復合式軟性離子導入加熱裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種復合式軟性離子導入加熱裝置，其為一種改良復合式軟性可穿戴式離子導入加熱裝置，其中包括軟性電路、電子加熱元件、電源、微處理器、電流分布元件、離子層、半透膜、一個藥品儲藏區(qū)域和一個內襯層。本裝置與皮膚表面接觸，可藉電子加熱元件的作用進行熱敷療法，同時依儲藏反應室內藥品特性進行離子導入水溶性藥物分子以加強療效。
【專利說明】 復合式軟性離子導入加熱裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型有關于一種醫(yī)療用電子裝置，尤指一種可以依據使用目的來提供不同效果的電壓及電流至電極元件的加熱及離子導入裝置，軟質電熱片加熱元件可與離子導入藥物元件結合，以達結合物理與化學綜效的治療方式、以及合并藥物與熱敷療法的治療效果Ο

【背景技術】
[0002]熱敷療法(熱療)屬于一種物理治療方式，一般而言受傷后四十八小時后若患部出現亞急性期及慢性期的酸痛則可以選擇熱敷，熱敷是藉由外加熱源增加皮膚表層的溫度來進一步提升患處的溫度，使局部血管擴張并加速新陳代謝。由于熱敷療法具有擴張血管、改善局部血液循環(huán)、舒緩肌肉痙攣、緩解慢性發(fā)炎癥狀以及促進瘀血的吸收的作用，藉以改善身體局部的代謝，有益于加速痊愈和疾病的恢復。再加上藉由其局部升溫的作用能夠刺激溫感神經，以達止痛的效果，故在軟組織損傷疾病的治療中占有重要的位置。
[0003]熱療方式傳統(tǒng)以熱敷袋最為普遍，如通常以熱水灌注后使用、以橡膠為原料的熱水袋，但灌注熱水時因打翻或滲漏而導致的灼傷亦十分常見，故老人或小孩子獨自使用極為危險；另外以沒有接觸性毒性的丙二醇(propylene glycol)的凝膠為原料、以微波爐加熱后使用，但因滲漏爆裂而導致的灼傷時有所聞，使用時必須十分小心，而部份產品使用的凝膠中含有毒物質乙二醇(ethylene glycol)，2008年就曾經有大規(guī)模回收的案例報導(http://hk.apple, nextmedia.com/news/art/20081022/11750831)0
[0004]為了要避免傳統(tǒng)熱敷袋以上所述的種種問題，電子加熱器系統(tǒng)的設計和使用已出現于產業(yè)界，如:美國專利號第4，798，933和5，041，717描述了將剛性的電子加熱元件以嵌入或其它方式固定到一個可移動織物單元內，其可以根據需要切割成一定的尺寸，此外該電子加熱元件和電池連接，設計成可攜帶式產品。此類硬式的電子加熱元件受限于:其相對較高的制造復雜性，因此成本較高；它們的厚度和剛性使其缺乏透氣性，且無法適應于使用者如皮膚屈度等條件；使用者界面的設計潛力亦相當有限。特別是剛性的電子加熱元件局限于電路設計，佩戴者會感覺到笨重的剛性元件，使用時常有不適感。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種復合式軟性離子導入加熱裝置，其可以更服貼在包括皮膚的任何應用環(huán)境中。
[0006]本實用新型的復合式軟性離子導入加熱裝置，其包括:一電源，其為以直流方式供電的攜帶式電源，其外部得與交直流變換濾波的電感相連，用于提供交替極性的電流；一微處理器，其為作為調控交換極性的頻率、電壓與計算之用；一犧牲型電極的電流分布元件，其與電源及微處理器以電路方式連接，其提供材料氧化或還原所需的電壓，所述電壓較引起水的顯著電解作用時所需的電壓為低；一離子層，位于犧牲型電極的電流分布元件與半透膜之間，其內含有可與犧牲型電極經電化學作用而產生的離子結合、生成無法溶解或電中性終產物的反向對稱離子；一半透膜，位于離子層與藥品儲藏區(qū)域之間，為極性選擇材料，可單向允許從生物體內而來的離子或是與藥物電極性相反的離子進入離子層；一藥品儲藏區(qū)域，以半透膜和離子層相隔，其內含有藥物；一個與藥品儲藏區(qū)域緊鄰的內襯層，對標的藥品或物質具有通透性；一個與電源藉導線相接的軟性熱源產生器，可對皮膚持續(xù)加熱。
[0007]其中，藥品儲藏區(qū)域內可以配置水溶性成份劑型，而用于導入水溶性藥物分子。
[0008]其中，藥品儲藏區(qū)域內可以配置帶正電或帶負電藥品。
[0009]其中，藥品儲藏區(qū)域內可以配置通電后帶正電或帶負電的藥品。
[0010]其中，軟性熱源產生器持續(xù)提供40°C到60°C的溫度。
[0011]本實用新型的有益效果在于，為了讓電子產品更容易攜帶，并更服貼在包括皮膚的任何應用環(huán)境中，本實用新型針對先前技術的缺憾，應用軟性電子技術制作可出以接受彎折、卷曲，并在整個使用過程中仍可正常運作的撓性電子加熱元件產品，軟性電子加熱器系統(tǒng)還可以加入立體剪裁，令敷上身體時更貼身。另鑒于部份熱敷袋采用草本或中藥材填充，使填充物加熱后能達濕熏熱敷效果，但人類皮膚為物理阻礙，藥物分子很難經皮吸收，故熱灸效果未能被臨床確定。本實用新型亦擴張撓性電子加熱元件的應用范圍，特別是并用離子導入(1ntophoresis)的原理，以用于藥物局部經皮吸收，達到直達病灶的目的，使物理治療能與化學治療結合，使熱敷療法更直接、更有效。
[0012]本實用新型是一改良式醫(yī)療用電子裝置，尤指一種可結合軟質電熱加熱元件與離子導入藥物元件結合的可穿戴式醫(yī)療用電子裝置，以達結合物理與化學治療方式、改良熱敷療法的效果。簡言之，本實用新型為一非侵入性的、全自動的加熱經皮傳導技術及裝置，包含軟性電路、電子加熱元件、電源、微處理器、電流分布元件、離子層、半透膜、一個藥品儲藏區(qū)域和一個內襯層。
[0013]與傳統(tǒng)電子加熱器系統(tǒng)裝置比較，本實用新型在具體化進行熱敷療法時具有以下幾項特點:
[0014]一、傳統(tǒng)習見裝置的電子加熱元件多為剛性材料構成的電路，而本實用新型采用具有輕、薄、軟特性的軟性電子電路，使產品有別于現有的產品，由于具有可撓曲(flexible)的特性，將使其產品可被應用的場合更為多元化。本實用新型的電子加熱元件使用一種溫度自限性的加熱元件，從而解決了需要控溫的難題。為了實現此目的，正溫度系數(positive temperature coefficient, PTC)材料(如銀、銷、金)被用于在加熱元件的特定區(qū)域；其它區(qū)域可應用如硅膠材質的軟質電熱片，以取代一般全金屬加熱器，形成軟性薄型的面狀加熱體；同時保持柔軟性佳的特性，對于如皮膚的不規(guī)則型的被加熱物表面，皆能密合并貼附于彎曲表面。在進行熱敷時可均勻增加皮膚表層的溫度，使得血管擴張，增加血液流量，降低痛楚，并使病灶部位增加代謝活性。適用于風濕、關節(jié)炎、背痛、肌肉酸痛、鼻塞、頸部酸痛、生理期疼痛及運動傷害等情況下。
[0015]二、傳統(tǒng)習見的電子熱敷裝置無法突破皮膚的物理阻隔，本實用新型亦擴張電子熱敷裝置的應用范圍，特別是將離子導入系統(tǒng)整合至電子熱敷裝置中?？蓴y式離子導入儀是一次性的經皮給藥裝置，供一次性使用，離子導入系統(tǒng)內部含有整合式電池和固定小電流電路。在使用時，可攜式離子導入儀提供恒定的每分鐘穩(wěn)定的微小電流(毫安培)作為給藥動力、可以提供帶負或帶正電荷的水溶性藥物治療。離子導入儀提供低電流、可提供使用者于長時間中穩(wěn)定的給藥劑量。另習見的離子導入儀的電流分布元件多為鈍性材料構成的陽極與陰極，但是在進行離子傳導時不可避免水的電解，而其所產生的酸性的氫離子與堿性的氫氧根離子對皮膚有刺激性，不但使用者無法長期配戴，而且藥品儲藏區(qū)域內pH值的改變會影響其中藥品的性質。而本實用新型在給予病患非水溶性藥物或導出水溶性分子以進行進一步分析期間所采用的離子傳導電極為屬于犧牲類型的陰極或陽極(sacrificialcathodes or anodes)，其分別會被氧化或還原。由于選擇作為電流分布元件的材料，其氧化或還原所需的電壓要求都比引起水的顯著電解作用時所需的電壓為低，使用這樣的犧牲型電極作為電流分布元件可實質地避免水的電解。例如，陽極可以使用銀而陰極可采用銀/氯化銀為材料。
[0016]三、串聯二個或二個以上本實用新型與生物體表面接觸，以作為持續(xù)離子傳導之用時，亦可使用相同的材料作為電流分布元件(例如銀/氯化銀)。本實用新型的離子層和半透膜的功能分別提供犧牲型電極的反向對稱離子(counter 1ns)與允許生物體內經電路作用而進入藥品儲藏區(qū)域的離子通透。更具體而言，由于本實用新型使用犧牲型電極作為電流分布元件，在電化學上必須考慮并阻止當藥品儲藏區(qū)域內的反向對稱離子并不足以阻止從電流分布元件(如銀電極；Ag)經由電化學作用所產生的離子(如銀離子；Ag+)移動至藥品儲藏區(qū)域內、造成離子污染的不利狀況，故使用與犧牲型電極相聯接的離子層提供足量的反向對稱離子(如氯離子；C1_)以解決犧牲型電極所面臨的問題。至于介于離子層與藥品儲藏區(qū)域之間的半透膜則是一層極性選擇材料，可單向允許從生物體內而來的離子(如鈉離子；Na+)進入離子層，而不致堆積于藥品儲藏區(qū)域內增加電阻或與藥品發(fā)生非預期的反應，故可導入所有離子化、水溶性的藥劑。
[0017]四、本實用新型可利用傳統(tǒng)軟性電子產業(yè)的大量生產工序制作，生產在塑膠等軟性基板上附著電子元件的產品。由于軟性基板具有可彎曲、可卷曲的特性，將可使電子元件不再只限于硬式平面，而可在曲面的環(huán)境中運作。甚至于更進一步與軟性電池結合，使其電源供應的電池亦成為軟性的，而軟性電池在彎曲、卷曲的環(huán)境中，可持續(xù)供應電力，故本實用新型產品在平面、彎曲、卷曲的環(huán)境中，電子元件仍可正常運作，讓本實用新型相關軟性電子產品具有低制造成本的優(yōu)勢以及隨用即丟的拋棄式藥品導入醫(yī)療器材的潛力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1:本實用新型的復合式軟性離子導入加熱裝置的零件分解圖。

【具體實施方式】
[0019]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，現在配合圖式說明如下:
[0020]一、改良的可攜式經皮傳導電極裝置，請參閱圖1，是本實用新型的復合式軟性離子導入加熱裝置的主要零件分解圖，其具體內容如下:
[0021]1.一電源，其定義為以直流方式供電的攜帶式電源，其外部得與交直流變換濾波的電感(阻流圈)相連，用于提供交替極性的電流；
[0022]2.一微處理器23，其定義為作為調控交換極性的頻率、電壓與計算之用；
[0023]3.一犧牲型電極24的電流分布元件，其提供材料氧化或還原所需的電壓，要求應較引起水的顯著電解作用時所需的電壓為低；
[0024]4.一離子層25，其內含有可與犧牲型電極經電化學作用而產生的離子結合、生成無法溶解或電中性終產物的反向對稱離子；
[0025]5.一半透膜26，位于離子層25與藥品儲藏區(qū)域27之間，為極性選擇材料，可單向允許從生物體內而來的離子或是與藥物電極性相反的離子進入離子層25 ；
[0026]6.一藥品儲藏區(qū)域27，其內含有離子化的藥物、天然物質或是維生素等；
[0027]7.一個與藥品儲藏區(qū)域27緊鄰的內襯層29，對標的藥品或物質具有通透性(permeable)；
[0028]8.一軟性熱源產生器28，可利用其產熱機制就適用溫度，產生穩(wěn)定的電熱、光熱或化學熱。
[0029]二、本實用新型的組裝
[0030]本實用新型同時提出了一種組裝改良式離子傳導電極裝置的方法，其具體步驟如下:
[0031]1.選取欲以離子導入及導出的藥品或物質；
[0032]2.將該藥品或該物質的感測元件加入藥品儲藏區(qū)域27，而與藥品儲藏區(qū)域27緊鄰的內襯層29對該藥品或物質是有通透性的；
[0033]3.選擇合適的電流分布元件與離子層25 ；
[0034]4.選取對欲以離子導入及導出的藥品或物質電極性相反的物質有選擇性通透度的材料作為半透膜26 ;
[0035]5.將選擇好的離子層25與半透膜26組合至電流分布元件上并固定在藥品儲藏區(qū)域27上，使離子層25與半透膜26位于電流分布元件和藥品儲藏區(qū)域27之間；
[0036]6.與電源及微處理器23連接，使藥品儲藏區(qū)域27及軟性熱源產生器28通電作用。
[0037]三、本實用新型用于導入水溶性藥物分子
[0038]另一方面，本實用新型亦可應用在導入水溶性物質，其具體化步驟如下:若欲導入帶正電藥品[例如導入二氫嗎啡酮(hydromorphone)進行止痛治療時]，則犧牲型電極24的電流分布元件可以使用如銀等的易于被氧化的材質，而離子層25應含有可與銀離子作用并生成無法溶解或電中性終產物的反向對稱離子(如氯離子；C1 -、醋酸根離子；CH3C00 -)，犧牲型電極24 (銀)一旦與電源聯系起來后即會放出銀離子，但是離子層25內的氯離子會和銀離子作用形成不溶的氯化銀沉淀，進而阻止銀離子進入藥品儲藏區(qū)域27內。
[0039]若欲導入帶負電藥品[例如導入醋酸根離子進行肌肉發(fā)炎(myositis)治療時]，則犧牲型電極24的電流分布元件可以使用如銀/氯化銀等的易于被還原的材質，而離子層25應含有可與氯離子作用并生成無法溶解或電中性終產物的反向對稱離子(如鉛離子；Pb2+)，犧牲型電極24(銀/氯化銀)一旦與電源聯系起來后即會放出氯離子，但是離子層25內的鉛離子會和氯離子作用形成不溶的氯化鉛沉淀，進而阻止氯離子進入藥品儲藏區(qū)域27內。
[0040]此外，本實用新型亦以軟式電熱器提供在導入水溶性物質時額外的熱療應用，熱療是對運動傷害及疼痛疾病最常選用的物理治療法，電導入水溶性藥物進行化學治療時配合有治療效果又無灼傷之虞的物理治療，可對患者提供更全面的治療效果。
[0041]上述實施方式所舉例子僅系為了方便說明而已，本實用新型所主張的權利范圍自應以申請專利范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
【權利要求】
1.一種復合式軟性離子導入加熱裝置，其特征在于，包括: 一電源，其為以直流方式供電的攜帶式電源，其外部得與交直流變換濾波的電感相連，用于提供交替極性的電流； 一微處理器，其為作為調控交換極性的頻率、電壓與計算之用； 一犧牲型電極的電流分布元件，其與電源及微處理器以電路方式連接，其提供材料氧化或還原所需的電壓，所述電壓較引起水的顯著電解作用時所需的電壓為低； 一離子層，位于犧牲型電極的電流分布元件與半透膜之間，其內含有可與犧牲型電極經電化學作用而產生的離子結合、生成無法溶解或電中性終產物的反向對稱離子； 一半透膜，位于離子層與藥品儲藏區(qū)域之間，為極性選擇材料，可單向允許從生物體內而來的離子或是與藥物電極性相反的離子進入離子層； 一藥品儲藏區(qū)域，以半透膜和離子層相隔，其內含有藥物； 一個與藥品儲藏區(qū)域緊鄰的內襯層，對標的藥品或物質具有通透性； 一個與電源藉導線相接的軟性熱源產生器，可對皮膚持續(xù)加熱。
2.如權利要求1所述的復合式軟性離子導入加熱裝置，其特征在于，藥品儲藏區(qū)域內配置水溶性成份劑型，而用于導入水溶性藥物分子。
3.如權利要求1所述的復合式軟性離子導入加熱裝置，其特征在于，藥品儲藏區(qū)域內配置帶正電或帶負電藥品。
4.如權利要求1所述的復合式軟性離子導入加熱裝置，其特征在于，藥品儲藏區(qū)域內配置通電后帶正電或帶負電的藥品。
5.如權利要求1所述的復合式軟性離子導入加熱裝置，其特征在于，軟性熱源產生器持續(xù)提供40oC到60oC的溫度。
【文檔編號】A61M37/00GK204182018SQ201420621087
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權日:2014年10月23日
【發(fā)明者】邱正廸, 金立德 申請人:邱正廸, 金立德