[发明专利]用于生物医疗装置的生物相容性可再充电通电元件

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2014年8月21日提交的美国临时专利申请62/040178的权益。

技术领域

本文描述了形成生物相容性通电元件的方法和设备。在一些实施例中，形成生物相容性通电元件的方法和设备涉及在通电元件中形成分隔物元件。包括阳极、阴极和电解质的活性元件可与所形成的分隔物元件电化学连接并与其相互作用。活性元件可被构造成使得电池可在多个使用步骤或循环中被放电并再充电。在一些实施例中，所述方法和设备的使用领域可包括需要通电元件的任何生物相容性装置或产品。

背景技术

近来，医疗装置的数量开始快速增长并且其功能不断完善。这些医疗装置可包括例如植入式起搏器、监测和/或测试生物功能的电子药丸、具有活性部件的外科装置、接触镜片、输注泵和神经刺激器。前述许多医疗装置的功能增加和性能增强已经理论化并得以发展。然而，为了实现理论化的增加的功能，这些装置中的许多现在都需要自备通电机构，该机构与这些装置的尺寸和形状要求以及新的通电部件的能量要求相容。

一些医疗装置可包括诸如半导体器件的部件，所述部件执行多种功能并且可结合到许多生物相容性和/或植入式装置中。然而，此类半导体部件需要能量，因此，通电元件也应该优选地被包括在此类生物相容性装置中。生物相容性装置的外形和相对较小的尺寸为各种功能的限定产生了新的且具有挑战性的环境。在许多实施例中，重要的是提供安全、可靠、紧凑和高性价比装置来为生物相容性装置内的半导体部件供电。因此，存在对形成可植入生物相容性装置内或其上的生物相容性通电元件的新实施例的需要，其中电池元件结构为通电元件的化学组分提供了增强的容纳度，并能更好地控制容纳在通电元件中的化学组分的量。

发明内容

因此，本发明公开了用于形成生物相容性通电元件的方法和设备，由于形成了可大量包含电池化学物质的结构，所述方法和设备可提供制造优势。同样，该结构设计也可对存在于电池元件中的通电元件数量进行内部控制。

一个大体方面包括生物相容性通电元件，其还可包括间隙隔离层。生物相容性通电元件还可包括位于间隙隔离层中的至少第一孔。生物相容性通电元件还可包括阴极隔离层，其中阴极隔离层附接至间隙隔离层。生物相容性通电元件还可包括位于阴极隔离层中的至少第二孔，其中第二孔与第一孔对准，并且其中第二孔小于第一孔，使得当第一孔与第二孔对准时，阴极隔离层的脊暴露于第一孔中。生物相容性通电元件还可包括分隔物层，其中分隔物层置于间隙隔离层中的第一孔内，并粘附到阴极隔离层的脊。生物相容性通电元件还可包括位于第二孔的侧面和分隔物层的第一表面之间的腔，其中腔填充有阴极化学物质。生物相容性通电元件还可包括涂覆有阳极化学物质的第一集流体。生物相容性通电元件还可包括第二集流体，其中第二集流体与阴极化学物质电连接。生物相容性通电元件还可包括电解质，该电解质包含电解质化学物质。

具体实施可包括生物相容性通电元件，其中阴极化学物质、阳极化学物质和电解质化学物质与通电的多个充电循环和放电循环一致。物相容性通电元件还可包括其中阴极化学物质包括锂盐的实例。生物相容性通电元件可包括磷酸鉄锂。生物相容性通电元件还可包括嵌入金属原子。生物相容性通电元件还可包括嵌入锂原子。生物相容性通电元件还可包括铅、镍、锂、钴、锌、钠、钒、银或硅中的中的一种或多种。生物相容性通电元件还可包括羧甲基纤维素钠。生物相容性通电元件还可包括其中阴极化学物质包括人造石墨和炭黑中的中的一种或多种的实例。生物相容性通电元件还可包括其中阴极化学物质包括丁苯橡胶中的中的一种或多种的实例。生物相容性通电元件还可包括六氟磷酸锂。生物相容性通电元件可包括其中生物相容性通电元件电连接至生物医疗装置内的电活性元件的实例。生物相容性通电元件还可包括其中生物医疗装置是眼科装置的实例。在一些实例中，眼科装置可以是接触镜片。

生物相容性通电元件还可包括其中电解质包括六氟磷酸锂的实例。生物相容性通电元件还可包括其中分隔物前体混合物包括聚(偏二氟乙烯)、聚二甲基硅氧烷、N,N-二甲基乙酰胺中的中的一种或多种的实例。附加实例还可包括甘油。生物相容性通电元件可被包括在生物医疗装置内。