一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法技术方案

一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法，涉及可穿戴医疗设备技术领域。本发明专利技术设计了一个柔性的摩擦电电极，可利用普通日用织物高效采集能量；通过左氧氟沙星和碳量子点的共价结合，合成了一种新型导电药物，具有优异的抗菌功效并确保电极(微针贴片)的导电性。负载LevCDs的微针贴片，可同时向感染伤口输送电刺激和药物。通过将LevCDs装入微针贴片，可实现电刺激和药物在感染伤口中的高效协同作用，解决了传统方法中的药物装载量、舒适性和生物安全性问题。本发明专利技术可获得一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法。微针电刺激系统及其应用方法。微针电刺激系统及其应用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法


[0001]本专利技术涉及可穿戴医疗设备
，具体涉及一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法。

技术介绍

[0002]作为人体最广泛的器官，皮肤在保护人体免受病原体侵害方面起着至关重要的作用。然而，意外或疾病造成的伤害会损害皮肤的防御功能，严重威胁人体健康。为加速伤口愈合，人们开发了多种先进的治疗技术。其中，电刺激疗法是一种很有前景的治疗策略，研究表明，它能促进胶原蛋白沉积、提高细胞活性和减轻水肿，从而加快伤口愈合并改善伤口愈合的整体质量。然而，目前临床上普遍使用的电刺激设备体积庞大、价格昂贵，而且无法在能源供应不足的地方使用。因此，开发用于伤口愈合的微型、轻便、自供电和可穿戴设备变得越来越重要。
[0003]摩擦纳米发电机(TENG)自专利技术以来就具有收集低频动能的卓越能力，从而可以实现电刺激设备的微型化。虽然TENG产生的电刺激可有效加快非感染性伤口的愈合，但是由于这种电刺激杀菌效率低，并不适合直接用于感染性伤口的治疗。为了使得TENG可以用于感染性伤口的治疗，通常将TENG与药物联用来治疗感染性伤口。值得注意的是，电极应同时满足电刺激和药物输送的要求。金属或金属溅射聚合物材料通常被用作电极，药物只能附着在其表面，大大限制了药物负载能力。此外，在伤口部位使用金属电极可能会引起患者对舒适度的担忧。聚合物材料负载离子导电材料(如氯化锂)后也可用作电极。然而，导电材料与药物一起释放到伤口中可能会引起生物安全问题。此外，载药电极的类型对药物和电刺激的输送也有很大影响。微针贴片已成为一种高效的药物输送电极，与伤口平面接触的电极相比，它能产生更稳定、更持续的药物浓度，并能将电刺激精准地输送到伤口中。因此，迫切需要一种基于微针贴片的自供电平台更有效的用于感染性伤口的治疗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统及其应用方法。
[0005]一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统，包括摩擦纳米发电机组件、银纤维布料和微针贴片，所述的摩擦纳米发电机组件由日用织物和摩擦电电极组成；所述的日用织物设置在摩擦电电极的表面，所述的摩擦电电极通过导线与银纤维布料电连接，所述的银纤维布料设置在微针贴片的表面；
[0006]所述的微针贴片内负载有导电抗菌药物，所述的导电抗菌药物的制备方法按以下步骤进行：
[0007]步骤一：将氨水和过氧化氢加入到葡萄糖水溶液中，搅拌10～30min后，得到混合物；将混合物置于特氟龙高压釜中，加热至160～200℃，并在160～200℃下保温3～5h，然后
fiberglass)，2表示FTE，3表示银纤维布料(Silver fabric)，4表示LevMN；
[0028]图14为本专利技术中使用不同治疗方法第0天、第3天、第6天、第9天和第12天伤口愈合过程的照片及其对应的伤口闭合面积；
[0029]图15为本专利技术中CTRL组、MN组、LevMN组和SPMES组的相对伤口面积，1表示CTRL，2表示MN，3表示LevMN，4表示SPMES。
具体实施方式
[0030]具体实施方式一：本实施方式一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统，包括摩擦纳米发电机组件、银纤维布料和微针贴片，所述的摩擦纳米发电机组件由日用织物和摩擦电电极组成；所述的日用织物设置在摩擦电电极的表面，所述的摩擦电电极通过导线与银纤维布料电连接，所述的银纤维布料设置在微针贴片的表面；
[0031]所述的微针贴片内负载有导电抗菌药物，所述的导电抗菌药物的制备方法按以下步骤进行：
[0032]步骤一：将氨水和过氧化氢加入到葡萄糖水溶液中，搅拌10～30min后，得到混合物；将混合物置于特氟龙高压釜中，加热至160～200℃，并在160～200℃下保温3～5h，然后冷却至室温，将混合溶液过滤、透析，最后冻干，得到碳量子点；
[0033]步骤二：将碳量子点溶液与活化的左氧氟沙星溶液混合，在室温下反应24～30h，再经过过滤、透析和冷冻干燥，得到导电抗菌药物；所述的碳量子点溶液与活化的左氧氟沙星溶液的体积比为(1～3)：1。
[0034]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的摩擦电电极的制备方法按以下步骤进行：
[0035]在室温下将藻酸盐溶液、碳化钛水溶液和甘油搅拌均匀，置于特氟龙模具中，在20～60℃下干燥4～12h，得到柔性膜；将柔性膜与氯化钙溶液交联10～12s，得到摩擦电电极。
[0036]其他步骤与具体实施方式一相同。
[0037]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述的微针贴片的制备方法按以下步骤进行：
[0038]将海藻酸盐、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、导电抗菌药物、聚乙二醇双丙烯酸酯和α
‑
羟基异丁酰苯混合均匀，得到预凝胶，预凝胶中海藻酸盐的质量分数为1％，丙烯酰胺的质量分数为18％，亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.054％，导电抗菌药物的加入量为2mg/mL，聚乙二醇双丙烯酸酯的体积分数为25％，α
‑
羟基异丁酰苯的体积分数为1％；将预凝胶加入到微针模具中，经过抽真空、紫外光固化和水洗后，得到微针贴片。
[0039]其他步骤与具体实施方式一或二相同。
[0040]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中氨水、过氧化氢与葡萄糖水溶液的体积比为5：2：(10～20)。
[0041]其他步骤与具体实施方式一至三相同。
[0042]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的葡萄糖水溶液的浓度为2～10mg/mL。
[0043]其他步骤与具体实施方式一至四相同。
[0044]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中使
用微孔过滤器进行过滤，微孔膜的孔径为0.22μm。
[0045]其他步骤与具体实施方式一至五相同。
[0046]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一中使用透析袋在去离子水中透析12～24h。
[0047]其他步骤与具体实施方式一至六相同。
[0048]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中所述的碳量子点溶液的浓度为2～5mg/mL。
[0049]其他步骤与具体实施方式一至七相同。
[0050]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述的藻酸盐溶液、碳化钛水溶液与甘油的体积比为(40～60)：(20～40)：5，所述的藻酸盐溶液的浓度为1～2％，所述的碳化钛水溶液的浓度为2～5mg/mL；所述的氯化钙溶液中钙离子浓度为10～12％。
[0051]其他步骤与具体实施方式一至八相同。
[0052]具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统，其特征在于所述的可穿戴自供电微针电刺激系统包括摩擦纳米发电机组件、银纤维布料和微针贴片，所述的摩擦纳米发电机组件由日用织物和摩擦电电极组成；所述的日用织物设置在摩擦电电极的表面，所述的摩擦电电极通过导线与银纤维布料电连接，所述的银纤维布料设置在微针贴片的表面；所述的微针贴片内负载有导电抗菌药物，所述的导电抗菌药物的制备方法按以下步骤进行：步骤一：将氨水和过氧化氢加入到葡萄糖水溶液中，搅拌10～30min后，得到混合物；将混合物置于特氟龙高压釜中，加热至160～200℃，并在160～200℃下保温3～5h，然后冷却至室温，将混合溶液过滤、透析，最后冻干，得到碳量子点；步骤二：将碳量子点溶液与活化的左氧氟沙星溶液混合，在室温下反应24～30h，再经过过滤、透析和冷冻干燥，得到导电抗菌药物；所述的碳量子点溶液与活化的左氧氟沙星溶液的体积比为(1～3)：1。2.根据权利要求1所述的一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统，其特征在于所述的摩擦电电极的制备方法按以下步骤进行：在室温下将藻酸盐溶液、碳化钛水溶液和甘油搅拌均匀，置于特氟龙模具中，在20～60℃下干燥4～12h，得到柔性膜；将柔性膜与氯化钙溶液交联10～12s，得到摩擦电电极。3.根据权利要求1所述的一种用于感染伤口愈合的可穿戴自供电微针电刺激系统，其特征在于所述的微针贴片的制备方法按以下步骤进行：将海藻酸盐、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、导电抗菌药物、聚乙二醇双丙烯酸酯和α
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羟基异丁酰苯混合均匀，得到预凝胶，预凝胶中海藻酸盐的质量分数为1％，丙烯酰胺的质量分数为18％，亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.054％，导电抗菌药物的加入量为2mg/mL，聚乙二醇双丙烯酸酯的体积分数为25％，α
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羟基异丁酰苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜天一，张善国，李铭，吴文龙，吴昊，姜洪源，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：