[發明專利]一種植入式光電心臟起搏器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910169233.7
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109876297B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 余林蔚;雷亞奎;曹璐瑤;劉宗光;王軍轉
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61N1/362
• 分類號: A61N1/362;A61N1/378
• 代理公司: 蘇州科洲知識產權代理事務所(普通合伙) 32435
• 代理人: 李奎鋒

本發明涉及一種植入式光電心臟起搏器及其制備方法，該制備方法直接將通過氣?液?固(VLS)生長機制生長的徑向結太陽能電池制作成光電心臟起搏器貼片或起搏線，或對其采用酸處理、超聲等方法，獲得可注射的納米或微米級的光電起搏器，通過貼片、微創注射植入手術，將該光電起搏器應用在心外膜表面或注射入心肌表層，在體內接受光照時其能產生大的開路電壓或電荷，實現對心肌的刺激，在無電池、無導線的條件下使心臟起搏。該發明可減少患者更換供電裝置帶來的身體損傷及高額的手術費用，同時減少導線穿過靜脈時帶來的炎癥反應；且依托于半導體產業成熟的制作工藝，該光電心臟起搏器的太陽能電池結構可以進行批量生產，且成本低廉。

技術領域

本發明涉及生物醫用植入材料技術領域，具體地說是一種植入式光電心臟起搏器及其制備方法。

背景技術

人工心臟起搏器是一種臨床上廣泛使用的一種植入式電子設備，可通過發出規律的電脈沖刺激心肌收縮。常用于心臟相關的病態竇房結綜合癥或房室傳導阻滯的治療，以恢復患者心律，改善患者生活質量和延長患者生命周期。

通常，心臟起搏器由其內部電池供電，電池的壽命決定了起搏器的使用年限，雖然電池技術的進步使其存儲容量有所增加，但使用壽命仍然有限。因此，每隔7到10年，必須采用手術以換下埋入胸部皮膚下的耗盡電池。因此，增加了患者的痛苦和經濟負擔，并使發病率增加甚至存在潛在的死亡風險。

由于少量光線，尤其是近紅外光，能夠穿透人體皮膚，因此有研究提出可通過光伏效應，利用太陽能電池，將透過皮膚的太陽光轉換為電能，為心臟起搏器供電，從而實現無電池的起搏。Haeberlin等構建了一個可以從周圍的陽光中獲取能量的皮下植入太陽能模塊，并將這種太陽能模塊成功地為起搏器供電(A.Haeberlin,et al,Europace,2014,16(10):1534-1539.)。Song等制作了一種超薄光伏電池，通過皮下捕獲透過皮膚組織的光并隨后為起搏器供電，從而在體內獲得更高水平的能量(K.Song,et al,AdvHealthc Mater,2016,5(13):1572-1580.)。

然而，上述方法均類似于常用的商業心臟起搏器，一般需要將這些龐大的太陽能電池植入鎖骨附近的皮膚，或被植入皮下，并且需要經靜脈傳輸電刺激。這種植入方式可能引發一系列的副反應疾病，如引發與經靜脈相關的并發癥，導線移位、靜脈阻塞、三尖瓣關閉不全和心內膜炎等；引起和皮下囊袋相關的感染和血腫等；此外，皮膚糜爛和敗血癥也是不可避免的。

因此，如何提供一種小型化的光電起搏器，可以自供電，并且與人的心臟形成良好的接觸，或注入心肌，直接且連續地驅動心臟跳動而無需外部電源和連接線，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種植入式光電心臟起搏器及其制備方法，以實現自供電，并且與人的心臟形成良好的接觸，或注入心肌，直接且連續地驅動心臟跳動而無需外部電源和連接線。

為了達到上述目的，本申請提供如下技術方案。

一種植入式光電心臟起搏器的制備方法，S1、將襯底材料清洗干凈，置于等離子體增強化學的氣相沉積系統中，以低熔點的Sn作為催化劑，通過氣-液-固(VLS)生長機制，低溫下生長徑向結太陽能電池；

S2、將步驟S1中制得的徑向結太陽能電池不處理獲得柔性光電起搏貼片或起搏線，或置于酸性溶液中溶解成單分散的徑向結納米級光電起搏器，或先覆蓋一層透明的薄膜材料后溶解以獲得微米級徑向結光電起搏器的組合體。

優選地，所述步驟S2中先覆蓋一層透明的薄膜材料，再用透明的柔性高分子薄層再次覆蓋，然后經過酸處理，在開始分離的同時，將整片柔性高分子薄層用鑷子撕下，去離子水清洗后，獲得柔性光電起搏器貼片。

優選地，所述步驟S1中徑向結太陽能電池為PIN徑向結納米線，其基本結構是以中心P型硅納米線為中心的軸向核殼結構，從里到外依次為P型納米線，I層非晶硅(本征層)和N層非晶硅。