[發(fā)明專利]形成用于生物醫(yī)療裝置的包含燃料電池的生物相容性通電元件的方法和設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710085908.0
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107093751A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.B.普格;S.斯努克;F.A.弗里特施;A.托納
• 申請（專利權(quán)）人: 莊臣及莊臣視力保護(hù)公司
• 主分類號: H01M8/0289
• 分類號: H01M8/0289
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張金金,姜甜

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明描述了形成生物相容性通電元件的方法和設(shè)備。在一些實施方案中，形成生物相容性通電元件的方法和設(shè)備涉及形成通電元件的隔膜元件。包含陽極、陰極和燃料電池溶液的活性元件可與所形成的隔膜元件電化學(xué)連接并可與之相互作用。在一些實施方案中，所述方法和設(shè)備的使用領(lǐng)域可包括需要通電元件的任何生物相容性裝置或產(chǎn)品。

2.相關(guān)領(lǐng)域的討論

近來，醫(yī)療裝置的數(shù)量開始快速增長并且其功能不斷完善。這些醫(yī)療裝置可包括(例如)植入式起搏器、監(jiān)測和/或測試生物功能的電子圓丸、具有有源部件的外科裝置、隱形鏡片、輸注泵和神經(jīng)刺激器。前述許多醫(yī)療裝置的功能增加和性能增強(qiáng)已經(jīng)理論化并得以發(fā)展。然而，為了實現(xiàn)在理論上所說的增加的功能，這些裝置中的許多現(xiàn)在都需要自備式通電機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)與這些裝置的尺寸和形狀要求以及新的通電部件的能量要求相容。

一些醫(yī)療裝置可包括諸如半導(dǎo)體器件的部件，這些部件執(zhí)行多種功能并且可以結(jié)合到許多生物相容性和/或植入式裝置中。然而，此類半導(dǎo)體部件需要能量，因此，通電元件通常也可被包括在此類生物相容性裝置中。生物相容性裝置的形貌和相對較小的尺寸為各種功能的限定產(chǎn)生了新的且具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境。在許多實施方案中，可能重要的是，提供安全、可靠、緊湊和高性價比的機(jī)構(gòu)為生物相容性裝置內(nèi)的半導(dǎo)體部件供電。因此，需要形成用于植入生物相容性裝置內(nèi)或生物相容性裝置上的生物相容性通電元件的新型實施方案，其中這些元件的結(jié)構(gòu)提供增強(qiáng)的容納通電元件的化學(xué)組分的能力以及對于容納在通電元件中的化學(xué)組分的量的改善控制能力。燃料電池，尤其是采用生物可利用燃料源的那些，可能是如通電元件一樣的良好解決方案。在一些情況下，燃料電池和蓄電池的組合可以為生物醫(yī)療裝置提供能量。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明公開了形成生物相容性通電元件的方法和設(shè)備，所述通電元件具有制造方面的優(yōu)勢同時形成可包含大量燃料電池化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。另外，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計也可提供對于存在于燃料電池元件內(nèi)的通電元件數(shù)量的固有控制。

在一些實施方案中，通電元件可通過將結(jié)構(gòu)層以疊堆形式放置在一起而形成。陽極隔離層可具有從陽極層切割出的第一孔。該孔的隔離層側(cè)壁可以是當(dāng)堆疊多個層時所形成的腔體的一部分。陰極隔離層可具有在其中切割的第二孔。在一些示例中，第二孔可對準(zhǔn)第一孔。第二孔可大于第一孔，并且當(dāng)這些孔彼此對準(zhǔn)時，陽極隔離層材料的隆起部可暴露在第一孔中。隔膜層可以被切割成一定的尺寸和形狀，使其可裝配到第二孔中并且大于第一孔。隔膜層可放置在第二孔內(nèi)，并粘附到陽極隔離層材料的隆起部。這種結(jié)構(gòu)可以在第一孔的側(cè)面與隔膜層的第一表面之間形成第一腔。第一腔可填充有陽極溶液。第二腔可通過放置隔膜層而形成，并可包括隔膜層的表面和陰極隔離層中第二孔的暴露側(cè)壁區(qū)域。在陽極隔離層材料的隆起部上可存在一些區(qū)域，這些區(qū)域在一些示例中可位于第二腔內(nèi)。第二腔可填充有陰極溶液。還可存在填充有燃料溶液的第三腔。在一些示例中，可形成通道，該通道允許流體在第三腔與第一腔之間移動。在一些示例中，陽極溶液可包含第一酶。在一些示例中，陽極溶液包含葡萄糖-6-磷酸脫氫酶。在一些示例中，陽極溶液包含α-葡聚糖磷酸化酶。在一些示例中，陽極溶液還可包含磷酸葡萄糖變位酶。在一些示例中，陽極溶液可包含6-磷酸葡糖酸脫氫酶。包括一個或多個示例性選項的各種類型的通電元件中的至少一種可電連接至生物醫(yī)療裝置內(nèi)的電活性元件。生物醫(yī)療裝置可以是眼科裝置。該眼科裝置可以是接觸鏡片。通電元件內(nèi)的燃料溶液和其他溶液可包含麥芽糖糊精和葡萄糖中的一種或多種?？纱嬖谛纬捎谕娫?nèi)的多個密封件以將各個腔彼此分隔開并且將通電元件內(nèi)的材料與通電元件外面分隔開。這些密封件可在陽極隔離層與陰極隔離層之間形成。在一些示例中，在陽極隔離層與陰極隔離層之間可存在對密封件進(jìn)行處理之后所包括的中間層。密封件可通過激光焊接、超聲波焊接和直接熱焊接中的一種或多種形成。密封件也可通過聚合物密封件的光圖案化而形成。