CN112135659B - 刺激装置及利用其的刺激方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对刺激施加对象施加电刺激的刺激装置，具体地，根据本发明的刺激装置包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件，并且与上述刺激部隔开设置；以及，连接构件，用于电连接上述刺激部和上述导电部。

Description

刺激装置及利用其的刺激方法
技术领域
本发明涉及一种未连接至人造的外部电源(power source)的情况下，能够通过利用废弃的微能量对刺激施加对象进行电刺激的刺激装置及利用其的刺激方法。
背景技术
人体维持在-30～-25mV的电压，大约40～60μA的微弱生物电用于在各器官之间传递信号并进行流动。最近，已经证明通过施加与这种生物电相似强度的微电刺激(例如约1000μA以下的电流)，可以具有改善皱纹，促进伤口和骨折的愈合，改善肌肉的疲劳，改善炎症，改善血液循环，并且减少腹部脂肪等效果。
但是，现有的微电刺激装置必须连接至外部电源，或配备可充电电池或使用摩擦充电的能量收集器等用于驱动装置的额外的能量源(电源)，并且需要与能量源电连接等，因此具有结构复杂，小型化受到限制，由于便携性差，所以在日常生活中难以佩戴(使用)，由于操作过程中的上述介电损耗，导致能量效率低等问题。
与此不同，虽然提出了作为无需配备额外的电源即可施加电刺激的装置，通过将用于氧化的金属掺入到水胶体中而利用由金属的氧化反应产生的电子向水胶体产生内部电压的技术，但水胶体本身由于水分而具有一定的导电性，由此产生的电子容易向水胶体的外部损失，并且存在由于通过氧化产生的金属氧化物膜而难以持续产生电子的问题。另外，也提出了一种在与皮肤接触的电子导电介质上，将金属元素和半导体物质的两元件通过接合部进行接合，以将金属元素与半导体物质之间的电子导电介质作为通道使电流流通的技术，但是存在初始流通一定电流，考虑到与电子导电介质的接触电阻和由于电子导电介质本身的电阻引起的电压下降的两个元件之间的电平衡状态之后，难以产生电刺激的问题。基于如现有技术，当将静电(static)电位施加到伤口上时，只能进行临时刺激，因此需要研究一种可以持续对伤口进行电刺激的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种在不需要与外部电源连接，或者在内部不需要与可再充电电池，使用摩擦起电的能量收集器，热电发电元件或太阳能电池等的电源连接的情况下，可以通过使用自然产生而被浪费的能量向刺激施加对象持续施加微电刺激的刺激装置和刺激方法。
解决问题的技术手段
根据本发明的一实施方式的刺激装置包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件，并且与刺激部隔开设置；以及，连接构件，用于电连接刺激部和导电部。
根据本发明的一实施例的刺激装置，接触时，通过从刺激施加对象传播的交流电场，可以在刺激部和导电部中形成相互不同的电位。
根据本发明的一实施例的刺激装置，交流电场可以由摩擦起电引起。
根据本发明的一实施例的刺激装置，刺激施加对象可以是生物体。
根据本发明的一实施例的刺激装置，接触时，第一表面固定至刺激施加对象，并且刺激部和刺激施加对象之间的接触面积可以通过固定保持恒定。
根据本发明的一实施例的刺激装置，接触时，导电部相对于刺激部的相对位置可以保持恒定。
根据本发明的一实施例的刺激装置，导电部可以相对于刺激部在水平至垂直方向上隔开设置。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第一表面可以由第一构件的表面提供。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第一表面可以以使得第一表面的至少一部分能够插入至刺激施加对象中的方式构成。
根据本发明的一实施例的刺激装置，导电部可以包括第二表面，该第二表面的面电阻大于第一表面的面电阻。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第二表面可以是绝缘体的表面。
根据本发明的一实施例的刺激装置，导电部可以通过第二表面固定至刺激施加对象。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第二表面可以由围绕第二构件的覆盖材料提供。
根据本发明的一实施例的刺激装置，至少还可以包括位于刺激部与导电部之间的隔开空间中的电介质。
根据本发明的一实施例的刺激装置，电介质可以填充刺激部和导电部之间的空旷空间。
根据本发明的一实施例的刺激装置，导电部可以相对于刺激部在垂直的方向隔开设置。
根据本发明的一实施例的刺激装置，连接构件的一端可以与第一构件接触，并且另一端可以与第二构件接触。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第一构件和第二构件可以分别独立地为膜(layer)、杆(rod)、板(plate)及线(wire)或其组合。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第一构件和第二构件可以分别独立地为网孔(mesh)；多孔箔(perforated film)；选自纤维状、颗粒状、管状和板状中的一种或两种以上的导电单元的网络；将导电物质的选自多边形、圆形和椭圆形中的至少一种的板状作为基本单元，并且其基本单元相互接触以连续布置的形状；或其组合。
根据本发明的一实施例的刺激装置，导电单元可以分散并结合到非导电基体。
根据本发明的一实施例的刺激装置，还可以包括保护层，该保护层以当通过第一表面与刺激施加对象接触时，覆盖暴露于大气的刺激部的表面，导电部的表面，或刺激部和导电部的表面的方式构成。
根据本发明的一实施例的刺激装置，包括N(N≥2的自然数)个刺激部和M(1≤M≤N的自然数)个导电部，并且通过各刺激部所配备的连接构件将N个刺激部连接至M个导电部。
根据本发明的一实施例的刺激装置，N为2以上，还可以包括用于将导电部相互连接的第二连接构件。
根据本发明的一实施例的刺激装置，第一构件和第二构件可以分别独立地为金属、导电碳材料、导电有机材料、导电氧化物或其组合。
根据本发明的另一实施方式的刺激装置，包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件及围绕导电第二构件的绝缘覆盖材料；以及，连接构件，用于电连接刺激部的导电第一构件和导电部的导电第二构件。
本发明包括利用如上述刺激装置的刺激方法。
根据本发明的一实施例的刺激方法，可以包括：将刺激装置的第一表面固定到刺激施加对象的刺激区域的步骤。
发明的效果
根据本发明的刺激装置，不需要外部电源或人工制造的电能产生装置，而是通过由在刺激施加对象中必然产生的摩擦起电生成的微电能将电刺激施加到刺激施加对象。
另外，根据本发明的刺激装置，利用通过刺激施加对象中含有的水分等介电极化，从刺激施加对象的摩擦起电产生的区域向刺激施加对象的全区域传播的微电能，从而不需要刺激施加对象中摩擦起电的产生区域(微电能的产生区域)与刺激装置之间的电连接，并且实质上基本不会产生由摩擦起电生成的微电能的损失，因此可以具有极佳的能量效率。
另外，根据本发明的刺激装置，可以持续施加与生物电类似强度的电刺激，从而有效地实现诸如伤口或骨折的损伤恢复，诸如炎症改善的病变愈合，肌肉疲劳或血液循环的改善等生物稳态的改善，皮肤弹性增加等防止衰老，缓解肥胖症等症状，或美容。
附图说明
图1为示出根据一实施例的刺激装置与人体皮肤接触并固定的状态的透射鸟瞰图。
图2为示出根据一实施例的刺激装置与人体的皮肤接触并固定的状态的一剖视图。
图3为仅示出根据一实施例的刺激装置中刺激部与人体的皮肤接触并固定的状态的剖视图。
图4为示出根据一实施例的刺激装置的截面的一截面图。
图5为示出根据一实施例的刺激装置的一透视图。
图6为根据适用于刺激施加对象的一实施例的刺激装置的一截面图。
图7为根据一实施例的包括4个刺激部和一个导电部的刺激装置的透射鸟瞰图。
图8为根据一实施例的包括8个刺激部和2个导电部的刺激装置的透射鸟瞰图。
图9为将人体作为刺激施加对象，示出预设的刺激区域(图9(a)至(f)的顶部)和根据一实施例的装置的刺激部(图9(a)至(f)的底部)的图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的刺激装置和使用该刺激装置的刺激方法。提供下面引入的附图作为示例，以便将本发明的精神充分传递给本领域技术人员。因此，本发明不限于下面呈现的附图，并且可以以其他形式具体实施，并且可以夸大下面呈现的附图以阐明本发明的精神。此时，除非在所使用的技术和科学术语中有其他定义，否则其具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义，并且在以下描述和附图中，将省略可能不必要地混淆本发明的要旨的公知功能和结构的描述。另外，除非在上下文中另外指出，否则说明书和所附权利要求书中使用的单数形式可以意图包括复数形式。另外，当某一部件与另一部件连接时，不仅包括直接连接的情况，而且还包括隔着中间的另一构件间接连接的情况。
本申请人关注到，水是一种非常有效的液体电介质，大多数生物体都含有大量的水(人体中占体重的70-80％)，可以确认的是，生物体等含水量较大的对象(object)本身可以作为能够通过介电现象而几乎没有损失地传输(传播)微细能量的介质。
一方面，本申请人与此同时还认知和关注到，通过生物体-物质(非生物体，固体/液体)，物质(固体/液体)-物质(固体/液体)，或生物体-生物体之间的接触而实质上存在的所有对象(object)的表面产生带电现象，并且由于接触过程不可避免地伴随着接触的变化，电平衡状态也会发生变化，以产生交流电形式的电场(摩擦起电效应)。
因此，开发了一种如下装置，即由于摩擦起电效应(triboelectric effect)而不可避免地在对象(object)中产生微外源性交流电流(外源性交流电流：基于摩擦起电的发生区域，外源性交流电场：基于通过介电极化传播的区域)和对象(object)中含有的水分引起的介电极化(dielectric polarization)，使用对象内(包括表面)传播(传输)的微外源交流电场生成电刺激的装置，以完成了本发明。
在本发明的以上描述中，除非提及特定实施方式，否则以下描述可以对应于本发明的所有实施方式。
根据本发明的一实施方式的刺激装置包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件，并且与刺激部隔开设置；以及，连接构件，用于电连接刺激部和导电部。
根据本发明的装置，可以通过由对象(object)中所必然发生的摩擦起电(triboelectrification)引起的微电能将电刺激施加到对象(object)。因此，不需要外部电源的使用(连接)，电池，能量收集器，热电发电装置和太阳能电池等额外的人造能量产生装置的配备和使用(连接)。
换句话说，根据本发明的装置，刺激部和导电部可以分别处于不电连接到电源(包括外部电源和电能产生装置)的状态。也就是说，刺激装置可以在装置内部不包括额外的电源，例如电能产生装置或电池，另外，装置的刺激部、导电部和连接构件不需要与装置外部的电源电连接。
如上所述，输入(施加)到第一表面的交流电场可能是由摩擦起电引起的，具体地，可以是由在刺激施加对象中自然发生的摩擦而产生的摩擦起电(自然发生的摩擦起电)引起的。
另外，根据本发明的装置，由对象(object)的摩擦起电(triboelectrification)产生的微电能(交流电场)通过包含在对象(object)中的水分等介电液体的介电极化现象来传播(传输)以获得微电能，从而具有极佳的能源效率。即，由摩擦起电产生的微电能通过包含在对象中的水分等的介电极化而被传输到装置，因此可能实质上几乎不会发生能量损失。
众所周知，由摩擦起电(自然产生的摩擦起电)产生的电场是交流电场，其大小约为10-6阶(order)至102阶(order)V，作为具体例，具有约为几μV至数百V的大小，作为另一具体例，具有约为数十μV至数十V的大小，作为另一具体例，具有约为几mV至几V的大小的微交流电场。此时，当发生摩擦(摩擦面积变化)时，会产生交流电场，并且根据物体上发生的摩擦的类型和频率连续或不连续/规则或不规则地产生交流电场已是在摩擦起电领域中众所周知的。作为将人体作为刺激施加对象的具体例，在未安装或未使用引起摩擦起电的人造装置的情况下，在日常状态下通过步行等日常运动，可以自然产生约为1至30Hz，约为10-6阶(order)至102阶(order)V级别的微交流电场。但是，作为一个极端的例子，即使在对象中产生单次微弱的摩擦起电，由摩擦起电产生的交流电场也几乎没有能量损失地施加到本发明的装置上，从而可以驱动该装置，可见本发明不限于这些自然产生的摩擦电荷的频率或大小。然而，随着摩擦起电的频率增加，装置发生电刺激的频率增加，这是有利的。
如上所述，因对象中自然产生的摩擦起电(由对象的运动等自然产生的摩擦电荷)所产生的交流电场可以通过对象中的水分等介电液体的介电极化而从摩擦产生的区域(摩擦区域)传播到其他区域(非摩擦区域)。
从以更高的能量效率和更频繁的自然摩擦起电产生交流电场方面考虑，作为刺激施加对象更有效的是能够自由移动的包括人的动物，其具有高水分含量而可以无损失地传播摩擦起电的微电能。
因此，刺激施加对象可以是生物体，特别是包括人的动物。当刺激施加对象是包括人的动物时，刺激施加对象与第一表面接触的区域，可以是包括人在内的动物的皮肤(包括头皮)，粘膜，牙齿和眼睛等，此时，粘膜可包括包含牙龈的口腔粘膜，鼻粘膜，泌尿粘膜，生殖粘膜，消化道粘膜，呼吸道粘膜等，但不限于此。
在刺激施加对象中，作为使用装置来给予刺激的区域(预设的区域)的刺激区域，可以是细胞、组织、组织的一部分、器官或器官的一部分等，进一步地，刺激区域可以包括皮肤或肌肉、骨骼等的损伤或炎症，组织或器官等病变部位。
组织可以包括上皮组织，结缔组织，肌肉组织和/或神经组织等。上皮组织可以包括单层鳞状上皮组织，例如腹膜；夹层鳞状组织，如皮肤，舌头，食道等；立方上皮组织，例如卵巢表面，甲状腺上皮，汗腺等；周向上皮组织，例如胃或肠的粘膜上皮，会厌和结膜；和/或过渡上皮组织，例如膀胱输尿管，尿道的内表面等。结缔组织可以包括固有结缔组织(包括疏松结缔组织和致密结缔组织)，其填充组织与器官之间的间隙并相互连接；和/或特殊结缔组织，例如血液，淋巴液，软骨，骨骼等(包括支持组织和液体组织)。肌肉组织可以包括诸如骨骼肌之类的随意肌，诸如心肌之类的不随意肌，诸如血管、子宫、膀胱、竖毛肌之类的平滑肌。神经组织可以包括脑(颅神经)，脊髓(脊神经)，马神经丛，神经胶质，壁内神经丛(肌层神经丛，粘膜下神经丛等)。器官大致可包括实质器官，例如肝脏、脾脏、肾脏、唾液腺等，或中空器官(冠状器官)例如胃肠、食道、膀胱、子宫等，器官可以包括循环器官(心血管系统/淋巴系统)，消化器官(消化道/消化腺)，内分泌器官，免疫器官，包膜器官，淋巴器官，运动器官，神经器官，生殖器官，呼吸器官，骨骼器官，泌尿器官等，但并不仅限于此。
尽管能量效率和装置的刺激发生频率可能会降低，但本发明并不一定排除包括人在内的动物以外的其他对象，刺激施加对象只要是因摩擦起电而自然产生交流电场，且能够传播因水分等的介电液体的介电极化的摩擦起电引起的交流电场的对象即可。
在一实施例中，刺激部可以包括导电第一构件和以接触刺激施加对象的方式构成的第一表面。当刺激部通过第一表面与刺激施加对象接触时，从刺激施加对象传播的交流电场，具体是由刺激施加对象的摩擦起电产生的交流电场，更具体地，是由刺激施加对象的摩擦起电产生并可以通过刺激施加对象的水分的介电极化在刺激施加对象中传播的交流电场可以通过第一表面进行输入(施加到第一表面)。
第一表面可以是电连接至导电第一构件的表面，并且电连接可以包括直接连接或间接连接。即，通过第一表面输入的交流电场可以从第一表面直接(直接连接)或间接(间接连接)传输到导电第一构件，以在导电第一构件中形成电位。此时，直接连接可以指由导电构件提供第一表面的情况，即，第一表面是导电第一构件的表面(表面的一部分)的情况，间接连接可以指通过提供第一表面的构件(以下称为接触构件)将交流电场传输(施加)至导电第一构件的情况。
作为一实施例，当接触构件提供第一表面时，接触构件只要能够将通过第一表面输入的交流电场传输至导电第一构件即可。作为一示例，接触构件可以与第一构件接触设置。此时，在接触构件中，将第一表面的位置设为底部，将第一表面的相对侧设为顶部时，导电第一构件可以在接触构件的顶部与接触结构接触的方式设置。
接触构件只要是能够通过第一表面接收交流电场并将其传输(施加)到导电第一构件的物质即可使用。然而，优选地，接触构件实质上是导电的，以使得输入的交流电场的电位可以无损耗地施加到导电第一构件。作为导电接触构件的一示例，接触构件可以为不同于导电第一构件的金属、导电碳材料、导电有机材料、导电氧化物或其组合。此时，金属、导电碳材料、导电有机材料、导电氧化物或其组合的具体物质可以与以下关于导电第一构件的内容相似或相同。
作为一实施例，第一表面可以由导电第一构件提供。即，第一表面可以是导电第一构件的表面。在这种情况下，刺激部可以包括导电第一构件，并且导电第一构件可以包括第一表面，所述第一表面与刺激施加对象接触并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中。
根据一实施例的刺激装置，当刺激部和刺激施加对象通过第一表面接触时，由通过第一表面输入的交流电场，即，由从刺激施加对象传播并通过第一表面输入的交流电场，可能在刺激部和导电部形成不同的电位。具体地，接触时，可以通过从施加刺激对象传播的交流电场在刺激部的导电第一构件和导电部的导电第二构件中形成不同的电位，由此导电第一构件和导电第二构件之间可能会发生电位差。通过该电位差在刺激部(导电第一构件)和导电部(导电第二构件)之间产生交流电，并且可以将电刺激施加至刺激施加对象。
此时，随着在刺激施加对象中因水分引起的介电极化而使交流电场移动并传播，交流电场被输入到第一表面，这可能意味着由介电极化引起的交流电场沿着抵消(刺激施加对象与第一表面之间的接触区域中的电荷中和)的方向在第一表面上形成电位。
尽管不必限于该解释，但是当第一表面由导电第一构件或导电接触构件提供时，第一表面与通过介电极化移动的交流电场接触，从而在第一表面上可以形成抵消这种介电极化的互补电荷(带电)。通过连接构件与刺激部电连接的导电部，具体地，与刺激部电连接的导电第二构件，与地面相似起到自由电荷(自由电子)的池(pool)作用，以使得可以由导电第二构件提供这种互补电荷。因此，可以在刺激部(具体地，导电第一构件)与导电部(具体地，导电第二构件)之间形成电位差。在这种操作机制方面来看，导电部的导电第二构件也可以被称为自由电荷源(free charge source)。
通过由交流电场引起的刺激部(具体地，导电第一构件)与导电部(具体地，导电第二构件)之间的电位差，在刺激部和导电部之间产生交流形式的电流以对刺激施加对象施加电刺激。此时，施加到施加刺激对象的电刺激可以是电流刺激，施加有电位(电位)的刺激，或电流和电位均存在的刺激。在一实施例中，电刺激可以是由电位(电位)的刺激。
只要导电部通过连接构件与刺激部电连接并且与刺激部隔开(实质上，只要导电部的导电第二构件通过连接构件与刺激部的导电第一构件电连接，并且导电第二构件和导电第一构件未以物理方式接触)，该装置就不会受到导电部相对于刺激部的相对位置的显着影响。
因此，将第一表面的面内(in-plane)方向设为水平方向，将垂直于第一表面的方向(out-of plane)设为垂直方向时，导电部(具体地，导电部的导电第二构件)可以相对于刺激部保持水平至垂直设置，即在任何方向隔开设置均可。
导电部可以包括第二表面，该第二表面的面电阻大于第一表面的面电阻。具体地，第二表面的面电阻与第一表面的面电阻之比可以是101阶(order)以上，具体地，102阶(order)以上，更具体地，103阶(order)以上。作为实例，第二表面可以是绝缘表面，第一表面可以是导电表面。
根据一实施例，导电部可以包括导电第二构件和提供第二表面的绝缘体。绝缘体可以堆叠在导电第二构件上，或者可以是围绕导电第二构件的结构。当绝缘体堆叠在导电第二构件上时，绝缘体可以堆叠在能够防止导电第二构件与导电第一构件之间直接接触的位置处，和/或，可以堆叠在防止导电第二构件与刺激施加对象直接接触的位置。
作为一实例，导电部可以包括导电第二构件和围绕导电第二构件的绝缘涂层材料(绝缘体)，第二表面可以是绝缘涂层材料的表面。绝缘涂层材料可以包括绝缘有机材料，绝缘无机材料或其复合材料。绝缘无机材料包括金属(包括过渡金属，后过渡金属，碱金属和碱土金属)或准金属氧化物，氮化物，碳化物，氮氧化物和碳氮化物等，绝缘有机材料包括绝缘树脂。绝缘树脂可以是合成树脂，天然高分子，生物相容性高分子或其混合物等。合成树脂可以包括热固性树脂(包括热固性弹性聚合物)，热塑性树脂(包括热塑性弹性聚合物)或其混合树脂等。热塑性树脂可以包括乙烯树脂，丙烯树脂，苯乙烯树脂，甲基丙烯酸树脂，乙烯醇树脂，氯乙烯树脂，烯烃树脂，酯树脂，酰胺树脂，氨基甲酸酯树脂，碳酸酯树脂，以及其混合物或其复合树脂。热固性树脂可以包括酚醛树脂，脲醛树脂，三聚氰胺树脂，不饱和酯树脂，环氧树脂，硅树脂，氟树脂，邻苯二甲酸酯树脂，其混合物或其复合树脂等。作为合成树脂的具体例，可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂，聚乙烯(PE)树脂，低密度聚乙烯(LDPE)树脂，线性低密度聚乙烯(LLDPE)树脂，聚丙烯(PP)树脂，聚苯乙烯(PS)树脂，聚异戊二烯树脂，乙烯乙酸乙烯酯树脂(EVA)树脂，聚乙烯碳酸酯树脂，聚丙烯聚碳酸酯树脂，苯酚甲醛树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂，聚酰亚胺(PI)树脂，聚碳酸酯(PC)树脂，三乙酰纤维素(TAC)，聚醚砜(PES)树脂，尼龙树脂，丁苯橡胶(SBR)，异戊二烯橡胶(IR)，丁二烯橡胶(BR)，乙丙橡胶(EPM)，乙丙二烯橡胶(EPDM)，丙烯酸酯橡胶(ACM)，丙烯酸乙烯酯橡胶(AEM)，丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)，氢化丙烯腈丁二烯橡胶(HNBR)，氯丁二烯橡胶(CR)，氯磺化聚乙烯(CSM)，乙烯乙酸乙烯酯橡胶(EVM)，硅橡胶(VSI)或其混合物或其复合树脂等，但不限于此。天然高分子包括分子量为1000以上的蛋白质，碳水化合物，淀粉和天然橡胶(包括以顺式-1,4-聚异戊二烯为主体)，具体地，包括明胶，胶原蛋白，透明质酸，葡糖胺聚糖，海藻酸盐，玻尿酸，琼脂糖，聚羟基丁酸酯，纤维蛋白，谷蛋白，白蛋白，弹性蛋白，纤维素，淀粉或其混合物等，但不限于此。生物相容性高分子可以包括生物可降解性高分子，生物可溶性高分子或其混合物，生物可降解性聚合物是聚(丙交酯)，聚(乙交酯)，聚(丙交酯-共-乙交酯)，聚酸酐(polyanhydride)，聚原酸酯(polyorthoester)，聚醚酯(polyetherester)，聚己内酯(polycaprolactone)，聚酯酰胺(polyesteramide)，聚(丁酸)，聚(戊酸)，聚氨酯，其共聚物或其混合物等，但不限于此。生物可溶性高分子包括明胶，果胶，右旋糖酐，透明质酸或其盐，胶原蛋白，琼脂，阿拉伯胶，黄原胶，阿拉伯胶，卡拉耶胶，香口胶，瓜尔豆胶，角叉菜酸，海藻酸，海藻酸盐(例如，海藻酸钠)，甲基纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，羧甲基纤维素钠，可溶性淀粉(Soluble Starch)，支链淀粉，糊精，羧甲基淀粉，二醛淀粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸及其盐，聚环氧乙烷，聚环氧丙烷，聚环氧乙烷和聚环氧丙烷共聚物，含羧基的丙烯酸树脂，含羧基的聚酯树脂，水溶性聚酰胺，水溶性聚氨酯，麦芽糊精，聚葡萄糖或其混合物等，但并不限于此。
然而，如上所述，不应当被限制性解释为第二表面由绝缘体提供。这是因为，即使在第一表面和第二表面都与刺激施加对象接触的情况下，当第二表面的面电阻大于第一表面的面电阻时，也可能在导电部和刺激部之间形成电位差。
因此，第二表面由绝缘体提供的示例仅是优选的示例，即使当第一表面和第二表面均与刺激施加对象接触时，也可以在导电部和刺激部之间引起大的电位差。就可以实现本发明的思想而言，本发明并不完全排除第二表面由半导体或面电阻高于第一表面的导体提供的情况。
即，导电部可以包括具有第二表面的高阻抗构件，该第二表面的面电阻大于第一表面的面电阻，该高阻抗构件可以包括绝缘体，半导体，导体或其混合物。此时，如上所述，在高阻抗构件中，构件表面的面电阻除以第一表面的面电阻的比率可以是101阶(order)以上，具体地，102阶(order)以上，更具体地，103阶(order)以上。作为一示例，在高阻抗构件中还可以包括因接触电阻而具有比金属膜高的面电阻的导电纳米结构的网络，或者导电纳米结构和绝缘体复合的复合物。此时，导电纳米结构可包括导电纳米纤维，导电纳米线，导电纳米板，导电纳米颗粒或其混合物，但不限于此。另外，当高阻抗构件包括导电纳米结构时，就形成高面电阻而言，可以以基本上不形成连续的电流移动路径的极限浓度以下的浓度包含导电纳米结构。然而，具有高于第一表面的面电阻的面电阻即可，包含在高阻抗构件中的导电纳米结构的浓度不必限于该极限浓度以下。
另外，当高阻抗构件为绝缘体并且导电第二构件被高阻抗构件覆盖时，高阻抗构件可以对应于上述绝缘涂层材料。
与绝缘体的情况类似，当导电部包括提供第二表面的高阻抗构件时，高阻抗构件堆叠在可以防止导电第二构件与导电第一构件之间的直接接触的位置处，或者堆叠在可以防止导电第二构件与施加刺激对象直接接触的位置处，和/或可以围绕导电第二构件。
在一实施例中，导电部也可以像刺激部一样与刺激施加对象接触。在这种情况下，优选的是，导电部包括第二表面。具体地，导电部可以相对于刺激部水平方向间隔开，当第一表面和刺激施加对象接触时，导电部还可以通过第二表面接触刺激施加对象。第二表面防止导电部的导电第二构件与施加刺激对象之间的直接接触，并且防止与导电第一构件相同的电位施加到导电第二构件的情况。
因此，在一实施例中，导电部相对于刺激部水平方向间隔开，其具有比导电第二构件和第一表面的面电阻大的面电阻，根据优选一示例，可以包括绝缘的第二表面。另外，在与刺激施加对象接触时，刺激部可以通过第一表面固定到刺激施加对象，并且导电部可以通过第二表面固定到刺激施加对象。
图1是示出根据一实施例的刺激装置与人体的皮肤接触并固定的状态的透射鸟瞰图的示例，刺激施加对象是人体的示例，以及导电部如同刺激部接触人体的示例，示出了在导电部上设置绝缘的第二表面的示例。
具体地，根据一示例的刺激装置可以接触并固定到人体(Sur)。刺激装置包括：刺激部，包括用于提供与人体接触并固定的导电第一构件110；导电部，包括与刺激部隔开设置的导电第二构件210和用于提供围绕导电第二构件同时与人体接触并固定的第二表面S2的绝缘覆盖材料220；以及，与导电第一构件110和导电第二构件210电连接的连接构件300。
但是，即使在接触前的状态下使导电部与刺激部在水平方向上隔开，在刺激部与刺激施加对象接触时，也不必使导电部也维持与刺激施加体接触的状态。
如在图2中所示的截面图的示例，当连接构件300具有如电线等的柔性时，即使在与人体非接触状态下刺激部和导电部在水平方向间隔开，刺激部也可以通过第一表面S1与人体(sur)接触并固定，并且导电部被固定并定位在刺激部的顶部。
因此，以与刺激施加对象未接触时为基准，即，以未使用刺激装置的未使用状态为基准，刺激装置包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成，并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件，并且与刺激部隔开设置；以及，连接构件，用于电连接刺激部和导电部的。但是，以接触刺激施加对象时为基准，即，以使用刺激装置的使用状态为基准，刺激装置包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成，并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括与导电第一构件隔开设置的导电第二构件；以及，连接构件，用于电连接刺激部和导电部的。
通过图1和图2的一示例如上所述，刺激部可以以通过第一表面与刺激施加对象接触并固定到刺激施加对象的方式构成。即，刺激部可以通过第一表面与刺激施加对象接触并固定，第一表面是能够接触并固定于刺激施加对象的表面。通过固定第一表面，当刺激部与刺激施加对象接触时，刺激部与刺激施加对象之间的接触面积可以保持恒定。即，第一表面与刺激施加对象接触并固定，使得刺激部和刺激施加对象之间的接触面积可以保持恒定。
另外，至少在使刺激部和刺激施加对象接触时，导电部相对于刺激部的相对位置，具体地，导电第一构件与导电第二构件之间的相对位置可以保持恒定。导电部相对于刺激部的相对位置保持恒定这一状态意味着至少当刺激部和刺激施加对象接触时，导电部固定到刺激施加对象上，或者类似于图2，导电部固定到刺激部，或导电部通过在刺激施加对象中预设的额外的构件被固定。例如，当刺激施加对象是人体时，在刺激施加对象中预设的额外的构件可以是穿着在人体上的衣服，首饰，眼镜，隐形眼镜等日常生活用品，或者矫正器(牙齿，脊柱，骨盆等)，夹板，石膏，绷带，纱布，绑带等可以是安装或固定在人体上以进行治疗的医疗用品，但可以固定导电部，并且刺激施加对象中预设的额外的构件并不受限于此。此时，将导电部固定到在刺激施加对象中预设的额外的构件上这一状态中的固定意味着不存在为了获得特定效果或作用而故意进行的位置改变(移动)。因此，基于刺激施加对象的不可避免的移动引起的在刺激施加对象中预设的额外的构件的位置本身的移动，由此导致的导电部和刺激部之间的隔开距离的略微变化的情况也包括在固定的范畴中。实际上，导电部和刺激部之间的隔开距离或隔开距离的变化不会显着影响装置的操作。
在一实施例中，第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成是指，可以意味着第一表面具有能够与刺激施加对象的刺激区域(要施加刺激的区域)紧密接触的形状。或者，第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成是指，可以意味着第一表面具有适当的柔性或伸缩性(弹性)，使得无论刺激区域的形状如何，第一表面均可以与刺激区域紧密接触。就容易确保较宽且高度弯曲的刺激区域(例如，面部等)所需的柔性或伸缩性(或弹性)而言，第一表面可以由柔性导电第一构件提供，并且柔性导电第一构件可以包括如下述的导电网络或导电高分子，但是不限于此。
在一实施例中，当第一表面与刺激施加对象接触时，第一表面可以接触并固定在刺激施加对象，第二表面可以接触并固定在刺激施加对象，刺激部或在刺激施加对象中预设的额外的构件上。这样的固定(第一表面或第一表面和第二表面的固定)可以通过其表面(第一表面或第二表面)具有粘合性，或至少一个表面具有粘合性的粘合构件的帮助来实现。
当通过粘合构件执行固定时，根据本发明的一实施例的刺激装置还可以包括用于接触时将刺激部的第一表面固定到刺激施加对象上的第一粘合构件。另外，如果需要，还可以包括能够将导电部的第二表面固定到刺激施加对象上或在刺激施加对象中预设的额外(除了刺激施加对象之外)的构件的第二粘合构件。作为粘合构件(第一或第二粘合构件)的实例，可以包括粘合层和基材层的惯用的粘合带等，但不限于此。
当第一表面或第一表面和第二表面分别具有粘合性时，第一表面可以是具有导电性和粘合性的表面，第二表面可以是具有高于第一表面的面电阻的电特性和粘合性的表面。
作为具体示例，具有导电性和粘合性的第一表面可以是具有粘合性的导电材料的表面。作为具有粘合性的导电材料的示例，可以包括具有粘性的导电高分子或导电高分子与粘性材料(粘性树脂)的混合物，但不限于此。
作为具体示例，具有导电性和粘合性的第一表面可以包括粘合区域和导电区域，该粘合区域是粘合材料暴露于该表面的区域，该导电区域是导电材料暴露于该表面的区域。作为示例，第一表面可以包括导电区域和位于导电区域的边缘以围绕导电区域的粘合区域，与此相反，导电区域和粘合区域可以规则地或不规则地混合存在。当在第一表面上混合导电区域和粘合区域时，混合面积比或混合图案可以使得在平稳输入交流电场的同时还可以实现稳定的粘合即可，而且具体的混合图案或具体的面积比等的刺激部的具体材料、尺寸、形状等可以对应于本领域技术人员的简单设计改变的水平。
另外，当第一表面同时包括导电区域和粘合区域时，导电区域和粘合区域可以位于同一平面中，或者在导电区域和粘合区域之间可以存在微小的台阶差。当第一表面具有一定程度的变形(deformation)或柔性时，即使在粘合区域和导电区域之间存在微小的台阶差的情况下，导电区域也可以与施加刺激对象紧密接触。这样的台阶差的存在或提供第一表面的构件的机械物性均属于本发明的一个简单的变形例。
导电区域可以由导电材料提供，粘合区域中，当施加弱压力时，通过共价键、分子间力、范德华力和/或伦敦分散力等以一定的结合力结合至被粘物，可以由作为可剥离材料的粘合材料提供。粘合剂材料只要是通常用于将待粘附物体粘附到包括人体的动物皮肤上的材料即可。但是，刺激施加对象为人体的情况下，为了获得更强的使用稳定性，粘合材料可以是具有经证实的生物稳定性的粘合材料。作为具有良好生物稳定性的胶粘物质的示例，可以为将含有羧基或羟基的单体与(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚物，将具备在侧链上不具有盐结构的氮原子的单体与(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚物，将甲基丙烯酸聚合物或乙酸乙烯酯聚合物与丙烯酸全氟烷基酯共聚的共聚物，含有甲基丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯的共聚物，以(甲基)丙烯酸烷基酯为主要结构单体的丙烯酸压敏胶粘剂等，但本发明不受限于胶粘剂材料的具体类型。
在一实施例中，具有比第一表面的面电阻高的面电阻的电特性和粘合性的第二表面，既包括上述高阻抗构件的材料暴露于表面的区域的高阻抗区域，又包括粘合剂材料暴露于表面的区域的粘合区域，或由于粘性材料通常是绝缘的，因此第二表面本身可以是粘性材料的表面。当第二表面本身是粘合材料的表面时，上述高阻抗构件可以包括粘合材料的膜，在使用装置时该膜可以位于至少导电第二构件与刺激施加对象的刺激区域之间。当第二表面同时包括高阻抗区域和粘合区域时，第二表面可以包括高阻抗区域以及粘合区域，该粘合区域位于高阻抗区域的边缘并围绕高阻抗区域，与此不同，高阻抗区域和粘合区域可以规则地或不规则地混合存在。在第二表面上提供粘合区域的粘合材料可以与以上针对第一表面所述的粘合材料相似或相同。
在一实施例中，第一表面可以以使得第一表面的至少一部能够插入至刺激施加对象中的方式构成。即，第一表面可以包括突出的插入区域，以被插入到刺激施加对象中。此时，非插入区域(与刺激施加对象的外表面接触的区域)和插入区域分别可以是导电表面，与此不同，非插入区域可以是具有粘合性的导电表面，插入区域可以是导电表面。或者与此不同，非插入区域可以是粘合表面，插入区域可以是导电表面。另外，不管表面是否包含粘合区域，刺激部都可以通过插入区域专门或附加地固定到施加刺激对象上。另外，插入区域可以增加刺激施加对象与刺激部之间的接触面积。
插入区域的突出形状只要是可以插入到刺激施加对象的形状即可。作为一示例，插入区域可以具有圆锥形，角锥形(包括金字塔形)，针形等，但不限于此。作为刺激施加对象是人体的一示例，插入区域可以由形成在刺激部的第一表面侧的微针来提供，但是不限于此。
作为第一表面由导电第一构件提供的一示例，时，导电第一构件可以包括接触时位于与刺激施加对象接触的第一表面的突起部，该突起部的表面相当于插入区域。突起部可以具有圆锥形，圆锥形(包括金字塔)，针(包括微针)等形状，但是不限于此。
图3为仅示出根据一实施例的刺激装置中刺激部110与人体的皮肤接触并固定的状态的剖视图，示出刺激施加对象为人体的示例，示出了刺激部110的第一表面S1包括非插入区域S1和由微针提供的插入区域S2，通过微针提供的插入区域S2插入至人体并固定的示例。
图1是示出导电部和刺激部水平间隔开的示意图。但是，如上所述，只要导电部的导电第二构件和刺激部的导电第一构件不接触并且可以彼此间隔开，本发明不限于具体的隔开距离或具体的隔开方向。
作为示例，图4的剖视图是示出导电部的导电第二构件210和刺激部的导电第一构件110彼此垂直方向设置的示意图。间隔空间可以由导电第二构件210和导电第一构件110的彼此相向的两个表面以及间隔的距离来被限定。如图4所示，连接构件300位于间隔空间的内部，或者与图4的示例不同，位于间隔的边界处或间隔空间的外部，以使导电第二构件210和导电第一构件110可以电连接。如图4的示例中所示，刺激装置还可以包括电介质400，该电介质位于刺激部和导电部之间的间隔空间，该间隔空间可以由电介质400填充。
如上所述，刺激装置，还可以包括至少位于导电部和刺激部之间的间隔空间的电介质。电介质的介电常数(dielectric constant，以25℃为基准)可以为1.2至3000、1.5至100、1.2至3、2至10、3至150、3至60、300至3000、500至2000或500至1500。作为特定的电介质，绝缘高分子等有机材料，选自过渡金属，过渡后金属和非金属中的一种或多种元素的氧化物，氮化物，碳化物或氮氧化物等绝缘陶瓷，或具有钙钛矿结构的铁电体(例如BaTiO3等)，聚倍半硅氧烷(Polysilsesquioxane)和聚硅氧烷等有机-无机杂化材料，无定形碳氟化合物或玻璃等无定形材料等，但是本发明并不受限于电介质的具体介电常数或材料。
在一实施例中，连接构件的一端与导电第一构件接触且另一端与导电第二构件接触。连接构件只要是通常用于将两个独立元件彼此电连接的构件即可。
具体地，连接构件可以包括导电芯和绝缘涂层，所述绝缘涂层围绕或覆盖导电芯使导电芯不暴露于表面(空气中)。此时，导电芯的两端可以与导电第一构件和导电第二构件接合(包括结合)。作为连接构件的示例，可以为导线和围绕导线的绝缘涂层的芯鞘(core-sheath)结构等。具有芯鞘结构的连接构件的典型示例可以为电线等，但是本发明不限于此。
作为另一示例，连接构件可以是包括导电填料和固化型树脂(固化性树脂)的导电粘合剂(conductive adhesive)等，但是本发明不受限于连接构件的具体类型。但是，当连接构件是导电粘合剂时，可以同时进行通过导电填料的电连接和通过固化型树脂的物理结合。
图5的示例，示出了将导电粘合层用作连接构件300的示例，示出了通过导电第二构件210和导电第一构件110通过作为导电粘合层的连接构件300电连接而物理一体化的示意图。如图5的示例中所示，刺激装置可以由圆形板状的导电第一构件110-作为导电粘合剂层的连接构件300-圆形板状的导电第二构件210可以物理地一体形成，导电第一构件110除了与皮肤接触的表面(第一表面，S1)以外可以被包裹在保护层500周围。
在图5的示例中，导电第一构件和导电第二构件具有相同的形状，导电第二构件和导电第一构件通过导电粘合剂一体地彼此结合，导电粘合剂填满导电第一构件和导电第二构件之间的被隔开的间隔空间，导电第一构件和导电第二构件一一对应。但是，导电粘合剂部分填充导电第一构件和导电第二构件之间的被隔开的间隔空间，并且将两个构件电连接并一体化，或者导电第一构件和导电第二构件由线形的连接构件连接而不是导电粘合剂，或者不是通过一对一对应，而是通过多(导电第一构件)对多(导电第二构件)的方式连接(或附着)，或者导电第一构件和导电第二构件具有互不相同形状，或者导电第一构件和导电第二构件具有彼此对应的形状，但不是圆形，而是椭圆形，三角形至八角形等多边形，带状，网状，导电网络等形状，这些均属于基于本发明的思想并对应于根据图5的示例的简单变化。
当使用导电粘合剂作为连接构件时，该导电粘合剂只要是通常在封装或芯片安装领域中使用的导电粘合剂即可，例如，导电填料为银、金、铜、镍、碳、涂覆(coating)有金属的聚合物、本征导电聚合物(intrinsically conductive polymer)等粒子，固化型树脂是通过固化剂等化学物质，或通过热和/或光而固化的树脂，只要是包含固化型官能团的树脂即可。作为高柔韧性和弹性的固化型树脂的实例，可例举硅氧烷树脂，烯烃弹性树脂或聚氨酯树脂等，但不限于此。
另外，导电第一构件和导电第二构件可以统称为第一电极和第二电极，在导电第一构件和导电第二构件之间可以形成如下电阻，即由于连接其的连接构件而引起的电阻，作为一例，在电极(导电的第一构件或导电第二构件)与连接构件之间的结合区域中产生的接触电阻以及连接构件本身的电阻等。导电第一构件和导电第二构件之间的电阻可以在101阶(order)Ω/cm至106阶(order)Ω/cm的范围内，但不限于此。然而，由连接构件提供的电阻(阻抗)可以高于导电第一构件和导电第二构件各自的电阻。
在一具体例中，导电第一构件和导电第二构件可以彼此独立地包含导电材料，并且该导电材料可以包括金属，导电碳材料，导电有机材料，导电氧化物或其组合。此时，组合还可以包括金属和导电碳材料，导电有机材料和导电碳材料、金属和导电有机材料等复合材料。在一实施例中，导电第一构件和导电第二构件可以是相同的导电材料，也可以是不同的导电材料。作为一例，导电第一构件和导电第二构件可以是相同的金属。
作为具体示例，导电碳材料可例举碳纤维，活性炭，碳纳米管，石墨，炭黑，石墨烯(还原的氧化石墨烯)或其组合，但不限于此。
导电有机材料可以包括导电高分子。作为一例，导电高分子可以是选自聚乙炔(polyacethylene)类，聚苯胺(Polyaniline)类，聚吡咯(Polypyrrole)类和聚噻吩(Polythiophene)类等中的任何一种或两种以上，但不限于此。作为实际的一例，导电高分子可以是选自聚乙炔(polyacetylene,PA)，聚苯胺(polyaniline,PANI)，聚吡咯(polypyrrolek,PPy)，聚噻吩(polythiophen,PT)，聚乙烯二氧噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),PEDOT)，聚异硫杂蒽(polyisothianaphthene,PITN)，聚苯乙炔(polyphenylene vinylene,PPV)，聚苯醚(polyphenylene,PPE)，聚苯硫醚(polyphenylenesulfide,PPS)和聚氮化硫(polysulfur nitride,PSN)等中的任何一种或两种以上，但不限于此。
金属本身是非常好的导体，因此只要是选自碱金属，碱土金属，过渡金属和过渡后金属中的至少一种的金属或其合金即可。然而，当导电第一构件提供第一表面时，在刺激施加对象为人体的情况下，为了具有更加稳固的使用稳定性，导电第一构件的金属可以是在接触时已被确认生物体稳定性的金属，例如铜、金、银、不锈钢、铝等，但不限于此。
导电氧化物可以是通常用作透明电极的透明导电氧化物，透明导电氧化物可以是FTO(Fouorine doped Tin Oxide，氟掺杂的锡氧化物)，ITO(Indium doped Tin Oxide，铟掺杂的锡氧化物)，GZO(Ga doped ZnO，Ga掺杂的ZnO)，AZO(Al doped ZnO，Al掺杂的ZnO)，ZnO，SnO2，TiO2等，但不限于此。
在一实施例中，导电第一构件和导电第二构件可以分别独立地为导电材料的膜(layer)，杆(rod)，板(plate)，线(wire)或其组合的形式。此时，组合形状可以包括选自膜(layer)，杆(rod)，板(plate)，线(wire)中的一种或两种以上的形状彼此规则或不规则地排列或堆叠的结构。形成组合形状的元件(选自膜(layer)，杆(rod)，板(plate)，线(wire)中的一种或两种以上的形状)可以是同种或不同种的导电材料。
膜可以是致密膜(不存在意图的孔的膜)，多孔膜或其层压膜。当第一表面由导电第一构件提供时，膜的顶部表面或底部表面可以相当于第一表面。板形可以宏观地具有多边形，圆形或椭圆形的两个相向的表面，并且可以具有1以下的纵横比。当第一表面由导电第一构件提供时，上述两个相向的表面中的一个可以相当于第一表面。线或棒的形状可以包括长轴方向上的截面积恒定或着连续或不连续地变化的形状。线或棒的形状具有大于1的纵横比，如果短轴截面的直径为cm阶(cm order，10-2m order)以下，则可以认为是金属丝，如果直径大为几厘米以上，则可以认为是棒状。线或杆的截面可以具有宏观上多边形，圆形或椭圆形的形状，当第一表面由导电第一构件提供时，杆或线的一个截面或一侧面可以相当于第一表面(或第一表面的一部分)。
在一实施例中，导电第一构件和导电第二构件可以分别独立地为导电材料的网(mesh)；毡(felt)；多孔箔(perforated film)；选自纤维状，颗粒状，管状和板状的一种或两种以上的导电单元网络(以下称为导电网络)；或其组合。此时，导电网络当然可以由一种或两种以上的导电材料的导电单元形成。
具体地，导电网络可以是上述导电材料的导电单元以物理方式缠结，以物理方式接触或结合(包括熔合)以形成连续的电流移动路径的结构。导电单元可以为纤维状和/或管状等具有较大的纵横比的一维结构；如板状的二维结构；和/或，如颗粒状的零维结构；以及选自零至二维结构的2种以上的所有结构。纤维状导电单元可以包括选自导电碳纤维，导电高分子纤维和金属纤维等的任一种或两种以上。管状导电单元可以是导电碳纳米管或金属管。此时，导电碳纳米管可以是单壁纳米管(single walled nanotube)，双壁纳米管(double walled nanotube)或多壁纳米管(multiwalled nanotube)，也可以是聚集有多个单壁纳米管的束型纳米管((rope nanotube)，但不限于此。颗粒状没有特别限制，但可以是导电性碳颗粒，例如，活性炭，石墨，炭黑，石墨烯聚集体(crumpled graphene particle)，还原氧化石墨烯聚集体(crumpled reduced graphene oxide(RGO)particle)等，可以是金属颗粒，导电高分子颗粒或其混合颗粒，但不限于此。板状的示例可以是选自作为导电碳材料的石墨烯和还原石墨烯氧化物(RGO)的任一种或两种，或金属板等，但不限于此。
在一实施例中，导电网络可以分散结合到非导电基体。即，导电第一构件或导电第二构件可以包括非导电基体和选自非导电基体中分散结合的纤维状，颗粒状，管状和板状中的一种或两种以上的导电单元的网络(导电网络)。此时，分散结合可以是导电网络结合至非导电基体的表面的形式，或者导电网络结合至非导电基体的表面和内部两者的形式(导电单元分散浸渍在非导电基体中的形式)。
此时，非导电基体的表面和内部均附着有导电网络，而且非导电基体的表面还可以分别附着有第二导电网格；导电网(mesh)；导电多孔箔(perforated film)；以选自导电材料的多边形，圆形和椭圆形中至少一种的板状作为基本单元，并且这些基本单元以连续的排列彼此接触的形状(图案化形状)；导电膜；导电棒；导电板；和/或导电线等。
非导电基体可以是多孔或非多孔。非多孔(致密)基体可以指未形成有意图(或人为)的孔的基体，而多孔基体可以指具有开放孔结构的基体。另外，非导电基体可以具有柔性的或伸缩性。
作为非多孔非导电基体的实例，非导电基体可以是绝缘树脂。绝缘树脂可以是如上所述的合成树脂，天然高分子，生物相容性高分子或其混合物等。在这种情况下，导电第一构件或导电第二构件可以包括非导电高分子(绝缘树脂)基材；以及，选自分散结合至基材以形成网络的纤维状，颗粒状，管状和板状中的一种或两种以上的导电单元。但是，在本发明中，非导电基体不限于树脂，并且非多孔非导电基体不排除绝缘的无机材料或绝缘的有机/无机复合材料。然而，通过绝缘树脂的非导电基体，导电第一构件或导电第二构件可以具有改善的柔性，并且可以具有改善的粘合性。
作为非多孔非导电性基体的另一例，导电第一构件或导电第二构件可包括胶原蛋白，纤维蛋白，透明质酸，聚丙烯酸或聚乙烯醇等非导电水凝胶基材；以及，选自分散结合到水凝胶基材上以形成网络的纤维状，颗粒状，管状和板状形式中的一种或两种以上的导电单元。
作为多孔非导电基体的一例，可以包括非导电(绝缘)纤维的丝状，织布状和/或非织布状。即，多孔非导电基体可以是基于纤维的多孔网状，基于纤维的多孔网可以包括选自纤维的丝状，织布状和非织布状中的任何一种以上，或其层压体。此时，织布状可以包括平纹机织布，流道机织布，斜纹机织布，编织带状(braiding)，三维编织状(weaving)或网状纬编(contour warp knitting,net-shape weft knitting)等。另外，非织布可包括毡(felt)。此时，多孔网的纤维可以是天然纤维或合成纤维，但不限于此。
但是，当然，导电第一构件或导电第二构件可以是导电网络本身，或者，导电第一构件或导电第二构件可以是选自导电碳材料，导电高分子，金属和导电氧化物中的任一种或两种以上导电材料的网(mesh)；多孔箔(perforated film)；以选自导电材料的多边形，圆形和椭圆形中的至少一种板状为基本单位，并通过基本单元彼此接触的连续布置而形成的图案形式。此时，多孔箔可以是指形成有以规则或不规则的方式贯穿膜的厚度方向的贯通孔的膜。图案化形状(形态)的具体形状可以是与刺激施加对象的刺激区域相对应的形状，但不限于此。
如上所述，导电第一构件或导电第二构件可以是导电材料的膜(layer)；杆(rod)；板(plate)；线(wire)；泡沫状物(foam)；网；多孔箔；图案化形状；导电网络；与非导电基体附着的导电网络；或其复合或堆叠的结构，但不限于此。
另外，当导电第一构件为适当薄的金属膜，网，导电网络，适当薄的多孔金属箔，导电网络，绝缘树脂基板或附着到多孔非导电基体上的导电网络的情况时，导电第一构件可以具有高柔性并且可以属于柔性导电构件。
在一具体例中，刺激装置可以进一步包括保护层，当通过第一表面接触刺激施加对象时，该保护层位于暴露于大气的刺激部的表面，导电部的表面或者刺激部和导电部的表面。具体地，当导电第一构件或导电第一构件和/或导电第二构件暴露于大气时，保护层可以被配置为覆盖导电第一构件的表面，导电第二构件的表面或导电第一构件和导电第二构件的表面。保护层可以保护导电第一构件或导电第二构件免受外部湿气或刺激。保护层的材料可以是环氧树脂，聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，环状聚烯烃树脂，聚苯乙烯树脂，丙烯腈-苯乙烯共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚氯乙烯树脂，氟树脂，聚(甲基)丙烯酸树脂，聚碳酸酯树脂等通常用作传感器或半导体密封剂的材料即可。
图6是适用于刺激施加对象的刺激装置的一截面示意图的示例，示出刺激装置还包括保护层500的示例的图。在图6的示例中，第一表面S1由导电第一构件110提供，并且如图5的示例所示，示出保护层500覆盖导电第一构件110的剩余表面(图中的顶部表面和侧面)的示例。
在一实施例中，刺激装置可以包括至少一个刺激部和至少一个导电部，各刺激部都具备连接构件，从而使得至少一个刺激部可以与至少一个导电部电连接。具体地，刺激装置可以包括N个(N≥2的自然数，实质上为100、50或10个以下)刺激部和M(1≤M≤N的自然数)个导电部，并且通过各刺激部所具备的连接构件，N个刺激部电连接到M个导电部。当M小于N时，两个以上刺激部可以连接到一个导电部，当M为1时，N个刺激部可以连接到单个导电部。此时，只要所有刺激部分别连接到导电部，则N个刺激部和M个导电部的电连接中，N个刺激部与M个导电部的匹配方式实质上不会对装置的驱动产生重大影响。
图7是示出包括4个刺激部111至114以及一个导电部210和220的刺激装置的示例。如图7所示，4个刺激部111至114可以通过每个刺激部111至114所具备的连接构件310电连接至单个导电部210和220。如图7所示的示例所示，当与刺激施加对象接触时，通过调节刺激施加对象中的N个刺激部的位置或排列来自由变更施加刺激的位置。
在一实施例中，当刺激装置包括两个以上导电部时，刺激装置还包括第二连接构件，该第二连接构件将两个以上导电部，具体地，两个以上导电部的导电第二构件彼此电连接。即，刺激装置可以包括N(N≥2的自然数)个刺激部和M(2≤M≤N的自然数)个导电部，并且通过为各刺激部所具备的连接构件使N个刺激部电连接至M个导电部，两个以上的M个导电部可以通过将导电部的导电第二构件彼此连接的第二连接构件彼此电连接。
图8示出了刺激装置包括两个导电部210和220，通过第二连接构件330电连接在导电部的导电第二构件210彼此之间，每个导电部210和220分别具有4个刺激部111至114、115至118，每个刺激部111至114、115至118通过连接构件(第一连接构件320)电连接至所述刺激部相对应的导电部210和220的示例。如图8的示例中所示，当与刺激施加对象接触时，仅通过调节刺激施加对象中的第二连接构件的长度，就可以利用单个刺激装置同时刺激彼此远离的刺激区域。
在一实施例中，刺激部中的第一表面的总体尺寸和/或形状可以对应于预设在刺激施加对象中的刺激区域的尺寸和/或形状，但不限于此。
然而，如上所述，基于图7和图8的示例，当刺激装置包括两个以上刺激部时，即使刺激部小于预设的刺激区域大小，也可以通过刺激部的排列对预设的刺激区域施加刺激。
图9是示出将刺激施加对象作为人体，能够对预设的刺激区域(图9(a)至(f)的顶部，刺激区域，Stim target)和刺激区域(Stim target)施加刺激的刺激部(图9(a)至(f)的底部)的刺激区域-刺激部的一组的示例。具体地，图9示出了能够将刺激施加到刺激区域的各种类型的刺激部，其中，刺激部是导电第一构件110，并且第一表面由导电的第一构件110提供。
具体地，图9(a)是示出导电第一构件110具有对应于刺激区域的形状的金属膜的情况的示例。图9(b)是导电第一构件110具有整体上对应于刺激区域的形状的金属网的情况的示例。图9(c)示出了导电第一构件110包括与金属板阵列110(1)结合的金属网110(2)，以使彼此规则地间隔开的球形金属板阵列110(1)与金属板彼此电连接。图9(d)示出了刺激装置包括4个导电第一构件111至114，即4个刺激部的示例，示出了4个导电第一构件111至114排列并覆盖刺激区域的示例。图9(e)示出了导电第一构件110包括金属线的网110(3)和形成该网的金属线分散结合的非导电基体110(4)的示意图。图9(f)示出导电第一构件110是正方形和长方形金属板彼此连续结合形成的图案化形状的示例，示出金属板沿左右方向排列，每个长方形金属板的上端或下端通过正方形金属板连接而形成多个金属板一体化形状的示意图。
图9所示的示例，是可以覆盖刺激区域的刺激部的具体示例，本发明不限定刺激部的具体结构或形状。刺激部可以为导电材料的膜(layer)，杆(rod)，板(plate)，线(wire)，泡沫状物(foam)，网，多孔箔，图案化的形状，网络，与非导电基体结合的网络或其复合或堆叠的结构，或配备至少两个刺激部对预设的刺激区域稳定施加刺激的结构或形状。
根据本发明的另一实施方式的刺激装置，包括：刺激部，包括导电第一构件及第一表面，所述第一表面以与刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；导电部，包括导电第二构件及围绕导电第二构件的绝缘覆盖材料；以及，连接构件，用于电连接刺激部的导电第一构件和导电部的导电第二构件。
如上所述，本发明的刺激装置，不需要人工制造的电能产生装置或与外部电源连接。但是，本发明不应解释为排除进一步增加在刺激施加对象中自发地产生的摩擦电荷的装置或部件。作为这种装置或部件的一示例，当刺激施加对象为人体时，本发明的刺激装置还可以包括具有比人体更大的电负性的手套或袜子(鞋底垫等)等。
本发明包括利用上述刺激装置的刺激方法。
根据本发明的刺激方法，可以包括：将刺激装置的第一表面固定到刺激施加对象的刺激区域的步骤。即，刺激方法可以包括：使刺激部的第一表面与刺激施加对象的刺激区域接触，并且将刺激部固定至刺激施加对象的步骤。此时，可以通过以较小的压力使第一表面与刺激施加对象紧密接触以进行固定，并且可以通过分子间力，范德华力和/或伦敦分散力等力来进行固定。与此不同，或与此同时，可以通过粘合性胶带等额外的粘合构件来进行固定。
如果需要，刺激方法还可以包括：将导电部固定到刺激施加对象或在刺激施加对象中预设的额外的构件(除了刺激施加对象之外)的步骤。导电部的固定，也可以利用将导电部的第二表面与需要固定导电部的区域(刺激施加对象的一区域或在刺激施加对象中预设的额外的构件的区域)紧密接触，或利用额外的粘合构件执行。
通过在刺激施加对象中不可避免地自然发生的摩擦起电产生微电能(交流电能)，通过刺激施加对象中的包含水分的电介质液体，微电能(交流电能)在没有实质性能量损失的情况下在刺激施加对象内传播。将刺激部的第一表面与刺激施加对象的刺激区域接触并固定时，在刺激施加对象内传播的交流电场通过第一表面输入到刺激部并在刺激部的导电第一构件和导电第二构件之间发生电位差。由于该电位差，交流电可以在导电第一构件和导电第二构件之间流动，并且电刺激施加到刺激区域。因此，从现象学上来看，施加刺激的方法包括：使刺激部的第一表面与刺激施加对象的刺激区域接触，以将刺激部固定到刺激施加对象上的步骤；由在刺激施加对象中产生的摩擦电荷产生并且通过刺激施加对象中包含的水分的介电极化在刺激施加对象内传播的交流电场，通过第一表面施加到导电第一构件，并且导电第一构件和电连接至导电第一构件的导电第二构件之间形成不同电位，通过不同电位产生交流电流，并且通过该交流电流对刺激区域施加电刺激的步骤。因此，随着摩擦起电在刺激施加对象中更频繁地发生，将电刺激施加到刺激区域的频率也可能增加。
作为刺激施加对象为人体的示例，通过由人体的自然和自发运动产生的摩擦起电，通常产生大约为1至30Hz和大约10-6阶(order)至102阶(order)V级别的交流电场。因此，在刺激施加对象为人体的示例中，根据一实施例的与刺激方法自然产生的摩擦起电的发生频率相对应的频率，作为实例，为1至30Hz，μV阶(order)至102V阶(order)级别的电刺激施加到人体的刺激区域。众所周知，这种类似于生物电强度的微小的电刺激有效地改善了皱纹，促进了伤口和骨折的愈合，改善了肌肉的疲劳，改善了炎症，改善了血液循环，减少了腹部脂肪，治疗了瘀伤并促进了牙齿矫正。这种效果可能是基于通过微小的电刺激在生物体内促进细胞活性的现象。
如有需要，刺激方法还可以包括如下步骤，即在刺激部被固定之前或同时或之后，将在刺激施加对象中自发产生的摩擦起电的装置或部件引入到刺激施加对象中产生摩擦起电的区域的步骤，但是本发明不受限于这样的装置或部件的使用。此时，被引入的增加对刺激施加对象的摩擦起电的装置或部件与在刺激方法中所使用的装置(刺激装置)之间的人为的电连接是不必要的。
如上所述，已经通过特定事项和有限的实施例和附图描述了本发明，但这仅是为了帮助更全面地理解本发明而被提供的，本发明不限于上述实施例，本发明所属领域的普通技术人员可以根据该记载实施各种修改和变更。
因此，本发明的精神不应该限于所描述的实施例，后述的权利要求书的范围，以及与权利要求书的范围等同或等价的所有变形均落入本发明的精神的范围内。

Claims (15)

1.一种刺激方法，其特征在于，包括：
将刺激装置的第一表面固定到刺激施加对象的刺激区域；以及，在所述刺激装置的所述第一表面接触所述刺激施加对象并且施加电刺激到所述刺激施加对象时，所述刺激装置的导电部到所述刺激装置的刺激部的相对位置保持恒定；
其中，所述刺激装置包括：
所述刺激部包括导电第一构件及所述第一表面，所述第一表面以与所述刺激施加对象接触的方式构成并在接触时将从所述刺激施加对象传播的交流电场输入到其中；
所述导电部包括导电第二构件，并且与所述刺激部隔开设置，其中所述导电部包括第二表面，所述第二表面具有的面电阻高于所述第一表面的面电阻；以及
连接构件，用于电连接所述刺激部和所述导电部，以及
其中，防止所述导电部的所述导电第二构件与所述刺激施加对象直接接触。
2.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，接触时，通过从所述刺激施加对象传播的交流电场，在所述刺激部和所述导电部中形成相互不同的电位。
3.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述交流电场由摩擦起电引起。
4.如权利要求3所述的刺激方法，其特征在于，所述刺激施加对象是生物体。
5.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述接触时，所述第一表面固定至所述刺激施加对象，所述刺激部和所述刺激施加对象之间的接触面积可以通过所述固定保持恒定。
6.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述导电部相对于所述刺激部在水平至垂直方向上隔开设置。
7.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述第一表面由所述第一构件的表面提供。
8.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述第二表面是绝缘体的表面。
9.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述导电部通过所述第二表面固定至所述刺激施加对象。
10.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述第二表面由围绕所述第二构件的覆盖材料提供。
11.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述连接构件的一端与所述第一构件接触，另一端与所述第二构件接触。
12.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述第一构件和所述第二构件分别独立地为膜、杆、板及线中的一种或两种以上的组合。
13.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，所述第一构件和所述第二构件分别独立地为网孔；多孔箔；选自纤维状、颗粒状、管状和板状中的一种或两种以上的导电单元的网络；将导电物质的选自多边形、圆形和椭圆形中的至少一种的板状作为基本单元，并且该基本单元相互接触并连续排列的形状；或前述设置方式中两种以上的组合。
14.如权利要求13所述的刺激方法，其特征在于，一种或两种以上的所述导电单元分散结合到非导电基体。
15.如权利要求1所述的刺激方法，其特征在于，第一构件和第二构件分别独立地为金属、导电碳材料、导电有机材料、导电氧化物中的一种或两种以上的组合。
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