[发明专利]用于由电化学生物反应器制造导电膜的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求法国专利申请FR14/57917的优先权权益，其将通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及一种制造能够形成电化学生物反应器的元件的导电膜的方法，在该水平下，限制在生物反应器中的元件与存在于其中浸没有生物反应器的液体介质中的化合物之间能够发生反应。该反应可能例如导致生物反应器的变形，产生电位，或导致与生物反应器相互作用的化合物的化学转化。

导致产生电位的生物反应器可以形成糖/氧型(例如葡萄糖/氧)的生物燃料电池或生物传感器的生物电极。

引起与生物反应器相互作用的化合物发生化学转化的生物反应器例如通过将葡萄糖转化成例如将被植入有生物反应器的生物体消除的化合物而形成葡萄糖杀伤剂(killer)。

尽管本文主要在生物电极的情况下描述本发明和现有技术，但是应当理解，本发明适用于任何电化学生物反应器，特别是可植入体内的生物反应器。

相关技术的讨论

现有技术中描述了各种类型的固体生物电极。例如，法国专利申请N°10/52657(B10272)描述了通过压缩导电材料例如石墨、酶和可能的导电聚合物获得的电极片(an electrode pellet)。所述片具有厚度大于0.5mm且直径大于0.5cm的圆盘形状。尽管这种片可以用作生物电极，但是其刚度和其体积限制了其使用，特别是在具有小容积的身体部位中，例如血管中。

在杂志“Composites Part B：Engineering”的第45卷中在2013年2月出版的Qian Jiang等人的文章“Plasy functionalization of bucky paper and its composite with phenylethynyl-terminated polyimide”描述了导电膜的制造，其是碳纳米管和聚酰亚胺的复合物。

图1A至1F示意性地示出了该文章中描述的制造方法的步骤。

在图1A所示的步骤中，将碳纳米管1分散在诸如甲醇的溶剂3中。在图1B所示的步骤中，悬浮在溶剂中的碳纳米管1通过具有平均直径为0.22μm的孔7的滤膜5进行真空过滤。如图1C所示，在滤膜5的表面处获得碳纳米管的薄膜9。薄膜9通过等离子体11处理，使得薄膜的纳米管变成亲水性的。在图1D的步骤中，制备苯乙炔基封端的聚酰亚胺15在溶剂17中的悬浮液13。在图1E的步骤，通过放置在滤膜5上的薄膜9对悬浮液13进行真空过滤。如图1F所示，获得包括具有涂覆有聚酰亚胺15的表面的碳纳米管薄膜9的复合薄膜19。

在此更具体地提供将支架和生物反应器的至少一个柔性导电薄膜相关联。

发明内容

一个实施方案提供了一种旨在植入体内的装置，其包括至少部分地被至少一个柔性导电薄膜包围的支架，所述柔性导电薄膜包括线性聚合物的链，所述线性聚合物的链具有通过π堆叠与每个线性聚合物的链结合的碳纳米管，所述薄膜通过酶接枝被官能化以形成电化学生物反应器的元件。

根据一个实施方案，柔性导电薄膜形成电化学生物电极。

根据一个实施方案，所述装置包括两个薄膜部分，每个薄膜部分围绕支架的基本上半个外周卷绕，分别形成能够电耦合到能量存储装置上的阳极和阴极。

根据一个实施方案，能量存储装置能够耦合到支架和参考电极上。

根据一个实施方案，电绝缘生物相容性薄膜插入在支架和柔性导电阳极和阴极薄膜之间。

根据一个实施方案，所述装置包括一个单个薄膜部分，该薄膜部分围绕支架的基本上整个外周卷绕，分别形成能够电耦合到支架上的阳极。

附图说明

前述和其它特征和优点将在下面的对具体实施方案的非限制性描述中结合附图进行详细讨论，其中：

图1A至1F，前面描述过，示意性地示出制造碳纳米管的复合薄膜的方法的步骤；

图2A至2C示意性地示出了制造柔性导电薄膜的方法的实施方案的步骤；

图3示意性地示出了根据图2A至2C的方法形成的柔性导电薄膜的结构；

图4示意性地示出了由包含疏水性位点的酶官能化的图3的柔性导电薄膜；

图5示意性地示出了由不含疏水性位点的酶官能化的图3的柔性导电薄膜；

图6A和6B是示出耦合到生物燃料电池上的支架的实施方案的简化横截面图；和

图7A和7B是示出耦合到生物阳极上的支架的实施方案的简化横截面图。