[发明专利]颅内伤口愈合监测装置、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种颅内伤口愈合监测装置、其制备方法及应用，所述装置包括：柔性电极阵列和光声成像系统。基于液态金属的柔性电极阵列，具有高生物安全性的同时具有较低的弹性模量，可以紧密贴合在皮层伤口表面，检测出高分辨率的脑电信号；光声成像系统不仅检测精度高，对组织无损伤，而且安全方便，是医学成像辅助诊断的重要进步；结合柔性脑电极阵列与光声成像系统，克服了颅内伤口无法观察的难题，实现颅内伤口的无创监测，其监测准确度甚至可以满足临床监测指标要求。

技术领域

本发明属于颅内伤口监测领域，具体涉及一种颅内伤口愈合监测装置、其制备方法及应用。

背景技术

目前对于颅内创伤状况缺乏有效的监测手段，是临床治疗的一大难题。及时、准确地监测颅内伤口愈合情况，不仅有利于早期发现颅内伤口变化，提高治疗效果，而且对于临床诊断和指导治疗具有非常重要的意义。植入式脑电极可以有效监测脑组织电信号，从而可以根据脑电信号的变化判断伤口的愈合情况。其中脑电极阵列是监测脑电信号的重要脑机接口，可以在人脑与电子设备之间建立直接的交流通道，为伤口愈合状况提供重要的数据参考。然而，传统的植入式神经电极虽然可以获得较高的信噪比，但是容易对组织造成一定的损伤，例如商用的Michigan电极和Utah电极。近年来，新型的柔性脑电极阵列以其高分辨的信号检测和极低的组织损伤，已经成为神经科学领域研究的重点。

与此同时，随着医学成像技术的不断发展，医学成像技术为颅内伤口监测提供了强有力的技术支撑。常用的医学成像技术包括核磁共振成像技术(MRI)、X射线计算机断层扫描技术(CT)和光声成像技术(PAT)。在实际使用过程中，MRI成像需要借助于强大的磁场，而且生成图像的时间较长，无法实现对组织伤口的实时成像；CT成像在使用时产生大量的辐射，不可用于长时间观察。作为一种新兴的非侵入式成像技术，光声成像技术结合了光学成像和超声成像的优点，具有高对比度和高穿透深度的优良特性，可以提供清晰持续性的监测成像。

因此，结合柔性脑电极阵列与光声成像技术，寻求开发一种可以准确监测颅内伤口愈合状况的方法具有良好的研究与应用价值。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种颅内伤口愈合监测装置、其制备方法及应用。

在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“PDMS”是指：聚二甲基硅氧烷。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种颅内伤口愈合监测装置，所述装置包括：柔性电极阵列和光声成像系统。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述光声成像系统为近红外光声成像系统；优选地，所述光声成像系统包含脉冲激光器、超声波信号接收器和数据处理分析模块。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述柔性电极阵列包括：基底，和在所述基底上纳米级或微米级液态金属颗粒汇聚而成的互联导线。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述基底材料选自以下一种或多种：PDMS、Ecoflex、水溶性聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯等高分子材料；优选为PDMS。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述液态金属选自以下一种或多种：铟镓合金、镓铟锡合金、铋锡合金；优选为铟镓合金。

根据本发明第一方面的装置，其中，所述柔性电极阵列的制备方法包括以下步骤：

(1)将液态金属加入到有机溶剂中，将液态金属加工成微纳米颗粒，得到液态金属油墨；

(2)用步骤(1)制备的液态金属油墨绘制电极阵列图案；

(3)待溶剂挥发完全后，在印刷的电极图案上面浇铸预固化的基底材料，固化完全后，得到柔性电极阵列。