于所述膜的第二面处的凸缘；将不可极化的导电材料的涂层施加到所述凸缘的接触面上；以及，切割所述膜以制备从所述幅材分离的金属圈。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述不可极化的导电材料包括含金属材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述不可极化的导电材料包括含银材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述热压之前挤出所述热塑性或弹性导电树脂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过在模具辊上压延来热压所述树脂，所述模具辊包括具有腔的外表面，所述树脂进入所述腔中以形成从所述膜的所述第一面突出的所述柱形件。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述压延包括通过所述模具辊与相对辊之间的辊隙供给所述树脂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将所述不可极化的导电材料施加到所述膜的所述第二面上，之后切割所述膜以制备分离的金属圈，其中每个金属圈的所述凸缘包括涂覆有所述不可极化的导电材料的接触面，并且每个金属圈的所述柱形件未涂覆有所述不可极化的导电材料。8.根据权利要求7所述的方法，其中通过将含有所述不可极化的导电材料的油墨印刷到所述膜的所述第二面上来施加所述不可极化的导电材料。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述印刷包括丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷刷、气溶胶印刷或排版。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中在制备所述膜时将所述油墨施加到所述膜的所述第二面。11.根据权利要求7所述的方法，其中通过在热压所述树脂以形成所述膜时将固体不可极化的导电材料膜热压到所述第二面上来施加所述不可极化的导电材料。12.根据权利要求7所述的方法，其中通过以下方式将所述不可极化的导电材料施加到所述第二面：连续地将包括具有所述不可极化的导电材料涂层的衬垫的固体不可极化的导电材料膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡梅龙·E·德里，约翰·P·特里普诺普洛斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US