本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，具體地，涉及一種植入式電容器及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著納米材料及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，具備治療診斷、促進(jìn)組織再生等功能的植入式醫(yī)療設(shè)備在臨床上顯示了很好的應(yīng)用前景。目前，植入式醫(yī)療系統(tǒng)多采用不可降解材料，治療后需外科手術(shù)取出，增加患者身體及經(jīng)濟(jì)上的雙重負(fù)擔(dān)。因此，需要一種能夠在體液環(huán)境下分解并隨循環(huán)系統(tǒng)排出體外(即，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)可降解)的植入式元器件及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種植入式電容器及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的植入式醫(yī)療設(shè)備需要單獨(dú)手術(shù)取出的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種植入式電容器，其中，該植入式電容器包括：可降解的第一集流體；可降解的第一電極，形成在所述可降解的第一集流體的上表面上；可降解的固態(tài)電解質(zhì)層，形成在所述可降解的第一電極的上表面上；可降解的第二電極，形成在所述可降解的固態(tài)電解質(zhì)層的上表面上；以及可降解的第二集流體，形成在所述可降解的第二電極的上表面上。

本發(fā)明還提供了一種植入式電容器制備方法，其中，該方法包括：制備可降解的第一集流體和可降解的第二集流體；在所述可降解的第一集流體的上表面上形成可降解的第一電極，在所述可降解的第二集流體的上表面上形成可降解的第二電極；以及在所述可降解的第一電極和所述可降解的第二電 極之間形成可降解固態(tài)電解質(zhì)層。

通過上述技術(shù)方案，在所述可降解的第一集流體和可降解的第二集流體的表面分別形成可降解的第一電極和可降解的第二電極，并在所述可降解的第一電極和可降解的第二電極之間形成可降解的固態(tài)電解質(zhì)層，從而構(gòu)成上述的植入式電容器。本發(fā)明上述的植入式電容器由于采用了可降解材料制備，失效后能夠在體內(nèi)降解并隨循環(huán)系統(tǒng)排除體外，無需進(jìn)行回收，由此減輕了病人身體及經(jīng)濟(jì)的雙重負(fù)擔(dān)。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的植入式電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的植入式電容器制備方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

應(yīng)該指出的是本發(fā)明中的“可降解”是指能夠被植入部位的體液自然降解，或是能夠溶解于所植入部位的體液形成離子溶液或者粒子溶液，然后通過人體的新陳代謝而排出體外，而不是沉積于體內(nèi)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的植入式電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式提供植入式電容器包括：可降解的第 一集流體10；可降解的第一電極20，形成在所述可降解的第一集流體10的上表面上；可降解的固態(tài)電解質(zhì)層30，形成在所述可降解的第一電極20的上表面上；可降解的第二電極40，形成在所述可降解的固態(tài)電解質(zhì)層30的上表面上；以及可降解的第二集流體50，形成在所述可降解的第二電極40的上表面上。

通過在所述可降解的第一集流體和可降解的第二集流體的表面分別形成可降解的第一電極和可降解的第二電極，并在所述可降解的第一電極和可降解的第二電極之間形成可降解的固態(tài)電解質(zhì)層，從而構(gòu)成上述的植入式電容器。本發(fā)明上述的植入式電容器由于采用了可降解材料制備，失效后能夠在體內(nèi)降解并隨循環(huán)系統(tǒng)排除體外，無需進(jìn)行回收，由此減輕了病人身體及經(jīng)濟(jì)的雙重負(fù)擔(dān)。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述電容器由可降解封裝材料封裝。通過使用可降解封裝材料對電容器進(jìn)行封裝，從而形成圍繞可降解的第一集流體10、可降解的第一電極層20、可降解的固態(tài)電解質(zhì)層30、可降解的第二電極層40和可降解的第二集流體50的封裝層60，以對電容器結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

其中，可以通過壓延成型法、壓膜法或涂布法來形成所述封裝層60。所述封裝層60的厚度范圍可以在10μm-1000μm之間。可降解封裝材料選自以下中的一者或多者：膠原、明膠、彈性蛋白、絲素蛋白、蛛絲蛋白、海藻酸鈉、殼聚糖、透明質(zhì)酸、聚己內(nèi)酯、聚酸酐、聚乳酸和醫(yī)用可降解聚酯。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述可降解的第一集流體10和/或所述可降解的第二集流體50的材料為鎂、基于鎂的鎂合金、基于鈦的鈦合金、鐵基金屬復(fù)合材料或金屬納米顆粒。其中，第一集流體10和所述可降解的第二集流體50可以采用相同的材料或不同的材料。

優(yōu)選地，鐵基合金可以為醫(yī)用不銹鋼等，金屬納米顆?？梢詾榻鸺{米顆粒。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述可降解的第一電極20和/或所述可降解的第二電極40的材料為納米級金屬氧化物。其中，所述可降解的第一電極20和/或所述可降解的第二電極40可以采用相同的材料或不同的材料。

優(yōu)選地，納米級金屬氧化物可以為納米氧化鋅和納米氧化物中的一種或二者的混合物。納米級金屬氧化物的生長可以通過水熱法實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述可降解的第一集流體10、所述可降解的第二集流體50、所述可降解的第一電極20以及所述可降解第二電極層40中的至少一者的厚度范圍在10μm-1000μm之間。

優(yōu)選地，對于納米顆粒的情況，其尺寸范圍可以在10nm-100nm之間。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述可降解的固態(tài)電解質(zhì)層30為可降解高分子膠體層。其中，所述可降解高分子膠體層由可降解高分子的水溶液、或其與酸、堿以及金屬鹽混合溶液制得。

優(yōu)選地，所述可降解高分子選自以下中的一者或多者：聚乙烯醇、聚乳酸、膠原、明膠、彈性蛋白、絲素蛋白、蛛絲蛋白、海藻酸鈉和殼聚糖。上述的酸可以為硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、硝酸或鹽酸。上述的堿可以為氫氧化鈉或氫氧化鉀。上述的鹽可以為硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、硝酸鈉、氯酸鉀、磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉等。上述的溶液的溶劑可以為水。此外，上述可降解高分子的水溶液的濃度范圍可以為1-20wt％，上述電解質(zhì)溶液(即，酸、堿、鹽溶液)的濃度范圍可以為5-20wt％。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的植入式電容器制備方法的流程圖。

如圖2所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的植入式電容器制備方法包括：

S200，制備可降解的第一集流體和可降解的第二集流體；

S202，在所述可降解的第一集流體的上表面上形成可降解的第一電極，在所述可降解的第二集流體的上表面上形成可降解的第二電極；以及

S204，在所述可降解的第一電極和所述可降解的第二電極之間形成可降 解固態(tài)電解質(zhì)層。

通過制備可降解的第一集流體和可降解的第二集流體，在所述可降解的第一集流體和可降解的第二集流體的表面分別形成可降解的第一電極和可降解的第二電極，并在所述可降解的第一電極和可降解的第二電極之間形成可降解的固態(tài)電解質(zhì)層，從而構(gòu)成上述的植入式電容器。本發(fā)明上述的植入式電容器由于采用了可降解材料制備，失效后能夠在體內(nèi)降解并隨循環(huán)系統(tǒng)排除體外，無需進(jìn)行回收，由此減輕了病人身體及經(jīng)濟(jì)的雙重負(fù)擔(dān)。

在該方法中，步驟S204包括：

S2040，在所述可降解的第一電極和所述可降解的第二電極各自的表面上形成可降解固態(tài)電解質(zhì)層；以及

S2042，將所形成的兩個(gè)可降解固態(tài)電解質(zhì)層相對粘貼以形成一個(gè)整體。

其中，兩個(gè)可降解固態(tài)電解質(zhì)層的粘貼可以利用固態(tài)電解質(zhì)溶液來實(shí)現(xiàn)，但本發(fā)明不限于此。

在該方法中，該方法還包括：

S206，利用可降解封裝材料封裝所述可降解第一集流體、所述可降解第一電極層、所述可降解固態(tài)電解質(zhì)層、所述第二電極層和所述可降解第二集流體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，以封裝所述植入式電容器。

通過利用可降解封裝材料對植入式電容器層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝形成封裝層，可以實(shí)現(xiàn)對電容器結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，可以通過壓延成型法、壓膜法或涂布法執(zhí)行所述封裝操作。封裝層的厚度范圍可以在10μm-1000μm之間?？山到夥庋b材料選自以下中的一者或多者：膠原、明膠、彈性蛋白、絲素蛋白、蛛絲蛋白、海藻酸鈉、殼聚糖、透明質(zhì)酸、聚己內(nèi)酯、聚酸酐、聚乳酸和醫(yī)用可降解聚酯。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述可降解的固態(tài)電解質(zhì)層可以為可降解高 分子膠體層。其中，所述可降解高分子膠體層由可降解高分子的水溶液、或其與酸、堿以及金屬鹽混合溶液制得。所述可降解高分子選自以下中的一者或多者：聚乙烯醇、聚乳酸、膠原、明膠、彈性蛋白、絲素蛋白、蛛絲蛋白、海藻酸鈉和殼聚糖。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，步驟S200包括：

將第一預(yù)定量的氯金酸電磁攪拌加熱至沸騰后加入第二預(yù)定量的檸檬酸以得到金納米顆粒溶液；

通過沉積法沉積所述金納米顆粒溶液以得到所述可降解的第一集流體和可降解的第二集流體。

其中，所述第一預(yù)定量與所述第二預(yù)定量可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，本發(fā)明不對此進(jìn)行限定。

此外，雖然上述步驟S200中描述的是以氯金酸和檸檬酸混合的方式得到金納米顆粒溶液來形成可降解的第一集流體和可降解的第二集流體，但本發(fā)明不限于此，第一集流體和/或可降解的第二集流體的材料還可以為鎂、基于鎂的鎂合金、基于鈦的鈦合金或鐵基金屬復(fù)合材料。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，步驟S204包括：

通過低溫水熱法在所述可降解的第一集流體和可降解的第二集流體上生長金屬氧化物納米線陣列，以分別形成所述可降解的第一電極和所述可降解的第二電極。

其中，所生長的金屬氧化物納米線陣列可以為氧化鋅納米線陣列。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，步驟S2040包括：在所述可降解的第一電極和所述可降解的第二電極各自的表面涂覆可降解高分子與電解質(zhì)的混合水溶液，以形成可降解固態(tài)電解質(zhì)層；S2042包括：利用所述混合水溶液將所形成的兩個(gè)可降解固態(tài)電解質(zhì)層相對粘貼以形成一個(gè)整體。

在本發(fā)明中，上述涉及材料的描述僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā) 明。

此外，對于植入式電容器的降解時(shí)間，可以通過控制所涂覆的可降解封裝材料的厚度，或通過對不同封裝材料的選擇，或改變材料的配比來控制。

雖然本發(fā)明上述方法中描述的是先形成植入式電容器層疊結(jié)構(gòu)再對該層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，但上述內(nèi)容僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明。例如，可替換地，可以先制備片狀封裝層，再在所制備的封裝層上形成電容器層疊結(jié)構(gòu)。在該可替換實(shí)施方式中，封裝層以及電容器層疊結(jié)構(gòu)各自的形成過程可以與上述實(shí)施方式相同，在此不再贅述；其不同之處僅在于層疊結(jié)構(gòu)中的可降解的第一集流體和可降解的第二集流體在封裝層上制備形成。

下面結(jié)合實(shí)例描述本發(fā)明一種實(shí)施方式的植入式電容器制備方法。

利用壓延成型法制得聚乳酸薄膜(即，制備封裝層)。將100mL 0.1wt％的氯金酸電磁攪拌加熱至沸騰后，加入5mL 1wt％的檸檬酸，得到5.5mg/mL的金納米顆粒溶液。通過沉積法利用所述金納米顆粒溶液將金納米顆粒沉積到所述聚乳酸薄膜上(即，在所述封裝層上形成集流體)，之后利用低溫水熱法在其上生長氧化鋅納米線陣列(即，形成電極層)。稱取2g聚乙烯醇顆粒溶解于10ml 0.1M氯化鈉水溶液中，60℃的溫度條件下充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙?即，制備高分子與電解質(zhì)混合溶液)。將所述混合溶液旋涂于所述氧化鋅納米陣列層上(即，形成可降解固態(tài)電解質(zhì)層)，60℃的溫度條件下放置三小時(shí)后利用所述混合溶液將相同兩片材料的聚乙烯醇層(可降解固態(tài)電解質(zhì)層)相對放置使其粘合。60℃的溫度條件下放置24小時(shí)使其完全干燥，然后將上述結(jié)構(gòu)置于0.1g/mL聚乙烯醇水溶液中使其完全被封裝。充分干燥后得到所述植入式電容器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)例僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限 于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。