一种用于CT定位的液态金属柔性贴片及其制备方法与流程

一种用于ct定位的液态金属柔性贴片及其制备方法
技术领域
1.本发明属于柔性医疗设备领域，具体涉及一种用于ct定位的液态金属柔性贴片及其制备方法。


背景技术：

2.近些年来，柔性医疗电子设备得到了越来越广泛的应用，如贴附式体温传感器等。此外，ct设备在经皮穿刺手术过程中也得到广泛的应用。在ct设备获得人体内部组织图像后，医生需要根据ct图像确定在患者体表的穿刺位置。在实际的临床治疗过程中，医生常将特定形状的金属贴片固定在患者皮肤表面。这种金属贴片在ct影像中出现显著的成像效果，通过分析ct图像中金属贴片与病灶的相对位置关系，就可以帮助医生更好地确定穿刺位置和穿刺角度。然而目前用于ct定位的金属贴片是由铜、铁等金属箔制备而成，具有较高的机械强度，不易拉伸或弯折，因而不能与人体皮肤等柔软的组织完美贴合，容易引起患者不适或贴片移位。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种用于ct定位的液态金属柔性贴片及其制备方法,以解决现有技术中ct定位用的金属贴片的机械强度高，不易弯折的问题。
4.在一些说明性实施例中，所述用于ct定位的液态金属柔性贴片的制备方法，包括：利用高密度固态金属颗粒、液态金属和柔性可拉伸的高分子材料混合制备高密度液态金属复合物；其中，所述高密度固态金属的密度大于所述液态金属的密度；将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上,待所述高密度液态金属复合物固化后，得到液态金属柔性贴片。
5.在一些可选地实施例中，所述利用高密度固态金属颗粒、液态金属和柔性可拉伸的高分子材料混合制备高密度液态金属复合物，具体包括：将高密度固态金属颗粒与熔融状态的液态金属进行充分混合，得到高密度液态金属浆料；再将所述高密度液态金属浆料与柔性可拉伸的高分子材料进行充分混合，得到所述高密度液态金属复合物。
6.在一些可选地实施例中，在所述将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上,待所述高密度液态金属复合物固化后，得到液态金属柔性贴片的过程中，包括：利用图案化技术将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上，得到目标图案的液态金属柔性贴片。
7.在一些可选地实施例中，在所述将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上,待所述高密度液态金属复合物固化后，得到液态金属柔性贴片的过程中，包括：使所述液态金属柔性贴片与所述承载基材脱离。
8.在一些可选地实施例中，所述高密度固态金属颗粒选用金、银、铜、铅中的一种或多种。
9.在一些可选地实施例中，所述高密度固态金属颗粒的粒径不超过100微米。
10.在一些可选地实施例中，所述柔性可拉伸的高分子材料选用硅胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的一种或多种。
11.在一些可选地实施例中，固化后的高密度液态金属复合物的厚度范围在0.5-2毫米。
12.本发明的另一个目的在于提供一种ct定位的液态金属柔性贴片，以解决现有技术中存在的技术问题。
13.在一些说明性实施例中，所述用于ct定位的液态金属柔性贴片，通过上述的用于ct定位的液态金属柔性贴片的制备方法获得。
14.在一些可选地实施例中，所述用于ct定位的液态金属柔性贴片，其特征在于，该液态金属柔性贴片通过皮肤粘附胶附着在患者皮肤表层。
15.与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
16.本发明所述的液态金属柔性贴片在ct扫描中具有高强度的成像能力，帮助医生获得更多的图像信息，准确定位病灶位置。该柔性贴片制备方法简单易行，成本低廉，具有良好的拉伸性和顺应性，可广泛用于放射成像检测和治疗。
附图说明
17.图1是本发明实施例中用于ct定位的液态金属柔性贴片的制备方法的流程图；
18.图2是本发明实施例中高密度液态金属复合物的制备示意图；
19.图3是本发明实施例中液态金属柔性贴片的制备示意图；
20.图4是本发明实施例中液态金属柔性贴片的使用示意图；
21.图5是本发明实施例中的高密度液态金属复合物与只掺杂了高密度固态金属颗粒的硅胶复合物的拉伸效果示意图。
具体实施方式
22.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
24.本发明实施例中公开了一种用于ct定位的液态金属柔性贴片的制备方法，具体地，如图1所示，该制备方法，包括：
25.步骤s11.利用高密度固态金属颗粒、液态金属和柔性可拉伸的高分子材料混合制备高密度液态金属复合物；
26.其中，所述高密度固态金属的密度大于所述液态金属的密度；另外，高密度液态金
属复合物中的“高密度”并非对其密度具体数值的限定，而是因其包含高密度固态金属颗粒。
27.步骤s12.将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上,待所述高密度液态金属复合物固化后，得到液态金属柔性贴片。
28.其中，固化可以通过热固化、自然固化、光照固化、烧结等方式。
29.本发明所述的液态金属柔性贴片在ct扫描中具有高强度的成像能力，帮助医生获得更多的图像信息，准确定位病灶位置。该柔性贴片制备方法简单易行，成本低廉，具有良好的拉伸性和顺应性，可广泛用于放射成像检测和治疗。
30.本发明实施例中的液态金属可以选用室温液态的低熔点金属，如镓基合金，具体如镓铟共晶合金、镓锡共晶合金、镓铟锡共晶合金、镓铟锡锌共晶合金等，该类低熔点金属具有极低的熔点，使液态金属柔性贴片的制作在常温下即可完成。
31.具体地，本发明实施例中高密度固态金属颗粒是指相较于所采用的液态金属的密度更高的、在常温下呈现固体状态的金属颗粒，例如铅、金、银、铜等金属。金属颗粒的粒径范围选用不超过200微米，可以保证高密度固态金属颗粒在高密度固态金属复合物中的充分混合，不易分相，达到良好的放射成像性能。进一步的，金属颗粒的粒径范围选用粒径不超过100微米，该高密度固态金属颗粒具有极好的放射成像能力，并且选用不超过100微米的粒径范围，有助于固态金属颗粒在液态金属和高分子材料中的混合，从而实现高密度液态金属复合物的良好的放射成像性能。
32.具体地，本发明实施例中的柔性可拉伸的高分子材料，可以选用硅胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的一种或几种。通过该柔性可拉伸的高分子材料有助于对固态金属和液态金属的金属浆料进行包覆封装，实现金属浆料印刷后的柔性贴片的成型，以及防止材料的溢出，以及降低与空气接触程度。
33.本发明实施例中通过将高密度固态金属颗粒、液态金属和高分子材料进行充分混合，可以基于高分子材料实现液态金属柔性贴片的弯折性能和拉伸性能，并且被包覆在高分子材料内的液态金属由于其流体的特性，可以随着高分子材料的拉伸和弯折进行变形，从而达到满足高密度金属浆料的柔性可拉伸，满足传统金属贴片所欠缺的柔性拉伸性能，并且其中的液态金属即可以起到柔性可拉伸的性能，而且还可以实现高密度固态金属颗粒的接连，从而实现液态金属柔性贴片的良好的放射成像性能。
34.优选地，本发明实施例中的步骤s11中利用高密度固态金属颗粒、液态金属和柔性可拉伸的高分子材料混合制备高密度液态金属复合物，具体包括：
35.将高密度固态金属颗粒与熔融状态的液态金属进行充分混合，得到高密度液态金属浆料；其中，高密度固态金属颗粒与液态金属的质量比范围可选5:1
–
20:1，如6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1或者19:1；该配比下制成的高密度液态金属浆料，高密度固态金属颗粒与液态金属更易混合充分，不易聚团和分相。
36.再将所述高密度液态金属浆料与柔性可拉伸的高分子材料进行充分混合，得到所述高密度液态金属复合物。其中，高密度液态金属浆料与高分子材料的质量比范围可选10:1
–
20:1，如11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1或者19:1。该配比下制成的高密度液态金属复合物，高密度液态金属浆料中的高密度固态金属颗粒与液态金属更加均匀，可提高涂覆质量。
37.在优选实施例中，通过先将高密度金属颗粒和液态金属进行充分混合，再将混合后的金属浆料与高分子材料进行充分混合，相比于直接将三种材料进行一次混合形成的高密度液态金属复合物，本技术有助于高密度固态金属颗粒与液态金属的接连，以及降低三种材料直接混合的难度。本技术中的混合可以通过人工搅拌、机械搅拌、球磨、碾扎等方式。
38.优选地，本发明实施例中的步骤s12在所述将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上,待所述高密度液态金属复合物固化后，得到液态金属柔性贴片的过程中，包括：
39.利用图案化技术将所述高密度液态金属复合物涂覆至承载基材上，得到目标图案的液态金属柔性贴片。
40.其中，上述图案化技术不限于设置掩膜、打印、丝网印刷、移印等图案印制方式，又或者首先在承载基材上通过设置图案化的改性涂层，实现对高密度液态金属复合物的选择性粘附。
41.本发明实施例中的承载基材可以采用柔性可拉伸基材、柔性不可拉伸基材、又或者是刚性基材；其中，承载基材可以作为中间载体，在高密度液态金属复合物固化后，从而将固化后的高密度液态金属复合物从承载基材上进行脱离，得到液态金属柔性贴片，进行保存或使用，作为中间载体使用时，承载基材可选用如玻璃、硅片等表面光洁的材质，从而易于使固化后的液态金属柔性贴片从承载基材上分离，承载基材也可以选用其它易于与固化后的液态金属柔性贴片分离的材质，不限于柔性可拉伸材质、柔性可拉伸材质或其它刚性材质。使用时，直接将液态金属柔性贴片贴附在患者皮肤上。
42.在另一些实施例中，承载基材可与固化后的高密度液态金属复合物共同构成液态金属柔性贴片，承载基材作为液态金属柔性贴片的组件，可选用柔性可拉伸基材、柔性不可拉伸基材等，例如易撕纸、网孔细小的织物等。使用时，可直接将覆有液态金属复合物的一侧贴附在患者皮肤表层进行使用，而承载基材可以不用去除，同样贴附在患者皮肤上，加强液态金属柔性贴片的位置固定。其中，可以通过在患者皮肤表层涂覆形成粘接层，然后将液态金属柔性贴片进行贴附，粘接层实现固化后的高密度液态金属复合物和承载基材的粘附。
43.在另一些实施例中，在制备该液态金属柔性贴片时，还可以在承载基材覆有液态金属柔性贴片的一面附着一层粘接层，该粘接层用于液态金属柔性贴片在患者皮肤表层的粘附，可以不用对患者皮肤进行其它粘接材料的涂覆，直接使用粘附。优选地，该粘接层的表面还设有易撕层，使用时先将该易撕层去除后再进行贴附。
44.本发明实施例中的固化后的高密度液态金属复合物的厚度范围在0.5
–
2毫米，其间可以形成多层高密度固态金属颗粒与液态金属的接连，从而通过多层的堆叠，从而可以降低液态金属和高分子材料对于放射成像的影响，保证液态金属柔性贴片的放射成像质量，另一方面该厚度的液态金属柔性贴片的机械强度较低，可以保证其柔性可拉伸性能。
45.本发明实施例中还公开了一种ct定位的液态金属柔性贴片，该液态金属柔性贴片可以通过上述任意一种制备方法获得。
46.具体地，本发明实施例中公开了一种ct定位的液态金属柔性贴片，该液态金属柔性贴片为与承载基材脱离后的、固化后的高密度液态金属复合物。该液态金属柔性贴片可以医用粘附胶进行使用，使用时首先在患者皮肤表层涂覆医用粘附胶，再将该液态金属柔
性贴片粘附在该医用粘附胶的涂覆位置。医用粘附胶不易伤害皮肤，除医用粘附胶外，还可以选用普通胶水、胶膜、不干胶等，均可满足本技术中液态金属柔性贴片的粘附。
47.在另一些实施例中，还公开了一种ct定位的液态金属柔性贴片，该液态金属柔性贴片，包括：承载基材；以及附着在所述承载基材上固化后的高密度液态金属复合物。其中，承载基材可选用柔性可拉伸基材、柔性不可拉伸基材。该液态金属柔性贴片使用时，可以搭配上述胶水、胶膜、不干胶使用，承载基材可不用去除，直接粘附在患者皮肤表面，以此加强高密度液态金属复合物的位置固定。
48.在另一些实施例中，还公开了一种ct定位的液态金属柔性贴片，该液态金属柔性贴片，包括：承载基材；以及附着在所述承载基材上固化后的高密度液态金属复合物、以及覆盖在所述高密度液态金属复合物上的粘接层、以及位于所述粘接层上的易撕层。该粘接层覆盖于承载基材覆有高密度液态金属复合物的一侧，同时覆盖高密度液态金属复合物。
49.在一些实施例中，还可以通过首先在患者皮肤表面形成不伤害皮肤组织的隔离层，然后在将液态金属柔性贴片粘附在隔离层上，进而防止粘接层直接与患者皮肤表层的接触，保护患者皮肤。其中，该隔离层可以为单层结构也可以为多层结构，例如该隔离层为双层结构时，底层(接触皮肤的一层)为生物相容性好的膜层，顶层(接触液态金属的一层)为可粘附液态金属以及封装层的膜层。隔离层的材质可以为pu透皮胶、双面胶、手膜(或手蜡)、vae乳液或者双组份硫化硅胶(a组分为硫化硅胶，b组分为铂系催化剂)等中的一种或几种。优选地，隔离层为双层结构，底层为硫化硅胶，顶层为手膜(或手蜡)。
50.可选地，隔离层5的厚度为50微米～70微米。隔离层可以通过喷涂、涂抹、粘贴等多种方式形成，形成的隔离层最好可以在较短时间(如5～20min内)速干，且利用洗手液、香皂可以较易清洗。
51.为了便于本领域技术人员可以快速了了解本技术的核心思想和效果，本发明还提供了一优选实施例：
52.参考图2，本发明提出的用于ct定位的液态金属柔性贴片的制作及使用方法，采用了高密度液态金属复合物(1)、掩膜板(2)、皮肤粘附胶(3)等部分。本发明所述的高密度液态金属复合物(1)制备方法如下：首先称取一定质量的高密度固态金属颗粒(1-a)，如铅颗粒(直径为1-3微米范围)，放入烧杯中，之后按比例称取一定质量的液态金属镓铟合金(1-b)放入烧杯中。使用玻璃棒或者研磨棒搅拌，使两者充分混合，最终获得均匀高密度液态金属浆料(1-c)。所述的高密度固态金属颗粒(1-a)和液态金属镓铟合金(1-b)的掺杂质量比例范围为9：1。
53.之后称取一定质量的高密度液态金属浆料(1-c)和柔性可拉伸的高分子材料(1-d)共同混合搅拌，制备成高密度液态金属复合物(1)。所述的高密度液态金属浆料(1-c)和柔性可拉伸的高分子材料(1-d)的质量比例范围为14.5：1。
54.参考图3，使用时，首先将掩膜板(2)放置在平整光滑的硅片(玻璃片)(2-a)上，之后将高密度液态金属复合物(1)均匀涂覆在掩膜板(2)上表面，高密度液态金属复合物(1)则填充在掩膜板(2)的镂空部分，并粘附在硅片(2-a)上。之后使用刮板(2-b)将掩膜板(2)上表面多余的高密度液态金属复合物(1)去除。去掉掩膜板(2)后，高密度液态金属复合物(1)则在硅片(2-a)上形成特定的图案，待其加热固化成膜后，即为液态金属柔性贴片(2-c)。最后将参考图4，所述的皮肤粘附胶(3)涂抹在液态金属柔性贴片(2-c)下表面，并贴敷
在患者皮肤(3-a)表面。在ct影像中，液态金属柔性贴片(2-c)表现出高强度的成像效果，用以帮助医生确定病灶(3-b)与穿刺点的相对位置。
55.参照图5，相比于只使用固态金属颗粒(4-a)混合而成的硅胶复合物(4-b)，液态金属柔性贴片(2-c)在拉伸过程中，其中的液态金属浆料(1-c)可随之被拉伸，表面积增大，保证金属颗粒的放射成像效果；相反，固态金属颗粒(4-a)不能被拉伸，彼此间距增大，导致放射成像效果降低。
56.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。