[发明专利]一种眼部传感器及制备方法

说明书

本发明公开了一种眼部传感器及制备方法，所述眼部传感器包括角膜接触镜及封装在角膜接触镜中的第一叉指电容、第二叉指电容、第一电感线圈、第二电感线圈和通道电阻。本发明所述的眼部传感器制备方法包括以下步骤：(a)金属基板上光刻石墨烯通道；(b)去除多余石墨烯；(c)石墨烯上固定葡萄糖氧化酶；(d)光刻电极图案；(e)制备电极；(f)重复上述步骤制得叉指电容和电感线圈的电极以及通道电阻；(g)电极上旋涂并固化柔性材料；(h)转移电极；(i)封装。本发明可实现24小时实时动态监测眼压、眼部温度和泪糖多个健康参数，并通过眼部温度矫正热膨胀系数，可获得更精确的眼压数据；结构简单、工艺成熟易行、制备成本低。

技术领域

本发明涉及一种眼部传感器及制备方法，尤其涉及一种可以24小时实时监控眼压、眼部温度及泪糖的无线无源可穿戴眼部传感器及制备方法。

背景技术

青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，总人群发病率为1％，45岁以后为2％。病理性眼压升高及24小时眼压波动是青光眼诊断和判断青光眼病情进展的主要途径。现有眼压计都是点式测量，在进行24小时眼压测量过程中，医生常要求患者分别在5、7、10、14、18、22点时测量一次眼压。该方法用于诊断青光眼时，无法获得患者睡眠时的准确的眼压波动数据，而恰恰大部分患者存在日间眼压正常、夜间眼压升高的状况，因此现有的检测方式极易导致漏诊、错诊。并且该检测方式要求患者一整日待在医院中，影响了正常的工作生活等日常活动，缺乏便捷性。

在这种背景下，涌现出一批新型眼压传感器，新型眼压传感器可分为侵入式与非侵入式两种。侵入式眼压传感器虽然在发展过程中由硅基发展至柔性基底，由硬质发展为可折叠，但在侵入过程中不可避免对患者产生创伤，不易被患者所接受。而非侵入式眼压传感器最早由一家名为Sensimed的瑞士公司开发，通过实时检测软性角膜接触镜的应变监测眼压，规避了对患者的创伤，然而因其使用了硬质的微处理器芯片，存在引起角膜擦伤的风险，因此不适合穿戴，降低了用户使用的舒适度。

此外，美国查特吉博士于2005年发现，眼泪中的糖分含量泪糖可以非常准确地反映出人体内的血糖水平。并且，当人体的血糖含量发生变化时，泪糖也会相应地改变。现有采集泪糖主要有棉棒刺激法和毛细管收集法等，这二种方法危险性大，患者无法自己完成，结果难以定量，同时需要昂贵的高精度液相色谱仪来检测，因此无法实现实时监测。

发明内容

发明目的：本发明目的是提出一种无线无源可穿戴眼部传感器及制备方法，可实现24小时实时动态监测眼压、眼部温度和泪糖多个健康参数。

技术方案：本发明所述的一种眼部传感器，包括角膜接触镜及封装在角膜接触镜中的第一叉指电容、第二叉指电容、第一电感线圈、第二电感线圈和通道电阻；所述第一叉指电容的电极沿所述角膜接触镜的中心径向排布，两端分别连接在所述第一电感线圈的两端；所述第二叉指电容的电极沿所述角膜接触镜的中心切向排布，两端分别连接在所述第二电感线圈的两端；所述第一电感线圈和所述第二电感线圈为单圈线圈，以所述角膜接触镜为中心呈螺旋形排布，所述第一电感线圈位于所述第二电感线圈的外边缘；所述通道电阻位于所述第二电感线圈上；所述角膜接触镜用于患者佩戴时与角膜表面进行贴合。

其中，所述角膜接触镜为柔性材料，包括但不限于PDMS或Ecoflex，厚度为50～250um。所述电极由导电金属材料制备而成，包括但不限于金、银或铜等金属材料，厚度为0.3～5um，所述通道电阻6的材料包括石墨烯和葡萄糖氧化酶。

本发明所述一种基于上述眼部传感器的制备方法，包括以下步骤：(a)在金属基板上转移石墨烯，光刻出石墨烯通道图案；(b)去除多余石墨烯；(c)石墨烯上固定葡萄糖氧化酶；(d)在石墨烯通道图案上光刻出电极图案；(e)利用镀膜工艺制备具有电极图案的电极；(f)重复上述步骤分别得到第一叉指电容、第二叉指电容、第一电感线圈和第二电感线圈的电极和通道电阻；(g)在电极上旋涂并固化柔性材料；(h)去除金属基板、转移电极；(i)将制备的各组件放置在角膜接触镜模具中，使用柔性材料进行封装，制得眼部传感器。