本發(fā)明涉及到血管壁壓力檢測，尤其涉及到一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、心腦血管疾病是全球主要的死亡原因之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(who)的數(shù)據(jù)，每年約有1700萬人死于心腦血管疾病，占全球死亡總?cè)藬?shù)的三分之一左右。通過研發(fā)和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，可以顯著降低心腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率。這些疾病包括煙霧病，它是一種特殊類型的腦血管疾病，主要由頸內(nèi)動脈末端及大腦前、中動脈起始部的進(jìn)行性狹窄或閉塞引起，進(jìn)而在腦底形成異常血管網(wǎng)。

2、目前，外科血運(yùn)重建手術(shù)被認(rèn)為是治療煙霧病的主要方法之一，涵蓋了直接、間接和聯(lián)合血運(yùn)重建術(shù)等多種技術(shù)。特別是直接血運(yùn)重建術(shù)(搭橋)，通過顯著改善腦血流動力學(xué)，已被廣泛應(yīng)用。然而，術(shù)后可能出現(xiàn)的缺血和腦過度灌注綜合征等并發(fā)癥，尤其是高灌注綜合征的發(fā)生率不容忽視，它可能導(dǎo)致患者頭痛、局部神經(jīng)功能障礙甚至永久性損傷。

3、在這一背景下，精準(zhǔn)預(yù)測和有效治療高灌注綜合征變得尤為重要。血管壁壓力的變化被認(rèn)為是預(yù)測高灌注綜合征風(fēng)險的關(guān)鍵指標(biāo)之一，因為它直接反映了局部腦血流量的變化。然而，由于搭橋手術(shù)中涉及的血管非常細(xì)小且易受損，傳統(tǒng)的傳感器并不適用于這種微小血管。因此，急需一種能夠精準(zhǔn)檢測煙霧病搭橋前后血管壁壓力的傳感器，以保證手術(shù)的成功和推動科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個優(yōu)勢在于提供一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，能夠應(yīng)用于煙霧病搭橋前后血管壁壓力的檢測，使用方便，檢測精準(zhǔn)。

2、本發(fā)明的一個優(yōu)勢在于提供一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，在煙霧病患者接受搭橋手術(shù)前后，能夠很好貼合細(xì)小血管曲面的優(yōu)勢實時監(jiān)測血管壁壓力的變化，并將微小的血管壁壓力變化轉(zhuǎn)換為毫伏級電信號輸出，通過分析這些數(shù)據(jù)，可以深入了解血管壁壓力與高灌注綜合征發(fā)生率之間的關(guān)系，為個性化干預(yù)措施提供科學(xué)依據(jù)，從而減少術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險，推動心腦血管疾病治療的精準(zhǔn)化和個性化，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用和臨床實踐的進(jìn)步。

3、本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，通過超薄柔性壓電傳感器制造技術(shù)及精密封裝技術(shù)制備出超薄柔性壓電傳感器，利用黏附力使其很好的與血管壁貼合，使測試更加精準(zhǔn)便捷。

4、本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，利用壓電薄膜傳感器高分辨率的優(yōu)勢測試搭橋前后血管壁壓力差與高灌注綜合征發(fā)生率之間的關(guān)聯(lián)性。

5、本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，利用所述超薄柔性壓電傳感器的超薄特性，能夠很好的與血管壁貼合，貼合后與血管壁之間無夾角，能夠很好的呈現(xiàn)出血管的圓柱形凸起，保證壓力檢測的準(zhǔn)確性。

6、根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種超薄柔性壓電傳感器的制備方法，包括以下步驟：

7、(s10)制備高性能的粒子型壓電復(fù)合材料；

8、(s20)制備超薄壓電薄膜；

9、(s30)極化；以及

10、(s40)封裝。

11、其中在上述步驟中，利用表面改性法，增加壓電粒子與高分子基體間的結(jié)合力，制備出高性能的粒子型壓電復(fù)合材料。

12、其中在所述步驟(s10)中，粒徑500nm的稱取pzt粉末，加無水乙醇超聲處理，烘干，將烘干后的pzt粉末加入kbm-503硅烷偶聯(lián)劑和丙酮的混合溶液中，經(jīng)過超聲分散使粒子分散充分改性，在磁力攪拌器上50℃，800r/min，攪拌2h，再靜置反應(yīng)，過濾出粒子，烘干，最后用無水乙醇和去離子水分別清洗兩次完全去除多余未反應(yīng)的偶聯(lián)劑，再次烘干，等待備用。

13、其中所述步驟(s20)包括以下步驟：(s201)制備pzt和thf的懸濁液；(s202)稱取高分子材料加入上述懸濁液中；(s203)在磁力攪拌器上攪拌溶解，得到pzt和高分子材料混合溶液；(s204)靜置除氣泡；以及(s205)將pzt/高分子材料的漿料經(jīng)過涂布機(jī)，制備成超薄壓電薄膜。

14、其中所述高分子材料為pu(聚氨酯)、tpu(熱塑性聚氨酯)、pvdf(聚偏氟乙烯)或pi(聚亞酰胺)中的一種。

15、根據(jù)本發(fā)明一實施例，其中在所述步驟(s20)中，首先，稱取pu加入pzt和thf的懸濁液中，pu：thf的質(zhì)量比＝1:8，在磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行溶解，攪拌轉(zhuǎn)速1200r/min，溶解時間為48h，得到pzt和pu混合溶液；pzt和pu混合溶液中，pzt質(zhì)量/pzt+pu質(zhì)量＝80％；其次，靜置除氣泡時間為48h；最后，將pzt/pu漿料經(jīng)過涂布機(jī)制備成厚度為50μm的超薄壓電薄膜。

16、根據(jù)本發(fā)明一實施例，其中所述步驟(s20)包括以下步驟：(s201)將pzt和thf混合，并用超聲分散儀進(jìn)行超聲處理；(s202)稱取pu加入pzt和thf的懸濁液中；(s203)在磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行溶解，攪拌轉(zhuǎn)速1200r/min，溶解時間為48h，得到pzt和pu混合溶液；(s204)靜置除氣泡，時間為48h；以及(s205)將pzt/pu漿料經(jīng)過涂布機(jī)制備成超薄壓電薄膜。

17、其中在所述步驟(s30)中，在壓電薄膜的兩面噴鍍金電極，貼引線后施加20kv/mm電場，在80℃的硅油中進(jìn)行極化，最終得到超薄柔性壓電傳感器。

18、其中在所述步驟(s40)中，將硅膠放置在熱壓機(jī)的加熱區(qū)域，加熱至100℃，使其變軟并具有流動性，然后，放置傳感器后在熱壓機(jī)上施加1mpa的壓力，持續(xù)1min，將其封裝在傳感器表面，形成厚度為5μm的超薄封裝層。

19、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種薄柔性壓電傳感器，包括：

20、一傳感器本體；以及

21、至少二電極引線，所述電極引線被設(shè)置于所述傳感器本體的尾端，并電連接于所述傳感器本體；

22、其中所述傳感器本體包括一硅膠層、一壓電薄膜和具有一貼合區(qū)，所述硅膠層被封裝于所述壓電薄膜的外表面，所述貼合區(qū)位于所述傳感器本體的頭端；其中所述貼合區(qū)適于貼合于一血管，并隨著血管進(jìn)行自然彎曲，貼合后與所述血管之間無夾角，且呈現(xiàn)出所述血管的圓柱形凸起，以實時監(jiān)測血管壓力。

23、其中所述硅膠層的厚度為5μm，所述壓電薄膜的厚度為50μm。

24、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種薄柔性壓電傳感器的應(yīng)用，所述超薄柔性壓電傳感器適于應(yīng)用于煙霧病搭橋前后血管壁壓力的檢測。

25、其中所述超薄壓力傳感器適于貼合于一血管，并隨著血管進(jìn)行自然彎曲，貼合后與所述血管之間無夾角，且呈現(xiàn)出所述血管的圓柱形凸起，以實時監(jiān)測血管壓力。

技術(shù)特征：

1.一種超薄柔性壓電傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中在上述步驟中，利用表面改性法，增加壓電粒子與高分子基體間的結(jié)合力，制備出高性能的粒子型壓電復(fù)合材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中在所述步驟(s10)中，稱取粒徑500nm的pzt粉末，加無水乙醇超聲處理，烘干，將烘干后的pzt粉末加入kbm-503硅烷偶聯(lián)劑和丙酮的混合溶液中，經(jīng)過超聲分散使粒子分散充分改性，在磁力攪拌器上50℃，800r/min，攪拌2h，再靜置反應(yīng)，過濾出粒子，烘干，最后用無水乙醇和去離子水分別清洗兩次完全去除多余未反應(yīng)的偶聯(lián)劑，再次烘干，等待備用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中所述步驟(s20)包括以下步驟：(s201)制備pzt和thf的懸濁液；(s202)稱取高分子材料加入上述懸濁液中；(s203)在磁力攪拌器上攪拌溶解，得到pzt和高分子材料混合溶液；(s204)靜置除氣泡；以及(s205)將pzt/高分子材料的漿料經(jīng)過涂布機(jī)，制備成超薄壓電薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中所述高分子材料為pu(聚氨酯)、tpu(熱塑性聚氨酯)、pvdf(聚偏氟乙烯)或pi(聚亞酰胺)中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中所述步驟(s20)包括以下步驟：(s201)將pzt和thf混合，并用超聲分散儀進(jìn)行超聲處理；(s202)稱取pu加入pzt和thf的懸濁液中；(s203)在磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行溶解，攪拌轉(zhuǎn)速1200r/min，溶解時間為48h，得到pzt和pu混合溶液；(s204)靜置除氣泡，時間為48h；以及(s205)將pzt/pu漿料經(jīng)過涂布機(jī)制備成超薄壓電薄膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中在所述步驟(s20)中，pu：thf的質(zhì)量比＝1:8，其中在pzt和pu混合溶液中，pzt質(zhì)量/pzt+pu質(zhì)量＝80％。

8.根據(jù)權(quán)利要求4至7任一所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中在所述步驟(s30)中，在壓電薄膜的兩面噴鍍金電極，貼引線后施加20kv/mm電場，在80℃的硅油中進(jìn)行極化，最終得到超薄柔性壓電傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中在所述步驟(s40)中，將硅膠放置在熱壓機(jī)的加熱區(qū)域，加熱至100℃，使硅膠變軟并具有流動性，然后，放置傳感器后在熱壓機(jī)上施加1mpa的壓力，持續(xù)1min，將其封裝在傳感器表面，形成超薄封裝層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄柔性壓電傳感器的制備方法，其中所述步驟(40)制備的硅膠封裝層的厚度為5μm，所述步驟(s20)制備得到的所述壓電薄膜的厚度為50μm。

11.一種薄柔性壓電傳感器，其特征在于，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超薄柔性壓電傳感器，其中所述超薄柔性壓電傳感器采用權(quán)利要求1至10中的任一制備方法制備。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超薄柔性壓電傳感器，其中所述硅膠層的厚度為5μm，所述壓電薄膜的厚度為50μm。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一制備方法制備得到的所述超薄柔性壓電傳感器的應(yīng)用，其特征在于，所述超薄柔性壓電傳感器適于應(yīng)用于煙霧病搭橋前后血管壁壓力的檢測。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超薄柔性壓電傳感器的應(yīng)用，其中所述超薄壓力傳感器適于貼合于一血管，并隨著血管進(jìn)行自然彎曲，貼合后與所述血管之間無夾角，且呈現(xiàn)出所述血管的圓柱形凸起，以實時監(jiān)測血管壓力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種超薄柔性壓電傳感器及其制備方法和應(yīng)用，包括以下步驟：(S10)制備高性能的粒子型壓電復(fù)合材料；(S20)制備超薄壓電薄膜；(S30)極化；以及(S40)封裝，所述超薄柔性壓電傳感器能夠很好貼合細(xì)小血管曲面的優(yōu)勢實時監(jiān)測血管壁壓力的變化，并將微小的血管壁壓力變化轉(zhuǎn)換為毫伏級電信號輸出，以精準(zhǔn)的檢測和監(jiān)測煙霧病搭橋前后的血管壁的壓力及變化，并將微小的血管壁壓力變化轉(zhuǎn)換為毫伏級電信號輸出，通過分析這些數(shù)據(jù)，可以深入了解血管壁壓力與高灌注綜合征發(fā)生率之間的關(guān)系，為個性化干預(yù)措施提供科學(xué)依據(jù)，從而減少術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險，推動心腦血管疾病治療的精準(zhǔn)化和個性化，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用和臨床實踐的進(jìn)步。

技術(shù)研發(fā)人員：林靜輝,陳海榮,林家齊,魏杰,周晨輝,高翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波大學(xué)附屬第一醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15