CN107412949B - 促伤口愈合电子敷贴及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为解决伤者难愈合伤口造成的负担，提供一种促伤口愈合的电子敷贴，包括电刺激装置、电子敷贴和信号发射装置；信号发射装置与电刺激装置信号相连，电刺激装置与电子敷贴相连接；电刺激装置包括电源，MCU、蓝牙通信模块、恒流源电路和输出接口；本发明还提出该促伤口愈合的电子敷贴的使用方法；电刺激装置、电子敷贴和信号发射装置上电后工作，信号发射装置下发控制指令至电刺激装置；电刺激装置接收信号发射装置下发的控制指令，并根据指令控制并监测电子敷贴工作；电子敷贴对伤口外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合。本发明通过电子敷贴对伤口电刺激的同时，引导细胞做定向迁移有效的促进了伤口的恢复。
Description
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体涉及促伤口愈合电子敷贴及其使用方法。
背景技术
难愈合伤口给病人造成负担，但目前尚无新型有效的修复治疗技术。皮肤伤口存在生理性电场，生理性电场能引导细胞定向迁移。目前，认为生理性电场是伤口愈合过程中最强的方向信号，外加生理性强度电场能促进伤口愈合，能够治疗难愈合性伤口。
现有的电刺激促进伤口愈合电子敷贴，大多采用电刺激方式使伤口处血液循环加快，加快药物进入皮肤，从而促进伤口的愈合，但由于电刺激没有方向性，电场强度也非生理性强度，不能引导细胞做定向迁移，对于难愈合的伤口治疗效果不佳。
发明内容
本发明所要解决的问题提供一种促伤口愈合的电子敷贴及其使用方法，本发明结构简单，能够引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种促伤口愈合的电子敷贴，包括电刺激装置、电子敷贴和信号发射装置；所述信号发射装置与电刺激装置信号相连，所述电刺激装置与电子敷贴相连接；
所述电刺激装置包括电源，MCU、蓝牙通信模块、恒流源电路和输出接口；所述MCU、蓝牙通信模块、恒流源电路均与电源相连；所述蓝牙通信模块、恒流源电路以及输出接口均与MCU相连；所述恒流源电路与输出接口相连。
作为本发明促伤口愈合的电子敷贴的改进：所述电子敷贴包括柔性基底，以及设在柔性基底上的电极，所述电极采用铜电极；
所述电极包括中心电极和外圈电极组件，所述中心电极与输出接口的负极相连，所述外圈电极组件与输出接口的正极相连。
作为本发明促伤口愈合的电子敷贴进一步改进：所述外圈电极组件包括至少两圈圆心重合的外圈电极。
作为本发明促伤口愈合的电子敷贴进一步改进：所述柔性基底采用聚酰亚胺基复合材料，所述电极表面设有镀金层。
本发明还同时提供了一种促伤口愈合电子敷贴的使用方法，包含以下步骤：
1)、电刺激装置、电子敷贴和信号发射装置上电后工作，信号发射装置下发控制指令至电刺激装置；
2)、电刺激装置接收步骤1)中信号发射装置下发的控制指令，根据指令控制并监测电子敷贴工作；
3)、电子敷贴对伤口外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合。
作为本发明促伤口愈合的电子敷贴的使用方法的改进：
所述步骤2)中电刺激装置的蓝牙通信模块与信号发射装置信号相连，接收信号发射装置发送的控制指令，并将指令信息传输给MCU；
所述MCU接收蓝牙通信模块传输的指令信息后，根据指令信息控制恒流源电路输出相应电流，并检测电源电压和输出接口的电流；
所述恒流源电路通过MCU的控制，向输出接口输出恒定的电流；
所述输出接口与电子敷贴相连，向电子敷贴输出恒定的电流。
作为本发明促伤口愈合的电子敷贴的使用方法的进一步改进：
所述MCU将检测到的电源电压和输出接口的电流信息通过蓝牙通信模块发送至信号发射装置。
本发明的技术优势在于：
1、本发明能够在伤口处外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合；
2、本发明能够通过信号发射装置控制电刺激的电流和刺激时间，电刺激装置工作时对供电情况及电子敷贴工作情况进行实时检测，并反馈至信号发射装置，发生故障时用户能够及时发现并解决相应问题；
3、本发明的电子敷贴上设有多种直径的外圈电极，满足不同面积的伤口的使用需求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明促伤口愈合电子敷贴的电刺激装置模块示意图；
图2为本发明促伤口愈合电子敷贴的电子敷贴2电路示意图；
图3为本实施例1中100uA组和50uA组大鼠皮肤伤口愈合趋势示意图；
图4为本实施例1中100μA组与空白对照组大鼠皮肤伤口愈合对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1、促伤口愈合电子敷贴，如图1-4所示，包括电刺激装置、电子敷贴2和信号发射装置；其中信号发射装置与电刺激装置信号相连，信号发射装置用于下发控制指令至电刺激装置，控制指令包括电刺激的电流、持续时间等参数；电刺激装置与电子敷贴2相连接，电刺激装置将根据所接受的控制指令控制并检测电子敷贴2的工作，并将检测情况实时反馈至信号发射装置；电子敷贴2用于对伤口外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合，其中人生理性电场强度在25-200mV/mm，使用时将电子敷贴2粘在伤口处。
如图1所示，电刺激装置包括电源10，MCU11、蓝牙通信模块12、恒流源电路13和输出接口14；MCU11、蓝牙通信模块12、恒流源电路13均与电源10相连；蓝牙通信模块12、恒流源电路13以及输出接口14均与MCU11相连；恒流源电路13与输出接口14相连；
其中蓝牙通信模块12与信号发射装置信号相连，用于接收信号发射装置发送的控制指令，并通过串口与MCU11相互通讯；蓝牙通信模块12通过串口将指令信息传输给MCU11；并在电刺激装置工作过程中接收MCU11所检测到的信息，将该信息通过信号发射装置反馈给用户。
MCU11用于接收蓝牙通信模块12传输的指令信息，根据信号发射装置的指令信息控制恒流源电路13输出相应电流，具体控制方式为，MCU11接收到相应的指令后，使D/A转换器(Digital to Analog converter，数模转换器，可将数字信号转换为模拟信号的电路)输出一个控制恒流源电路13的输入电压，该输入电压在0-3V之间，使目标电流为0-100uA之间，即，经过恒流源电路13的转换，从而向输出接口14输出需要的电流，该电流在0-100μA之间，能够精确到1μA。同时MCU11对输出接口14进行检测，确保输出接口14的电流值为信号发射装置所设定的值。MCU11同时检测电源10，防止电量过低电刺激装置无法正常工作。MCU11将检测的信息，即输出接口14的电流值，电源10的电压值以及电子敷贴2工作时间等信息通过蓝牙通信模块12发送至信号发射装置，在电刺激装置出现故障时能跟及时提醒用户进行处理。
如图2所示，电子敷贴2包括采用聚酰亚胺基复合材料制成的柔性基底，以及设在柔性基底上的电极，该电极采用铜电极电极表面设有镀金层；电极包括中心电极和外圈电极组件，中心电极与输出接口14的负极相连，外圈电极组件与输出接口14的正极相连。其中外圈电极组件包括至少两圈圆心重合的外圈电极。
本实施例中电子敷贴2采用厚度为0.1mm的聚酰亚胺基复合材料(PI)作为基底绝缘材料，在基底材料上压合厚0.5oz的铜箔进行导电，该铜箔形成2圈铜电极。为了保护电极，防止电极被电化学反应过度腐蚀，在铜表面用电镀厚度0.075μm金箔。本实施例中基底为直径为30mm的圆。基底上三圈铜电极分别为中心电极和两圈外圈电极，其中中心电极为直径为3.5mm的圆形电极片，与输出接口14的负极连接；两圈外圈电极为正电极，直径分别为20mm和10mm,两圈外圈电极上所设的圆形电极片直径分别为3mm、2mm，用户可根据伤口的大小，选择合适的外圈电极与输出接口14的正极连接。
该促伤口愈合电子敷贴工作流程如下：
1)、电刺激装置、电子敷贴2和信号发射装置上电后工作，信号发射装置下发控制指令至电刺激装置；控制指令包括控制电子敷贴2输出恒流电流强度及持续时间等参数信息。
2)、电刺激装置接收步骤1)中信号发射装置下发的控制指令，根据指令控制并监测电子敷贴2工作；
电刺激装置中的蓝牙通信模块12与信号发射装置信号相连。信号发射装置发送开启指令至蓝牙通信模块12，并通过蓝牙通信模块12传递给MCU11，实现设置中的恒定电流的输出接收信号发射装置发送的控制指令，MCU11接收蓝牙通信模块12传输的指令信息后，根据指令信息控制恒流源电路13输出相应电流并设置对应的工作时间，并检测电源10电压和输出接口14的电流；恒流源电路13通过MCU11的控制，向输出接口14输出恒定的电流；输出接口14与电子敷贴2相连，向电子敷贴2输出恒定的电流。MCU11将检测到的电源10电压和输出接口14的电流信息通过蓝牙通信模块12发送至信号发射装置。
3)、电子敷贴2对伤口外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合。
电子敷贴2每隔30秒检测负载，如果没接负载，电刺激装置会通过蓝牙通信模块12反馈信息(未接负载信息)给信号发射装置，信号发射装置会提示负载未接好；
SD大鼠皮肤伤口生理性电场强度与人类相近，生理性电场对应的电流密度为5-40uA/cm2，实验大鼠伤口面积约1.1cm2,计算总电流约为5-44uA.考虑到理论流强度与实际情况有差异，我们外加5，50，100uA三种。实验内容如下：
取60只经7～10天适应性饲养的SD大鼠，该SD大鼠体重为250～300g之间，雄雌各半数，将SD大鼠随机分为3组实验组，以及3组对照组，每组各10只SD大鼠。用10％(w/v)水合氯醛腹腔注射(0.3ml/100g)麻醉，背部脱毛，俯卧位固定于实验操作台上，背部消毒后于脊柱两侧等距离部位，用灭菌的外直径为12mm的不锈钢环钻垂直于鼠背皮肤各压出1个环形印迹，以压出可视痕迹为度，用手术剪沿压痕剪去环内全层皮肤，致伤后创面暴露。
24小时后，重新麻醉SD大鼠，并取少量水凝胶涂于电子敷贴2中心电极，将电子敷贴2用胶带固定在实验组中SD大鼠的皮肤伤口上，中心电极对准皮肤伤口中心。电刺激装置上电，信号发射装置与通过蓝牙通信模块12与电刺激装置信号相连，信号发射装置控制电子敷贴2外加的总电流大小，三组实验组所外加的电流分别为5μA、50μA和100μA，电子敷贴2每天均连续工作1小时。SD大鼠均单笼饲养，每日碘伏消毒。相关操作均遵循国家及浙江大学实验动物学部有关动物伦理规定及条例。
观测指标:创面大小采用相机每天于大鼠麻醉后加电刺激前拍摄照片记录，用Image J医学图像分析软件(美国国立卫生研究院)测算创面面积。数据以x±s.d.表示，采用SPSS 18.0统计软件进行重复测量设计的方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。
实验组1：电子敷贴2外加的电流为5μA；
研究发现，实验组1与同期饲养的对照组1伤口愈合没有显著差异；
实验组2：电子敷贴2外加的电流为50μA，
研究发现，实验组2与同期饲养的对照组2伤口愈合前期收缩变快，伤口表面湿润度提高；实验组2与同期饲养的对照组2大鼠皮肤伤口愈合趋势图如图3右图所示。
实验组3：电子敷贴2外加的电流为100μA；
如图4所示。图4中的第一行，即Day1中的EF组为100μA电刺激组实验开始第1天1-10号大鼠伤口大小情况；第二行，即Day1中的Ctrl组为空白对照组实验开始第1天1-10号大鼠伤口大小情况。电刺激7天后，第三行，即Day2中的EF组为100μA电刺激组实验开始第7天1-10号大鼠伤口大小情况；第四行，即Day1中的Ctrl组为空白对照组实验开始第7天1-10号大鼠伤口大小情况。
研究发现，实验组3与同期饲养的对照组3伤口愈合伤口愈合前期收缩变快，伤口表面湿润度提高；实验组3与同期饲养的对照组3大鼠皮肤伤口愈合趋势图如图3左图所示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照签署各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前处各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例方案的范围。
Claims (5)
1.促伤口愈合电子敷贴，其特征在于：
所述促伤口愈合电子敷贴包括电刺激装置、电子敷贴(2)和信号发射装置；所述信号发射装置与电刺激装置信号相连，所述电刺激装置与电子敷贴(2)相连接；
所述电刺激装置包括电源(10)，MCU(11)、蓝牙通信模块(12)、恒流源电路(13)和输出接口(14)；所述MCU(11)、蓝牙通信模块(12)、恒流源电路(13)均与电源(10)相连；所述蓝牙通信模块(12)、恒流源电路(13)以及输出接口(14)均与MCU(11)相连；所述恒流源电路(13)与输出接口(14)相连；
所述电子敷贴(2)包括柔性基底，以及设在柔性基底上的电极，所述电极采用铜电极；
所述电极包括中心电极和外圈电极组件，所述中心电极与输出接口(14)的负极相连，所述外圈电极组件与输出接口(14)的正极相连；
所述促伤口愈合电子敷贴的工作方式为：
1)、电刺激装置、电子敷贴(2)和信号发射装置上电后工作，信号发射装置下发控制指令至电刺激装置；控制指令包括控制电子敷贴(2)输出恒流电流强度及持续时间等参数信息；
电流为50～100μA；
2)、电刺激装置接收步骤1)中信号发射装置下发的控制指令，根据指令控制并监测电子敷贴(2)工作；
3)、电子敷贴(2)对伤口外加生理性强度的直流电场，引导细胞做定向迁移，促进伤口的愈合。
2.根据权利要求1所述的促伤口愈合电子敷贴，其特征在于：
所述外圈电极组件包括至少两圈圆心重合的外圈电极。
3.根据权利要求2所述的促伤口愈合电子敷贴，其特征在于：
所述柔性基底采用聚酰亚胺基复合材料，所述电极表面设有镀金层。
4.根据权利要求1～3任一所述的促伤口愈合电子敷贴，其特征在于：
所述步骤2)中电刺激装置的蓝牙通信模块(12)与信号发射装置信号相连，接收信号发射装置发送的控制指令，并将指令信息传输给MCU(11)；
所述MCU(11)接收蓝牙通信模块(12)传输的指令信息后，根据指令信息控制恒流源电路(13)输出相应电流，并检测电源(10)电压和输出接口(14)的电流；
所述恒流源电路(13)通过MCU(11)的控制，向输出接口(14)输出恒定的电流；
所述输出接口(14)与电子敷贴(2)相连，向电子敷贴(2)输出恒定的电流。
5.根据权利要求4所述的促伤口愈合电子敷贴，其特征在于：
所述MCU(11)将检测到的电源(10)电压和输出接口(14)的电流信息通过蓝牙通信模块(12)发送至信号发射装置。
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2017
- 2017-06-22 CN CN201710479121.2A patent/CN107412949B/zh active Active
Patent Citations (4)
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Zhengping Inventor after: Zhao Hui Inventor after: Zhang Yan Inventor after: Wang Jun Inventor before: Xu Zhengping Inventor before: Zhao Hui Inventor before: Zhang Yan Inventor before: Wang Jun |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |