具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆制造技术

描述了一种生物相容性、微制造的带状电缆，其中，至少一组导体横向发散到旁路翼部中，该旁路翼部形成穿过带状电缆的孔口。该旁路翼部沿穿过该孔口的线折叠并折叠在带状电缆的中心部上面，导致带状电缆具有窄的叠层区域。该窄区域可穿过膜中的小切口，诸如穿过眼球的巩膜中的切口装配。带状电缆可以具有用于附接至眼球的视网膜的一体化形成的电极阵列和用于向电极阵列发送信号的其他电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆相关申请的交叉引用本申请要求在2013年9月17日提交的第61/878988号美国临时专利申请的权益，其全部内容为所有目的通过引用并入本文。关于在联邦政府资助的研究与开发下进行的专利技术的权利的声明本专利技术是在美国政府支持下，在美国国家科学基金会资助的基金EEC0310723做出的。联邦政府在本专利技术中拥有某些权利。
本专利技术的实施例一般涉及通过外科手术植入的电子设备，具体地，涉及贯穿膜诸如眼球的巩膜中的狭缝的带状电缆。相关技术的描述老年性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP)是人眼的两种最常见的外视网膜变性疾病。存在使用视网膜假体以便受该疾病困扰的人能看见的希望。绕过有缺陷的外视网膜感光细胞并直接电刺激内视网膜神经元的视网膜假体使具有AMD和RP的一些盲人能感知光线。应当认识到，这些早期的假体只包括神经元上的很少数量的刺激电极。为了实现面部识别或大号文字读取，下一代视网膜假体装置可用1024个或更多的刺激电极。1024个电极植入可被构造为32×32的正方形电极阵列或在矩形、圆形或其他形状中有不同数量的电极。在世界各地，已投入很多努力来开发用于视网膜假体应用的高密度多电极阵列。然而，即使是目前最先进的假体依然没有足够的刺激电极将视力恢复到期望的功能性能力。面部识别的模拟结果意味着，具有相应数量通道的1024个电极视网膜植入可能是盲人将一个物体与另一物体区分开的最低要求。考虑眼球造成的约束，并行刺激如此多数量的电极提出工程挑战。尺寸、功耗、散热、甚至电子浮力都属于影响设计的因素。在眼球外的刺激电极的集成电路(IC)芯片受较少约束，但并行得到从眼球外到眼球内的一千多电信号是一个挑战。从外科手术的观点来看，眼睛的巩膜中切口的大小被限制为3毫米(mm)以内，以维持眼球的眼部完整性并避免严重出血或诱导视网膜脱离。给定3毫米宽的开口，在3毫米宽的扁平电缆中延伸1024根导线将需要用于导线迹线的3微米(μm)间距。间距包括每个导体的宽度(例如，1.5μm)以及导体之间的间隙或绝缘体的宽度(例如，1.5μm)。目前的制造方法在生物相容性聚合物(诸如聚对二甲苯)上的3微米间距处置放足够的导线迹线上具有问题。并且一般来讲，线的宽度越大，则线可以制造的越可靠。本领域中存在用于外科手术植入的改进电子设备的需求。在
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部分中提及的结果。同样，在
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部分中的主题仅表示不同的方法，该方法本身也可以是本专利技术。简要概述一般来说，描述了具有一个或多个中心“翼部”的可以横向向内折叠以使中心部变窄的生物相容性带状电缆。折叠部足够窄使得外科医生能够使其通过特定宽度的切口装配到膜诸如眼球的巩膜中。带状电缆可以具有一体化形成的电极阵列和/或附接至操作的电子设备，诸如电极刺激IC芯片、电源和数据线圈(用于与外部装置感应通信)和其他部件。电极阵列可以弯曲以匹配视网膜的曲率。如果带状电缆上有一个以上的翼部，则翼部可以折叠到中心内，使得它们不重叠在彼此之上，以便它们不在中心部上面和下面重叠或另外根据手术需要进行重叠。在任何构造中，通过折叠在电缆的另一部分上面的翼部所形成的最终结构可以称为“叠层”。带状电缆可以使用微制造技术包括化学气相沉积(CVD)、光致抗蚀剂掩膜和曝光以及化学蚀刻来制造。带状电缆可以包括或不包括帮助折叠翼部的凹槽或其他结构。本专利技术的一些实施例涉及用于穿过膜连接的带状电缆装置。装置包括第一带状电缆部、第二带状电缆部、中心带状电缆部、旁路带状电缆部，中心带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的导电体的第一子集，中心带状电缆部比第一带状电缆部和第二带状电缆部中的每个更窄，旁路带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的导电体的第二子集，旁路带状电缆部比第一带状电缆部和第二带状电缆部中的每个更窄，旁路带状电缆部从中心带状电缆部横向发散并折叠在中心带状电缆部上面成叠层使得叠层比第一带状电缆部和第二带状电缆部更窄。将一个结构折叠在另一结构“上面”包括相对于重力在任何方向上将它们折叠在一起。也就是说，术语“在...上面(over)”并不局限于一个部分比另一部分更高。旁路带状电缆部可以是第一旁路带状电缆部，并且装置还可以包括第二旁路带状电缆部，第二旁路带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的嵌入导体的第三子集，第二旁路部比第一带状电缆部和第二带状电缆部更窄，第二旁路带状电缆部从中心带状电缆部横向发散并且折叠在中心带状电缆部上面或下面到叠层中。第二旁路带状电缆部可以折叠在中心部下面，从而与第一旁路部相对。旁路部可以具有贯穿的纵向折痕。旁路带状电缆部可以是D形或U形、A形或V形，或者另外适当的形状。导电体的第一子集和第二子集可以嵌入生物相容性聚合物内。装置可以包括电极阵列，电极阵列具有经配置刺激眼球内的视网膜神经节细胞的电极以及与第一带状电缆部的导电体连接的集成电路，电极阵列与第二带状电缆部一体化形成并与导电体的第一子集和第二子集连接，集成电路经配置向电极阵列发送电脉冲。叠层的宽度可以等于或小于3毫米。电极阵列可以是约7mm×7mm的正方形。“约(about)”可以指在本领域中正在讨论的结构的±1％、±2％、±3％、±4％、±5％、±8％、±10％、±20％、±25％或另外适当的公差范围内。装置可以包括与集成电路连接的一个或多个电磁感应线圈。电极阵列可以包括球形弯曲部。带状电缆部可以由聚对二甲苯、聚酰亚胺或其他聚合物一体化形成。带状电缆部可以包括两个或更多个蚀刻导体层。各种实施例中的任一种可以或可以不植入受试者中。一些实施例涉及用于穿过膜连接的带状电缆装置。装置包括带状电缆，带状电缆具有穿过其一体化形成的孔口、在孔口的一侧上通过的导电体和在孔口的另一侧上通过的另一导电体，带状电缆横向折叠为具有穿过孔口的纵向折痕的叠层，使得折叠的带状电缆的接近孔口的一部分比折叠的带状电缆的不接近孔口的一部分更窄。孔口可以是第一孔口，带状电缆具有横向于第一孔口的一体化形成的第二孔口，带状电缆具有穿过第二孔口的第二纵向折痕，带状电缆向上或向下横向折叠到叠层中。装置还可以包括电极阵列，电极阵列具有经配置刺激眼球内视网膜神经节细胞的电极，电极阵列与带状电缆的第一端部一体化形成并与导电体连接，且集成电路与带状电缆的第二端部的导电体连接，集成电路经配置向电极阵列发送电脉冲。一些实施例涉及制造用于穿过膜连接的装置的方法。方法可以包括使用化学气相沉积、光致抗蚀剂应用和蚀刻来形成生物相容性带状电缆，带状电缆具有从带状电缆的中心部分裂以界定穿过带状电缆的孔口的旁路部，并且旁路部沿着穿过孔口的线折叠在中心部上面以形成叠层，使得中心部和旁路部的叠层比带状电缆的另一部分更窄。旁路部可以是第一旁路部以及孔口可以是第一孔口，带状电缆具有第二旁路部，第二旁路部界定穿过带状电缆的横向于第一孔口的第二孔口，方法还包括沿着穿过第二孔口的第二线将第二旁路部折叠在中心部上面或下面到叠层中。第二旁路部可以折叠在中心部下面，从而与第一旁路部相对折叠。方法可以包括通过穿过孔口的线对旁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于穿过膜连接的带状电缆装置，所述装置包括：第一带状电缆部；第二带状电缆部；中心带状电缆部，其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第一子集，所述中心带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄；旁路带状电缆部，其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第二子集，所述旁路带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄，所述旁路带状电缆部从所述中心带状电缆部横向发散并在所述中心带状电缆部上面折叠成叠层，使得所述叠层比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部更窄。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.17 US 61/878,9881.一种用于穿过膜连接的带状电缆装置，所述装置包括：第一带状电缆部；第二带状电缆部；中心带状电缆部，其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第一子集，所述中心带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄；旁路带状电缆部，其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第二子集，所述旁路带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄，所述旁路带状电缆部围绕孔口从所述中心带状电缆部横向发散并在所述中心带状电缆部上面折叠成叠层，使得所述叠层比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部更窄。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旁路带状电缆部是第一旁路带状电缆部，所述装置还包括：第二旁路带状电缆部，其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第三子集，所述第二旁路带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部更窄，所述第二旁路带状电缆部从所述中心带状电缆部横向发散并且在所述中心带状电缆部上面或下面折叠到所述叠层中。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二旁路带状电缆部在所述中心带状电缆部下面折叠，从而与所述第一旁路带状电缆部相对。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旁路带状电缆部具有穿过其的纵向折痕。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旁路带状电缆部是D形或U形的。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旁路带状电缆部是A形或V形的。7.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，所述导电体的第一子集和所述导电体的第二子集嵌入在生物相容性聚合物内。8.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，还包括：电极阵列，所述电极阵列具有经配置刺激眼球内的视网膜神经节细胞的电极，所述电极阵列与所述第二带状电缆部一体化形成并与所述导电体的第一子集和所述导电体的第二子集连接；和集成电路，所述集成电路与所述第一带状电缆部的导电体连接，所述集成电路经配置向所述电极阵列发送电脉冲。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述叠层的宽度等于或小于3毫米。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电极阵列是约7mm×7mm的正方形。11.根据权利要求8所述的装置，还包括：与所述集成电路连接的至少一个电磁感应线圈。12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电极阵列包括球形弯曲部。13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一带状电缆部、所述第二带状电缆部、所述中心带状电缆部和所述旁路带状电缆部由聚对二甲苯或聚酰亚胺一体化形成。14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴聿昌，张瀚杰，
申请(专利权)人：加州理工学院，
类型：发明
国别省市：美国;US