一种光固化交联导电水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种光固化交联导电水凝胶及其制备方法和应用。这种光固化交联导电水凝胶由包括以下质量份的组分制得：12～40份单体，3～9份中和剂，0.07～0.3份交联剂，20～65份保湿剂，4～10份导电剂，0.3～5份增稠剂，0.2～1.2份光引发剂，20～70份水；其中，单体为丙烯酰胺类单体。本发明专利技术也公开了这种光固化交联导电水凝胶的制备方法，以及这种光固化交联导电水凝胶在制备心电电极贴片中的应用。本发明专利技术的光固化交联导电水凝胶具有导电性强、生物相容性好等特点。采用该凝胶制备的一次性使用心电电极贴片，能长时间与皮肤保持良好接触而不干燥，对皮肤无刺激，所获心电信号电位稳定、波形清晰、操作方便。

Photocurable crosslinked conductive hydrogel and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种光固化交联导电水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及导电凝胶
，特别是涉及一种光固化交联导电水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
一次性使用心电电极贴片主要配合心电图机、监护仪等设备使用。主要用途为接收人体心电信息、检测心率和脉搏等。一次性使用心电电极贴片最主要的组分是医用生物导电凝胶。其性质是一种或多种高分子单体按照一定配比，经过聚合形成的凝胶类材料。凝胶表面与人体皮肤瞬间相粘，再结合医疗专用设备，将人体心电信号传递出去。医用生物导电胶需具有优异的导电性，在于人体接触后，不会产生刺激和过敏等不良反应。目前，应用于临床的导电胶所采用聚合体系，批量生产时单体容易反应不完全，造成皮肤红肿瘙痒等刺激性症状；电性能大多数不甚理想，电极干扰多、噪音高，影响监护效果及对疾病的准确判断。
技术实现思路
为了解决目前导电胶遇到的技术问题，克服现有一次性心电电极贴片产品的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种光固化交联导电水凝胶，本专利技术的目的之二在于提供这种光固化交联导电水凝胶的制备方法，本专利技术的目的之三在于提供这种光固化交联导电水凝胶的应用。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术提供了一种光固化交联导电水凝胶。一种光固化交联导电水凝胶，由包括以下质量份的组分制得：12～40份单体，3～9份中和剂，0.07～0.3份交联剂，20～65份保湿剂，4～10份导电剂，0.3～5份增稠剂，0.2～1.2份光引发剂，20～70份水；其中，单体为丙烯酰胺类单体。优选的，这种光固化交联导电水凝胶，包括以下质量份的组分：15～30份单体，4.5～6份中和剂，0.15～0.3份交联剂，30～60份保湿剂，5～6份导电剂，0.5～1份增稠剂，0.5～1份光引发剂，50～60份水。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺中的至少一种；进一步优选的，丙烯酰胺类单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺中的至少一种；再进一步优选的，丙烯酰胺类单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，中和剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢铵、三乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺中的至少一种；进一步优选的，中和剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢铵中的至少一种；再进一步优选的，中和剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，导电剂选自氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种；进一步优选的，导电剂选自氯化钠、氯化钾中的至少一种。本专利技术优选采用的中和剂和导电剂均为常见的原料，其来源广泛，成本极低，使用方便。所选用的中和剂或导电剂可以组合或单独使用。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，交联剂选自N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种；进一步优选的，交联剂选自N,N’-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，保湿剂选自丙三醇、丙二醇、聚乙二醇中的至少一种；进一步优选的，保湿剂选自丙三醇、丙二醇中的至少一种；最优选的，保湿剂为丙三醇。使用这种保湿剂能够提高体系在空气中的稳定性，大大延长暴露在空气中凝胶的保存时间，消除皮肤刺激及致敏等不良反应。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，增稠剂为硅酸镁锂。由于硅酸镁锂具有高比表面积以及优越的水溶性，可以增加体系的分散程度，增加反应均匀性，提高凝胶自身导电性和机械性能。优选的，这种光固化交联导电水凝胶中，光引发剂选自α-羟基酮、1-[4-(2-羟乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、酰基膦氧化物类光引发剂、2,2’-偶氮基-双(2-脒基丙烷)类光引发剂中的至少一种；进一步优选的，光引发剂选自1-[4-(2-羟乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基丙酮(光引发剂2959)、1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂184)中的至少一种。这些优选的光固化剂光固化分解后产物生物相容性好，对人体无毒害及副作用。本专利技术提供了上述光固化交联导电水凝胶的制备方法。一种上述光固化交联导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：1)将单体、交联剂、中和剂和增稠剂分别溶于水中，分别得到溶液A、B、C和D；2)将溶液C加入溶液A中，混合，静置消泡，得到溶液E；3)将溶液E加入水稀释，再与导电剂混合，得到溶液F；4)将溶液B、溶液D、溶液F和保湿剂混合，得到溶液G；5)在避光条件下，将光引发剂加入溶液G中混合，得到导电胶溶液；6)将导电胶溶液在紫外光下进行固化，得到光固化交联导电水凝胶。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，溶液A的单体质量浓度为30％～60％；进一步优选的，溶液A的单体质量浓度为33％～50％。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，溶液B的交联剂质量浓度为10％～20％；进一步优选的，溶液B的交联剂质量浓度为13％～17％。这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，单体和交联剂优选的浓度可以使固体物质均匀分散溶解，增加体系均匀性，保证聚合速率均衡，使聚合反应可以顺利进行。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，溶液C的中和剂质量浓度为10％～40％；进一步优选的，溶液C的中和剂质量浓度为17％～35％。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，将所得的溶液C静置冷却至室温。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)中，溶液D的增稠剂质量浓度为5％～20％；进一步优选的，溶液D的增稠剂质量浓度为9％～17％。通过控制增稠剂的浓度，能够使增稠剂更快地分散在水溶液中，水相体系有利于后续溶液混合的均匀性。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤2)中，溶液E最终的pH范围为5～9。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤2)中，中和剂溶液C经冷却至室温后，再将溶液C缓慢加入溶液A中，搅拌混合，静置消泡，需要控制溶液最终的pH为5～9。该步骤能够将中和剂溶解所释放热量放出，与单体中和时条件温和，不需要额外控制，避免温度过高导致单体提前聚合。中和反应后溶液pH值偏向中性，避免对人体造成刺激和伤害。这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤3)中，所加入水用量为根据配方用量计算，除去步骤1)所用的水总和外，剩余部分的水。优选的，这种光固化交联导电水凝胶的制备方法步骤1)～步骤5)中，溶解或者混合均是在同向匀速搅拌下进行，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：由包括以下质量份的组分制得：12～40份单体，3～9份中和剂，0.07～0.3份交联剂，20～65份保湿剂，4～10份导电剂，0.3～5份增稠剂，0.2～1.2份光引发剂，20～70份水；所述单体为丙烯酰胺类单体。/n

【技术特征摘要】
1.一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：由包括以下质量份的组分制得：12～40份单体，3～9份中和剂，0.07～0.3份交联剂，20～65份保湿剂，4～10份导电剂，0.3～5份增稠剂，0.2～1.2份光引发剂，20～70份水；所述单体为丙烯酰胺类单体。


2.根据权利要求1所述的一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：所述丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：所述中和剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢铵、三乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：所述导电剂选自氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种光固化交联导电水凝胶，其特征在于：所述交联剂选自N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟乙烯)二丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：于珊，耿志杰，刘群峰，
申请(专利权)人：广东省医疗器械研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44