智能创可贴的制作方法

本发明属于医疗卫生用品技术领域，尤其涉及一种智能创可贴。

背景技术：

在日常生活中，人们常常因为不注意而擦伤或划伤自己，造成皮肤外部创伤，对于轻微创伤，人们往往不在意，不去处理，让其自己慢慢愈合，在这个过程中，往往会造成创伤面感染，伤口愈合难等问题。创可贴是一种便于携带的理想包扎用品，用于急性小伤口的止血、消炎及创口愈合，尤其是在野外受伤等外伤的包扎。目前，市面上的普通创可贴，通常分为织物材质的创可贴和普通塑料薄膜的创可贴，织物材质的创可贴不防水，且密封不严，特别是使用在活动关节部位，如手指关节，容易沾染上水，这样容易使伤口感染，从而引起伤口恶化，且由于伤口被包裹住，不能及时发现伤口感染，加重患者的痛苦；普通塑料膜的创可贴由于不透湿透气，使用时间长了易造成创伤面感染，使伤口难以愈合。虽然上述两类创可贴各有优劣，但均具有抗菌消炎、促进伤口愈合的功效。然而，在如今这个智能化时代，现有的创可贴显得功能单一，例如无法得知使用者的身体健康状况，因此，急需研发一种功能全面的创可贴。

众所周知，血液是流动在心脏和血管内的不透明红色液体，主要成分为血浆、血细胞和血小板三种。血细胞又分为红细胞和白细胞。血液中含有各种营养成分，如无机盐、氧、代谢产物、激素、酶和抗体等，有营养组织、调节器官活动和防御有害物质的作用。人体各器官的生理和病理变化，往往会引起血液成分的改变，故患病后常常要通过血检来诊断疾病。

也就是说，完全可以使用创可贴来完成血检的过程，因此，确有必要研发一款既安全舒适、使用方便，又能对使用者的健康状况进行检测的智能创可贴。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有创可贴功能单一，智能化程度低的不足，而提供一种既安全舒适、使用方便，又能对使用者的健康状况进行检测的智能创可贴。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能创可贴，包括创可贴本体，所述创可贴本体内设置有智能监测模块、以及与智能监测模块电性连接的电源模块，所述智能监测模块包括能够检测血液的血检芯片、与所述血检芯片电性连接的数据采集模块、以及将采集数据向智能终端传送的无线通信模块；所述血检芯片包括载体基片、设置于所述载体基片的导电基层、以及覆盖于所述导电基层的绝缘胶层，所述绝缘胶层开设有探针通孔，所述探针通孔设置有突出于绝缘胶层表面的纳米金属探针，所述纳米金属探针包括金属探针本体以及分布在金属探针本体表面的刺状凸起，所述刺状凸起及其周围附着有检测病原体的抗体分子，所述抗体分子为dna分子、rna分子和固定化酶分子中的至少一种。

其中，所述血检芯片能够进行实时的血液检查，能够在数分钟甚至数秒钟之内给出血液检测结果。从而让使用者能够及时知晓自己的健康状况，以便进行及时的疾病预防或治疗，同时免去了到医院进行抽血检查的麻烦，这极大地缩短了检测和治疗之间的间隔时间，使得使用者能够快速、低成本地获取诊断数据，而且相比于医院常规的血检，该血检芯片使得检测更方便、更高效。

本发明中血检芯片的检测原理是：通过抗体分子吸引和捕获可能在血液样本中存在的病原体分子，而纳米金属探针则相当于微传感器，当附着在其表面的抗体分子与病原体分子相结合时，纳米金属探针会产生电流，根据产生的电流的强弱来确定病原体分子的类型。

因为所有的dna片段都有很好的特性，都可以选择性地与另一段dna片段紧密结合。例如，通过设计并合成高度特异性的抗体分子，将该抗体分子附着在纳米金属探针上，以此捕捉血液中存在的金黄色葡萄球菌的dna分子，当该抗体分子与金黄色葡萄球菌的dna分子结合时，纳米金属探针就会产生电流。

此外，本发明中还可以附着固定化酶分子来检测血液中的成分指标，例如在纳米金属探针上附着固化的葡萄糖氧化酶，用来测量血液中葡萄糖的浓度；在纳米金属探针上附着固化的乳酸氧化酶，用来测量血液中乳酸的浓度；在纳米金属探针上附着固化的胆固醇氧化酶和胆固醇酯水解酶，用来测量血液中胆固醇的浓度；在纳米金属探针上附着固化的b-羟丁酸脱氢酶和还原性辅酶，用来测量血液中酮体的浓度。其原理是，这些固定化酶分子分别与血液中的血糖、胆固醇、乳酸、酮体等物质发生氧化还原反应，产生氧化电流，因此通过测量电流的大小即可测定血液中血糖、胆固醇、乳酸和酮体等物质的浓度。

需要说明的是，本发明可以在载体基片的表面设置多个纳米金属探针结构，在每个纳米金属探针上吸附不同类型的抗体分子。这样一来，在血检芯片上只需一滴血样，就能分析多种病原体，而大多数方法一次仅能检测一种病原体分子。

发明人在研究过程中发现，一滴血液样本中病原体分子的数量水平与医生用针头取出的血液样本相当。在这样的情况下，一滴血液样本的病原体分子通常不到1000个，甚至更少。即使调整了病原体分子的数量，使其在血液样本中的数量达到百万级别，检测到的电流信号也比较微弱。通过刺状凸起的分散作用，使得抗体分子周围有更大的空间，携带着病原体分子的液体流过这些空间也更容易，这样，抗体分子和病原体分子也就有多得多的机会彼此接触，从而有效提高检测的灵敏度和精确度。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述刺状凸起及其周围还附着有金属分子钌。其中，金属分子钌相当于放大器的作用，因为钌带有一个单位的正电荷，因此能吸附在带有一个负电荷的病原体分子上；这样，钌和病原体分子的复合体很容易从纳米金属探针上攫取电子，从而产生一股足以检测出的电流。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述金属探针本体包括设置于探针通孔内的金属柱体，以及突出于绝缘胶层表面的半球形金属基底，所述刺状凸起分布在所述半球形金属基底的表面。相比于方形结构，将金属探针本体的表面设计成半球形结构，这样能够有效增加金属探针的表面积，从而更有利于后续刺状凸起的“生长”，以及抗体分子的附着和分散。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述刺状凸起的高度为1~100nm。若刺状凸起的高度过小，则无法起到有效分散抗体分子的作用；若刺状凸起的高度过大，分散抗体分子效果不增反降，这样不仅会增加制造成本，同时也会增加整个血检芯片的体积。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述血检芯片的制作方法包括以下步骤：

步骤一、对载体基片进行表面清洁处理，然后依次涂覆导电基层和光刻胶层，接着在紫外光的照射下进行曝光和显影，并使用金属蚀刻剂去除未曝光的导电基层，以形成所需的电路图形；

步骤二、剥离光刻胶层，并进行清洗和干燥处理，然后涂覆绝缘胶层，并对绝缘胶层进行打通孔处理，得到含探针通孔的芯片基板；

步骤三、将芯片基板放入含有金属盐溶液的电镀槽中，接通电源，对探针通孔进行电镀，控制电镀的电压为5μv~500mv，电镀的电流为0.01μa~100ma，电镀持续的时间为1~30min；

步骤四、待电镀完成后，在25~85℃的温度下进行真空干燥1~10h，得到表面分布有刺状凸起的纳米金属探针；

步骤五、在刺状凸起及其周围负载检测病原体的抗体分子，然后进行封装处理，即得到所述的血检芯片。

其中，载体基片为硅基片、石墨烯基片或碳化硅基片，其均为优异的芯片载体，为高精度的血检芯片提供重要基础；绝缘胶层则起到绝缘钝化作用，以便于纳米金属探针的制作；导电基层则用于电流的传导和检测连接。

需要说明的是，血检芯片制作过程中，电镀的时间是关键，如果电镀的时间过长，就无法得到含纳米刺状凸起的金属探针结构；但电镀的时间过短，金属探针结构刚到纳米级就停止“生长”，同样无法得到所需的纳米金属探针。此外，对电镀电压/电流的控制也是极其重要，否则，电镀电压/电流过高或过低也无法得到所需的纳米金属探针。

作为本发明智能创可贴的一种改进，步骤三中所述金属盐溶液由haucl4和hcl按体积比1：（1~10）混合而成，其中haucl4的浓度为5~100mmol/l，hcl的浓度为10~500mmol/l。金是电流的良好导体，因此，选择纳米金探针能够有效提高检测的灵敏度和精确度。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述创可贴本体包括粘性背衬及粘合于所述粘性背衬的护创垫，所述护创垫位于粘性背衬的中部，所述粘性背衬的两端分别设有离型纸，所述离型纸的一端与所述粘性背衬的端部粘合，所述离型纸的另一端覆盖在所述护创垫的表面。其中，粘性背衬、护创垫和离型纸的用材，以及创可贴本体的具体制备方法可参考中国专利cn104208744，这里不再赘述。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述粘性背衬采用pu膜、pe或peva，涂以低过敏医用压敏胶制得；采用该粘性背衬可使创可贴具有良好的防水效果。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述粘性背衬采用弹力布，涂以低过敏医用压敏胶制得；采用该粘性背衬可使创可贴具有良好的弹性。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述粘性背衬采用无纺布或打孔pe，涂以低过敏医用压敏胶制得；采用该粘性背衬可使创可贴具有良好的透气效果。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述护创垫采用无纺织物涂覆聚维酮碘制得；优选地，所述无纺织物中聚维酮碘的含量在0.005～1.5g/m²之间。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述智能监测模块设置在护创垫和粘性背衬之间。这样通过护创垫将初始流出的血液可能含有的血凝块滤除，相当于对血液进行了纯化，防止影响血检芯片的检测结果。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述智能终端与云端服务器连接，所述智能终端为手机、电脑和可穿戴设备中的至少一种。本发明通过使智能终端与云端服务器连接，这样可以将每次采集和分析的数据存储到云端服务器，从而建立个人数据库，为日后疾病诊断提供重要参考。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述无线通信模块为蓝牙、rfid、z-wave、homerf、zigbee、uwb、nfc、irda和wi-fi中的至少一种。

作为本发明智能创可贴的一种改进，所述智能监测模块还包括传感器，所述传感器与所述数据采集模块电性连接，所述传感器为温度传感器、湿度传感器、流量传感器、压力传感器和热敏传感器中的至少一种。其主要作用为对创可贴的内部环境和对血液生理数据的分析和检测；例如，通过温度和湿度传感器可以监测创可贴的内部环境，并通过智能终端提醒使用者在合适的时间更换创可贴；而且，还可以通过设置不同功能的传感器识别血液的颜色，ph值，及细菌浓度等生理数据，并将采集的数据通过无线通信模块传送到智能终端，通过进行数据分析比较可以推断出使用者的生理状况，如果发现生理有异常时将会提醒使用者及时去医院检查治疗，全面保障使用者健康。

本发明的有益效果在于：本发明不仅具有一般创可贴的功能而且融合先进的电子科技技术，通过创可贴本体内的血检芯片能够在数分钟甚至数秒钟之内给出血液检测结果，并能及时将检测结果通过无线通信传送到智能终端，得到专业的结果分析，从而让使用者能够及时知晓自己的健康状况，以便进行及时的疾病预防或治疗；同时免去了平时到医院进行抽血检查的麻烦，这极大地缩短了检测和治疗之间的间隔时间，使得使用者能够快速、低成本地获取诊断数据，而且相比于医院常规的血检，该血检芯片使得检测更方便、更高效，其通过进行数据分析比较可以推断出使用者的生理状况，如果发现生理有异常时将会提醒使用者及时去医院检查治疗，全面保障使用者健康，提升生活质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的纵向剖视图。

图3为本发明的工作流程图。

图4为本发明中血检芯片的结构示意图。

图5为本发明中血检芯片的纵向剖视图。

图6为本发明中血检芯片检测病原体时的结构示意图。

图中：

1-创可贴本体；

11-粘性背衬；12-护创垫；13-离型纸；

2-智能监测模块；

21-血检芯片；211-载体基片；212-导电基层；213-绝缘胶层；214-探针通孔；215-纳米金属探针；2151-金属探针本体；21511-金属柱体；21512-金属基底；2152-刺状凸起；2153-抗体分子；216-病原体分子；

22-传感器；23-数据采集模块；24-无线通信模块；

3-电源模块；

4-智能终端；

5-云端服务器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不限于此。

如图1~6所示，一种智能创可贴，包括创可贴本体1，创可贴本体1内设置有智能监测模块2、以及与智能监测模块2电性连接的电源模块3。

创可贴本体1包括粘性背衬11及粘合于粘性背衬11的护创垫12，护创垫12位于粘性背衬11的中部，粘性背衬11的两端分别设有离型纸13，离型纸13的一端与粘性背衬11的端部粘合，离型纸13的另一端覆盖在护创垫12的表面。其中，粘性背衬11可以采用pu膜、pe或peva，涂以低过敏医用压敏胶制得，这样可使创可贴具有良好的防水效果；粘性背衬11也可以采用弹力布，涂以低过敏医用压敏胶制得，这样可使创可贴具有良好的弹性；粘性背衬11还可以采用无纺布或打孔pe，涂以低过敏医用压敏胶制得，这样可使创可贴具有良好的透气效果；而护创垫12采用无纺织物涂覆云南白药或涂覆聚维酮碘制得，优选地，云南白药或无纺织物中聚维酮碘的含量在0.005～1.5g/m²之间。

智能监测模块2包括能够检测血液的血检芯片21、与血检芯片21电性连接的数据采集模块23、以及将采集数据向智能终端4传送的无线通信模块24，使智能终端4与云端服务器5连接，这样可以将每次采集和分析的数据存储到云端服务器5，从而建立个人数据库，为日后疾病诊断提供重要参考。其中，智能终端4为手机、电脑和可穿戴设备中的至少一种；无线通信模块24为蓝牙、rfid、z-wave、homerf、zigbee、uwb、nfc、irda和wi-fi中的至少一种。

优选的，本发明的智能监测模块2设置在护创垫12和粘性背衬11之间；这样通过护创垫12将初始流出的血液可能含有的血凝块滤除，相当于对血液进行了纯化，防止影响血检芯片21的检测结果。

其中，血检芯片21包括载体基片211、设置于载体基片211的导电基层212、以及覆盖于导电基层212的绝缘胶层213，绝缘胶层213开设有探针通孔214，探针通孔214设置有突出于绝缘胶层213表面的纳米金属探针215，纳米金属探针215包括金属探针本体2151以及分布在金属探针本体2151表面的刺状凸起2152，刺状凸起2152及其周围附着有检测病原体的抗体分子2153，抗体分子2153为dna分子、rna分子和固定化酶分子中的至少一种。

本发明的血检芯片21能够进行实时的血液检查，能够在数分钟甚至数秒钟之内给出血液检测结果；从而让使用者能够及时知晓自己的健康状况，以便进行及时的疾病预防或治疗，同时免去了到医院进行抽血检查的麻烦，这极大地缩短了检测和治疗之间的间隔时间，使得使用者能够快速、低成本地获取诊断数据，而且相比于医院常规的血检，该血检芯片21使得检测更方便、更高效。

本发明中血检芯片21的检测原理是：通过抗体分子2153吸引和捕获可能在血液样本中存在的病原体分子216，而纳米金属探针215则相当于微传感器，当附着在其表面的抗体分子2153与病原体分子216相结合时，纳米金属探针215会产生电流，根据产生的电流的强弱来确定病原体分子216的类型。

因为所有的dna片段都有很好的特性，都可以选择性地与另一段dna片段紧密结合。例如，通过设计并合成高度特异性的抗体分子2153，将该抗体分子2153附着在纳米金属探针215上，以此捕捉血液中存在的金黄色葡萄球菌的dna分子，当该抗体分子2153与金黄色葡萄球菌的dna分子结合时，纳米金属探针215就会产生电流。

此外，本发明中还可以附着固定化酶分子来检测血液中的成分指标，例如在纳米金属探针215上附着固化的葡萄糖氧化酶，用来测量血液中葡萄糖的浓度；在纳米金属探针215上附着固化的乳酸氧化酶，用来测量血液中乳酸的浓度；在纳米金属探针215上附着固化的胆固醇氧化酶和胆固醇酯水解酶，用来测量血液中胆固醇的浓度；在纳米金属探针215上附着固化的b-羟丁酸脱氢酶和还原性辅酶，用来测量血液中酮体的浓度。其原理是，这些固定化酶分子分别与血液中的血糖、胆固醇、乳酸、酮体等物质发生氧化还原反应，产生氧化电流，因此通过测量电流的大小即可测定血液中血糖、胆固醇、乳酸和酮体等物质的浓度。

需要说明的是，本发明可以在载体基片211的表面设置多个纳米金属探针215结构，在每个纳米金属探针215上吸附不同类型的抗体分子2153。这样一来，在血检芯片21上只需一滴血样，就能分析多种病原体，而大多数方法一次仅能检测一种病原体分子216。

发明人在研究过程中发现，一滴血液样本中病原体分子216的数量水平与医生用针头取出的血液样本相当。在这样的情况下，一滴血液样本的病原体分子216通常不到1000个，甚至更少。即使调整了病原体分子216的数量，使其在血液样本中的数量达到百万级别，检测到的电流信号也比较微弱。通过刺状凸起2152的分散作用，使得抗体分子2153周围有更大的空间，携带着病原体分子216的液体流过这些空间也更容易，这样，抗体分子2153和病原体分子216也就有多得多的机会彼此接触，从而有效提高检测的灵敏度和精确度。

作为本发明的优选方案，刺状凸起及其周围还附着有金属分子钌。其中，金属分子钌相当于放大器的作用，因为钌带有一个单位的正电荷，因此能吸附在带有一个负电荷的病原体分子216上；这样，钌和病原体分子216的复合体很容易从纳米金属探针215上攫取电子，从而产生一股足以检测出的电流。

作为本发明的优选方案，金属探针本体2151包括设置于探针通孔214内的金属柱体21511，以及突出于绝缘胶层213表面的半球形金属基底21512，刺状凸起2152分布在半球形金属基底21512的表面。相比于方形结构，将金属探针本体2151的表面设计成半球形结构，这样能够有效增加金属探针的表面积，从而更有利于后续刺状凸起2152的“生长”，以及抗体分子2153的附着和分散。

作为本发明的优选方案，刺状凸起2152的高度为1~100nm。若刺状凸起2152的高度过小，则无法起到有效分散抗体分子2153的作用；若刺状凸起2152的高度过大，分散抗体分子2153效果不增反降，这样不仅会增加制造成本，同时也会增加整个血检芯片21的体积。

作为本发明的优选方案，血检芯片21的制作方法包括以下步骤：

步骤一、对载体基片211进行表面清洁处理，然后依次涂覆导电基层212和光刻胶层，接着在紫外光的照射下进行曝光和显影，并使用金属蚀刻剂去除未曝光的导电基层212，以形成所需的电路图形；其中，导电基层212为导电金属层，优选为金层或铜层，光刻胶层优选su-8光刻胶；

步骤二、剥离光刻胶层，并进行清洗和干燥处理，然后涂覆绝缘胶层213，并对绝缘胶层213进行打通孔处理，得到含探针通孔214的芯片基板；其中，绝缘胶层213为酚醛树脂层、环氧树脂层、聚酰亚胺树脂层、聚酯树脂层、聚苯醚树脂层、氰酸酯树脂层或聚四氟乙烯树脂层；

步骤三、将芯片基板放入含有金属盐溶液的电镀槽中，接通电源，对探针通孔214进行电镀，控制电镀的电压为5μv~500mv，电镀的电流为0.01μa~100ma，电镀持续的时间为1~30min；

步骤四、待电镀完成后，在25~85℃的温度下进行真空干燥1~10h，得到表面分布有刺状凸起2152的纳米金属探针215；

步骤五、在刺状凸起2152及其周围负载检测病原体的抗体分子2153，然后进行封装处理，即得到的血检芯片21。

其中，载体基片211为硅基片、石墨烯基片或碳化硅基片，其均为优异的芯片载体，为高精度的血检芯片21提供重要基础；绝缘胶层213则起到绝缘钝化作用，以便于纳米金属探针215的制作；导电基层212则用于电流的传导和检测连接。

需要说明的是，血检芯片21制作过程中，电镀的时间是关键，如果电镀的时间过长，就无法得到含纳米刺状凸起2152的金属探针结构；但电镀的时间过短，金属探针结构刚到纳米级就停止“生长”，同样无法得到所需的纳米金属探针215。此外，对电镀电压/电流的控制也是极其重要，否则，电镀电压/电流过高或过低也无法得到所需的纳米金属探针215。

作为本发明的优选方案，步骤三中金属盐溶液由haucl4和hcl按体积比1：（1~10）混合而成，其中haucl4的浓度为5~100mmol/l，hcl的浓度为10~500mmol/l。金是电流的良好导体，因此，选择纳米金探针能够有效提高检测的灵敏度和精确度。

作为本发明的优选方案，智能监测模块2还包括传感器22，传感器22与数据采集模块23电性连接，传感器22为温度传感器、湿度传感器、流量传感器、压力传感器和热敏传感器中的至少一种。其主要作用是对创可贴的内部环境和对血液生理数据的分析和检测；例如，通过温度和湿度传感器可以监测创可贴的内部环境，并通过智能终端4提醒使用者在合适的时间更换创可贴；而且，还可以通过设置不同功能的传感器22识别血液的颜色，ph值，及细菌浓度等生理数据，并将采集的数据通过无线通信模块24传送到智能终端4，通过进行数据分析比较可以推断出使用者的生理状况，如果发现生理有异常时将会提醒使用者及时去医院检查治疗，全面保障使用者健康。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。