[发明专利]采用无电镀密封的管状生物医疗装置电池

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2016年9月12日提交的美国临时专利申请62/393,281的权益。

背景技术

1.技术领域

描述了改进电池的生物相容性方面的设计和方法，特别是通过形成由固体结构制成的管状形式。在一些示例中，生物相容性电池的使用领域可以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、用于监测和/或测试生物功能的电子药丸、具有有源部件的外科装置、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器件的电子部件，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。生物相容性装置的形貌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。在许多示例中，可能重要的是，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，需要形成用于植入生物相容性装置内或之上的生物相容性通电元件，在生物相容性装置中的这些毫米或更小尺寸的通电元件结构在保持生物相容性的同时也提供了通电元件的增强的功能。

用于为装置供电的一种此类通电元件可能是电池。当在生物医疗型应用中使用电池时，可能重要的是，电池的结构和设计能够适应生物相容性的各方面。因此，存在对形成用于具有重大改进容纳方面的生物相容性通电元件的生物相容性电池的新型示例的需要。

发明内容

因此，本发明公开了用于在生物相容性通电元件中使用的与改进的容纳有关的策略和设计。

一个一般的方面包括生物医疗装置，该生物医疗装置包括电活性部件、生物相容性电池和第一封装层。该方面的生物相容性电池包括管状结构，其内部容积形成空腔。第一封装层包封至少电活性部件和生物相容性电池。在一些示例中，第一封装层用于限定接触镜片的裙边，通过与使用者的眼睛表面相互作用的生物相容性水凝胶层围绕电活性镜片的内部部件。在一些示例中，电解质溶液的性质提供了对生物医疗装置的生物相容性的改进。例如，电解质溶液的组合可能具有比典型电池组合物低的电解质浓度。在其他示例中，电解质的组合物可以模拟生物医疗装置所处的生物环境，诸如在非限制性示例中的泪液的组合物。在一些示例中，生物相容性电池还包括镀覆金属表面涂层，其中该镀覆金属表面涂层包括采用无电镀来镀覆的部分，并且其中镀覆金属表面涂层的厚度足够厚以作为阻止水分进出生化通电元件的屏障。无电镀可以包括用以在镀覆金属表面涂层中沉积一层铜的铜基化学方法。在一些示例中，生物相容性电池可以存在这样一部分，其中阻挡材料防止镀覆金属表面涂层在阳极接触件和阴极接触件中的一个或多个的区域中形成。

根据一个方面，本发明涉及生物医疗装置。该生物医疗装置包括电活性部件；电池，其包括阳极集流体、阴极集流体、阳极和阴极；封装阳极和阴极的管，其具有用于阳极集流体的第一穿透部、用于阴极集流体的第二穿透部、在管和阳极集流体之间的第一密封件，以及在管和阴极集流体之间的第二密封件；和第一生物相容性封装层，其中第一生物相容性封装层包封至少所述电活性部件和所述电池。

根据另一方面，本发明涉及电池。该电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一金属管内；阴极集流体，其中阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中阴极化学物质容纳在第二金属管内；陶瓷管，其具有与第一金属管可密封地交接的第一密封表面和与第二金属管可密封地交接的第二密封表面；以及位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料。

根据又一方面，本发明涉及电池。该电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一金属管内；阴极集流体，其中阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中阴极化学物质容纳在第二金属管内；玻璃管，其具有与第一金属管可密封地交接的第一密封表面和与第二金属管可密封地交接的第二密封表面；以及位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料。