生物能電子視網(wǎng)膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物能電子視網(wǎng)膜，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]造成人類失去視力的眼部病變有多種，如果是由晶狀體引發(fā)的視力缺失可以通過手術(shù)置換新的晶狀體來達(dá)到恢復(fù)視力的目的，但是，如果是由視網(wǎng)膜病變造成的視力下降甚至眼盲，單純的外科手術(shù)就無能為力了。在這種情況下，如果患者僅僅是視網(wǎng)膜發(fā)生了病變，而視神經(jīng)仍然完好的話，可以通過植入電子視網(wǎng)膜來達(dá)到提高視力的目的。目前進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段的電子視網(wǎng)膜通常具有感光部分，微處理器和刺激電極。由于電子視網(wǎng)膜需要植入人的眼部，位置特殊，因此其供電裝置的選擇要十分謹(jǐn)慎?，F(xiàn)有的供電裝置是在頭部的皮下放置接收線圈，通過外界的供電線圈對(duì)其進(jìn)行無線供電，這種方法的問題是供電時(shí)間長了之后線圈會(huì)發(fā)熱。另外，即使在人體內(nèi)部設(shè)置了充電電池用于保存線圈的電能，也同樣需要每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次充電，這對(duì)于盲人來說十分不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu):
[0004]本發(fā)明提供一種生物能電子視網(wǎng)膜，具有感光部，用于感受外界光線，信號(hào)處理部，用于將感光部的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以及刺激電極，用于利用感光部產(chǎn)生的電信號(hào)刺激視神經(jīng)，其特征在于，還包括:發(fā)電部，發(fā)電部包括發(fā)電主體、調(diào)節(jié)端、輸出電極、電能存儲(chǔ)單元以及封裝層。其中，發(fā)電主體用于包繞主動(dòng)脈，以采集主動(dòng)脈擴(kuò)張時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械能，并轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電主體為多層薄膜結(jié)構(gòu)，包括位于中心層的壓電材料層，以及分別位于壓電材料層兩側(cè)的第一電極層和第二電極層。調(diào)節(jié)端位于發(fā)電主體的兩端，用于調(diào)節(jié)發(fā)電主體的長度。輸出電極用于將電能輸送給電能存儲(chǔ)單元。電能存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)電能并為信號(hào)處理部供電。封裝層覆蓋于發(fā)電主體、調(diào)節(jié)端、輸出電極以及電能存儲(chǔ)單元的表面。
[0005]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，壓電材料層含有納米級(jí)壓電材料，納米級(jí)壓電材料為壓電晶體、壓電陶瓷和有機(jī)壓電聚合物中的任意一種。
[0006]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，壓電晶體、壓電陶瓷、有機(jī)壓電聚合物可以為納米級(jí)壓電材料的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0007]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，所述電能存儲(chǔ)部為微型可充電電池或電容。
[0008]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:還包括，整流濾波電路，連接于電能存儲(chǔ)單元和輸出電極之間。
[0009]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，調(diào)節(jié)端的固定方式使用手術(shù)線縫合、鈦夾鉗夾或粘合劑粘合中的任意一種。
[0010]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，調(diào)節(jié)端的一端為單排的卡齒，該卡齒的尖端平滑且面向發(fā)電主體的外側(cè)，調(diào)節(jié)端的另一端為卡槽，卡槽的內(nèi)部一側(cè)具有與卡齒相配合的齒槽，另一側(cè)為平面，卡齒與卡槽相卡合。
[0011]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:其中，所述封裝層以生物相容性好的柔性高分子絕緣材料作為封裝材料。
[0012]另外，本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜還可以具有這樣的特征:發(fā)電部對(duì)主動(dòng)脈的壓力小于140mmHg。
[0013]發(fā)明作用與效果
[0014]本發(fā)明的生物能電子視網(wǎng)膜，通過植入納米級(jí)壓電材料以采集主動(dòng)脈擴(kuò)張時(shí)所產(chǎn)生的能量并轉(zhuǎn)化為電能，作為其能量來源。因此只要心臟跳動(dòng)，本發(fā)明即可利用患者自身的生物能而提供電能，免去了使用電池作為電源的必要，解決了電池能量耗竭后需要手術(shù)更換電池的問題。
[0015]由于本發(fā)明采用納米級(jí)壓電材料作為發(fā)電主體,不僅可以有效地將體內(nèi)的生物能轉(zhuǎn)化為電能，而且體積微小，更適合體內(nèi)植入。
[0016]由于本發(fā)明采用了柔軟的環(huán)形結(jié)構(gòu)包繞于主動(dòng)脈的外壁，且能夠定量控制本系統(tǒng)對(duì)主動(dòng)脈的壓力，因此既可以高效、充分的采集主動(dòng)脈擴(kuò)張時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械能，又不會(huì)對(duì)心臟功能產(chǎn)生明顯影響。
[0017]此外，由于本發(fā)明采用生物相容性好的柔性高分子絕緣材料封裝，因此既能將發(fā)電主體與體內(nèi)環(huán)境隔離，還可將主動(dòng)脈壁形變產(chǎn)生的壓力有效的傳導(dǎo)至壓電材料。
[0018]此外，利用發(fā)電主體兩端的調(diào)節(jié)端可調(diào)整發(fā)電主體包繞主動(dòng)脈的緊張度，從而可調(diào)節(jié)壓電材料的形變程度及輸出電量。又由于調(diào)節(jié)端內(nèi)不含壓電材料及電極層，因此使用手術(shù)縫線或鈦夾固定時(shí)不會(huì)損壞發(fā)電主體的結(jié)構(gòu)。
[0019]并且，由于本發(fā)明的發(fā)電主體位于主動(dòng)脈外部，不與血液直接接觸，因而不存在血栓形成以及中風(fēng)(心肌梗塞或腦梗塞)的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的生物能電子視網(wǎng)膜的示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的發(fā)電主體的示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的發(fā)電主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0023]圖4是圖3中發(fā)電主體A區(qū)域的局部放大圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中發(fā)電主體安裝于主動(dòng)脈上的截面圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實(shí)施例四中調(diào)節(jié)端為卡齒結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明實(shí)施例一的電路圖；以及
[0027]圖8是本發(fā)明實(shí)施例一的感光部和刺激電極植入眼球內(nèi)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下根據(jù)【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，
[0029]<實(shí)施例一 >
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的生物能電子視網(wǎng)膜的示意圖。如圖1所示，生物能電子視網(wǎng)膜100包括感光部161、信號(hào)處理部162、刺激電極163以及發(fā)電部200，發(fā)電部200包括發(fā)電主體11、整流濾波電路14、輸出電極12和電能存儲(chǔ)單元13。發(fā)電主體11為有彈性的環(huán)形結(jié)構(gòu)，能夠環(huán)繞于主動(dòng)脈18的周圍，發(fā)電主體11內(nèi)部具有納米級(jí)壓電材料，因此可以利用主動(dòng)脈的擴(kuò)張產(chǎn)生電能。發(fā)電主體11的輸出電極12后面連接了整流濾波電路14，使得發(fā)電主體11輸出的電能變得穩(wěn)定。電能存儲(chǔ)單元13連接于整流濾波電路14之后，用于將電能儲(chǔ)存起來，并通過導(dǎo)線15供給生物能電子視網(wǎng)膜的信號(hào)處理部162和刺激電極163使用。當(dāng)心臟17跳動(dòng)時(shí)，主動(dòng)脈18的外壁由于血流的周期性的壓力而收縮和舒張，從而周期性的對(duì)發(fā)電主體11產(chǎn)生壓力。
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電主體的示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電主體的剖面圖，如圖2所示，發(fā)電主體11的初始狀態(tài)為開環(huán)的形狀，在環(huán)形開口的兩端各具有一個(gè)調(diào)節(jié)端23，當(dāng)安裝在主動(dòng)脈外壁時(shí)需要將兩個(gè)調(diào)節(jié)端連接在一起。在發(fā)電主體11和調(diào)節(jié)端23的外表面覆蓋有封裝層22。發(fā)電主體上具有兩根輸出電極12,用于將發(fā)電主體產(chǎn)生的電能輸出。
[0032]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖，如圖3所示，發(fā)電主體11的內(nèi)部為多層薄膜結(jié)構(gòu)，包括位于主體中心層的納米級(jí)壓電材料111，以及分別位于納米級(jí)壓電材料111兩側(cè)的第一電極層112和第二電極層113。封裝層22采用具有生物相容性的柔性高分子絕緣材料,覆蓋于發(fā)電主體11以及輸出電極12的表面，并向發(fā)電主體11的外側(cè)延伸形成兩側(cè)各一個(gè)調(diào)節(jié)端23。
[0033]圖4是圖3中發(fā)電主體A區(qū)域的局部