CN110975164A - 一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备方法，实现该方法的多孔聚氨酯膜作为柔性可穿戴器件载体，透气小孔作为透气通道，提高穿戴舒适度。柔性导线埋布于多孔聚氨酯膜内部，联通各蓝光LED芯片，形成导电通路。便携式电源及开关用作可穿戴器件光疗器件的电源及开关。制备过程中针对蓝光LED芯片的尺寸和多孔聚氨酯膜的厚度，结合点扩散函数计算，获取蓝光LED芯片埋布在膜内的深度以及芯片与芯片的间隔距离。针对柔性导线的结构、便携式电源的型号以及辐射光功率的可调范围，结合欧姆定律计算，确定串并联和电路排布。制备面向新生儿黄疸病治疗的可穿戴光电器件，为实现新生儿黄疸病在家康复治疗提供技术手段。

Description

一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备方法
技术领域
本发明属于材料、光学、生命科学交叉领域，具体涉及一种面向新生儿黄疸病治疗的柔性可穿戴光疗器件制备方法。
背景技术
光疗是利用光线的辐射进行疾病治疗的一种技术，其过程是采用特定波长的光照射生物组织，使有机体细胞或生物分子发生机能或形态变化，导致目标细胞坏死和有害物质清除，从而实现疾病治疗的技术。例如：红外线光临可用于改善改善人体局部血液循环、促进肿胀消退、镇痛、降低肌张力、缓解肌痉挛；紫外线可引起人体内细胞和分子的系列化学反应，有消炎、止痛、抗佝偻病的作用，可用与治疗皮肤化脓性炎症和其他皮炎、疼痛症候群、佝偻病或软骨病等；可见光中，红光用于中枢神经兴奋；蓝光、绿光用于镇静；蓝紫光对新生儿胆红素性黄疸病有显著疗效。目前为止，光疗技术在医院临床上已经得到广泛的应用和发展。
新生儿黄疸是指新生儿时期(出生28天内)由于胆红素代谢异常，胆红素产量超出了新生儿人体代谢能力，引起体内胆红素水平升高，导致皮肤、巩膜及其他脏器黄染。约60％足月儿和80％的早产儿可与出生后2-5天出现黄疸，是新生儿时期常见的临床症状。新生人黄疸分为生理性黄疸和病理性黄疸。生理性黄疸可以自行消退，而病理性黄疸可能带来严重后遗症。胆红素过高，可进入中枢神经系统，在大脑基底节、视丘下核、苍白球等部位引起病变。因此新生儿时期，要对黄疸情况予以密切观察并及时干预，谨防出现病理性黄疸不及时发现和控制而导致脑损伤、脑瘫以及其他神经系统的不可逆损伤。早在1958年，英国Richard Cremer医生发现患黄疸病的新生儿血标本经日光照射后胆红素浓度降低，把伴有黄疸的新生儿置于阳光照射下,其血清胆红素浓度下降。随后研究发现蓝光(波长425nm-475nm)照射可以将皮肤浅层中的胆红素由脂溶性转化为水溶性异构体，进而经过尿液、胆汁排出体外，降低体内胆红素水平。发展至今，蓝光治疗以其安全、见效快、副作用少的诸多优点，得到临床广泛应用，是预防和控制病理性黄疸的重要措施。然而，传统的蓝光治疗黄疸病，需要将婴儿置于医院保温箱中接受蓝光照射，每次3-5小时，间隔2-5小时，每3天一个疗程，导致新生儿与父母分离，在情感上难以让人接受。同时，急性黄疸病的新生儿，在医院度过了急性期后，如病情平稳，医生会允许回家观察。家长需对新生儿进行长期观察，并遵医嘱多照太阳，以防止黄疸复发。这对于新生儿家长而言，实际执行较为困难。为了实现新生儿黄疸病在家康复治疗，人们一直在积极研发小型化便携式蓝光治疗器件，并已有部分文献资料报道了相关工作。然而，许多小型化便携式蓝光治疗器件在缩小系统尺寸的同时，也不可避免的损失了蓝光辐射的效率，降低光疗效果。此外，已有的器件也难以实现柔性可穿戴的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备方法。该制备方法制备的器件采用蓝光LED芯片作为辐射光源，使用水性聚氨酯乳液制备的多孔聚氨酯膜作为可穿戴器件载体，通过光学优化和集成电路设计，制备面向新生儿黄疸病治疗的柔性可穿戴光疗器件，用作蓝光光源催化胆红素降解。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，包括蓝光LED芯片、多孔聚氨酯膜、柔性导线、便携式电源及开关。柔性导线埋布于多孔聚氨酯膜内部，并用于联通各蓝光LED芯片形成导电通路；便携式电源与开关连接，开关通过柔性导线与蓝光LED芯片连接。
所述蓝光LED芯片，是一种固态的半导体器件，用作光疗器件的光源，其主体为边长0.5-1cm的硅片。
所述多孔聚氨酯膜，是一种由水性聚氨酯乳液固化后制备的透明聚氨酯膜，透明聚氨酯膜的厚度0.5-1cm，透明聚氨酯膜内嵌有规则排列密布的小孔，小孔的直径为1-2mm，小孔间距为2-10mm，用作透气通道。
所述柔性导线，是一种截面直径1-3mm的柔性易弯曲金属导线。
所述便携式电源及开关，是一种额定电压3-6V，额定电流0.1-5mA的直流电源，用作可穿戴器件光疗器件的电源及开关。
一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备等等，其制备包括光学优化设计和集成电路设计。
所述光学优化设计，是在器件制备时，针对蓝光LED芯片的尺寸和多孔聚氨酯膜的厚度，结合点扩散函数计算，获取蓝光LED芯片埋布在膜内的深度以及芯片与芯片的间隔距离。
所述集成电路设计，是在获取蓝光LED芯片埋布深度及间隔后，针对柔性导线的结构、便携式电源的型号以及辐射光功率的可调范围，结合欧姆定律计算，确定串并联和电路排布。
通过本发明具体的有益效果如下所述：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出柔性可穿戴黄疸病光疗器件。该器件使用小型蓝光LED芯片作为辐射光源，基于水性聚氨酯乳液的多孔聚氨酯膜作为柔性器件载体，制备面向新生儿黄疸病治疗的可穿戴光电器件，为实现新生儿黄疸病在家康复治疗提供技术手段。
附图说明
图1为柔性可穿戴黄疸病光疗器件示意图。
图2为柔性可穿戴黄疸病光疗器件实物图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员，尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，以下将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
实施例
一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，如图1所示，包括如下模块：蓝光LED芯片1、多孔聚氨酯膜2、透气小孔3、柔性导线4、便携式电源及开关5。
所述蓝光LED芯片，是一种固态的半导体器件，用作光疗器件的光源，其主体为边长1cm的硅片。
所述多孔聚氨酯膜，是一种由水性聚氨酯乳液固化后制备的透明聚氨酯膜，膜厚度0.5cm,内嵌规则排列密布的小孔，孔的直径为2mm,孔间距为10mm,用作透气通道。
所述柔性导线，是一种截面直径1mm的柔性易弯曲铝导线，埋布于多孔聚氨酯膜内部，联通各蓝光LED芯片，形成导电通路。
所述便携式电源及开关，是一种额定电压3V，额定电流1mA的直流电源及开关，用作可穿戴器件光疗器件的电源及开关。
上述模块组装如图2所示柔性可穿戴黄疸病光疗器件，用作蓝光光源催化胆红素降解。

Claims (6)

1.一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，其特征在于：包括蓝光LED芯片、多孔聚氨酯膜、柔性导线、便携式电源及开关；柔性导线埋布于多孔聚氨酯膜内部，并用于联通各蓝光LED芯片形成导电通路；便携式电源与开关连接，开关通过柔性导线与蓝光LED芯片连接。
2.根据权利要求1所述的一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，其特征在于：所述蓝光LED芯片是固态半导体器件，用作光疗器件的光源，其主体为边长0.5-1cm的硅片。
3.根据权利要求1所述的一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，其特征在于：所述多孔聚氨酯膜，是一种由水性聚氨酯乳液固化后制备的透明聚氨酯膜，透明聚氨酯膜的厚度0.5-1cm，透明聚氨酯膜内嵌有规则排列密布的小孔，小孔的直径为1-2mm，小孔间距为2-10mm，用作透气通道。
4.根据权利要求1所述的一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，其特征在于：所述柔性导线是一种截面直径1-3mm的柔性易弯曲金属导线。
5.根据权利要求1所述的一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件，其特征在于：所述便携式电源及开关，是一种额定电压3-6V，额定电流0.1-5mA的直流电源，用作可穿戴器件光疗器件的电源及开关。
6.一种柔性可穿戴黄疸病光疗器件制备方法，其特征在于：包括光学优化设计和集成电路设计；
所述光学优化设计，是在器件制备时，针对蓝光LED芯片的尺寸和多孔聚氨酯膜的厚度，结合点扩散函数计算，获取蓝光LED芯片埋布在膜内的深度以及芯片与芯片的间隔距离；
所述集成电路设计，是在获取蓝光LED芯片埋布深度及间隔后，针对柔性导线的结构、便携式电源的型号以及辐射光功率的可调范围，结合欧姆定律计算，确定串并联和电路排布。
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