[實用新型]植入式生物能胰島素泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320870346.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203619989U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張浩;曲丹;徐志云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)
• 主分類號: A61M5/142
• 分類號: A61M5/142;A61M5/168
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種植入式胰島素泵，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

糖尿病是中老年患者的常見病和多發(fā)病，作為一種終身性疾病，目前尚缺少徹底根治的治療手段。對于嚴(yán)重的糖尿病患者，通常需要采取強化胰島素治療。由于強化治療需要每日3次甚至更多次的注射胰島素，大大增加了發(fā)生低血糖的風(fēng)險和體重上升的可能性。

近年來研發(fā)或臨床試驗中的植入式胰島素泵有利于持續(xù)、平穩(wěn)的控制血糖，并減少糖尿病相關(guān)的并發(fā)癥。然而，植入式胰島素泵作為一種體內(nèi)植入的電子設(shè)備，需要持續(xù)的電能供應(yīng)。而現(xiàn)有的微型電池的供電時間普遍較短，植入后一旦電池能量耗竭，就需要再次手術(shù)更換電池。這既會給患者造成生理上的痛苦以及心理上的恐懼和焦慮，還會增加患者及其家庭的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

在人體內(nèi)部，心臟的收縮運動和血液的流動都具有穩(wěn)定和不間斷的動能。如果能夠采集其中一小部分動能并轉(zhuǎn)化為電能，將有望成為植入式胰島素泵的理想能量來源。然而，由于心臟是人體的“發(fā)動機”，不恰當(dāng)?shù)牟杉呐K動能必然會影響心臟的功能，甚至導(dǎo)致心臟損傷。此外，傳統(tǒng)的基于法拉第定律的電磁感應(yīng)式發(fā)電機體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合體內(nèi)植入。

實用新型內(nèi)容

為解決上述問題，本實用新型提供一種可植入體內(nèi)并間接利用心臟生物能供電的植入式胰島素泵，其特征在于，包括血糖傳感器、胰島素注射泵、輸注導(dǎo)管、控制所述注射泵運行的控制芯片、信號發(fā)射部、用于接收信號的體外通訊器以及提供電能的發(fā)電部。其中，發(fā)電部包括發(fā)電主體、調(diào)節(jié)端、輸出電極、電能存儲單元以及封裝層。其中，發(fā)電主體用于包繞主動脈，以采集主動脈擴張時所產(chǎn)生的機械能，并轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電主體為多層薄膜結(jié)構(gòu)，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(cè)的第一電極層和第二電極層。調(diào)節(jié)端位于發(fā)電主體的兩端，用于調(diào)節(jié)發(fā)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血糖傳感器、控制芯片、胰島素注射泵和信號發(fā)射部供電。封裝層覆蓋于發(fā)電主體、調(diào)節(jié)端、輸出電極以及電能存儲單元的表面。

另外，本實用新型的植入式生物能胰島素泵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，本實用新型的植入式生物能胰島素泵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(jié)構(gòu)。

另外，本實用新型的植入式生物能胰島素泵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，本實用新型的植入式生物能胰島素泵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，本實用新型的植入式生物能胰島素泵還可以具有這樣的特征：其中，調(diào)節(jié)端的固定方式使用手術(shù)線縫合、鈦夾鉗夾或粘合劑粘合中的任意一種。

另外，本實用新型的植入式生物能胰島素泵還可以具有這樣的特征：其中，調(diào)節(jié)端的一端為單排的卡齒，該卡齒的尖端平滑且面向發(fā)電主體的外側(cè)，調(diào)節(jié)端的另一端為卡槽，卡槽的內(nèi)部一側(cè)具有與卡齒相配合的齒槽，另一側(cè)為平面，卡齒與卡槽相卡合。

另外，本實用新型的植入式生物能胰島素泵還可以具有這樣的特征：其中，所述封裝層以生物相容性好的柔性高分子絕緣材料作為封裝材料。

另外，本實用新型的植入式生物能胰島素泵還可以具有這樣的特征：發(fā)電部對主動脈的壓力小于140mmHg。

實用新型作用與效果

本實用新型的植入式生物能胰島素泵，通過植入納米級壓電材料以采集主動脈擴張時所產(chǎn)生的能量并轉(zhuǎn)化為電能，作為其能量來源。因此只要心臟跳動，本實用新型即可利用患者自身的生物能提供電能，免去了使用電池作為電源的必要，解決了電池能量耗竭后通過手術(shù)更換電池的問題。

由于本實用新型采用納米級壓電材料作為發(fā)電主體，不僅可以有效地將體內(nèi)的生物能轉(zhuǎn)化為電能，而且體積微小，更適合體內(nèi)植入。

由于本實用新型采用了柔軟的環(huán)形結(jié)構(gòu)包繞于主動脈的外壁，且能夠定量控制本系統(tǒng)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(chǎn)生的機械能，又不會對心臟功能產(chǎn)生明顯影響。

此外，由于本實用新型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(fā)電主體與體內(nèi)環(huán)境隔離，還可將主動脈壁形變產(chǎn)生的壓力有效的傳導(dǎo)至壓電材料。