植入式自供能胰島素泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種植入式胰島素泵，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]糖尿病是中老年患者的常見病和多發(fā)病，作為一種終身性疾病，目前尚缺少徹底根治的治療手段。對于嚴(yán)重的糖尿病患者，通常需要采取強化胰島素治療。由于強化治療需要每日3次甚至更多次的注射胰島素，大大增加了發(fā)生低血糖的風(fēng)險和體重上升的可能性。
[0003]近年來研發(fā)或臨床試驗中的植入式胰島素泵有利于持續(xù)、平穩(wěn)的控制血糖，并減少糖尿病相關(guān)的并發(fā)癥。然而，植入式胰島素泵作為一種體內(nèi)植入的電子設(shè)備，需要持續(xù)的電能供應(yīng)。而現(xiàn)有的微型電池的供電時間普遍較短，植入后一旦電池能量耗竭，就需要再次手術(shù)更換電池。這既會給患者造成生理上的痛苦以及心理上的恐懼和焦慮，還會增加患者及其家庭的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
[0004]在人體內(nèi)部，心臟的收縮運動和血液的流動都具有穩(wěn)定和不間斷的動能。如果能夠采集其中一小部分動能并轉(zhuǎn)化為電能，將有望成為植入式胰島素泵的理想能量來源。然而，由于心臟是人體的“發(fā)動機”，不恰當(dāng)?shù)牟杉呐K動能必然會影響心臟的功能，甚至導(dǎo)致心臟損傷。此外，傳統(tǒng)的基于法拉第定律的電磁感應(yīng)式發(fā)電機體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合體內(nèi)植入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種植入式自供能胰島素泵，其特征在于，包括血糖監(jiān)測部、注射胰島素的注射泵、輸注導(dǎo)管、控制部以及發(fā)電部。發(fā)電部包括包括發(fā)電主體、輸出單元、電能存儲單元、固定單元以及封裝層。其中，發(fā)電主體為多層薄膜結(jié)構(gòu)，包括位于發(fā)電主體中心的壓電材料層，以及位于壓電材料層兩側(cè)的電極層，所述發(fā)電主體通過貼附于心臟表面以采集心臟能量用于產(chǎn)生電能。輸出單元與電極層相連接，用于將發(fā)電主體產(chǎn)生的電流輸出給電能存儲單元。電能存儲單元用于存儲電能并為血糖監(jiān)測部、注射泵以及信號發(fā)射部供電。固定單元位于發(fā)電主體的邊緣，用于將發(fā)電主體固定于心外膜。封裝層覆蓋于發(fā)電主體、輸出單元、電能存儲單元以及固定單元的表面。
[0006]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，發(fā)電主體的形狀為四邊形，固定單元位于四邊形的兩條窄邊的中間。
[0007]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，發(fā)電主體的形狀為三角形，固定單元位于三角形的三個頂點。
[0008]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，發(fā)電主體的形狀為長圓形。
[0009]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，壓電材料層含有納米級壓電材料，納米級壓電材料為壓電晶體、壓電陶瓷和有機壓電聚合物中的任意一種。
[0010]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，壓電晶體為至少一層氧化鋅納米線陣列。
[0011]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，壓電晶體、壓電陶瓷、有機壓電聚合物可以為納米級壓電材料的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0012]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，輸出單元具有輸出電極和整流濾波電路。
[0013]另外，在本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵中，還可以具有這樣的特征:其中，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。
[0014]發(fā)明的作用與效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的植入式自供能胰島素泵，由于發(fā)電主體直接貼附于心臟表面，因此能夠有效的將心臟的收縮與舒張使納米級壓電材料發(fā)生形變，從而轉(zhuǎn)化為電能。因此只要心臟跳動，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。
[0016]另外，由于本發(fā)明的發(fā)電主體采用點固定的方式將發(fā)電系統(tǒng)固定于心外膜，一方面能夠有效的采集心臟運動產(chǎn)生的能量，另一方面也不會對心臟的收縮和舒張運動產(chǎn)生明顯的影響。
[0017]由于本發(fā)明采用納米級壓電材料作為發(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。
[0018]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，還可將心臟形變產(chǎn)生的壓力有效的傳導(dǎo)至壓電材料。
[0019]并且，由于本發(fā)明的發(fā)電主體位于心臟外部，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。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例一的植入式自供能胰島素泵的發(fā)電主體為四邊形的示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例一的植入式自供能胰島素泵的發(fā)電主體的局部截面圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例二的植入式自供能胰島素泵的發(fā)電主體為三角形的示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明變形例的發(fā)電主體為長圓形的示意圖；以及
[0024]圖5是本發(fā)明實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明植入式自供能胰島素泵的【具體實施方式】，
[0026]<實施例一 >
[0027]圖1是實施例1中植入式自供能胰島素泵的發(fā)電主體為四邊形的示意圖，如圖1所示，植入式自供能胰島素泵20具有發(fā)電部200、包括用于監(jiān)測血糖的監(jiān)測部173、用于向人體內(nèi)注射胰島素的注射泵17、與注射泵連接的輸注導(dǎo)管171、用于將信號無線傳輸給體外的接收裝置的信號發(fā)射部172、用于接收信號的信號接收部(圖中未顯示)以及控制以上各部分的控制部18。其中，發(fā)電部200包括發(fā)電主體21、輸出單元、電能存儲單元16、固定單元22以及封裝層。發(fā)電主體21為矩形，在矩形的兩條窄邊上各具有一個固定單元22，用于將發(fā)電主體21以長軸方向沿著心臟收縮的方向固定于心外膜上。植入發(fā)電主體時，通過外科手術(shù)的方式顯露出心臟，將發(fā)電主體沿著心臟收縮的方向設(shè)置并將固定部縫合在心外膜上，使得發(fā)電主體與心外膜相貼合，此時發(fā)電主體會隨著心臟的跳動產(chǎn)生形變。
[0028]固定單元22由封裝層延伸后形成，并且固定單元22的內(nèi)部沒有電極或壓電材料等發(fā)電結(jié)構(gòu)，因此在使用縫線固定時不會破壞發(fā)電主體21的發(fā)電結(jié)構(gòu)。發(fā)電主體21除了以固定單元22固定之外其余部分并不固定，以利于在心臟收縮的過程中使得發(fā)電主體21能夠更好的發(fā)生形變。由于發(fā)電主體采用了矩形，并且安裝方向與心臟收縮的方向一致，因此可以很好的采集心臟收縮產(chǎn)生的機械能。
[0029]輸出電極14用于將發(fā)電主體21產(chǎn)生的