CZ36095U1 - Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu - Google Patents
Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ36095U1 CZ36095U1 CZ202239843U CZ202239843U CZ36095U1 CZ 36095 U1 CZ36095 U1 CZ 36095U1 CZ 202239843 U CZ202239843 U CZ 202239843U CZ 202239843 U CZ202239843 U CZ 202239843U CZ 36095 U1 CZ36095 U1 CZ 36095U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- autonomous sensor
- value
- foil
- electrode system
- exudate
- Prior art date
Links
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 title claims description 22
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 title claims description 13
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 title claims description 13
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 29
- -1 alkoxy acrylates Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 12
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 9
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 5
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229910006069 SO3H Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010716 LiFeS2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 claims description 2
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 claims description 2
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 claims 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 32
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 32
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 10
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 3
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002993 LiMnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 description 1
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 1
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 1
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 description 1
- 206010048629 Wound secretion Diseases 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N aminyl Chemical compound [NH2] MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002358 autolytic effect Effects 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011866 long-term treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002803 maceration Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000108 silver(I,III) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000016776 visual perception Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/302—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells pH sensitive, e.g. quinhydron, antimony or hydrogen electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/307—Disposable laminated or multilayered electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
- H05K1/0269—Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu
Oblast techniky
Technické řešení se týká oblasti medicíny, zejména autonomního senzoru detekce překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, či exsudátu.
Dosavadní stav techniky
Akutní i chronické rány představují často závažný zdravotní problém a jejich dlouhodobá léčba má za následek zdravotní, sociální a ekonomické důsledky. Příkladem jsou zvýšené náklady na hospitalizace a snížení kvality života pacientů. Především u chronických ran je pro úspěšnou léčbu nezbytné zajištění stabilního vlhkého prostředí s odstraňováním přebytečné tkáňové tekutiny a rovněž i kontrola vybraných parametrů tekutiny, jako je barva, konzistence, pH, či mikrobiální skladba. Tvorba, množství a kvalitativní parametry takové tekutiny se však velmi často mění. Nadbytečná tekutina je jímána do specifických vrstev obvazu s využitím vhodného absorpčního materiálu. Pro uvedenou metodu hojení je nezbytná znalost hydratace rány pod obvazem, ale i kvalitativní parametry exsudátu. Pokud je rána suchá, dochází obvykle k inhibici jejího hojení. Naopak, pokud je množství exsudátu velké, dochází k maceraci rány a jejího okolí a rána sama je vystavena autolytickému účinku sekretu rány. Časté převazy a kontroly rány mohou narušovat hojivý průběh přirozených procesů v ráně a ve svém důsledku zhoršovat proces hojení rány. Opakované a nadbytečné kontroly jsou navíc náročné na obvazový materiál i čas potřebný na práci zdravotního personálu. To zvyšuje finanční náklady na péči o ránu. Vedle samotného stavu nasycení rány je dalším velmi důležitým parametrem hodnota pH exsudátu. V případě adekvátních hojících procesu, je hodnota pH exsudátu blízká hodnotě pH 5,5 až 6,0. V případě, že v hojící se ráně dochází k nežádoucímu procesu, pak dochází vlivem mikrobiálního procesu ke zvýšení pH k hodnotám vyšším jak pH 7,4 až 8,0. Proto lze takové nežádoucí procesy, které způsobují komplikace při hojení ran, identifikovat pomocí měření hodnoty pH.
Z uvedených důvodů je proto velmi vhodné sledovat nejen stav hydratace rány a zároveň i pH bez nutnosti zbytečných nebo naopak nedostatečných kontrol a převazů ran. Vhodným řešení je proto monitorování stavu rány, zejména její hydratace a překročení kritické hodnoty pH během procesu hojení.
V současné praxi je jako indikátor hojení rány nej častěji využíváno sledování pH pomocí senzorů umístěných na ránu nebo do jejího okolí. Tato metoda je založena na pozorování, že nejčastější typy bakteriální infekce zvyšují hodnotu pH. Zatímco neinfikovaná rána, zdravá tkáň může mít pH v rozmezí 5,5 až 6, hodnoty pH vyšší než 7,4 mohou signalizovat infekci v ráně. Sledování hodnoty pH bylo v minulosti řešeno různými přístupy k tvorbě elektrodových systémů včetně jejich přípravy tiskovými technikami. Nevýhodou takového řešení, je nezbytnost přítomnosti elektronického vyhodnocovacího zařízení pro stanovení přesné hodnoty pH, která by mohla detekovat změny stavy hojení rány. To významně komplikuje snadnost využití v klinické praxi, zvláště pak v případě samovyšetření pacientem.
Dokument WO 2014188200 popisuje mechanismus monitorování množství exsudátu v obvazu rány využívaný na principu barevné změny pH indikátoru. Tato změna pH je důsledkem exsudátu rozpouštějícího rozpustnou kompozici přítomnou v obvazu, díky které dochází k uvolňování vodíkových nebo hydroxidových iontů do exsudátu. Tím způsobuje změnu barvy indikátoru pH a poskytuje vizuální indikaci zatížení obvazu exsudátem. Tato technika má významné omezení z pohledu, že indikační látka se zbarvuje v místě styku s exsudátem, a tedy je problematické indikovat a zároveň umožnit pozorování v rozsáhlých bandážích.
- 1 CZ 36095 UI
Ke sledování vlhkosti rány jsou navrženy senzory založené na předpokladu, že pro optimální hojení je vedle hodnoty pH, nezbytné zajistit i vhodnou hladinu vlhkosti. Současná čidla sledující vlhkost rány jsou založena na principu měření změny impedance nebo kapacity. Přítomnost zvýšené vlhkosti pak v případě daného čidla způsobí změnu impedance, či kapacity. Dokument US 20080171957 popisuje senzor umístěný v obvazu pro měření hydratace rány bez nutnosti odstranění obvazu z rány. Měřící zařízení se skládá z dvojice elektrod v planámím uspořádání, které jsou izolovány od sebe navzájem. Elektrody jsou vyrobeny z chloridu stříbrného. V obvazu jsou k elektrodám připojeny svorky zařízení k měření impedance či k elektrochemické analýze. Informace získané z průchodu stejnosměrného a střídavého proudu umožňuje externímu vyhodnocovacímu zařízení analýzu kapaliny v obvazu.
K detekci stavu nasycení krytu ran slouží i patentované řešení CZ 307387, které umožňuje indikovat stav nasycení bandáže. Ovšem dané řešení neumožňuje detekovat překročení hodnoty pH, které by umožnilo detekovat nežádoucí zánět.
K indikaci průběhu hojení ran se rovněž využívají teplotní senzory, kdy se měří rozdíl teploty na dvou ekvivalentních místech na těle, ve smyslu místa rány a místa zdravého. Senzory jsou často založeny na bázi termistorů.
Poslední skupinou senzorů jsou senzory tlaku, které se používají na monitorování tlaku, které udává informaci o otoku v ráně. Tato čidla pracují na principu změny odporu či kapacity v závislosti na protažení senzoru vlivem změny tlaku. Tlakové hodnoty naměřené takovými čidly jsou však ovlivněny přiloženou bandáží a následnou fixací obinadlem, a proto je informační hodnota pro lékaře poměrně nízká.
Hlavní nevýhodou všech výše uvedených čidel je nezbytnost zevního zařízení pro měření a vyhodnocení jejich elektrického signálu. To jednak zvyšuje cenu monitorování, navíc jejich přenos zvyšuje riziko přenosu infekce a nezanedbatelné jsou i náklady na jejich sterilizaci. Porovnání nákladů s informační hodnotou a vlivem na efektivitu následné léčby pak snižuje využívání takových senzorů.
Úkolem technického řešení je vytvoření takového autonomního senzoru pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu, a to pro zvýšení hodnoty pH nad 7,4 z pohledu indikace zánětu, přičemž by tento autonomní senzor odstraňoval výše uvedené nedostatky, byl by levný, efektivní a jeho funkce by nebyla závislá na externím vyhodnocovacím zařízení. Dále je úkolem technického řešení vytvořit takový autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu, který by měl univerzální použití pro různé typy obvazů, krytů ran či bandáží určené k detekci jejich stupně nasycení tělními tekutinami.
Podstata technického řešení
Vytčený úkol je vyřešen pomocí autonomního sensoru pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu podle tohoto technického řešení. Autonomní senzor obsahuje alespoň jednu elektrodovou soustavu s anodou a katodou, které jsou vytvořené jako tiskové vrstvy na nosném podkladu. Nosný podklad má tloušťku do 1 mm. Autonomní senzor dále obsahuje indikační element pro vizuální indikaci hodnoty pH propojený s elektrodovou soustavou. Podstata technického řešení spočívá v tom, že anoda a/nebo katoda je opatřena ochrannou izolační tiskovou vrstvou, která je tvořená pH senzitivním polymerem derivátů kopolymerů alkylakrylátů a/nebo kyseliny akrylové, alkoxyakrylátů a/nebo kyseliny akrylové obsahující fúnkční skupinu vybranou ze skupiny -COOH nebo -SO3H nebo -B(OH)2 nebo -PO(OH)2 nebo -NH2 nebo amidovou nebo imidazolovou. pH senzitivní polymer je polymer podléhající narušení jeho struktury při překročení stanovované hodnoty pH. Výhodou využití autonomního senzoru je skutečnost, že při hojení je nezbytné zajištění stálé cirkulace tkáňových tekutin bez jejího městnání a naopak. Použití autonomního senzoru zabrání narušení hojivého procesu vlivem předčasné
-2CZ 36095 UI kontroly stavu rány, či výměny obvazu. Stav rány, resp. správnou hodnotu pH rány je tak možné sledovat pomocí autonomního senzoru podle tohoto technického řešení, což umožní sofistikovanější rozhodnutí o nutnosti výměny krycí bandáže. Vedle využití pro oblast hojení ran u lidí, lze s výhodou autonomní senzor použít i u bandáží u zvířat u kterých není možné získat subjektivní informace o stavu rány.
Ve výhodném provedení je indikační element tvořen tiskovou vrstvou na nosném podkladu a je přímo propojen s elektrodovou soustavou. Indikační element uspořádaný na nosném podkladu představuje další výhodu autonomního senzoru, a to možnost detekce bez nutnosti využití jakýchkoliv dalších vnějších elektronických zařízení. V jiném výhodném provedení je indikační element tvořen tiskovou vrstvou na nosném podkladu a je nepřímo propojen s elektrodovou soustavou pomocí alespoň jednoho vodiče.
Ve výhodném provedení sestává indikační element z referenční části a vizualizační části pro srovnání intenzity zbarvení nebo kontrastu. Takové provedení je výhodné pro indikaci nežádoucí hodnoty pH pomocí změny intenzity zabarvení, jasu, kontrastu vizualizační části indikačního elementu, jehož vizuální vjem může být srovnáván vůči referenční natištěné škále. Proto detekce je snadná i pro poučeného pacienta.
Ve výhodném provedení je indikační element je vytvořen z elektrochromního materiálu vybraného ze skupiny: WO3, V2O5, N1O2, Pruská modř a její analogy či vodivé polymery na bázi poly(3,4-ethylendioxythiofenu) neboli PEDOT, polypyrrolu, polyanilinu neboli PANI a/nebo jejich derivátů.
Ve výhodném provedení je elektrodová soustava je tvořena elektrochromickým článkem vybraným ze skupiny: Li/CuO, Li/LiFeS2, Li/LiMnO2, Li/(CF)n, Zn/Mn02, Zn/Ag2O, AI/ Mn02, Fe/MnO2, Mg/Mn02, Zn/HgO, Ni/Cd, Ni/Zn, Ni/MH, Ag/Zn. V dalším výhodném provedení je anoda a/nebo katoda je na bázi vodivých polymerů vybraných ze skupiny: polyanilin neboli PANI nebo poly(3,4-ethylendioxythiofen) neboli PEDOT nebo polypyrrol. Elektrodová soustava na bázi vodivých polymerů je výhodná z důvodu dedopování jedné z elektrod vlivem pH, čímž se změní její elektrochemický potenciál, který pak způsobí vznik elektromotorického napětí. Elektrodová soustava v přítomnosti tělních tekutin, zejména exsudátu při překročení hraniční hodnoty pH začne produkovat elektrické napětí, které začne napájet nízkonapěťový indikační element.
Ve výhodném provedení je nosný podklad tvořen materiálem vybraným ze skupiny: paropropustná folie, laminát paropropustné folie s netkanou textilií, transparentní folie z polykarbonátu, transparentní folie z polyvinylchloridu, transparentní folie z polyetylénu, transparentní folie z polyetyltereftalátu, papír, keramický materiál. Takový materiál je možné opatřit tiskovou vrstvou, přičemž je možné dosáhnout požadované maximální tloušťky do 1 mm.
Výhody autonomního sensoru pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu podle tohoto technického řešení spočívají zejména v tom, že detekuje hodnotu pH nad 7,4 z pohledu indikace zánětu, přičemž tento autonomní senzor odstraňuje výše uvedené nedostatky, je levný, efektivní a jeho funkce není závislá na externím vyhodnocovacím zařízení. Další výhoda autonomního sensoru pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu podle tohoto technického řešení spočívá v tom, že má univerzální použití pro různé typy obvazů, krytů ran či bandáží určené k detekci jejich stupně nasycení tělními tekutinami.
Objasnění výkresů
Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:
obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na autonomní senzor s indikačním elementem přímo propojeným s elektrodovou soustavou,
-3 CZ 36095 UI obr. 2 znázorňuje perspektivní pohled na autonomní senzor s indikačním elementem nepřímo propojeným s elektrodovou soustavou pomocí vodiče, obr. 3 znázorňuje částečný řez obvazem se zabudovaným autonomním senzorem, uspořádaným na těle pacienta.
Příklad uskutečnění technického řešení
Příklad 1
K potisku byla použita polyetylentereftalátová fólie - PET jako nosný podklad 5, jejíž povrch byl ošetřen na zvýšení volné povrchové energie. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění byl nosný podklad 5 tvořen paropropustnou folii, laminátem paropropustné folie s netkanou textilii, transparentní folii z polykarbonátu, transparentní folii z polyvinylchloridu nebo z polyetylénu, papírem nebo keramickým materiálem. Pomocí sítotiskového stroje byl za využití tiskové formulace obsahující stříbrné částice natištěn kolektorový systém pro lepší vodivost vybraných vrstev autonomního senzoru 1, který vykazoval plošný odpor v řádech 100 mOhm/čtverec. Následně byla na daný kolektorový systém natištěna vrstva z tiskové formulace uhlíkového kompozitu. Pomocí tiskové formulace obsahující uhlíkové nanostruktury a Mn02 byla natištěna katoda 4, která vykazovala plošný odpor v řádech 102 až 104 Ohm/čtverec v závislosti nátiskových podmínkách. Pomocí tiskové formulace obsahující uhlíkové nanostruktury a Zn částice byla natištěna anoda 3, která vykazovala plošný odpor v řádech 102 až 103 Ohm/čtverec v závislosti na tiskových podmínkách. Dané elektrody tvořící elektrodovou soustavu 2 byly přetištěny ochrannou izolační tiskovou vrstvou 9 pomocí tiskové formulace obsahující kopolymer kyseliny akrylové a alkylakrylátu, který byl rozpuštěný v organickém rozpouštědle na bázi monofunkčního alkoholu v koncentraci 20 % hmota. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění byla ochranná izolační tisková vrstva 9 tvořena pH senzitivním polymerem derivátů kopolymerů alkoxyakrylátů/kyseliny akrylové, obsahující funkční skupiny -COOH nebo -SO3H nebo -B(OH)2 nebo -PO(OH)2 nebo NH2 nebo amidovou nebo imidazolovou. Následně byly tiskovou technikou sítotisk natištěny transparentní vodivé elektrody na bázi poly(3,4-ethylenedioxythiofen) polystyrensulfonátu neboli PEDOT:PSS, které byly lokálně přetištěny formulací na bázi WO3. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění byla alespoň jedna anoda 3 a/nebo katoda 4 vytvořena na bázi vodivého polymeru PANI nebo polypyrrolu. Takto připravená elektrodová soustava 2 byla přímo propojena s indikačním elementem 6 tvořeným tiskovou vrstvou a sestávající z referenční části 7 a vizualizační části 8. Aktivní část elektrochemického článku byla přetištěna UV zářením tvrditelným elektrolytem na bázi KC1. Celá elektrochromní část byla přetištěna krycím lakem vytvrzovaným UV zářením. Takto připravený autonomní senzor 1 vykazoval v přítomnosti kapaliny s pH 8 výraznou změnu zbarvení/kontrastu u vizualizační části 8 indikačního elementu 6 oproti referenční části 7 indikačního elementu 6, a to ze slabě zeleného zabarvení do tmavě modré.
V přítomnosti vody s pH cca 6, pak nedocházelo k žádnému zabarvení.
Příklad 2
K potisku byla použita netkaná textilie jako nosný podklad 5, jejíž povrch byl ošetřen nátěrem obsahujícím kopolymer kyseliny akrylové/alkylakrylátu, který byl rozpuštěný v organickém rozpouštědle v koncentraci 20 % hmota, a následným kalandrováním čímž vznikla ochranná izolační tisková vrstva 9. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění byl nosný podklad 5 tvořen paropropustnou folii, laminátem paropropustné folie s netkanou textilii, transparentní folii z polykarbonátu, transparentní folii z polyvinylchloridu, polyetylentereftaláta nebo z polyetylénu, papírem nebo keramickým materiálem. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění byla ochranná izolační tisková vrstva 9 tvořena pH senzitivním polymerem derivátů kopolymerů alkoxyakrylátů/kyseliny akrylové, obsahující funkční skupiny -COOH
-4CZ 36095 UI nebo -SO3H nebo -B(OH)2 nebo -PO(OH)2 nebo -NH2 nebo amidovou nebo imidazolovou. Pomocí sítotiskového stroje byl na daný nosný podklad 5 natištěn kolektorový systém z tiskové formulace pro lepší vodivost vybraných vrstev autonomního senzoru 1 obsahující stříbrné částice, který vykazoval plošný odpor v řádech 500 mOhm/čtverec. Následně byl natištěn uhlíkový kompozit 5 vykazující plošný odpor v řádech 103 až 104 Ohm/čtverec. Pomocí tiskové formulace obsahující grafit a Mn02 byla natištěna katoda 4. Pomocí tiskové formulace obsahující grafit a Zn částice byla natištěna anoda 3. Takto připravená katoda 4 a anoda 3 tvořily elektrodovou soustavu 2. Následně byly tiskovou technikou flexotisk natištěny transparentní vodivé elektrody na bázi disperze PEDOT:PSS, které byly lokálně přetištěny formulací na bázi polyanilinu hydrochloridu neboli 10 PANEHC1. Takto připravená elektrodová soustava 2 byla přímo propojena s indikačním elementem 6 tvořeným tiskovou vrstvou a sestávající z referenční části 7 a vizualizační části 8. Aktivní část elektrochemického článku byla přetištěna UV zářením tvrditelným elektrolytem na bázi iontové kapaliny, kde daná vrstva byla vytvrzena pomocí UV záření. Celá elektrochromní část byla přetištěna krycím lakem vytvrzovaným UV zářením. Takto připravený autonomní senzor j, 15 vykazoval v přítomnosti fyziologického roztoku, glukosy, či exsudátu kapaliny s pH 8 výraznou změnu zbarvení/kontrastu u vizualizační části 8 indikačního elementu 6 oproti referenční části 7 indikačního elementu 6, a to ze zeleného zabarvení do modrofialové. V přítomnosti vody s pH přibližně 6, pak nedocházelo k žádnému zabarvení.
Příklad 3
Zhotovení autonomního senzoru 1 bylo provedeno dle příkladu 2 s tím rozdílem, že jako nosný podklad 5 byl použit papír. Vrstvy autonomního senzoru 1 byly připraveny technikou sítotisk. Indikační element 6 byl založen na bázi kolektorů ze stříbrné tištěné vrstvy. Indikační element 6 25 byl založen na bázi PEDOT:PSS a viologenu. Jako elektrolyt byl použit gelový elektrolyt na bázi
LÍCIO4. Vizualizační část 8 indikačního elementu 6 vykazovala změnu zbarvení/kontrastu světle žluté, do tmavě fialové.
Příklad 4
Zhotovení autonomního senzoru 1 bylo provedeno dle příkladu 3 s tím rozdílem, že jako nosný podklad 5 byla použita PET fólie. Indikační element 6 byl založen na bázi stříbrné vrstvy a polyviologenu. Jako elektrolyt byl použit gelový elektrolyt na bázi LÍCIO4. Vizualizační část 8 indikačního elementu 6 vykazovala změnu zbarvení/kontrastu světle žluté, do tmavě oranžové.
Příklad 5
Zhotovení autonomního senzoru 1 bylo provedeno dle příkladu 3 s tím rozdílem, že jako nosný podklad 5 byla použita PET samolepící fólie. Indikační element 6 byl založen na bázi transparentní 40 WO3, který byl přímo natištěn na elektrodovou soustavu 2. Jako elektrolyt byl použit UV zářením tvrditelný gelový elektrolyt na bázi LÍCIO3. Vizualizační část 8 indikačního elementu 6 vykazovala změnu zbarvení/kontrastu světle žluté, do modré.
Příklad 6
Zhotovení autonomního senzoru 1 bylo provedeno dle příkladu 4 s tím rozdílem, že kolektory indikačního elementu 6 a anoda 3 a katoda 4 byly propojeny stříbrnou vodivou drahou - vodičem 10, který umožnil délku autonomního senzoru 1 až 0,5 m. Mohla být tak významně vzdálena referenční část 7 a vizualizační část 8 indikačního elementu 6. Indikační element 6 byl založen na 50 bázi stříbrné vrstvy a polyviologenu. Jako elektrolyt byl použit gelový elektrolyt na bázi LÍCIO4.
Vizualizační část 8 indikačního elementu 6 vykazovala změnu zbarvení/kontrastu světle žluté, do tmavě oranžové.
-5CZ 36095 UI
Průmyslová využitelnost
Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu podle tohoto technického řešení lze využít k detekci zánětu u rány, přičemž detekce je založena na sledování nežádoucí hodnoty pH exsudátu.
Claims (8)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Autonomní senzor (1) pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu, obsahující alespoň jednu elektrodovou soustavu (2) s anodou (3) a katodou (4) vytvořenými jako tiskové vrstvy na nosném podkladu (5), přičemž nosný podklad (5) má tloušťku do 1 mm, a dále obsahující indikační element (6) pro vizuální indikaci hodnoty pH propojený s elektrodovou soustavou (2), vyznačující se tím, že anoda (3) a/nebo katoda (4) je opatřena ochrannou izolační tiskovou vrstvou (9), tvořenou pH senzitivním polymerem derivátů kopolymerů alkylakrylátů a/nebo kyseliny akrylové, alkoxyakrylátů a/nebo kyseliny akrylové obsahující funkční skupinu vybranou ze skupiny -COOH nebo -SO3H nebo -B(OH)2 nebo -PO(OH)2 nebo -NH2 nebo amidovou nebo imidazolovou, přičemž pH senzitivní polymer je polymer podléhající narušení jeho struktury při překročení stanovované hodnoty pH.
- 2. Autonomní senzor (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že indikační element (6) je tvořen tiskovou vrstvou a je přímo propojen s elektrodovou soustavou (2).
- 3. Autonomní senzor (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že indikační element (6) je tvořen tiskovou vrstvou a je nepřímo propojen s elektrodovou soustavou (2) pomocí alespoň jednoho vodiče (10).
- 4. Autonomní senzor (1) podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že indikační element (6) sestává z referenční části (7) a vizualizační části (8) pro srovnání intenzity zbarvení nebo kontrastu.
- 5. Autonomní senzor (1) podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že indikační element (6) je vytvořen z elektrochromního materiálu vybraného ze skupiny: WO3, V2O5, N1O2, Pruská modř a její analogy či vodivé polymery na bázi poly(3,4-ethylendioxythiofenu) neboli PEDOT, polypyrrolu, polyanilinu neboli PANI a/nebo jejich deriváty a viologeny, či polyviologeny.
- 6. Autonomní senzor (1) podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že elektrodová soustava (2) je tvořena elektrochemickým článkem vybraným ze skupiny: Li/CuO, Li/LiFeS2, Li/LiMnO2, Li/(CF)n, Zn/MnO2, Zn/Ag2O, Mg/MnO2, Zn/HgO, Ni/Cd, Ni/Zn, Ni/MH, Ag/Zn, AI, Mn02, Fe, Mn02.
- 7. Autonomní senzor (1) podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že anoda (3) a/nebo katoda (4) je na bázi vodivých polymerů polyanilinu neboli PANI nebo poly(3,4-ethylendioxythiofenu) neboli PEDOT nebo polypyrrolu.
- 8. Autonomní senzor (1) podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nosný podklad (5) je vybrán ze skupiny: paropropustná folie, laminát paropropustné folie s netkanou textilií, transparentní folie z polykarbonátu, transparentní folie z polyvinylchloridu, transparentní folie z polyetylénu, transparentní folie z polyetyltereftalátu, papír, keramický materiál.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202239843U CZ36095U1 (cs) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202239843U CZ36095U1 (cs) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ36095U1 true CZ36095U1 (cs) | 2022-05-31 |
Family
ID=81972670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ202239843U CZ36095U1 (cs) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ36095U1 (cs) |
-
2022
- 2022-04-29 CZ CZ202239843U patent/CZ36095U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2451349B1 (en) | Wound dressing with impedance sensor | |
| Xu et al. | Battery‐free and wireless smart wound dressing for wound infection monitoring and electrically controlled on‐demand drug delivery | |
| Patel et al. | Wearable electronics for skin wound monitoring and healing | |
| Qin et al. | Advances in flexible and wearable pH sensors for wound healing monitoring | |
| EP1734862B1 (en) | Performance measurement of wound dressings | |
| EP2999397B1 (en) | An arrangement for facilitating wound healing and a wound dressing | |
| US20080027509A1 (en) | Apparatus and methods for facilitating wound healing and treating skin | |
| DE102012011212B4 (de) | Sensor zur Ermittlung des Infektionsgrades einer Wunde unter Verbänden | |
| Gong et al. | Polymer hydrogel‐based multifunctional theranostics for managing diabetic wounds | |
| WO2018075893A1 (en) | Antimicrobial wound care dressing | |
| CA2037545C (en) | Electrotherapeutic device | |
| Zafaripour et al. | Fabrication and evaluation of 3D bio-scaffold wound dressings for monitoring of chronic pH wounds using fuzzy logic analysis | |
| WO2023028349A1 (en) | Wireless closed-loop smart bandage for chronic wound management and accelerated tissue regeneration | |
| CA3194946A1 (en) | Transparent, flexible substrates for use in wound healing and wearable bioelectronics | |
| CN118021264A (zh) | 一种用于慢性伤口的物理、化学多模态诊疗一体化智能器件 | |
| CZ36095U1 (cs) | Autonomní senzor pro detekci překročení hodnoty pH u tělesných kapalin, zejména exsudátu | |
| Wu et al. | Smart bandages for wound monitoring and treatment | |
| EP4316354A1 (en) | Wearable bedsore detection sensor, and bedsore detection system comprising same | |
| CN211834990U (zh) | 一种带报警功能的伤口敷贴 | |
| US20230166101A1 (en) | Electroceutical dressing for wound care | |
| CZ307387B6 (cs) | Senzor pro detekci stupně nasycení obvazového krytu tělními tekutinami | |
| Ragnaboina et al. | Recent Advancements in Smart Bandages for Wound Healing | |
| Li et al. | Conformable electrochemical devices for closed-loop wound management | |
| CN223081843U (zh) | 一种用于烧创面修复的新型敷料 | |
| CN112098491B (zh) | 一种基于硫掺杂石墨烯的眼用电化学传感器及其制备方法与应用和近视监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20220531 |