一种可施加参数化电场的温控电极板及系统的制作方法

1.本实用新型主要涉及体外实验器材领域，更具体地，涉及一种可施加参数化电场的温控电极板及系统。


背景技术：

2.肿瘤治疗电场(ttfields)是一种成熟的通过干扰细胞有丝分裂从而抑制细胞增殖的治疗手段。这种低强度、中频、交变电场被用于干预治疗多种肿瘤疾病，是一种临床上有效的癌症治疗方法。国内外已有许多基础研究证实了ttfields的生物学效应。细胞实验研究结果表明ttfields可以调控肿瘤细胞内生化分子表达，干扰肿瘤细胞的分裂周期，抑制肿瘤细胞的增殖以及促进肿瘤细胞凋亡。动物实验研究结果表明ttfields能够有效的抑制荷瘤小鼠体内的肿瘤血管新生并抑制其体内肿瘤的生长。目前国内外的临床研究结果，也证实了ttfields对肿瘤治疗的积极作用。
3.当治疗患者时，ttfields通过由多个具有高介电常数的陶瓷片制成的换能器阵列将电场耦合到患者体内。但是在体外研究中，常用生物培养装置的材料主要是塑料或玻璃等绝缘材料，ttfields无法在生物培养装置外部透过绝缘材料将电场耦合到期望电场作用的培养在装置中的单细胞生物、离体组织或细胞上。因此如何在常用生物培养装置内部产生分布较为均匀的电场便成为一个需要解决的问题。此外生物组织体外培养对温度条件的要求比较苛刻(通常需维持在36
‑
37℃之间)，而电场作用在培养基上会产生大量的热，从而导致温度升高。此前的很多体外研究结果没有考虑到产热的影响，生物组织在非正常温度环境下培养，因此实验结果缺少参考价值和可比性。因此开发一种能够将参数化的ttfields电场(电场强度和频率可调)均匀施加在体外培养的生物组织上且保持培养基温度恒定的体外实验电极板，对于ttfields作用机制的挖掘研究有着十分重要的作用。


技术实现要素：

4.为弥补现存体外实验电极板的缺点，本实用新型提供一种新型的可施加参数化电场的温控电极板及系统。本实用新型提供的一种直接将ttfields电场施加在单细胞生物、离体组织或细胞上，从而影响其生长的可施加参数化电场的体外实验温控电极板及其系统。在ttfields体外实验中，可以根据设置的外界温度自动调节培养皿内部电场强度，从而使得培养基温度保持在适于样品培养的温度范围内，从而对ttfields治疗进行参数化研究。本实用新型的电极板产生的电场强度及频率可调范围大、操作简单、制作成本低、易实现、温度控制精确，可为ttfields治疗领域的基础研究和临床研究提供技术支持。
5.为了实现上述目的，本实用新型的第一实施例提供了一种可施加参数化电场的温控电极板，包括：电路板5、导电端子9、电极12、介电层6和热敏传感器7，
6.所述导电端子9被配置为从外部接收电信号并传递至所述电极12，并将所述热敏传感器7所感测的信号传递至外部；
7.所述电极12被配置为从导电端子9接收电信号，并将电信号施加于所述介电层6；
8.所述热敏传感器7被配置为感测环境温度并传递至所述导电端子9。
9.根据一个实施例，所述导电端子9、电极12、介电层6和热敏传感器7在所述电路板5上。
10.根据一个实施例，所述电极12为电路板5上的部分暴露的导电部分，所述介电层6贴附于所述电极12表面。
11.根据一个实施例，所述电极12与所述介电层6之间还可以包括其他导电层13。
12.根据一个实施例，所述介电层6的介电常数大于10000。
13.根据一个实施例，所述介电层6的介电常数为24000。
14.本实用新型的第二实施例提供了一种可施加参数化电场的温控电极系统14，包括多个上述的可施加参数化电场的温控电极板，所述可施加参数化电场的温控电极板两两相对放置。
15.本实用新型的技术效果：
16.本实用新型提供的一种直接将ttfields电场施加在单细胞生物、离体组织或细胞上，从而影响其生长的可施加参数化电场的体外实验温控电极板及其系统。在ttfields体外实验中，可以根据设置的外界温度自动调节培养皿内部电场强度，从而使得培养基温度保持在适于样品培养的温度范围内，从而对ttfields治疗进行参数化研究。本实用新型的电极板产生的电场强度及频率可调范围大、操作简单、制作成本低、易实现、温度控制精确，可为ttfields治疗领域的基础研究和临床研究提供技术支持。
附图说明
17.图1是示出了根据本实用新型的第一实施例的一种可施加参数化电场的温控电极板的立体图；
18.图2是示出了根据本实用新型的第一实施例的一种可施加参数化电场的温控电极板的电极12与介电层6的分解立体图；
19.图3是示出了根据本实用新型的第一实施例的一种可施加参数化电场的温控电极板的电极12与介电层6之间还包括其他导电层13的立体图；和
20.图4是示出了本实用新型的第二实施例的一种可施加参数化电场的温控电极系统14的立体图。
具体实施方式
21.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
22.下面将参照附图来对根据本实用新型的各个实施例进行详细描述。
23.图1示出了根据本实用新型的第一实施例的一种可施加参数化电场的温控电极板的立体图。图2示出了根据本实用新型的第一实施例的一种可施加参数化电场的温控电极板的电极12与介电层6的分解立体图。该可施加参数化电场的温控电极板包括：电路板5、导电端子9、电极12、介电层6和热敏传感器7，所述导电端子9被配置为从外部接收电信号并传递至所述电极12，并将所述热敏传感器7所感测的信号传递至外部；所述电极12被配置为从
导电端子9接收电信号，并将电信号施加于所述介电层6；所述热敏传感器7被配置为感测环境温度并传递至所述导电端子9。
24.根据一个实施例，所述导电端子9、电极12、介电层6和热敏传感器7在所述电路板5上。
25.根据一个实施例，所述电极12为电路板5上的部分暴露的导电部分，所述介电层6贴附于所述电极12表面。
26.具体的，电路板5是pcb小短板，其呈倒t字形。其背面绝缘，正面在倒t字底部留有两处圆形铜层作为电极12，其余部分绝缘。通过pcb小短板内部导线将从外部接收的电信号传输至电极12。如图1所示。
27.具体的，介电层6是电信号施加介质，其可以为高介电常数陶瓷片。其本身不导电，但是由于其高介电常数的性质，适用于施加交变电信号，形成电容效应。其形状为圆柱薄片，如图2所示。
28.根据一个实施例，介电层6的介电常数大于10000。
29.根据一个实施例，介电层6的介电常数为24000。
30.具体的，介电层6分别使用uv胶水沿其边缘固定于电路板5的电极12，电极12将电荷传输至介电层6上并聚集，从而在两两电极12中间形成电容效应，进而产生电场。如图4所示。
31.根据一个实施例，所述电极12与所述介电层6之间还可以包括其他导电层13。具体地，如图3所示，该电极12上可以覆盖银层13，以增加导电性。
32.具体的，热敏传感器7可以为热敏电阻，其位于每片电极12底部，如图1所示。热敏传感器7感测内部温度，并将其传输导电端子9并进而传输至外部控制单元，控制单元根据实时温度动态调整电信号输出强度，从而控制电场所产生的热量，进而调整内部温度，达到所需温度的动态平衡。
33.根据本实用新型的第二实施例的一种可施加参数化电场的温控电极系统，其包括多个所述的可施加参数化电场的温控电极板，所述可施加参数化电场的温控电路板5两两相对放置。
34.具体地，如图4所示，一种可施加参数化电场的温控电极系统14内包括多个包含电路板5的可施加参数化电场的温控电极板，它们两两正面相对，形成均匀的电场。
35.本实用新型提供的一种直接将ttfields电场施加在单细胞生物、离体组织或细胞上，从而影响其生长的可施加参数化电场的体外实验温控电极板及其系统。在ttfields体外实验中，可以根据设置的外界温度自动调节培养皿内部电场强度，从而使得培养基温度保持在适于样品培养的温度范围内，从而对ttfields治疗进行参数化研究。本实用新型的电极板产生的电场强度及频率可调范围大、操作简单、制作成本低、易实现、温度控制精确，可为ttfields治疗领域的基础研究和临床研究提供技术支持。
36.尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。
37.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员
来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。