本发明专利技术公开了一种网格组合式电极的电化学泵装置，用于连接一药物注射容器使用。在连接电源后，阴极(或阳极)透过网格电极与该超吸收材料层的电解液产生电化学反应释放出一第一气体，第一气体立即从网格电极之网目通过而没有阻隔损耗；阳极(或阴极)透过平面电极与超吸收材料层另一侧的电解液产生电化学反应释放出一第二气体，第二气体先穿透超吸收材料层纤维间的小空间/通道后再穿过网格电极的网目；随着第一气体及第二气体增加，扩展推动活塞来推送药剂。塞来推送药剂。塞来推送药剂。
【技术实现步骤摘要】
网格组合式电极之电化学泵装置
[0001]本专利技术涉及一种释放气体压力的电化学泵领域，特别是一种使用网格电极的电化学泵的网格组合式电极的电化学泵装置。
技术介绍
[0002]许多慢性疾病的治疗，需要以精准受控的药剂量，在连续或特定时间间隔下进行皮下施用药物或治疗剂。此外，某些治疗需要大于1毫升的注射量超过限有皮下注射装置的注射体积之极限，且注射速动不是过快(数秒钟)就是过慢(数小时)；例如，传统蛋白质药物之静脉注射其注射量通常超过30mL甚至到达250mL，其注射时间为30分钟到数小时。
[0003]许多穿戴式药物泵装置是由步进电机(或用于旋转齿轮的类似部件)驱动，然而，它们的运动是离散的(每次转一格)，而不是连续的。因此，步进电机提供的基础输送流量也是离散的(每次一小滴)。例如，在5到5000nl/min范围内的基础速率(胰岛素的典型剂量方案)具有离散的每次5nl递送，速率介于每小时一次递送至每小时一千次递送之间，注射1毫升最快通常要超过3
‑
6小时，此种注射速度又过慢无法满足病人需求(5
‑
10分钟)。
[0004]叉指微电极广泛用于电化学传感器和致动器，由于气泡静摩擦力(气泡和电极之间的表面张力)，这些2D电极实际上难以排出微电极表面产生的气体。气泡静摩擦问题增加了平面电极的阳极和阴极之间的总电压(电阻)，并增加了控制电路的功耗。添加亲水性材料(如高吸水性材料)有助于有效去除电极表面产生的气泡，从而降低电极的电压和功耗。这种吸附材料可以在中低气体产生条件下(<100μL/min)有效去除气体，但是，当需要更高的气体去除率(>100μL/min)时，需要具有更高气体去除率的新电极室设计。
[0005]现有的电化学泵通常是由两片电极板作用产生气体，由于电极板位于大面积的两边，产生的气体被迫只能从较窄的夹层周边窜出，如此释放的气体紊乱，导致在两片电极板之间的压力不平均，无法提供有效的线性与特定曲线的气体而使得药剂提供无法达到患者所需。所以，开发一种电化学泵，能提供定向定量的气体产生速度来供药，并可达到线性与特定曲线的供气压力是极为重要。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术为解决现有技术问题，提出一种网格组合式电极的电化学泵装置，可达到线性与特定曲线的供气压力来供药。
[0007]参照图1，本专利技术一种网格组合式电极的电化学泵，包含：提供本装置工作电压的一电源、一网格电极、一第二电极及一超吸收材料层；电源连接网格电极及第二电极；超吸收材料层夹在该网格电极及第二电极之间，储存一电解液。
[0008]该电解液经由电化学反应后会释放一气体。
[0009]本专利技术该网格组合式电极的电化学泵可外加一外壳，组成一网格组合式电极的电化学泵装置；外壳包覆网格电极、第二电极及该超吸收材料层，外壳上包含一出气口相邻该网格电极，如图3所示。
[0010]本专利技术该网格组合式电极的电化学泵装置连接一药物注射容器，动作流程如图2、图3所示：
[0011]A1.该网格电极连接该电源的第一极性(例如阴极、负极)，第二电极连接该电源的第二极性(例如阳极、正极)，第二电极为一平面电极，网格电极及第二电极之间夹着该超吸收材料层，超吸收材料层先行吸收该电解液(例如：去离子水加盐类，如NaCl，CaCl2， KCl等
…
)；
[0012]A2.在电化学作用下，第一极性(例如阴极)透过网格电极与超吸收材料层一侧，第一极性(例如阴极)与电解液产生电化学反应，而释放出作为第一气体(例如：H2)的气体；
[0013]A3.该第二极性(例如阳极)透过与第二电极与超吸收材料层另一侧，第二极性(例如阳极)与该电解液产生电化学反应，而释放出作为第二气体(例如：02)的气体；
[0014]A4.第一气体(例如：H2)从超吸收材料层靠近该网格电极端释放后，会立即从该网格电极的网目通过该外壳上的出气口到达该药物注射容器的一气室而没有阻隔损耗，比现有技术少了一层阻隔损耗；
[0015]A5.该第二气体(例如：O2)从该超吸收材料层靠近该第二电极端释放后，需要先穿透该超吸收材料层纤维之间的小空间/通道后再穿过该网格电极的网目后通过外壳上出气口到达气室；在穿透该超吸收材料层纤维时会有些微的损耗，也比现有技术减少了阻隔损耗；以及
[0016]A6.随着该第一气体(例如：H2)及该第二气体(例如：O2)增加，该气室随之扩展推动一活塞，间接推送一药剂。
[0017]较佳的，电化学式的实施例为：
[0018][0019][0020]Net：2H2O
(l)
→
O
2(g)
+2H
2(g)
[0021]较佳的，该超吸收材料层吸收产生电化学气体的液体，能控制电化学反应的面积和电化学反应产生的气体流速。
[0022]值得注意的是，本专利技术的该网格组合式电极之电化学泵与现行技术双电极结构相比，可以提供数倍的气体排出速率，从而降低电化学系统的电压和功耗；如图9所示，在电极性能测试时，使用相同的外加恒压条件下的电流响应，本专利技术比现有技术电流响应高；如图10所示，在电极性能测试时，使用相同的条件下电化学所产生的气体体积，本专利技术所产生的气体体积比现有技术多。
附图说明
[0023]图1是网格组合式电极之电化学泵示意图；
[0024]图2是网格组合式电极之电化学泵装置流程示意图；
[0025]图3是电化学泵连接药物注射容器示意图；
[0026]图4是平面电极的三个实施例示意图；
[0027]图5是不同组合的电化学泵示意图；
[0028]图6是绕卷式网格组合式电极之电化学泵示意图；
[0029]图7是绕卷式电化学泵连接药物注射容器示意图；
[0030]图8是圆形网格组合式电极之电化学泵装置示意图；
[0031]图9是电极性能测试
‑
电流示意图；
[0032]图10是电极性能测试
‑
体积示意图。
[0033]附图标记说明：1
‑
电源；11
‑
电源开关；2
‑
网格电极；3
‑
第二电极；30
‑
平面电极； 31
‑
基板层；32
‑
电极层；4
‑
超吸收材料层；5
‑
外壳；51
‑
出气口；6
‑
气体；7
‑
多孔气管； 8
‑
气密垫片；9
‑
药物注射容器；91
‑
气室；92
‑
活塞；93
‑
药剂；100、200、300
‑
网格组合式电极之电化学泵；100A、400A、500A
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网格组合式电极之电化学泵装置；40本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种网格组合式电极的电化学泵装置，连接一电源所述电化学泵装置包括：一网格电极，连接该电源的一第一极性，用于电化学作反应产生作为第一气体的气体，所述第一气体可以无阻隔损耗的从该网格电极的网目通过；一第二电极，连接该电源的一第二极性，用于电化学作反应产生作为第二气体的气体，所述第二气体先穿透该超吸收材料层纤维之间的小空间/通道后再从该网格电极的网目通过；一超吸收材料层，位于该网格电极与该第二电极之间，所述超吸收材料层储存有一电解液；以及一外壳，包覆所述网格电极、所述第二电极及所述超吸收材料层，所述外壳包含一出气口，第一气体该第二气体从该出气口输出。2.如权利要求1所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中第二电极包含由一基板层及一电极层所组成的平面电极，基板层包含一可挠基板。3.如权利要求1所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中第二电极为上下两外层，其每层各自向内依序连接超吸收材料层及网格电极；所述网格电极数量为一层。4.如权利要求2或3所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中第二电极的基板层为多孔基板。5.如权利要求2所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中第二电极的基板层各自向外依序连接电极层、超吸收材料层该网格电极，基板层数量为一层。6.如权利要求1所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中外壳连接一药物注射容器，第一气体及第二气体从出气口输出，推动药物注射容器活塞，间接推送药剂。7.如权利要求1所述的网格组合式电极的电化学泵装置，其中第二极性包括：由一个电极构成的矩形电极，有两个电极构成的叉指电极，由三个电极构成的阴极
‑
阳极
‑
参比电极。8.一种网格组合式电极的电化学泵装置，连接一电源所述电化学泵装置包括：一网格电极，连接该电源之一第一极性，因电化学作反应产生作为第一气体的气体；一第二电极，连接该电源之一第二极性为可绕多孔材料，因电化学作反应产生作为第二气体的气体；一超吸收材料层，位于该网格电极与该第二电极之间，该超吸收材料层储存有一电解液；以及一外壳，包覆电化学泵，所述外壳包含一出气口，第一气体及第二气...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柏颖，
申请(专利权)人：洁霺生医科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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