[發明專利]一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片

在審

• 申請號: 202010425622.4
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111603297A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 陳珉;于欣格
• 申請（專利權）人: 成都懷慈福佑電子科技有限公司
• 主分類號: A61F7/00
• 分類號: A61F7/00;A61B5/00;A61L31/12;A61L31/14;A61L31/02;A61L31/10;A61L31/08;A61L31/16
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本發明公開了一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片，屬于新型微電子材料與器件、生物可降解電子器件以及醫療電子器件技術領域。該方法醫療芯片構筑一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片，該多功能醫療芯片的特點主要包括：1)由兩層或兩層以上的器件堆疊而成；2)不同對疊層的器件擁有相同或者不同的醫療功能；3)制備器件所需要的材料全部由生物可降解電子材料組成；4)不同器件層之間由不同生物可降解絕緣材料進行封裝。本發明能夠加快新型醫療電子器件的快速發展，特別是對于提高瞬態醫療電子器件的多功能集成、降低病患醫療成本等方面具有深遠的意義。

技術領域

本發明公開了一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片，屬于新型微電子材料與器件、生物可降解電子器件以及醫療電子器件技術領域。

背景技術

瞬態醫療電子器件自2012年被提出到現在(Science,2012,337,1640.)，由于其生物可兼容、生物可降解、環境無污染等一系列的優點受到人們的廣泛關注并得到了十足的發展。特別是對于可植入電子器件而言，瞬態醫療電子器件在其完成對生命體的治療或者監測后，可在生命體內自行降解，而不需要進行第二次外科手術將其取出。瞬態醫療電子器件的提出以及應用，將大大地降低了病患的手術痛苦、手術風險，同時降低了醫療成本。實現瞬態醫療電子器件的關鍵是從襯底、器件到封裝層所需要的材料都應同時具有生物可兼容和生物可降解的特點。然而，傳統瞬態醫療電子器件在生命體內的壽命是由封裝層的降解速率所決定的，且具有功能單一、集成度低等缺點。例如，具有減輕感染或者消除感染的可植入瞬態熱療器件，當其在生命體內完全降解后，該器件對于感染區域的療效無從得知。

將治療器件與監測器件進行三維集成是一種有效的方式。舉例來說，治療器件位于上層，監測器件處于治療器件的正下方，兩層器件之間用封裝層進行隔離，并對治療器件層上方進行封裝。當治療器件充分降解后，其下方的監測器件將對治療器件的療效進行原位監測。通過監測數據的反饋，對治療器件在生命體內的壽命進行最優化，即對最上方的封裝層進行最優化。從而達到，當治療器件完全降解后，病變區域完全恢復如常，且恢復狀況可由下方監測器件進行原位分析。本發明的提出，將進一步推進瞬態醫療電子器件的發展，對于大力拓展瞬態醫療電子器件的醫用化、實用化具有重要意義。鑒于此，構建一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片變得尤為必要。

發明內容

根據以上技術背景，本發明的目的是構建一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片，通過將具有相同或者不同功能的器件層進行縱向三位堆疊，且器件層之間用絕緣介質作為封裝，最終形成具有多功能集成、瞬態、三維堆疊的醫療芯片。本發明提出的三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片對推進瞬態醫療電子器件的快速發展，拓展瞬態醫療電子器件的醫用化、實用化具有重要意義。

為實現上述目的以及其他相關目的，本發明一種三維堆疊式多功能瞬態醫療芯片，其特征在于，至少包括：襯底，功能器件層和封裝層；

1)提供生物可兼容、生物可降解材料作為襯底，所述生物可兼容/可降解襯底具有柔性的特征；

2)在上述生物可兼容/可降解襯底上構建第一層功能器件層，所述功能器件層所需要的材料均為生物可兼容、生物可降解材料；

3)對上述功能器件層進行封裝，所述封裝層所需要的材料均為生物可兼容、生物可降解材料；

4)所述功能器件層和封裝層重復堆疊一次或者多次，其中不同器件層具有相同或者不同的醫療功能。

可選地，所述生物可兼容及可降解襯底材料主要包括蠶絲蛋白、乳酸-羥基醋酸共聚物(PLGA)、米紙(rice paper)、聚已酸內酯(PCL)、聚羥基乙酸(PGA)等，但并不限于以上幾種。

可選地，所述功能器件層所需要的金屬材料包括Zn、Mg、Fe、W、Mo，介質材料為SiO2、Si3N4、MgO、可降解聚合物，半導體材料為Si、Ge、SiGe、ZnO等，但并不限于以上幾種。