CN112587678B - 一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用。所述医用液体导电凝胶片包括改性海绵和通过自吸的方式装载于改性海绵中的液体导电凝胶；所述改性海绵为经过氟表面活性剂改性的海绵；所述液体导电凝胶包括：0.01~0.05份结冷胶、1~2份明胶、0.1~1份羧甲基纤维素钠、2~5份氯化钾和/或氯化钠、0.5~1.5份卡松K15、30~40份丙三醇和10~60份水。通过氟表面活性剂对海绵表面进行改性，降低了海绵的表面张力，且所述液体导电凝胶与改性海绵的浸润性好，改性海绵通过自吸的方式装载所述液体导电凝胶，所得医用液体导电凝胶片导电的稳定性好，在采集心电信号时具有高信噪比，适用于制备医用电极。

Description

一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医用导电材料领域，尤其涉及一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用。
背景技术
人体是一发电体，传感器需要采集人体发出的生物电，需要通过一种导电介质将人体的电信号传递到电路系统进行放大、滤波、降噪等后方可采集到可用的信号。
目前，市场上固态型导电水凝胶已作为一种人体与医用电极间的媒介广泛应用于心电图、脑电图等医疗器械领域，且易于模切加工，但其与皮肤接触阻抗大、浸润性不佳噪声大不利于微弱电信号（如胎儿类心电）的采集。而液体导电凝胶由于其对皮肤有很强的穿透力和浸润效果克服了固态型导电水凝胶的缺点，但因其物理性状为液体不利于加工操作。
CN110746617A中公开了一种医用导电凝胶，该医用导电凝胶包括如下质量百分比的组份：絮凝剂0.5~5%、盐类电解质1~10%、保水剂20~40%、成胶剂1~15%和水40~70%。该医用导电凝胶的生物相容性好、接触阻抗低、噪声小能用于微弱信号的采集，且该导电凝胶易于产业化，与人体皮肤接触后可由固态转化为液体，浸润性佳，测量结果更准确、稳定。
CN109620977A中公开了一种医用导电胶以及制备工艺与应用，医用导电胶包括絮凝剂2~15%、盐类电解质5~20%、保水剂10~30%、防腐剂0.1%~1%和水35~80%，通过在水中分散絮凝剂、保水剂和盐类电解质，使得本发明的医用导电胶具有优异的生物相容性、保水性、导电性和低噪声性，能够用于医用领域。
然而，上述导电凝胶与多孔海绵的浸润性较差，无法直接进入多孔海绵当中，若通过施加外加压力的方式将液体导电凝胶挤压进入多孔海绵内，会导致导电液体凝胶产生很多气泡，也可能会导致多孔海绵装载的导电液体凝胶均一性差，进而影响所得液体导电凝胶片的性能。
因此，提供一种制备方法简单，导电液体凝胶分布均一的医用液体导电凝胶片，对医用电极领域而言具有重要的意义。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用。通过氟表面活性剂对海绵进行改性，配合特定配方的液体导电凝胶，实现了液体导电凝胶的装载，且操作方便简单，不会产生气泡，易产业化。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种医用液体导电凝胶片，所述医用液体导电凝胶片包括改性海绵和液体导电凝胶，所述改性海绵通过自吸的方式装载所述液体导电凝胶；
所述改性海绵为经过氟表面活性剂改性的海绵；
所述液体导电凝胶按质量份数计包括：0.01~0.05份结冷胶、1~2份明胶、0.1~1份羧甲基纤维素钠、2~5份氯化钾和/或氯化钠、0.5~1.5份卡松K15、30~40份丙三醇和10~60份水。
本发明提供了一种液体导电凝胶、一种柔性改性多孔海绵以及将制备出的液体导电凝胶用改性多孔海绵装载，制成的液体导电凝胶片。相较于固态型导电水凝胶通过具有高度吸水性聚合物三维网络结构承载导电液，本发明中以改性海绵承载液体导电凝胶，其与皮肤浸润性好接触阻抗小，易产业化。
同时，本发明中通过氟表面活性剂对海绵表面进行改性，由于本发明中液体导电凝胶本身就是离子型导电以及离子作用的凝胶体系，因而采用离子型活性剂会有相互离子间作用影响等，需选择非离子型表面活性剂，同时通过氟官能团表面改性能够降低了海绵的表面张力，达到改善海绵与导电胶液浸润性的目的；利用所述改性海绵，能够通过自吸的方式将液体导电凝胶装载至海绵体各区域，不必施加外力例如通过挤压等方式使导电凝胶分散于海绵的各部分，且自吸的方式使液体导电凝胶分散均匀，进而提升其导电的稳定性，在采集心电信号时噪声较小，具有高信噪比，使检测结果更加准确。
本发明成功利用氟表面活性剂对多孔海绵改性，同时本发明提供的液体导电凝胶与改性海绵的浸润性好，实现了其自吸收式装载，液体导电凝胶被吸至海绵整个区域，从而形成使用的液体凝胶片，操作方便简单不会产生气泡，且易产业化，所述医用液体导电凝胶片应用于柔性可穿戴设备电极时，与皮肤接触阻抗小、浸润性好、噪声小，可采集微弱电信号。
此外，本发明对海绵改性达到了装载液体导电胶的效果，并未直接将表面活性剂加入导电胶液中，且改性海绵不会与皮肤表面直接接触，因此对皮肤不会造成不良影响。
本发明中，所述液体导电凝胶中，结冷胶的加入能保证凝胶有一定的硬度，明胶的加入使得凝胶具有弹性；KCl和/或NaCl的含量会影响液体导电凝胶的导电性能。因此，所述液体导电凝胶按质量份数计包括：0.01~0.05份结冷胶，例如可以是0.01份、0.015份、0.02份、0.025份、0.03份、0.035份、0.04份、0.045份或0.05份；1~2份明胶，例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份；0.1~1份羧甲基纤维素钠，例如可以是0.1份、0.2份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份；2~5份氯化钾，例如可以是2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份；0.5~1.5份卡松K15，例如可以是0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份；30~40份丙三醇，例如可以是30份、32份、33份、35份、36份、38份或40份；10~60份水，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或60份。
需要注意的是，本发明中所述卡松K15（K-15）的活性成分为：甲基氯异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮，能够提高导电凝胶的防腐性以及抗菌性。
优选地，所述氟表面活性剂为全氟烷基聚氧乙烯醚。
本发明使用的氟表面活性剂能够明显改善海绵的表面张力，若配置成质量分数为0.05%的溶液，处理海绵后，改性海绵的表面张力能降低至19 dyn/cm，比水还低，因此，本发明中使用较低含量的表面活性剂就能达到很低的表面张力。因氟表面活性剂的添加量极少，且改性后的海绵并不与皮肤直接接触，所以不会对皮肤产生刺激以及不良反应。
本发明中，在医用液体导电凝胶片性能的测试过程中，机器或者设备的影响可以忽略，目前电极测试的要求是根据YY/T-0196-2005的标准。
通过检测得到，所述医用液体导电凝胶片的交流阻抗值≤1.5 kΩ，所得医用液体导电凝胶片的交流阻抗值较低，并且在实际测试过程中，本发明提供的医用导电凝胶的交流阻抗值为50.9~130.5 Ω；所述医用液体导电凝胶片在皮肤信号采集过程中的噪声波动电压≤60 μV；在实际使用过程中，所述医用液体导电凝胶片在皮肤信号采集过程中的噪声波动电压较小，均≤60 μV，所得结果较为准确。
优选地，所述液体导电凝胶的粘度为1000~5000 cps，本发明中所述的液体导电凝胶的粘度为1000~5000 cps，例如可以是1000 cps、1500 cps、2000 cps、2500 cps、3000cps、3500 cps、4000 cps、4500 cps或5000 cps等。
优选地，所述改性海绵与液体导电凝胶的接触角≤30°，例如两者的接触角为20°、22°、24°、25°、26°、28°或30°等，说明两者浸润性较好。
优选地，所述改性海绵为聚酯型多孔海绵、聚醚型多孔海绵或聚醇型多孔海绵中的任意一种。此外，本发明中所述改性海绵为片状，片状海绵的厚度为1~5 mm（例如可以是1mm、2 mm、3 mm、4 mm或5 mm），且其在吸收液体导电凝胶后厚度变化不大，在此厚度下制备得到的医用液体导电凝胶片厚度适中，获取信号的过程中不会因为厚度造成较大的交流阻抗和噪声波动电压；当然为了与电极配合使用，可以采用多种形状的海绵片进行改性，例如矩形海绵片、圆形海绵片或椭圆形海绵片中的任意一种。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的医用液体导电凝胶片的制备方法，所述制备方法包括：
分别制备改性海绵和液体导电凝胶；
将所述液体导电凝胶与改性海绵接触，所述改性海绵通过自吸的方式装载所述液体导电凝胶，得到医用液体导电凝胶片。
作为本发明优选的技术方案，所述改性海绵通过如下方法进行制备，所述方法包括：将氟表面活性剂与水混合，搅拌得到混合物，再将海绵置于所述混合物中，浸润，干燥后得到所述改性海绵。
本发明中，将氟表面活性剂与水混合，搅拌得到混合物，再将海绵置于所述混合物中浸润至少半小时，取出置于80℃干燥箱中烘干，得到改性海绵。
优选地，所述氟表面活性剂与水的质量比为1:(50~100)，例如可以是1:50、1:55、1:58、1:60、1:65、1:68、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95或1:100等。若水的质量较多而氟表面活性剂质量较少，会导致凝胶与海绵的浸润性不佳，主要原因在于氟表面活性剂含量较低，对于海绵的改性效果较差，在浸润过程中海绵内易产生较多的气泡，导致凝胶分布不均匀以及负载量较低。
优选地，所述海绵与混合物的体积比为(1~200):100，例如可以是1:100、10:100、20:100、30:100、50:100、60:100、80:100、100:100、120:100、140:100、150:100、180:100或200:100等。
本发明中，所述改性海绵的制备方法为：将氟表面活性剂与水混合，所述氟表面活性剂与水的质量比为1:(50~100)，搅拌得到混合物；再将海绵置于所述混合物中，所述海绵与混合物的体积比为(1~200):100，浸润0.5~2 h，再置于干燥箱中烘干，得到所述改性海绵。
作为本发明优选的技术方案，所述液体导电凝胶通过如下方法进行制备，所述方法包括如下步骤：
将结冷胶和明胶溶解于水中，并羧甲基纤维素钠分散于丙三醇中，所得水溶液和丙三醇溶液混合后加入氯化钾和卡松K15，搅拌，得到所述液体导电凝胶。
作为本发明优选的技术方案，所述液体导电凝胶的制备方法为：
（1）将配方量的结冷胶和明胶溶于水中，浸泡后加热、搅拌，得到溶液A；
（2）将配方量的羧甲基纤维素钠分散于配方量的丙三醇中，再与所述溶液A混合，得到溶液B；
（3）将配方量的氯化钾和/或氯化钠溶于水中得到氯化钾和/或氯化钠水溶液，再将所述氯化钾和/或氯化钠水溶液与溶液B混合，搅拌后得到溶液C；
（4）将配方量的卡松K15溶于水中，得到卡松K15水溶液后再与所述溶液C混合，搅拌后得到所述液体导电凝胶。
示例性地，本发明提供的医用液体导电凝胶片可以采用如下方法进行制备：
1、液体导电凝胶的制备：
（1）将0.01~0.05份结冷胶和1~2份明胶溶于水中，常温浸泡至少20 min后，加热温度升至70~80℃后搅拌，至结冷胶和明胶充分溶于水中，形成溶液A；
（2）将0.1~1份羧甲基纤维素钠均匀分散至30~40份丙三醇溶剂中，后加入至溶液A中维持温度70~80℃，形成溶液B；
（3）将2~5份KCl充分溶于水中，形成KCl水溶液，加入至溶液A中，70~80℃下搅拌30~60 min，形成溶液C；
（4）降温至室温后，将0.5~1.5份卡松K15充分溶于水中，形成卡松K15水溶液并加至溶液C中搅拌5~15 min得到液体导电凝胶；
2、改性多孔海绵的制备：
（1）将全氟烷基聚氧乙烯醚与水按质量比为1:(50~100)混合，搅拌均匀，形成混合物；
（2）将医用片状海绵与所述混合物按照体积比，即片状海绵与混合物的体积比为(1~200):100混合，完全浸润0.5~2 h；
（3）将浸润好的片状海绵取出置于烘箱中烘干，得到氟表面活性剂改性的片状海绵；
3、液体导电凝胶片的制备步骤：
（1）取出液体导电凝胶置于改性的片状海绵表面；
（2）液体导电凝胶与改性的片状海绵接触、浸润，片状海绵通过自吸的方式将液体导电凝胶装载至海绵体各区域而形成液体导电凝胶片；
其中，液体导电凝胶与改性的片状海绵的质量体积比根据改性海绵的负载量确定。由于负载量影响因素较多（如海绵尺寸，空隙等），本发明中每片（以1mm×φ18mm的海绵为例，其体积约为0.254 cm3）改性海绵的负载量为0.3~0.5 g（例如可以是0.3 g、0.32 g、0.35 g、0.4 g、0.42 g、0.45 g或0.5 g等）的液体导电凝胶，在负载量为0.3~0.4 g时，所得医用液体导电凝胶片的形态及效果较好。
第三方面，本发明提供如第一方面所述的医用液体导电凝胶片在医用电极中的应用。
本发明中所述所得医用液体导电凝胶片可以应用在心电、胎儿心电、脑电、肌电电极等医用电极领域。所述医用电极包括医用生物电极，尤其是应用于FECG、EEG等领域。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明提供的医用液体导电凝胶片克服了固态型导电水凝胶的缺点，制备得到的液体导电凝胶粘度较小，为1000~5000 cps，表面张力小，与改性的多孔海绵浸润性较好，两者的接触角≤30°；改性多孔海绵能够直接吸收导电液体凝胶，而不需要通过施加外加压力的方式将液体导电凝胶挤压进入多孔海绵内，制成导电凝胶片的交流阻抗值不大于1.5 kΩ，贴皮肤采集信号中的噪声波动电压不大于60 μV；在实际测试过程中，其交流阻抗为50.9~130.5 Ω、贴皮肤采集信号中的噪声波动电压为2~11 μV且对皮肤的润湿性较好；
（2）本发明所得医用液体导电凝胶片在制备过程中不会产生气泡，且海绵内部多孔海绵装载的导电液体凝胶均一性较好，因此本发明用氟表面活性剂对多孔海绵进行表面改性，实现了液体导电凝胶的自吸收装载，方便操作且可利于产业化；将其应用于柔性可穿戴设备电极时，与皮肤接触阻抗小、浸润性好、噪声小，可采集微弱电信号。
附图说明
图1为实施例1中改性海绵与液体导电凝胶浸润时的实物图。
图2为对比例4中改性海绵与液体导电凝胶浸润时的实物图。
图3为对比例5中海绵与液体导电凝胶浸润时的实物图。
图4为实施例8中改性海绵与液体导电凝胶浸润时的实物图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
以下实施例中，所用试剂和耗材的来源如下表1所示：
Figure 242031DEST_PATH_IMAGE001
其余未提及的试剂或耗材均可购自本领域常规试剂厂商。
以下实施例中，所述常温均为25℃。
实施例1
本实施例中提供一种医用液体导电凝胶片，所述医用液体导电凝胶片按照如下制备方法进行制备，具体包括：
1、液体导电凝胶的制备：
（1）将0.03份结冷胶和1.6份明胶溶于40份水中，常温浸泡20 min后，加热，温度升至80℃后搅拌至结冷胶和明胶充分溶于水中，形成溶液A；
（2）将0.11份CMC-NA均匀分散至35.2份丙三醇溶剂中，后加入至步骤（1）形成的溶液A中，维持温度80℃形成溶液B；
（3）将3.2份KCl充分溶于10份水中形成KCl水溶液，加入至溶液B中搅拌45 min、80℃形成溶液C；
（4）降温至室温后，将0.9份卡松K15充分溶于8.96份水中形成卡松K15水溶液并加至溶液C中，搅拌5 min得到液体导电凝胶。
2、改性海绵的制备：
（1）将氟表面活性剂与水按质量比为1:60混合，搅拌均匀，形成混合物；
（2）将医用片状海绵按照体积比（片状海绵/水）为50:50置于所述混合物中，完全浸润0.5 h；
（3）将浸润好的片状海绵取出置于烘箱中80℃、1 h烘干，得到氟表面活性剂改性的片状海绵；
3、液体导电凝胶片的制备：
（1）取出0.3 g的液体导电凝胶置于改性的片状海绵（厚度1 mm×φ18）表面；
（2）液体导电凝胶与改性的片状海绵接触、浸润，片状海绵通过自吸的方式将液体导电凝胶装载至海绵体各区域而形成液体导电凝胶片。
实施例2
本实施例中提供一种医用液体导电凝胶片，所述医用液体导电凝胶片按照如下制备方法进行制备，具体包括：
1、液体导电凝胶的制备：
（1）将0.05份结冷胶和1.2份明胶溶于35份水中，常温浸泡20 min后，加热，温度升至75℃后搅拌至结冷胶和明胶充分溶于水中，形成溶液A；
（2）将0.2份CMC-NA均匀分散至30份丙三醇溶剂中，后加入至步骤（1）形成的溶液A中，维持温度75℃形成溶液B；
（3）将2份KCl充分溶于15份水中形成KCl水溶液，加入至溶液B中搅拌45 min、75℃形成溶液C；
（4）降温至室温后，将1.2份卡松K15充分溶于10份水中形成卡松K15水溶液并加至溶液C中，搅拌5 min得到液体导电凝胶。
2、改性海绵的制备：
（1）将氟表面活性剂与水按质量比为1:50混合，搅拌均匀，形成混合物；
（2）将医用片状海绵按照体积比（片状海绵/水）为100:50置于所述混合物中，完全浸润0.5 h；
（3）将浸润好的片状海绵取出置于烘箱中80℃、1 h烘干，得到氟表面活性剂改性的片状海绵；
3、液体导电凝胶片的制备：
（1）取出0.4 g的液体导电凝胶置于改性的片状海绵（厚度1 mm×φ18）表面；
（2）液体导电凝胶与改性的片状海绵接触、浸润，片状海绵通过自吸的方式将液体导电凝胶装载至海绵体各区域而形成液体导电凝胶片。
实施例3
本实施例中提供一种医用液体导电凝胶片，所述医用液体导电凝胶片按照如下制备方法进行制备，具体包括：
1、液体导电凝胶的制备：
（1）将0.02份结冷胶和1份明胶溶于40份水中，常温浸泡30 min后，加热，温度升至70℃后搅拌至结冷胶和明胶充分溶于水中，形成溶液A；
（2）将0.3份CMC-NA均匀分散至40份丙三醇溶剂中，后加入至步骤（1）形成的溶液A中，维持温度70℃形成溶液B；
（3）将5份NaCl充分溶于15份水中形成NaCl水溶液，加入至溶液B中搅拌45 min、70℃形成溶液C；
（4）降温至室温后，将0.5份卡松K15充分溶于5份水中形成卡松K15水溶液并加至溶液C中，搅拌5 min得到液体导电凝胶。
2、改性多孔海绵的制备：
（1）将氟表面活性剂与水按质量比为1:80混合，搅拌均匀，形成混合物；
（2）将医用片状海绵按照体积比（片状海绵/水）为10:50置于所述混合物中，完全浸润0.5 h；
（3）将浸润好的片状海绵取出置于烘箱中80℃、1 h烘干，得到氟表面活性剂改性的片状海绵；
3、液体导电凝胶片的制备：
（1）取出0.3 g的液体导电凝胶置于改性的片状海绵（厚度1 mm×φ18）表面；
（2）液体导电凝胶与改性的片状海绵接触、浸润，片状海绵通过自吸的方式将液体导电凝胶装载至海绵体各区域而形成液体导电凝胶片。
实施例4
与实施例1的区别在于，本实施例在所述液体导电凝胶的制备过程中，KCl的添加量减少为2份；其余步骤和参数与实施例1保持一致。
实施例5
与实施例1的区别在于，本实施例在所述液体导电凝胶的制备过程中，KCl的添加量增加为5份；其余步骤和参数与实施例1保持一致。
实施例6
与实施例1的区别在于，本实施例在所述改性海绵的制备过程中，氟表面活性剂与水的质量比为1:50；其余步骤和参数与实施例1保持一致。
实施例7
与实施例1的区别在于，本实施例在所述改性海绵的制备过程中，氟表面活性剂与水的质量比为1:100；其余步骤和参数与实施例1保持一致。
实施例8
与实施例1的区别在于，本实施例在所述改性海绵的制备过程中，氟表面活性剂与水的质量比为1:200；其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例1
与实施例1的区别在于，本对比例在所述液体导电凝胶的制备过程中，不加入结冷胶，仅加入1.63份明胶，其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例2
与实施例1的区别在于，本对比例在所述液体导电凝胶的制备过程中，不加入明胶，仅加入1.63份结冷胶，其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例3
与实施例1的区别在于，本对比例在液体导电凝胶的制备过程中，采用0.1份结冷胶和1.6份明胶进行制备，其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例4
与实施例1的区别在于，本对比例在液体导电凝胶的制备过程中，采用0.03份结冷胶和3.2份明胶进行制备，其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例5
与实施例1的区别在于，本对比例中不对海绵进行改性，其余步骤和参数与实施例1保持一致。
对比例6
与实施例1的区别在于，本对比例中采用的导电凝胶为CN110746617A中记载的实施例1提供的导电凝胶。
对比例7
以目前市场上广泛应用的产品作为对比；
本对比例选用的对比产品由卓英社电子有限公司提供，型号为SNJ005，为一款承载KCl盐离子溶液导电的固态型导电水凝胶。
接触角测试
对上述实施例1~8和对比例1~7中提供的海绵或者改性海绵与导电凝胶的负载量和接触角进行测试；
在实验过程中，实施例1~8中，改性海绵均能以自吸的方式负载导电凝胶；其中，实施例1中所述的改性海绵与液体导电凝胶浸润时的实物图如图1所示，改性海绵被液体导电凝胶完全浸润，所得凝胶形态较好；
对比例5~7无法使用自吸的方式负载，而只能采用加压的方式进行负载；
对比例1中，仅加入明胶形成的凝胶具有高弹性，但是硬度较低；
对比例2中，仅加入1.63份结冷胶，而结冷胶不易分散，易团聚，且在室温下凝胶速度过快，且凝胶过程不可逆，即若不同时使用明胶和结冷胶，会导致所得液体水凝胶不易加工操作；
因此，实施例1与对比例1~2比较可知，结冷胶和明胶复配使用，可以弥补各自单独使用的不足，同时加入明胶和结冷胶的凝胶具有高弹性，且具有优异的凝胶特性，也能够得到硬度和熔点具佳的共混凝胶；
此外，对比例3和对比例4中，结冷胶添加量过多会导致凝胶较硬，而明胶添加量过多（如图2所示），会有凝胶在改性海绵体表面析出；
对比例5中，不对海绵进行改性，海绵与凝胶的接触角＞60°，浸润性差，如图3所示，凝胶无法通过自吸的方式进入海绵内部；
同样的，对比例6与对比例7中，所述导电凝胶的组分与本发明不同，对比例6与改性海绵的接触角也＞60°，也无法通过自吸的方式进入改性海绵内部，而对比例7中提供的凝胶并非通过改性海绵承载，因此无法直接通过接触角来比较两者的差异。
所得数据如下表2所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
因此，由上表可知，实施例1~7中所得的液体导电凝胶与改性海绵浸润性均较好，接触角为17~24°；
而实施例1与实施例6~8比较可知，氟表面活性剂与水的质量比为1:50~100时，对海绵的改性效果较佳，若氟表面活性剂的使用量过少（即实施例8），会导致凝胶与海绵的浸润性不佳，如图4所示，图中未浸润区域较多；
由于海绵的负载量与海绵本身（尺寸、孔隙大小或者孔隙率）、导电胶液种类、同一导电胶液配方的差异性以及活性剂种类与添加量都有关系；本发明中在制备液体导电凝胶片时，定量取出的液体导电凝胶，改性海绵均能完全均匀负载，即负载量在0.3~0.4 g时（也可将负载量适当增加至0.5 g），所得液体导电凝胶片中液体导电凝胶分布均匀。
其余性能测试
液体导电凝胶片有三个相对重要的性能指标：交流阻抗、噪声和浸润性。
对上述实施例1~7和对比例1~7制备的医用导电凝胶进行性能测试，其中，实施例8浸润性不佳，海绵装载凝胶均一性差，同时外观也不符合要求，因此不继续评估此项；
实施例1~7制备的医用导电凝胶再使用穿戴式胎儿心电传感器（索思（苏州）医疗科技有限公司，型号：TFES030）上的电极作为测试电极，并采集信号，测试结果如表3中所示。
其中，对皮肤润湿性的评价标准为：
优：使用者使用导电凝胶片处的皮肤水润，无不适感，无异物感；
一般：使用者使用导电凝胶片处的皮肤较为水润，无不适感，无明显异物感；
Figure 503379DEST_PATH_IMAGE003
如上表所示，本发明提供的液体导电凝胶片的交流阻抗为50.9~130.5 Ω、贴皮肤采集信号中的噪声波动电压为2~11 μV，且对皮肤的润湿性较好；通过实施例1~7以及对比例6~7比较可知，本发明提供的液体导电凝胶片具有更低的交流阻抗值，采集心电信号时噪声小，与皮肤接触润湿性优，穿透力强。
其中，对比例5~6无法使用自吸的方式负载，而只能采用加压的方式进行负载，但是外加压力方式不利于产业化，加工操作不方便，会带来外观气泡不良，以及加压方式装载的导电凝胶可能存在均一性差有对导电性能影响的风险。因此，即使对比例5中交流阻抗所得液体导电凝胶片的交流阻抗也较小，但是由于外加压力的方式，其制备得到的液体导电凝胶片的贴皮肤采集信号中的噪声波动电压明显较高，因此对于本发明而言，同时使用氟表面活性剂对海绵进行改性是不可或缺的。
此外，对比例7为目前市场上较为常见的导电水凝胶，在采用相同的电极进行测试时，其交流阻抗较大，贴皮肤采集信号过程中的产生的噪声波动电压较高且对皮肤的润湿性较差，不利于微弱电信号（如胎儿类心电）的采集，与其相比本发明实施例中提供的液体医用导电凝胶片的性能明显较好。
综上所述，本发明提供的液体医用导电凝胶片具有低的皮肤接触阻抗，采集心电信号具有高信噪比，适合医用电极使用。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种医用液体导电凝胶片，其特征在于，所述医用液体导电凝胶片包括改性海绵和液体导电凝胶，所述改性海绵通过自吸的方式装载所述液体导电凝胶；
所述改性海绵为经过氟表面活性剂改性的海绵；
所述液体导电凝胶按质量份数计包括：0.01~0.05份结冷胶、1~2份明胶、0.1~1份羧甲基纤维素钠、2~5份氯化钾和/或氯化钠、0.5~1.5份卡松K15、30~40份丙三醇和10~60份水。
2.根据权利要求1所述的医用液体导电凝胶片，其特征在于，所述氟表面活性剂为全氟烷基聚氧乙烯醚。
3.根据权利要求1所述的医用液体导电凝胶片，其特征在于，所述医用液体导电凝胶片的交流阻抗值≤1.5 kΩ；
所述医用液体导电凝胶片在皮肤信号采集过程中的噪声波动电压≤60 μV。
4.根据权利要求1所述的医用液体导电凝胶片，其特征在于，所述液体导电凝胶的粘度为1000~5000 cps；
所述改性海绵与液体导电凝胶的接触角≤30°；
所述改性海绵为聚酯型多孔海绵、聚醚型多孔海绵或聚醇型多孔海绵中的任意一种；
所述改性海绵为片状海绵，所述片状海绵的厚度为1~5 mm，形状为矩形海绵片、圆形海绵片或椭圆形海绵片中的任意一种。
5.一种如权利要求1~4任一项所述的医用液体导电凝胶片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
分别制备改性海绵和液体导电凝胶；
将所述液体导电凝胶与改性海绵接触，所述改性海绵通过自吸的方式装载所述液体导电凝胶，得到医用液体导电凝胶片。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性海绵的制备方法为：
将氟表面活性剂与水混合，搅拌得到混合物，再将海绵置于所述混合物中，浸润、干燥后得到所述改性海绵。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氟表面活性剂与水的质量比为1:(50~100)。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述海绵与混合物的体积比为(1~200):100。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述液体导电凝胶的制备方法为：
（1）将配方量的结冷胶和明胶溶于水中，浸泡后加热、搅拌，得到溶液A；
（2）将配方量的羧甲基纤维素钠分散于配方量的丙三醇中，再与所述溶液A混合，得到溶液B；
（3）将配方量的氯化钾和/或氯化钠溶于水中得到氯化钾和/或氯化钠水溶液，再将所述氯化钾和/或氯化钠水溶液与溶液B混合，搅拌后得到溶液C；
（4）将配方量的卡松K15溶于水中，得到卡松K15水溶液后再与所述溶液C混合，搅拌后得到所述液体导电凝胶。
10.如权利要求1~4任一项所述的医用液体导电凝胶片在医用电极中的应用；
所述医用电极包括医用生物电极。
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