[發明專利]生物能喉起搏器

在審

• 申請號: 201310731813.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104740769A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 張浩;曲丹;徐志云
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二軍醫大學
• 主分類號: A61N1/378
• 分類號: A61N1/378
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及一種喉起搏器，屬于醫療器械領域。

背景技術

聲帶麻痹原因較多，可分為中樞性和末梢性兩種，任何中樞或外周神經系統的操作都可引起喉返神經麻痹。手術損傷是主要病因，甲狀腺切除術是最常見的病因。

植入式喉起搏器是一種治療聲帶麻痹的新的發展方向，通過電刺激麻痹環杓后肌使之恢復外展功能，從而使聲門開大的技術。但是，現有的喉起搏器均采用電池供電，由于喉起搏器的刺激頻率較高，耗電量大，因而電池的使用時間相應較短。對于需要植入體內的喉起搏器而言，當電池耗竭后只能通過外科手術的方式更換電池。

然而，通過手術的方式更換喉起搏器的電池既會給患者造成生理上的痛苦以及心理上的恐懼和焦慮，也會增加患者及其家庭的經濟負擔。因此提供一種能夠持續供電的設備就顯得尤為重要。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種生物能喉起搏器，其特征在于，包括用于產生電刺激的脈沖發生器、刺激電極以及為脈沖發生器供電的發電部。其中，發電部包括發電主體、調節端、輸出電極、電能存儲單元以及封裝層。其中，發電主體用于包繞主動脈，以采集主動脈擴張時所產生的機械能，并轉化為電能。發電主體為多層薄膜結構，包括位于中心層的壓電材料層，以及分別位于壓電材料層兩側的第一電極層和第二電極層。調節端位于發電主體的兩端，用于調節發電主體的長度。輸出電極用于將電能輸送給電能存儲單元。電能存儲單元用于存儲電能并為脈沖發生器供電。封裝層覆蓋于發電主體、調節端、輸出電極以及電能存儲單元表面。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：其中，壓電材料層含有納米級壓電材料，納米級壓電材料為壓電晶體、壓電陶瓷和有機壓電聚合物中的任意一種。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：其中，壓電晶體、壓電陶瓷、有機壓電聚合物可以為納米級壓電材料的單層或多層結構。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：其中，所述電能存儲部為微型可充電電池或電容。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：還包括，整流濾波電路，連接于電能存儲單元和輸出電極之間。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：其中，調節端的固定方式使用手術線縫合、鈦夾鉗夾或粘合劑粘合中的任意一種。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：其中，調節端的一端為單排的卡齒，該卡齒的尖端平滑且面向發電主體的外側，調節端的另一端為卡槽，卡槽的內部一側具有與卡齒相配合的齒槽，另一側為平面，卡齒與卡槽相卡合。

另外，本發明的生物能喉起搏器還可以具有這樣的特征：發電部對主動脈的壓力小于140mmHg。

發明作用與效果

本發明的生物能喉起搏器，通過植入納米級壓電材料以采集主動脈擴張時所產生的能量并轉化為電能，作為其能量來源。因此只要心臟跳動，本發明即可利用患者自身的生物能而提供電能，免去了使用電池作為電源的必要，解決了電池能量耗竭后需要手術更換電池的問題。

由于本發明采用納米級壓電材料作為發電主體，不僅可以有效地將體內的生物能轉化為電能，而且體積微小，更適合體內植入。

由于本發明采用了柔軟的環形結構包繞于主動脈的外壁，且能夠定量控制本系統對主動脈的壓力，因此既可以高效、充分的采集主動脈擴張時所產生的機械能，又不會對心臟功能產生明顯影響。

此外，由于本發明采用生物相容性好的柔性高分子絕緣材料封裝，因此既能將發電主體與體內環境隔離，還可將主動脈壁形變產生的壓力有效的傳導至壓電材料。

此外，利用發電主體兩端的調節端可調整發電主體包繞主動脈的緊張度，從而可調節壓電材料的形變程度及輸出電量。又由于調節端內不含壓電材料及電極層，因此使用手術縫線或鈦夾固定時不會損壞發電主體的結構。

并且，由于本發明的發電主體位于主動脈外部，不與血液直接接觸，因而不存在血栓形成以及中風（心肌梗塞或腦梗塞）的風險。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的生物能喉起搏器的示意圖；

圖2是本發明實施例一的發電主體的示意圖；

圖3是本發明實施例一的發電主體的內部結構剖面圖；

圖4是圖3中發電主體A區域的局部放大圖；

圖5是本發明實施例一中發電主體安裝于主動脈上的截面圖；

圖6是本發明實施例四中調節端為卡齒結構的示意圖；以及

圖7是本發明實施例的電路圖。

具體實施方式