形成三维生物相容性通电元件的方法和设备技术

本发明专利技术描述了形成三维生物相容性通电元件的方法和设备。在一些实施例中，形成所述三维生物相容性通电元件的所述方法和设备涉及在三维表面上形成导电迹线和在所述导电迹线上沉积通电元件的有源元件。所述有源元件用生物相容性材料密封。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。

【技术实现步骤摘要】
形成三维生物相容性通电元件的方法和设备
本专利技术描述了形成三维生物相容性通电元件的方法和设备。在一些实施例中，形 成三维生物相容性通电元件的方法和设备涉及在三维表面上形成导电迹线然后在导电迹 线上沉积通电元件的有源元件。有源元件用生物相容性材料密封。在一些实施例中，这些 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。
技术介绍
近来，医疗装置的类型及其功能已开始快速发展。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圆丸、具有有源组件的外科装置、隐形镜片、 输注泵和神经刺激器。已实现了前述医疗装置的功能增加和性能增强。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机构，该机构与这些 装置的尺寸和形状要求以及新的通电组件的能量要求相容。 一些医疗装置可包括诸如半导体组件的组件，这些组件执行可结合到许多生物相 容性和/或植入式装置中的多种功能。然而，此类半导体组件需要能量，因此，通电元件也 必须包括在此类生物相容性装置中。生物相容性装置的形貌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 和高性价比的机构为生物相容性装置内的半导体组件供电。因此，对形成三维生物相容性 通电元件以将它们植入生物相容性装置之内或之上的新型实施例存在需求。
技术实现思路
因此，本专利技术公开了在三维表面上形成三维生物相容性通电元件并在生物相容性 装置中包括该元件的方法和设备。 根据一些实施例，本专利技术公开了三维生物相容性通电元件及其形成方法。方法包 括接收由绝缘材料制成的基底，该基底具有三维表面；在三维表面上形成两条或更多条导 电迹线；在导电迹线中的一条的至少一部分上沉积阳极化学制剂以形成阳极；在导电迹线 中的另一条的至少一部分上沉积阴极化学制剂以形成阴极；在阳极和阴极的至少一部分上 沉积电解质；以及使用生物相容性材料封装阳极、阴极和电解质以形成三维生物相容性通 电元件。 三维表面可包括两个或更多个非平行的平面，并且可在沉积制剂中的一种或多种 之前和/或期间对三维表面的至少一部分进行粗糙化或涂布。电解质可以为可与阳极和阴 极一起使用诸如聚对二甲苯-C的生物相容性材料封装的凝胶型电解质。在一些实施例中， 桥接元件可与阳极和阴极接触。 【附图说明】 图1示出了可用于在三维表面上沉积化学混合物的示例性印刷设备的图示。 图2示出了示例性通电元件构造的示意图。 图3示出了在三维表面上的通电元件的示例性横截面示意图。 图4示出了可有效形成具有增强粘附特性的通电元件的导电迹线的示例性设计。 图5示出了在三维表面上形成三维生物相容性元件的示例性方法。 在整个说明书和附图中相同的参考符号表示相同的元件。 【具体实施方式】 本专利技术公开了形成三维生物相容性通电元件的方法和设备。文中描述的优选实施 例和替代实施例均仅为示例性实施例，各种修改和更改对于本领域的技术人员而言可为显 而易见的。因此，示例性实施例不限制本申请的范围。将三维生物相容性通电元件设计成 使用于活生物体的机体中或其附近。 术语 在下文的说明和权利要求书中，可能会用到多种术语，它们将采用以下定义： 如本文所用的阳极是指电流通过其流进极化的电气装置的电极。电流的方向 通常与电子流的方向相反。换句话讲，电子从阳极流进(例如）电路中。 如本文所用的粘结剂是指能够表现出对机械变形的弹性反应并且与其他通电 元件组件化学相容的聚合物。例如，粘结剂可包括电活性材料、电解质、集流体等。 如本文所用的生物相容性是指在具体的应用中以合适的宿主反应执行的材料 或装置。例如，生物相容性装置对生物系统不产生毒性或有害作用。 如本文所用的阴极是指电流通过其流出极化的电气装置的电极。电流的方向 通常与电子流的方向相反。因此，电子流进极化的电气装置的阴极并流出（例如）所连接的 电路。 如本文所用的涂层是指薄的形式的材料沉积物。在一些用途中，该术语将指代 基本上覆盖基底表面的薄沉积物，该沉积物在表面上形成。在其他更特殊的用途中，该术语 可用于描述在表面的更小区域中的薄沉积物。 如本文所用的电极可指能量源中的有效质量。例如，它可以包括阳极和阴极中 的一者或两者。 如本文所用的通电的是指能够提供电流或能够在其内储存电能的状态。 如本文所用的能量是指使物理系统做功的能力。通电元件的许多用途可涉及 能够执行电动作的能力。 如本文所用的能量源或通电元件或通电装置是指能够提供能量或将逻辑 或电气装置置于通电状态的任何装置或层。通电元件可包括电池组。电池组可由碱性电池 化学物质形成，并可以为固态电池组或湿电池的电池组。 如本文所用的填充物是指不与酸或碱性电解质反应的一种或多种通电元件分 隔物。一般来讲，填充物可包括基本上不溶于水的材料，诸如炭黑；煤粉；石墨；金属氧化物 和氢氧化物，诸如娃、错、興、镁、钡、钛、铁、锌和锡的那些氧化物和氢氧化物；金属碳酸盐， 诸如钙和镁的那些碳酸盐；矿物质，诸如云母、蒙脱土、高岭石、绿坡缕石和滑石；合成的和 天然的沸石，诸如波特兰水泥；沉淀金属硅酸盐，诸如硅酸钙；中空或实心聚合物或玻璃微 球、薄片和纤维；等等。 如本文所用的功能化的是指使层或装置能够执行包括例如通电、激活和/或控 制的功能。 如本文所用的模具是指可以用于通过未固化的制剂形成三维物体的刚性或半 刚性物体。一些优选的模具包括两个模具部件，这两个模具部件彼此相对时限定三维物体 的结构。 如本文所用的功率是指每单位时间内所做的功或所传递的能量。 如本文所用的可再充电或可再通电是指恢复到具有更大做功本领的状态的 能力。多种用途可涉及能够使电流以某一速率在特定的恢复时间周期内流动的恢复能力相 关。 如本文所用的再通电或再充电是指恢复到具有更大做功本领的状态。多种 用途可涉及使装置恢复到使电流以某一速率在特定的恢复时间周期内流动的能力。 如本文所用的并有时称为从模具脱离的脱离意指三维物体或与模具完全分 离，或只是松散地附接到模具，以使得可通过轻轻晃动而移除。 如本文所用的堆叠的是指将至少两个组件层紧邻彼此放置，使得其中一层的一 个表面的至少一部分接触第二层的第一表面。在一些实施例中，涂层不论是用于粘附还是 用于其他功能均可留在通过所述涂层彼此接触的这两层之间。 如本文所用的三维表面或三维基底是指已三维成型的任何表面或基底，其 中其形貌特征与平表面相比包括两个或更多个非平行的平面。曲面例如可以为三维表面。 如本文所用的迹线是指能够将电路组件电气连接在一起的通电元件组件。例 如，电路迹线可在基底为印刷电路板时包含铜或金，并在柔性电路中可以为铜、金或印刷沉 积物。迹线还可以由非金属材料、化学物质或其混合物构成。 印刷三维牛物相容件通电元件 本文展示的方法和设备涉及形成用于包括在三维生物相容性装置之内或之上的 三维生物相容性通电元件。 图1示出了通过印刷技术形成通电元件的方法。在这些实例中，短语印刷技术 泛指沉积过程或将材料的沉积物留在限定的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成三维生物相容性通电元件的方法，所述方法包括：接收由绝缘材料制成的基底，所述基底具有三维表面；在所述三维表面上形成两条或更多条导电迹线；在所述导电迹线中的一条的至少一部分上沉积阳极化学制剂以形成阳极；在所述导电迹线中的另一条的至少一部分上沉积阴极化学制剂以形成阴极；在所述阳极和所述阴极的至少一部分上沉积电解质；以及使用生物相容性材料封装所述阳极、所述阴极和所述电解质以形成三维生物相容性通电元件。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/839,1441. 一种形成三维生物相容性通电元件的方法，所述方法包括： 接收由绝缘材料制成的基底，所述基底具有三维表面； 在所述三维表面上形成两条或更多条导电迹线； 在所述导电迹线中的一条的至少一部分上沉积阳极化学制剂以形成阳极； 在所述导电迹线中的另一条的至少一部分上沉积阴极化学制剂以形成阴极； 在所述阳极和所述阴极的至少一部分上沉积电解质；以及 使用生物相容性材料封装所述阳极、所述阴极和所述电解质以形成三维生物相容性通 电元件。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述三维表面包括两个或更多个非平行的平面。3. 根据权利要求1所述的方法，还包括使所述三维表面的至少一部分粗糙化。4. 根据权利要求1所述的方法，还包括用涂层涂布所述三维表面的至少一部分。5. 根据权利要求1所述的方法，还包括沉积与所述阳极和所述阴极接触的桥接化学制 剂。6. 根据权利要求1所述的方法，还包括移除所述基底以分离所述三维生物相容性通电 元件。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述生物相容性材料包括海藻酸盐、聚对二甲苯 类、聚丙烯腈类、聚乙二醇类、聚吡咯类、衍生化纤维素、聚砜类或聚酰胺类。8. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述三维表面上形成所述两条或更多条导电迹 线包括在所述三维表面上沉积导电化学制剂。9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电解质为凝胶。10. 根据权利要求1所述的方法，还包括使用第一封装材料封装所述阳极、所述阴极和 所述电解质，其中使用所述生物相容性材料封装所述阳极、所述阴极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：RB普格，DB奧特斯，FA弗里特施，K哈迪，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国;US