【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種振動臨床鼾聲、聲帶震顫和吞咽活動監測的貼片式柔性可延展集成傳感器及其制備方法，屬于柔性電子及醫療器械前沿交叉制造。
技術介紹
1、鼾病是21世紀與癌癥和衰老性疾病同等威脅人們生命健康的疾病之一，長期鼾病會誘發高血壓、冠心病、肺動脈高壓、腦卒中、肺源性心臟病等一系列危險疾病，特別是鼾病的重癥典型-阻塞性睡眠呼吸暫停已被證實有致死風險，嚴重威脅人們生命健康。但是，由于鼾病發病機制復雜、臨床監測困難（監護設備不便攜導致無法進行長程監測），臨床上通常重點關注發病后期的重癥患者而忽略初期患者的篩查，導致鼾病診療一直處于市場藍海。據調查顯示，全球有近10億人患有不同程度的睡眠鼾病，而中國就高達2億，鼾病診療呈現百億市場規模。
2、鼾病又稱為阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征，鼾病診斷過程中頜下喉咽部的鼾聲節律、聲帶震顫以及吞咽活動，對發病機制剖析、病況評估、臨床干預或手術治療具有重大醫學價值。其中，鼾聲是呼吸氣流引起狹窄喉咽部上氣道振動的異常病理現象，頻率范圍~800hz，常被用來判別發病程度；聲帶震顫是因長期鼾病導致聲帶病變所引起振動異常，頻率覆蓋~1.2khz，由于聲帶位置不易捕捉，監測聲帶震顫可以實現聲帶手術中病灶精準定位；吞咽活動包含標志物攝入、咽喉肌肉活動和誤吸（即咳嗽，頻率接近4khz）等，其中標志物流速和容積、滲漏以及吞咽節律（~50hz）都是反映鼾病-氣管術后康復評判的關鍵要素。可以發現，吞咽活動包含喉表皮上-下沉的低頻動態節律，鼾聲、震顫和誤吸屬高頻力學范疇，覆蓋了近4khz寬帶力學信息。針對以上病癥的
3、因此，為了精準獲取頜下病癥震顫信息，亟需開發一種可貼附的柔性可延展振動傳感器采集頜下寬頻帶振動病癥，進而剖析鼾病發病機制，成為了鼾病診療及相關醫療儀器裝備發展亟待解決的關鍵問題。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的上述缺陷，本專利技術的目的在于提供一種面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性可延展集成振動傳感器及制備方法，基于柔性振動傳感器檢測原理和離電傳感方法，提出一種柔性可延展離電式寬帶振動傳感器，基于混合集成制造技術實現傳感器的精密制備，包括利用等離子體干法刻蝕工藝刻蝕振動微腔，基于飛秒激光刻蝕技術雕刻可延展蛇形電極和貫孔陣列，采用紫外光固化離子島柱，利用表面plasma處理鍵合振膜-微腔-電極界面等工藝實現柔性可延展集成振動傳感器的制備，通過準靜態振動的高振幅作用離子島與電極接觸形成雙電層效應，由此實現對低頻高振幅激勵的響應；基于貫孔振膜的諧振作用，實現對低振幅高頻激勵的響應，由此實現對頜下振動的寬帶響應。由于器件的可延展性和柔性，便于人體緊密貼附，進而實現頜下多種病癥的精準采集。
2、本專利技術是通過下述技術方案來實現的。
3、本專利技術一方面，提供了一種面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，包括以下步驟：
4、s1，蛇形下電極激光刻蝕：
5、配制pdms混合溶液；將pdms混合溶液旋涂在清潔的載玻片上；
6、將涂有pdms的載玻片去除氣泡，恒溫加熱固化，得到覆有pdms薄膜的載玻片；
7、在載玻片的pdms薄膜上旋涂聚酰亞胺pi溶液，加熱固化成膜，得到覆有聚酰亞胺pi薄膜的載玻片；
8、將覆有聚酰亞胺pi薄膜的載玻片上分別濺射鉻和金箔，得到附有復合薄膜的載玻片；
9、將制備好復合薄膜的載玻片按照設計結構輪廓循環切割，激光刻蝕，殘留物剝離，得到表面覆有聚酰亞胺pi薄膜的蛇形下電極；
10、s2，微結構水溶法轉印：
11、用水溶性膠帶粘黏覆有pi薄膜的蛇形下電極，將覆有聚酰亞胺pi薄膜的蛇形下電極轉印到水溶膠帶上；
12、在pmma板上旋涂一層pdms封裝層，將轉印覆有pi蛇形下電極的膠帶一面與pdms封裝層粘黏，紫外光下照射，浸泡，沖洗，吹干，得到鍵合在pdms封裝層上的覆有pi蛇形下電極；
13、s3，振動微腔干法刻蝕：
14、在蛇形下電極上旋涂parylene溶液，加熱固化得到parylene薄膜；
15、將根據微腔位置定制的鏤空掩膜板與蛇形下電極對準、定位，利用plasma高能量束轟擊parylene薄膜，循環刻蝕，得到在蛇形下電極上的振動微腔；
16、在蛇形下電極輸出排線位置鏤空掩膜、干法刻蝕，得到裸露的下電極排線；
17、s4，弱酸腐蝕殘留：
18、將制備電極排線的下電極置于弱酸溶液中，清洗，得到下電極和振動微腔；
19、s5，隔膜制備及貫孔刻蝕：
20、采用步驟s1中的電極制備流程，基于同樣的飛秒激光加工工藝制備上電極；
21、在載玻片的鍵合上電極層的金箔上旋涂parylene溶液，加熱固化得到parylene薄膜；
22、將覆有parylene薄膜的上電極在紫外激光器下刻蝕貫孔陣列，得到帶有貫孔陣列的上電極；
23、s6，離子島柱旋涂：
24、采用步驟s3中的振動微腔干法刻蝕工藝，在上電極的parylene薄膜上刻蝕出離子島柱的腔體結構；
25、采用步驟s4中的弱酸腐蝕殘留清洗過程，得到潔凈的帶有離子島柱的上電極；
26、在上電極上高速旋涂離子凝膠，抽濾空氣，得到覆有離子凝膠的上電極；
27、s7，離子島柱光固化：
28、將覆有離子凝膠的上電極置于紫外光下固化，得到覆有離子島束縛層的離子島柱的上電極，構成上電極振動隔膜；
29、s8，上下電極層鍵合：
30、將步驟s4帶有振動微腔層的蛇形下電極的振動微腔層表面和步驟s7中得到的上電極振動隔膜表面暴露在plasma清洗機中，將上下電極的覆有parylene膜一側對準、貼合，真空去泡，加熱，鍵合得到貼片式柔性振動傳感器。
31、根據本專利技術示例性的實施例，步驟s1中，配制pdms混合溶液，將聚二甲基硅氧烷、彈性體固化劑以質量比為(5~15):1混合攪拌3~8min；
32、所述彈性體固化劑為pdms聚合物交聯劑。
33、根據本專利技術示例性的實施例，步驟s1中，在60~110℃條件下加熱1~3h，使pdms薄膜固化。
34、根據本專利技術示例性的實施例，步驟s1中，在勻膠機上以500~1000r/min的轉速旋轉10~30s；
35、在載玻片的pdms薄膜上旋涂聚酰亞胺pi溶液，以2000~3000r/min的轉速旋轉1?0~30s；在120~180℃條件下加熱1~3h。
36、根據本專利技術示例性的實施例，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S1中，配制PDMS混合溶液，將聚二甲基硅氧烷、彈性體固化劑以質量比為(5～15):1混合攪拌3～8min；
3.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S1中，在60～110℃條件下加熱1～3h，使PDMS薄膜固化。
4.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S1中，在勻膠機上以500～1000r/min的轉速旋轉10～30s；
5.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S1中，充入惰性氣體Ar至腔室內將氣壓降低至3～10Pa，在電壓為200～300V，電流為10～12A濺射鉻靶材60～150s；在相同氣壓和電壓下，電流為12～15A濺射金靶材90～240s。
6.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片
7.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S3中，以400～1000r/min的轉速旋轉10～30s旋涂Parylene溶液；在70～150℃環境下加熱30～90min固化。
8.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S3中，以4～20nA離子束流和5～15nC/μm2離子劑量下轟擊腔體位置的Parylene薄膜，重復5000～10000次循環刻蝕。
9.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S8中，振動微腔層表面和上電極振動隔膜表面暴露在Plasma清洗機里，以20～50W功率活化5～10min；以60～120℃加熱1～3h，鍵合得到貼片式柔性振動傳感器。
10.根據權利要求1-9任一項所述方法制備的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器，其特征在于，包括自上而下分布的頂部封裝層、蛇形上電極、離子島束縛層、離子島柱、振動微腔層、蛇形下電極和底部封裝層：頂部封裝層上面鍵合蛇形上電極，蛇形上電極上面刻蝕離子島束縛層，離子島束縛層上腔體內部為光固化離子島；底部封裝層上面鍵合蛇形下電極，蛇形下電極上面刻蝕振動微腔；
...【技術特征摘要】
1.一種面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟s1中，配制pdms混合溶液，將聚二甲基硅氧烷、彈性體固化劑以質量比為(5～15):1混合攪拌3～8min；
3.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟s1中，在60～110℃條件下加熱1～3h，使pdms薄膜固化。
4.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟s1中，在勻膠機上以500～1000r/min的轉速旋轉10～30s；
5.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟s1中，充入惰性氣體ar至腔室內將氣壓降低至3～10pa，在電壓為200～300v，電流為10～12a濺射鉻靶材60～150s；在相同氣壓和電壓下，電流為12～15a濺射金靶材90～240s。
6.根據權利要求1所述的面向頜下鼾病震顫的貼片式柔性振動傳感器的制備方法，其特征在于，步驟s2中，在pmma板上旋涂一層0.05～0.1mm厚的pdms封裝層；紫外光5～20w功率條件下照...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韋學勇，徐洪成，高偉卓，趙明輝，張傳禹，王靖宵，楊紫薇，萬瀟，孫凱龍，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：
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