一种可穿戴的电热贴片、其制备方法和应用

本发明属于医疗设备，具体涉及一种可穿戴的电热贴片、其制备方法和应用。

背景技术：

1、可穿戴设备为医疗提供了一个可不进行手术的替代平台，从诊断到疾病治疗，包括人体运动检测、电生理信号和生化症状记录、组织再生、癌症治疗等，皮肤可穿戴医疗保健设备引起了人们的极大兴趣。电刺激是一种重要的细胞活性物理调节方式，具有损伤小、诱导免疫反应低、操作可重复等优点。与其他机械或化学刺激相比，电刺激在调节细胞的迁移、增殖、分化和死亡方面具有极佳的优势，尤其适用于伤口愈合、神经恢复和癌症治疗。电刺激贴片可实现对整个肿瘤的良好覆盖，避免肿瘤细胞逃逸的风险。由此，智能可穿戴贴片为皮肤肿瘤在外界刺激下引发不可逆肿瘤细胞损伤提供了一种有前景的辅助治疗手段。

2、另外，光热治疗在肿瘤治疗中已备受关注。传统的光热材料贴片大多为在水凝胶中掺杂光热剂，用于光热转换产生热量，但传统光热材料用于贴片治疗难以与皮肤紧密接触，不具备透明性，无法实时、直观地检测材料下方的皮肤状况，可能导致过热或皮肤灼伤等不良效果。近年来，人们开发了多种基于焦耳热的热疗贴片，以及一些自产电贴片用于皮肤肿瘤治疗。热疗贴片通过调节施加不同参数的电，对温度调节进行抑制癌症，进一步实现癌症的治疗。而自产电贴片是在患者运动的过程中摩擦产电并作用于病灶部位，通过电刺激形式进行治疗。

3、现有的贴片制备一般都是在室温自动聚合固化，或者在紫外光照下固化；水凝胶贴片的主要成分是各种聚合物单体、交联剂和引发剂，通过不同的聚合物单体交联得到具有不同性质的水凝胶，水凝胶的分散介质主要成分为水。一些水凝胶贴片由于水分的蒸发，在快速响应及长期使用上存在问题，这些缺陷限制了它们的临床应用，因而迫切需要开发一种多响应、可长期穿戴的贴片。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种可穿戴型新材料电热贴片、其制备方法和生物医学方面的应用，所述可穿戴的贴片具有良好的导电性、光热性能以及良好的光学透明度，通过简单的外界施加电流及光照即可实现电热协同治疗，响应快速，可长期使用，并且可以实时观察治疗过程中皮肤的受热状况，利于用作医疗贴片。

2、本发明提供一种可穿戴的电热贴片，包括离子凝胶基体和掺杂其中的mxene纳米片；所述离子凝胶基体以离子液体为分散介质；所述电热贴片具有透明度。

3、在本发明的实施例中，所述离子液体为咪唑类无卤素离子液体，且可操作温度范围为40～300℃。

4、在本发明的实施例中，所述mxene纳米片为ti3c2tx纳米片，可选地掺杂浓度为0.1～1.0mg/ml。

5、在本发明的实施例中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯，所述离子凝胶基体的聚合物网络由丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂n,n′-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮反应形成。

6、本发明提供如前文所述的电热贴片的制备方法，包括以下步骤：

7、将mxene纳米片材料与离子凝胶前驱体掺杂混合，于模具中在紫外光照射下反应，得到所述可穿戴、具有透明度的电热贴片；

8、所述离子凝胶前驱体包含聚合单体和离子液体。

9、在本发明的实施例中，所述mxene纳米片材料通过氢氟酸刻蚀法制备获得。

10、在本发明的实施例中，所述聚合单体为丙烯酸和丙烯酰胺，两者物质的量之比为1∶1～5，优选为1∶2～3。

11、在本发明的实施例中，所述制备方法具体为：将聚合单体溶解于离子液体中，得到均质溶液；将mxene纳米片材料分散于所述离子液体后与均质溶液混合，再加入交联剂和光引发剂，得到前驱体溶液，倒入模具中在紫外光下照射，反应得到所述的电热贴片。

12、在本发明的实施例中，所述紫外光的强度为50～100mw/cm2，优选为50～60mw/cm2，照射反应3～10min。

13、本发明提供如前文所述的电热贴片在制备可穿戴医疗或保健设备中的应用，通过控制808nm激光的功率以及贴片的输入电压可调节参数。

14、与现有技术相比，本发明提出一种用于生物医学的可穿戴型mxene掺杂离子凝胶贴片——电热贴片，其具有透明度；实施例中的制备过程包括：首先通过刻蚀法制备获得mxene纳米片材料，然后通过将mxene纳米片掺杂到离子凝胶前驱体中，充分混合，在365nm激光下反应即获得贴片，可用于进一步的皮肤癌症治疗。该贴片被穿戴贴合皮肤表面，具有良好的导电性和光热性能，且该电热贴片具有良好的光学透明度，可实现电刺激与光热协同下黑色素瘤治疗的实时、直观检测，避免皮肤过热灼伤；电刺激联合光热治疗可取得良好的肿瘤消融效果。在应用过程中，可通过输入不同的电压改变通过的电流大小，调节808nm的激光照射功率获得不同的治疗温度。使用时可通过电流的刺激协同光热的治疗，多次治疗，使癌细胞在联合刺激下引发死亡程序，起到癌症治疗的效果。

15、此外，本发明所述的电热贴片制备简单快速，形状可通过模具的不同任意改变形状；并且具有一定的拉伸性能，在应用过程中可以很好地吻合使用者的皮肤处。

技术特征：

1.一种可穿戴的电热贴片，其特征在于，包括离子凝胶基体和掺杂其中的mxene纳米片；所述离子凝胶基体以离子液体为分散介质；所述电热贴片具有透明度。

2.根据权利要求1所述的电热贴片，其特征在于，所述离子液体为咪唑类无卤素离子液体，且可操作温度范围为40～300℃。

3.根据权利要求1所述的电热贴片，其特征在于，所述mxene纳米片为ti3c2tx纳米片，可选地掺杂浓度为0.1～1.0mg/ml。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电热贴片，其特征在于，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯，所述离子凝胶基体的聚合物网络由丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂n,n′-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮反应形成。

5.如权利要求1-4任一项所述的电热贴片的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述mxene纳米片材料通过氢氟酸刻蚀法制备获得。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合单体为丙烯酸和丙烯酰胺，两者物质的量之比为1：1～5。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：将聚合单体溶解于离子液体中，得到均质溶液；将mxene纳米片材料分散于所述离子液体后与均质溶液混合，再加入交联剂和光引发剂，得到前驱体溶液，倒入模具中在紫外光下照射，反应得到所述的电热贴片。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光的强度为50～100mw/cm2，照射反应3～10min。

10.如权利要求1-4任一项所述的电热贴片在制备可穿戴医疗或保健设备中的应用，如用作皮肤瘤治疗贴片或伤口愈合贴片；通过控制808nm激光的功率以及贴片的输入电压可调节参数。

技术总结
本发明属于医疗设备技术领域，本发明提供了一种可穿戴的电热贴片、其制备方法和应用，该电热贴片包括离子凝胶基体和掺杂其中的Mxene纳米片；所述离子凝胶基体以离子液体为分散介质；所述电热贴片具有透明度。其制备方法包括：将Mxene纳米片材料与离子凝胶前驱体掺杂混合，于模具中在紫外光照射下反应，得到所述可穿戴、具有透明度的电热贴片。所述可穿戴的贴片具有良好的导电性、光热性能以及良好的光学透明度，通过简单的外界施加电流及光照即可实现电热协同治疗，响应快速，可长期使用，并且可以实时观察治疗过程中皮肤的受热状况，利于用作医疗贴片。

技术研发人员：金永东,鞠兴锴,齐国华,孔娇
受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13