[发明专利]生物医疗通电元件的生物相容性

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日提交的美国临时申请62/040178的权益。

背景技术

1.技术领域

本发明描述了改善电池的生物相容性方面的设计和方法。在一些实例中，该生物相容性电池的使用领域可包括需要能量的任何生物相容性装置或产品。

2.相关领域描述

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，为了实现在理论上所说的增加的功能，这些装置中的许多现在都需要自备式通电装置，该通电装置与这些装置的尺寸和形状要求以及新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电气部件，这些部件执行多种功能并且可以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可为各种功能的限定产生挑战性的环境。在许多实例中，重要的是，提供安全、可靠、紧凑和高性价比的装置来使生物相容性装置内的半导体器件通电。因此，需要形成用于植入在生物相容性装置之内或之上的生物相容性通电元件，在生物相容性装置中，毫米级或更小尺寸的通电元件的结构为该通电元件提供增强的功能，同时保持生物相容性。

用于给装置供能的一个此类通电元件可为电池。当在生物医疗类型应用中使用电池时，电池结构和设计适应生物相容性方面可为重要的。因此，需要形成在生物相容性通电元件中使用的生物相容性电池的新实例。

发明内容

因此，本发明还公开了用于生物相容性通电元件的生物相容性相关策略和设计。

一个总体方面包括具有电活性部件、生物相容性电池和包封层的生物医疗装置。在这方面，该生物相容性电池包括层状结构，其中所述层状结构的至少一层的体积被移除以形成腔。包封层可包含水凝胶，该水凝胶可包封至少电活性部件和生物相容性电池。在一些实例中，水凝胶的包封层用于限定接触镜片的裙边，该裙边围绕电活性镜片的内部元件并且具有与用户的眼表面相互作用的生物相容性水凝胶层。在一些实例中，电解质溶液的性质提供对生物医疗装置的生物相容性的改善。例如，相比典型的电池组成，电解质溶液组成可具有降低的电解质浓度。在其他实例中，电解质组成可模拟生物医疗装置所在的生物学环境，诸如非限制性实例中的泪液组成。

在另一种类型的生物相容性改善中，电池以及整个生物医疗装置的形状因数可缩小到极小的范围内。例如，沿一个维度的电池厚度或生物医疗装置总厚度可小于1mm。在一些实例中，沿一个维度或沿装置范围的电池厚度或生物医疗装置总厚度可小于500微米，或可小于250微米。

另一个总体方面包括用于改善电池中的生物相容性的方法，该方法包括：制备电解质溶液，其中该电解质溶液包含浓度小于或大约等于10重量％的锌盐；获得层状结构的层；从该层状结构的层切出体积，其中从该层状结构的层移除该体积形成腔的至少一部分；以及添加电解质溶液、分隔物、阳极、阳极集流体、阴极和阴极集流体以形成生物相容性电池。

一个总体方面包括用于改善电池中的生物相容性的方法，该方法包括：制备电解质溶液，其中该电解质溶液包括接触镜片封装溶液；获得层状结构的层；从该层状结构的层切出体积，其中从该层状结构的层移除该体积形成腔的至少一部分；以及添加电解质溶液、分隔物、阳极、阳极集流体、阴极和阴极集流体以形成该层状结构。

另一个总体方面包括用于改善接触镜片中的生物相容性的方法，该方法包括：制备电解质溶液，其中该电解质溶液包括接触镜片封装溶液；获得层状结构的层；从该层状结构的层切出体积，其中从该层状结构的层移除该体积形成腔的至少第一部分；添加电解质溶液、分隔物、阳极、阳极集流体、阴极和阴极集流体以形成该层状结构；形成从第一包封层到第二包封层的密封，其中第一包封层和第二包封层围绕该层状结构的至少第二部分；将阳极集流体连接至电活性装置；将阴极集流体连接至电活性装置；以及在水凝胶中包封该层状结构和电活性装置以形成眼科装置。