技术摘要：
本发明公开了一种基于可食用可消化材料制备的胃部pH无线检测系统，该系统包括卷成圆柱形形式的平面结构，所述平面结构的表面上印刷有电路图案。所述电路图案包括多个叉指电极和天线部分。将平面结构卷成圆柱形形式，使得叉指电极位于卷起的平面结构的最外层上。卷起的  全部
背景技术：
随身电子器件(无论是可穿戴系统还是可植入系统)在医疗保健监控、诊断和治疗 中的作用越来越重要。以及随着电子材料的显著进步一一外形尺寸和成分的扩展，以及灵 活、可拉伸和瞬态系统的出现，大力推动了医疗保健设备的研发进展。基于皮肤的系统能够 检测诸如心率、温度以及基于汗液的身体成分的变量。可植入系统可以更稳定，但是它们具 有侵入性，存在感染、出血的风险，并且在出现故障时需要手术恢复。 胃肠(GI)道是已经仅被部分探索以施用电子器件的一个身体领域。胃肠道是外部 环境与内部环境之间的主要界面，为装置驻留和监测各种健康和疾病状况以及状态提供了 巨大的表面积。然而迄今为止，已经制造出的供GI使用的装置(例如可以整个吞咽或通过内 窥镜检查植入的装置)的数量仍然有限。 这些装置包括胶囊内窥镜(PillCamTM、Medtronic、Minneapolis、MN)和用于测量胃 肠动力和pH值的胶囊(SmartPillTM、Medtronic、Minneapolis、MN)。这些装置是不可生物降 解的，并且如果它们陷入狭窄区域，则可能引起肠梗阻。它们也相对昂贵。由于这些原因，它 们不适合长时间重复施用。胃酸消化紊乱非常普遍，而目前治疗使用的抑制胃酸药物又具 有风险。因此迫切需要能够长时间反复测量胃内pH值以诊断这些疾病，客观地监测胃部对 治疗的反应，从而使用最低有效剂量的药物，以一种比目前可用的监测手段更安全，更具成 本效益的方式进行治疗。 目前，要测量胃内pH值，只能将鼻胃管置入(有创且不舒适)，用胃抽吸液进行上内 窥镜检查(有创且昂贵)或施用 (吉文成像(Given  Imaging))。 是一种不 可生物降解的可吞咽电子装置，在吞咽后能够无线传输pH信息。它很昂贵，并且如果有任何 狭窄或阻塞，会滞留在肠内。 是通过基于使用胃肠道外来的材料(例如，Cu)的工 艺的MEMS(微机电系统)制造的。由于该类电子器件中使用非可食用材料，因此存在安全隐 患。由可食用材料制成的可消化的设备将更安全并且成本会更低。 因此，对胃肠道中pH值的实时测量具有重要的医学重要性。患有胃酸分泌异常(胃 食管反流病、消化性溃疡病、佐林格-埃里森综合征)的患者，可以从定期间歇性监测胃内pH 值而受益，特别是这项监测可以低价且安全地进行。
技术实现要素：
最近发现，基于食品的材料可以用于制造电子器件。已经证明了全部采用食品材 料或在一定程度上使用无毒的可食用金属(例如，金)可以制备出诸如电阻和天线等功能电 4 CN 111601518 A 说　明　书 2/7 页 子元器件。此外，一种由可食用材料制成、可以测量pH值并以无线方式被动传输信号的pH传 感器的成果已经发表。本文描述的是使用可食用且可消化材料来制备小型化pH传感器(参 见图1)，该小型化pH传感器可以在酸性胃环境中工作并利用智能手机从可食用的pH传感器 中无线读取数据。该传感器将在实验室环境和动物实验两者中进行设计、制造、表征。 在一个实施例中，本发明提供了一种用于检测胃部pH的系统，所述系统包括卷成 圆柱形形式的平面结构和设于所述平面结构的表面上的电路图案。电路图案包括通过将平 面结构卷成圆柱形形式而形成为线圈的天线部分。电路图案还包括多个叉指电极，所述叉 指电极至少部分地位于卷起的平面结构的外部上。 在另一个实施例中，本发明提供了一种制备可吞咽的pH传感器的方法。首先制备 基板，并且在基板的上表面上印刷电路图案。电路图案包括多个叉指电极和天线部分。将基 板卷成圆柱形形式，使得叉指电极位于卷起的基板的最外层上。基板的卷起还使得电路图 案的天线部分成为线圈形状。可吞咽的pH传感器完全由可食用且可消化的材料制成。 在一些实施例中，本发明提供了一种可吞咽的pH传感器，其包含以圆柱形形成的 平面结构，所述平面结构包括多个包含金(Au)-氧化锌(ZnO)的电极、用于无线传输信号的 包含金(Au)的天线以及可食用电容器。 在其他实施例中，本发明提供了一种包含以圆柱形形成的平面结构的可吞咽的pH 传感器的方案，所述平面结构包括多个由金(Au)和金属氧化物构成的电极、用于无线传输 信号的包含Au的天线以及可食用电容器。 在进一步实施例中，本发明提供了一种用于测量胃肠道参数的系统。所述系统包 含：带有天线的呈圆柱体状可吞咽的传感器、以及能够从可吞咽的传感器读取数据的体外 读取器，所述体外读取器在人体外部使用。 通过考虑详细说明和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。 附图说明 图1为根据一个实施例的与体外读取器无线通信的可食用且可消化的pH传感器示 意图。 图2A是来自图1的实施例的展开的pH传感器的截面图。 图2B是图2A的pH传感器的印刷电路的一个示例的俯视图。 图2C是图2A的pH传感器处于“卷起”形式的透视图。 图3是用于图2A的pH传感器中的印刷电路图案的第二示例。 图4是用于图2A的pH传感器中的印刷电路图案的第三示例。 图5是用于图2A的pH传感器中的印刷电路图案的第四示例。 图6是用于图2A的pH传感器中的印刷电路图案的第五示例。 图7A是使用图4的印刷电路图案的pH传感器的另一示例的分解图。 图7B是图7A的pH传感器在其最终的卷起的形式中的剖视图，示出了pH传感器胶囊 的外部上的电极和涂层的布置。 图8是示出针对从一(1)到七(7)的pH值测量的谐振频率和相应的电容值的曲线 图。 图9是与pH传感器胶囊通信的体外读取器的框架示意图。 5 CN 111601518 A 说　明　书 3/7 页 图10是使用图9的传感器系统获取多个pH读数的方法的流程图。