自供能脑起搏器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自供能脑起搏器，属于医疗器械领域。
【背景技术】
[0002]随着人类对各种疾病的认识不断深入，越来越多的疾病已经可以采用植入式电子装置进行诊断或治疗。
[0003]其中，植入脑起搏器能通过刺激脑内控制运动的相关神经，抑制引起帕金森病症的异常信号，缓解甚至消除病患者的震颤、僵直以及动作迟缓等症状，使其恢复原有活动能力和自理能力。但是，脑起搏器的电池使用寿命为5?8年，电量耗竭后必须通过外科手术的方式更换脑起搏器的电池。这既会给患者造成生理上的痛苦以及心理上的恐惧和焦虑，还会增加患者及其家庭的经济负担。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种自供能脑起搏器，其特征在于，包括脉冲发生器、刺激电极以及发电部。发电部包括发电主体、输出单元、电能存储单元、固定单元以及封装层。其中，发电主体为多层薄膜结构，包括位于发电主体中心的压电材料层，以及位于压电材料层两侧的电极层，发电主体通过贴附于心脏表面以采集心脏能量用于产生电能。输出单元与电极层相连接，用于将发电主体产生的电流输出给电能存储单元。电能存储单元用于存储电能并为脉冲发生器供电。固定单元位于发电主体的边缘，用于将发电主体固定于心外膜。封装层覆盖于发电主体、输出单元、电能存储单元以及固定单元的表面。
[0005]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，发电主体的形状为四边形，固定单元位于四边形的两条窄边的中间。
[0006]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，发电主体的形状为三角形，固定单元位于三角形的三个顶点。
[0007]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，发电主体的形状为长圆形。
[0008]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，压电材料层含有纳米级压电材料，纳米级压电材料为压电晶体、压电陶瓷和有机压电聚合物中的任意一种。
[0009]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，压电晶体为至少一层氧化锌纳米线阵列。
[0010]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，压电晶体、压电陶瓷、有机压电聚合物可以为纳米级压电材料的单层或多层结构。
[0011]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，输出单元具有输出电极和整流滤波电路。
[0012]另外，在本发明的自供能脑起搏器中，还可以具有这样的特征:其中，封装层以生物相容性好的柔性高分子绝缘材料作为封装材料。
[0013]发明的作用与效果
[0014]根据本发明的自供能脑起搏器，由于发电主体直接贴附于心脏表面，因此能够有效的将心脏的收缩与舒张使纳米级压电材料发生形变，从而转化为电能。因此只要心脏跳动，本发明即可利用患者自身的生物能而提供电能，免去了使用电池作为电源的必要，解决了电池能量耗竭后需要手术更换电池的问题。
[0015]另外，由于本发明的发电主体采用点固定的方式将发电系统固定于心外膜，一方面能够有效的采集心脏运动产生的能量，另一方面也不会对心脏的收缩和舒张运动产生明显的影响。
[0016]由于本发明采用纳米级压电材料作为发电主体,不仅可以有效地将体内的生物能转化为电能，而且体积微小，更适合体内植入。
[0017]此外，由于本发明采用生物相容性好的柔性高分子绝缘材料封装，因此既能将发电主体与体内环境隔离，还可将心脏形变产生的压力有效的传导至压电材料。
[0018]并且，由于本发明的发电主体位于心脏外部，不与血液直接接触，因而不存在血栓形成以及中风(心肌梗塞或脑梗塞)的风险。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例一的自供能脑起搏器的发电主体为四边形的示意图；
[0020]图2是本发明实施例一的自供能脑起搏器的发电主体的局部截面图；
[0021]图3是本发明实施例二的自供能脑起搏器的发电主体为三角形的示意图；
[0022]图4是本发明变形例的发电主体为长圆形的示意图；以及
[0023]图5是本发明实施例一的电路图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图来说明本发明自供能脑起搏器的【具体实施方式】，
[0025]<实施例一 >
[0026]图1是实施例1中自供能脑起搏器的发电主体为四边形的示意图，如图1所示，自供能脑起搏器20具有发电部200、脉冲发生器17和刺激电极18。其中，发电部200包括发电主体21，输出单元、电能存储单元16、固定单元22以及封装层。发电主体21为矩形，在矩形的两条窄边上各具有一个固定单元22，用于将发电主体11以长轴方向沿着心脏收缩的方向固定于心外膜上。植入发电主体时，通过外科手术的方式显露出心脏，将发电主体沿着心脏收缩的方向设置并将固定部缝合在心外膜上，使得发电主体与心外膜相贴合，此时发电主体会随着心脏的跳动产生形变。
[0027]固定单元22由封装层构成，并且固定单元22的内部没有电极或压电材料等发电结构，因此在使用缝线固定时不会破坏发电主体21的发电结构。由于发电主体采用了矩形，并且安装方向与心脏收缩的方向一致，因此可以很好的采集心脏收缩产生的机械能。
[0028]发电主体21除了以固定单元22固定之外其余部分并不固定，以利于在心脏收缩的过程中使得发电主体21能够更好的发生形变。输出单元具有输出电极14和整流滤波电路15，输出电极14用于将发电主体21产生的电能输出给电能存储单元16，在电能存储单元16之前还具有整流滤波电路15，用于对输出电极14输出的电流进行整流滤波。电能存储单元16将电能供应给自供能脑起搏器的脉冲发生器17。刺激电极18植入颅内，脉冲发生器17产生高频电脉冲通过刺激电极18刺激脑部控制运动的相关神经，抑制引起帕金森病症的异常信号。
[0029]图2是本发明实施例的自供能脑起搏器的发电主体部分的截面图，发电主体21为多层薄膜结构，如图2所示，发电主体21的中心层为压电材料层31，在本实施例中，压电材料层31由ZnO纳米线阵列组成，压电材料层31的两侧分别为电极层32和电极层33，电极层32和电极层33分