【摘 要】
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冠心病严重威胁着人类健康,现已成为全球人类的第一大死因,及时准确诊断和治疗冠心病具有重要意义。冠心病患者常表现出心脏电生理信号的不稳定性,而动态心电图能够监测出这种不稳定性,因而是用于冠心病诊断的重要手段。且与其他监测手段相比较,动态心电图监测具有无创、简单、费用低等突出优点。现已开发出许多柔性皮肤电极,这些电极可通过与皮肤形成紧密接触而保证信号采集的稳定性。但是,此类电极的低表面粘附性限制了其在
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冠心病严重威胁着人类健康,现已成为全球人类的第一大死因,及时准确诊断和治疗冠心病具有重要意义。冠心病患者常表现出心脏电生理信号的不稳定性,而动态心电图能够监测出这种不稳定性,因而是用于冠心病诊断的重要手段。且与其他监测手段相比较,动态心电图监测具有无创、简单、费用低等突出优点。现已开发出许多柔性皮肤电极,这些电极可通过与皮肤形成紧密接触而保证信号采集的稳定性。但是,此类电极的低表面粘附性限制了其在长期动态心电信号采集上的应用。例如,对于由聚合物和金属组成的柔性电极,在皮肤上形成具有低剪切粘度的汗液时会降低电极对皮肤的粘附性,从而导致其在皮肤上滑动甚至脱落。在本论文中,制备了一种具有高粘附性、易去除性、可拉伸性的动态心电监测电极。第一步,通过结合聚多巴胺和丝素蛋白制备了具有高粘附性、易通过水洗去除的杂化凝胶。一方面,聚多巴胺与水之间形成氢键,避免凝胶中水分的散失,从而降低凝胶的杨氏模量,增加电极与皮肤之间的接触面积。另一方面,聚多巴胺的邻苯二酚结构可与皮肤角质层蛋白发生相互作用,增加凝胶对皮肤的粘附性,使其与皮肤形成更加紧密的接触。第二步,在柔性可拉伸衬底聚(乙烯-共-丁烯)(SEBS)上热蒸镀Au纳米层,获得具有高导电性的可拉伸SEBS/Au薄膜。在此薄膜中,所形成的Au纳米微裂纹结构保证了其在拉伸状态下依然具有良好的导电性。最后,将杂化水凝胶和可拉伸导电薄膜层压,获得柔性心电电极。由于丝素蛋白(SF)具有亲水性,电极在洗涤过程中易被去除;由于有Ca2+存在,发挥离子导电作用,保证了电极具有低的阻抗。为了证明所制备的电极在监测心电信号方面的准确可靠性,将其贴在皮肤上记录长期动态心电信号,用于冠心病的诊断。
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