生物能腦起搏器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種腦起搏器，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類對各種疾病的認(rèn)識不斷深入，越來越多的疾病已經(jīng)可以采用植入式電子裝置進(jìn)行診斷或治療。
[0003]其中，植入腦起搏器能通過刺激腦內(nèi)控制運(yùn)動的相關(guān)神經(jīng)，抑制引起帕金森病癥的異常信號，緩解甚至消除病患者的震顫、僵直以及動作遲緩等癥狀，使其恢復(fù)原有活動能力和自理能力。但是，腦起搏器的電池使用壽命為5?8年，電量耗竭后必須通過外科手術(shù)的方式更換腦起搏器的電池。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(jì)負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種生物能腦起搏器，其特征在于，包括:脈沖發(fā)生器、刺激電極以及與所述脈沖發(fā)生器連接并為其供電的發(fā)電部。其中，發(fā)電部包括發(fā)電主體、調(diào)節(jié)端、輸出電極、電能存儲單元以及封裝層。
[0005]其中，發(fā)電主體用于包繞主動脈，以采集主動脈擴(kuò)張時所產(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單元。電能存儲單元用于存儲電能并為脈沖發(fā)生器供電。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單元表面。
[0006]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器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(jī)壓電聚合物中的任意一種。
[0007]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器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壓電材料的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0008]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器還可以具有這樣的特征:其中，電能存儲部為微型可充電電池或電容。
[0009]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器還可以具有這樣的特征:整流濾波電路，連接于電能存儲單元和輸出電極之間。
[0010]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器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。
[0011]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器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。
[0012]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器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。
[0013]另外，本發(fā)明的生物能腦起搏器還可以具有這樣的特征:發(fā)電部對主動脈的壓力小于 140mmHgn
[0014]發(fā)明作用與效果
[0015]本發(fā)明的生物能腦起搏器，通過植入納米級壓電材料以采集主動脈擴(kuò)張時所產(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，本發(fā)明即可利用患者自身的生物能提供電能，免去了使用電池作為電源的必要，解決了電池能量耗竭后通過手術(shù)更換電池的問題。
[0016]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。
[0017]由于本發(fā)明采用了柔軟的環(huán)形結(jié)構(gòu)包繞于主動脈的外壁，且能夠定量控制本系統(tǒng)對主動脈的壓力，因此既可以高效、充分的采集主動脈擴(kuò)張時所產(chǎn)生的機(jī)械能，又不會對心臟功能產(chǎn)生明顯影響。
[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，還可將主動脈壁形變產(chǎn)生的壓力有效的傳導(dǎo)至壓電材料。
[0019]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)縫線或鈦夾固定時不會損壞發(fā)電主體的結(jié)構(gòu)。
[0020]并且，由于本發(fā)明的發(fā)電主體位于主動脈外部，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。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的生物能腦起搏器的示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的發(fā)電主體的示意圖；
[0023]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；
[0024]圖4是圖3中發(fā)電主體A區(qū)域的局部放大圖；
[0025]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中發(fā)電主體安裝于主動脈上的截面圖；
[0026]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；
[0027]圖7是本發(fā)明實(shí)施例一的電路圖。
【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)施例一的生物能腦起搏器的示意圖，如圖1所示，生物能腦起搏器10包括發(fā)電部200，脈沖發(fā)生器15，以及刺激電極16。發(fā)電部200包括發(fā)電主體11，輸出電極14，整流濾波電路12以及電能存儲單元13。發(fā)電主體11為有彈性的環(huán)形結(jié)構(gòu)，能夠環(huán)繞于主動脈18的周圍，發(fā)電主體11內(nèi)部為納米級壓電材料，因此可以利用主動脈的形變產(chǎn)生電能。發(fā)電主體的輸出電極14后面連接了整流濾波電路12。電能存儲單元13連接于整流濾波電路12之后，用于將電能儲存起來，供脈沖發(fā)生器15使用。脈沖發(fā)生器15具有兩個刺激電極16，用于植入顱內(nèi)。當(dāng)心臟17跳動時，主動脈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，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調(diào)節(jié)端23，當(dāng)安裝在主動脈外壁時需要將兩個調(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)電主體連接有兩根輸出電極14,用于將發(fā)電主體11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壓電材料111，以及分別位于壓電材料兩側(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14的表面,并向發(fā)電主體11的外側(cè)延伸形成兩側(cè)各一個調(diào)節(jié)端23。
[0033]圖4