CN102159381A

CN102159381A - 通电眼科镜片

Info

Publication number: CN102159381A
Application number: CN2009801381050A
Authority: CN
Inventors: R·B·皮尤; D·B·奥茨; F·A·弗利特施
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-08-17
Also published as: IL211275A0; JP2012503222A; BRPI0919346A2; WO2010033679A3; RU2011115843A; KR20110073530A; RU2011115842A; AR073742A1; TW201026489A; EP2349697A2; CA2737861A1; RU2508200C2; AU2009293178A1; WO2010033679A2; US20100076553A1

Abstract

本发明提供了一种通电眼科镜片装置(200)，该装置包括：具有光学区和非光学区的镜片，所述镜片包含硅水凝胶材料；能量源(210)，所述能量源嵌入在所述镜片的构成所述非光学区的区域中的所述硅水凝胶材料中；电流提取元件(220)；以及附接区，所述附接区将所述能量源连接到所述电流提取元件(220)。

Description

通电眼科镜片

相关专利申请

本专利申请要求2008年9月22日提交的序列号为No.61/192,765的美国临时专利申请的优先权，该专利申请的内容被作为本专利申请的基础并以引用方式并入本文。

技术领域

本发明描述了一种通电生物医学装置，更具体地在一些实施例中描述了一种通电眼科镜片。

背景技术

传统上，诸如隐形镜片、眼内镜片或泪点塞的眼科装置包括具有矫正、美观或治疗特性的生物相容性装置。例如，隐形镜片可以具备以下功能中的一种或多种：视力矫正、增进美观和治疗效果。每种功能由镜片的物理特性提供。具有折射特性的镜片设计可提供视力矫正功能。在镜片中掺入颜料可增进美观效果。掺入镜片中的活性剂可提供治疗功能。无需使镜片处于通电状态就能实现这些物理特性。

最近，有理论表明有源元件可结合到隐形镜片中。一些元件可包括半导体装置。一些实例示出，在置于动物眼睛上的隐形镜片中嵌入了半导体装置。然而，此类装置缺少独立的通电机制。尽管可在镜片和电池之间连接电线以便为该半导体装置加电，但有理论表明该装置可通过无线方式加电，不过目前尚没有此类无线加电机制可供利用。

因此，理想的是能够有被加电至适当程度以使其内部具备一种或多种功能的眼科镜片，并且能够控制眼科镜片或其它生物医学装置的光学特性的变化。

发明内容

因此，本发明包括一种其内部设有能量源的眼科镜片。在一些实施例中，该能量源提供能够给半导体器件加电的通电状态。一些实施例还可以包括注模成型的有机硅水凝胶隐形镜片，电池或其它能量源以生物相容的方式包含在眼科镜片内。由此通过在镜片中包括电池来形成通电部分。

因此，本发明公开了一种通电眼科镜片，由反应性单体混合物形成的该眼科镜片内中嵌入有能量源。该能量源，在同样包含于注模成型系统内的反应性混合物发生聚合之前，被放置在该成型系统内。通过控制反应性单体混合物所暴露的光化辐射来形成镜片。

附图说明

图1示出了通电眼科镜片的示例性实施例。

图2示出了通电眼科镜片的示例性实施例，其包括用于再加电的装置。

图3示出了通电眼科镜片的实例，其具有用于再加电的装置和通电元件。

图4用剖面图示出了通电眼科镜片的实例。

图5示出了能量源的示例性设计形状。

图6示出了能量源的一些示例性类型，按它们可提供的能量与其体积之比的估计值依次排列。

图7示出了可用于实现本发明的一些方面的处理器。

具体实施方式

本发明包括生物医学装置，例如眼科镜片，具体而言，本发明包括其内加入能量源的眼科镜片。文中描述的优选实施例和备选实施例均为示例性实施例，并且对于本领域技术人员而言，其变化、修改和更改理应是显而易见的。因此，所述示例性实施例理应不对作为其基础的本发明的范围构成限制。

术语表

在针对本发明的本具体实施方式和权利要求书中，可以使用将适用以下定义的多个术语：

通电的：能够提供电流或其内部存有电能的状态。

通电眼科镜片：通电眼科镜片是指在所形成的镜片中加入或嵌入了能量源的眼科镜片。

能量：物理系统做功的能力。本发明的许多用途可能涉及在工作过程中执行电动作的所述能力。

能量源：能够提供能量或者将生物医学装置置于通电状态的装置。

能量采集器：能够从环境中提取能量并将其转换成电能的装置。

镜片：文中所用的“镜片”是指位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正作用或可以起到美观作用。例如，术语镜片可以指用于矫正或改进视力或提升眼部机体美观效果(如虹膜颜色)而不会影响视力的隐形镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼植入物、光学植入物或其他类似的装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软质隐形镜片，其中有机硅弹性体或水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶。

镜片形成混合物：文中所用的术语“镜片形成混合物”或“反应性混合物”或“RMM”(反应性单体混合物)是指可固化并交联或可交联形成眼科镜片的单体或预聚物材料。多个实施例可包括镜片形成混合物，其中镜片形成混合物具有一种或多种添加剂，例如紫外线隔离剂、着色剂、光引发剂或催化剂以及眼科镜片(例如隐形镜片或眼内镜片)可能需要的其他添加剂。

锂离子电池：锂离子在其中移动通过而产生电能的电化学电池。该电化学电池(通常称作“电池”)可按其独特方式被再加电或再充电。

功率：每单位时间所做的功或所传递的能量。

可充电或可再加电：能够被恢复到具有更大做功本领的状态。本发明范围内的许多用途可与能够在一定的恢复时间周期内使电流以一定速率流动的恢复能力相关。

再加电或再充电：恢复到具有更大的做功能力的状态。本发明范围内的许多用途可与能够使装置在一定的恢复时间周期内使电流以一定速率流动的恢复能力相关。

本发明中，通常在眼科镜片内包含能量源。在一些实施例中，眼科装置包括镜片佩戴者从中透过而进行观看的光学区。由元件形成的图案以及能量源可位于光学区的外部。其它实施例可以包括导电材料的图案以及足够小而不至于对隐形镜片佩戴者的视野产生不利影响一个或多个能量源，因此可以位于光学区的内部或外部。

根据本发明的一些实施例，通常在眼科镜片中包含能量源。

通电眼科镜片装置

现在来看图1，所示出的通电镜片100具有嵌入的能量源140。在该实例中，水凝胶形成的标准眼科镜片被标示为110。能量源140嵌入在成形水凝胶材料110内。在一些实施例中，该能量源140包括作为储能装置的电化学电池或者说电池。这种储能装置可能需要有效的封装和将其构成材料与环境隔离的手段，如图所示，通过密封的封装层130来实现。一些具体实施例包括锂离子电池。锂离子电池一般可以被再充电。根据本发明，锂离子电池与充电装置电连通并且也与电源管理电路电连通，充电装置和电源管理电路均被嵌入在镜片内。

另外，一些实施例可以包括用作能量源140的电池，该电池由一些薄的材料层构成。因此，此类实施例还可以包括支承薄膜材料120的柔性基底。许多实施例包括各种类型的能量源140，其中各能量源140将眼科镜片通电。

现在参照图6，图6中标示为600的是可被包括在可嵌入通电眼科镜片100的不同类型的能量源140中的一些任选方案。如前文述及，关于能量源140的一组实施例可以包括电池。电池在图6中标示为620。图6还以可储存能量密度为序给出了各可选能量源的图解。例如，电池600包括从约50至约800Whr/L的能量密度区域。

现在参照图解600可知，能量采集器(标号640)没有表现出高能量密度。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，存在使嵌入镜片内的能量采集器具有优势的其它方式。

例如，能量采集器可以包括光伏电池、温差电池或压电电池。所述采集器的积极方面在于，它们可以从环境吸收能量并随后可以提供电能而无需有线连接。在一些实施例中，采集器可以构成通电眼科镜片中的能量源。然而，在其它实施例中，能量采集器可以与以电的方式储存能量的其它源结合。

其它类型的能量源包括使用电容式装置，如在图解600中的标号630所示。显而易见的是，电容器可构成比能量采集器高但是比电池(标号620)低的能量密度方案。然而，电容器具有一些固有的优势。

电容器是以电的方式储存能量的能量源，因此，它是可以与能量采集器结合而形成能够储存能量的无线能量源的能量源之一。通常，电容器优于电池的优势在于，它们通常具有比电池高的功率密度。可以嵌入在根据本发明的有机硅镜片中的电容器包括：电薄膜电容器、聚酯薄膜电容器(Mylar capacitor)、电解电容器和相对更新型且更先进的高密度纳米级电容器或超级电容器的技术。

在另一些实施例中，包括电化学电池或者说电池620的能量源可以确定相对理想的工作点。嵌入在有机硅或其它水凝胶内的电池具有许多有利特性。例如，电池以可直接转换到电能的形式储存能量。一些电池可以被再充电或再加电，因此它们代表另一类可被连接到能量采集器的能量源。可用于本发明的电池须具有相对高的能量密度，这些电池储存储的能量能够按照适当的能量要求来执行各种功能。除此之外，在一些实施例中，电池可以被组装成柔韧的形态。对于本领域技术人员来说显而易见的是，对于一些要求较高电源容量的应用也可将电池连接到电容器上。可以有许多其中包括电池的实施例，该电池在通电眼科镜片中至少充当能量源的一部分。

在另一些实施例中包括燃料电池，作为能量源610。燃料电池通过消耗某种化学燃料源来产生电力，该化学燃料在产生电力时产生包括热能在内的副产物。通过将可生物地获取的材料用作燃料源，可能会有一些燃料电池实施例。

以下对本发明实施例的讨论可能在总体上以用电池作为通电眼科镜片的主要能量源为重点。这种重点讨论不应限制本发明的范围，因为有许多能量源(包括前述的那些能量源)可以构成通电眼科镜片的实施例。

如本发明的一些实施例中所提及的，能量源包括电化学电池或者说电池。有许多不同类型的电池可以包括在通电眼科镜片的实施例中。例如，单次使用电池可以由各种阴极和阳极材料形成。作为非限制性的实例，这些材料可以包括锌、碳、银、镁、钴、锂、硅。再有一些实施例可能会产生自采用可充电电池。而此类电池又可以通过锂离子技术、银技术、镁技术、铌技术制成。对于本领域技术人员来说显而易见的是，用于单次使用电池或可充电电池系统的各种通用电池技术可以包括通电眼科镜片的各种实施例中的能量源。

隐形镜片使用环境的物理约束和尺寸约束可能惠及某些电池类型而不利于其它的电池类型。薄膜电池可能就是如此被惠及的一例。薄膜电池占用小的空间体积，这与人眼的具体表现相一致。此外，它们可以形成在柔性基底上，从而使得眼科镜片和所包括的带基底的电池这二者的主体都有挠曲的自由度。

就薄膜电池而言，例如可以包括单次充电形式和可充电形式。可充电电池具有延长可用产品寿命的能力，并且因此能够提供更高的能耗率。迄今，大量研发活动集中在用可充电薄膜电池制造通电眼科镜片的技术；然而，本发明技术并不限于这一小类。

可充电薄膜电池市场上有售，例如，自20世纪90年代初起，Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室)已制造出各种形式的薄膜电池。目前这种电池的制造商包括Excellatron Solid State，LLC(Atlanta，GA)、Infinite Power Solutions(Littleton，CO)和Cymbet Corporation，(Elk River，MN)。这项技术当前由包括平面薄膜电池的应用占主导。这类电池的使用可以构成本发明技术的一些实施例；然而，将薄膜电池形成为三维形状(例如具有球面曲率半径)可构成本发明技术的一些理想实施例。本领域技术人员确信，这种三维电池实施例的众多形状和形式均落在本发明的范围内。

图5a、5b、5c和5d中示出了眼科镜片中的能量源可采用的不同形状的许多实例。500示出的是由薄膜材料制成的基准能量源，其形成为平坦形状以用作基准。当这种形状500的尺寸大约为毫米级或更小时，其可以构成用于通电眼科镜片的能量源。510示出的是示例性的三维形式，其中，柔性基底和被封装的电池呈完整的环形，在未发生柔性变形时，其形状与未变形的眼科镜片会呈现的形状大致相同。在一些实施例中，对于通电眼科镜片实施例，环形的半径可约为8毫米。四分之一环面530、半环面520或其它弧形形状的实施例，都可以采用相同的三维方位。对于本领域技术人员来说显而易见的是，包括其它部分环形在内的许多不同形状可以构成本发明范围内的备选实施例。在一些实施例中，矩形的平坦形状也可适配于眼科镜片中包括的半球壳几何形状。

本发明的另一组实施例涉及可有利地用于通电眼科镜片中的特定的电池化学物质的组成与性质。由橡树岭实验室(Oak Ridge Laboratories)开发的示例性实施例包括锂或锂离子电池的组分。用于这种电池的阳极的通用材料包括锂金属，或者可供选择地，用于锂离子电池的通用材料包括石墨。这些电池的示例性备选实施例包括：结合微米级硅特征来用作并入隐形镜片的这种薄膜电池的阳极。

用于该新技术的电池阴极所用的材料也包括多种材料选择。通用的阴极材料包括锂锰氧化物和锂钴氧化物，这些材料使得如此形成的电池具有良好的性能指标。或者，磷酸铁锂阴极也能具有类似的性能，然而在一些应用中，磷酸铁锂阴极可能具有涉及充电方面的一些改善。并且，这些阴极材料和其它阴极材料的尺寸可以改善充电性能；例如，通过用各种材料的纳米级晶体形成阴极，可以显著改善电池可被再充电的速率。

优选地，将可作为能量源组分而包含的各种材料进行封装。理想的方式可以是封装能量源，以大体隔离其组分使之不会进入眼环境。要不然，如果没有通过封装实施例适当隔离能量源，则眼环境的各个方面会对能量源的性能产生负面影响。本发明技术的各种实施例可以源自对材料的选择。

因此，在一些实施例中，镜片材料可以包括含有机硅的组分。“含有机硅的组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，以含有机硅的组分的总分子量计，所有Si和所连接的O在含有机硅的组分中的含量大于约20重量％，还更优选地大于30重量％。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。

合适的含有机硅的组分包括由式I表示的化合物

其中

R¹独立地选自：一价反应性基团、一价烷基、或一价芳基，上述基团中任何一种均还可包含选自下列诸项的官能团：羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、碳酸根、卤素或它们的组合；以及包含1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，其还可包含选自下列诸项的官能团：烷基、羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、卤素或它们的组合；

其中b＝0至500，其中应当理解当b不为0时，b为众数(mode)等于设定值的分布；

其中至少一个R¹包含一价反应性基团，在一些实施例中，1至3个R¹包含一价反应性基团。

如本文所用，“一价反应性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合反应的基团。自由基反应性基团的非限制性例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C_1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C_1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C_2-12烯基、C_2-12烯基苯基、C_2-12烯基萘基、C_2-6烯基苯基、C_1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯以及O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应性基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基反应性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。

合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C₁至C₁₆烷基、C₆-C₁₄芳基，例如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚氧乙烯丙基(polyethyleneoxypropyl)、它们的组合等。

在一个实施例中，b为0，一个R¹为一价反应性基团，至少3个R¹选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在本实施例中，有机硅组分的非限制性例子包括2-甲基2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、

2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、

3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、

3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷以及

3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。

在另一个实施例中，b为2至20、3至15，或在一些实施例中，为3至10；至少一个末端的R¹包含一价反应性基团，其余的R¹选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在又另一个实施例中，b为3至15，一个末端的R¹包含一价反应性基团，另一个末端的R¹包含具有1至6个碳原子的一价烷基，其余的R¹包含具有1至3个碳原子的一价烷基。该实施例中有机硅组分的非限制性例子包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400-1000)(“OH-mPDMS”)、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为800-1000)(“mPDMS”)。

在另一个实施例中，b为5至400或10至300，两个末端的R¹均包含一价反应性基团，其余的R¹独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，所述一价烷基在碳原子之间可以具有醚键并且还可以包含卤素。

在一个需要有机硅水凝胶镜片的实施例中，本发明的镜片将由反应性混合物制成，其中按据以制备聚合物的反应性单体组分的总重量计，反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅的组分，优选地在约20重量％至70重量％之间。

在另一个实施例中，一至四个R¹包含由下式表示的碳酸乙烯酯或氨基甲酸酯：

其中：Y代表O-、S-或NH-；

R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；并且q为0或1。

含有机硅的碳酸乙烯酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基酯乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基酯乙烯酯，并且

在期望生物医学装置的模量在约200以下的情况中，只有一个R¹应包含一价反应性基团，其余的R¹基团中不超过两个将包含一价硅氧烷基团。

另一类含有机硅的组分包含如以下各式所示的聚氨酯大分子单体：

式IV-VI

(^*D^*A^*D^*G)_a ^*D^*D^*E¹、

E(^*D^*G^*D^*A)_a ^*D^*G^*D^*E¹或

E(^*D^*A^*D^*G)_a ^*D^*A^*D^*E¹

其中：

D代表具有6至30个碳原子的烷基双基、烷基环烷基双基、环烷基双基、芳基双基或烷基芳基双基，

G代表具有1至40个碳原子并且主链中可以包含醚键、硫代键或胺键的烷基双基、环烷基双基、烷基环烷基双基、芳基双基或烷基芳基双基；

^*代表氨基甲酸酯或脲基键；

_a为至少1；

A代表如下式所示的二价聚合基：

R¹¹独立地表示具有1至10个碳原子的烷基或氟代烷基，其可包含位于碳原子之间的醚键；y为至少1；并且p提供了400至10,000的部分重量；E和E¹各自独立地表示用下式给出的可聚合不饱和有机基：

其中：R¹²为氢或甲基；R¹³为氢、具有1至6个碳原子的烷基或-CO-Y-R¹⁵基，其中Y为-O-、Y-S-或-NH-；R¹⁴为具有1至12个碳原子的二价基团；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表具有6至30个碳原子的芳族基团；w为0至6；x为0或1；y为0或1；z为0或1。

优选的含有机硅的组分是由如下化学式表示的聚氨酯大分子单体：

其中R¹⁶为移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双自由基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双自由基。其他合适的含有机硅的大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的化学式为X的化合物(其中x+y为10至30的范围内的数值)。

式X

适用于本发明的其它含有机硅的组分包括：含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极性氟化接枝或侧基(末端二氟代碳原子附有氢原子)的聚硅氧烷；含醚和硅氧烷键的亲水性硅氧烷甲基丙烯酸酯以及含聚醚和聚硅氧烷基团的可交联单体。也可用任一前述的聚硅氧烷作为本发明中的含有机硅的组分。

在一些实施例中，可以利用结合层将能量源安置在用来形成眼科镜片的模具部件内。结合层或许能够与镜片材料形成互穿聚合物网络，这样就不需要在粘合剂和镜片材料间形成共价键来制成稳定的镜片。对于在粘合剂中置有能量源的镜片，其稳定性通过将能量源夹持在粘合聚合物和镜片基体聚合物中而达成。本发明的粘合聚合物可包括例如由均聚物、共聚物或它们的组合(具有彼此相同的溶解度参数)制得的那些粘合聚合物，并且粘合聚合物具有与镜片材料相似的溶解度参数。粘合聚合物可含有可使粘合聚合物中的各聚合物和各共聚物能相互作用的官能团。官能团可包括以如下方式与另外一种聚合物或共聚物的基团相互作用的一种聚合物或共聚物的基团：增加相互作用的密度以帮助抑制颜料颗粒的移动性和/或截留颜料颗粒。官能团间的相互作用可以是极性的、分散的、或具有电荷转移复合物性质。官能团可位于聚合物或共聚物主链上，或从主链悬垂。

作为非限制性例子，可将能形成具有正电荷的聚合物的单体或单体混合物与能形成具有负电荷的聚合物的一种或多种单体结合使用，以形成粘合聚合物。作为更具体的例子，甲基丙烯酸(“MAA”)和甲基丙烯酸酯-2-羟乙酯(“HEMA”)可用于提供MAA/HEMA共聚物，然后该共聚物与HEMA/3-(N，N-二甲基)丙基丙烯酰胺共聚物混合以形成粘合聚合物。

作为另一个例子，粘合聚合物可由疏水改性单体组成，所述单体包括但不限于下式所示的酰胺和酯：

CH₃(CH₂)_x-L-COCHR＝CH₂

其中L可为-NH或氧，x可为2至24的整数，R可为C₁至C₆烷基或氢，优选地为甲基或氢。此类酰胺和酯的例子包括但不限于月桂基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸己酯。作为又另一个例子，脂肪链延长的氨基甲酸酯与脲的聚合物可用于形成粘合聚合物。

适合结合层的粘合聚合物也可包含HEMA、MAA和甲基丙烯酸月桂酯(“LMA”)的无规嵌段共聚物，HEMA和MAA或HEMA和LMA的无规嵌段共聚物，或HEMA的均聚物。基于粘合聚合物的总重量，这些实施例中的每种成分的重量百分比为约93至约100重量％的HEMA、约0至约2重量％的MAA和约0至约5重量％的LMA。

粘合聚合物的分子量可以使得其在镜片材料中稍微溶解并在镜片材料中溶胀。镜片材料扩散至粘合聚合物中，并发生聚合和/或交联。然而，同时，粘合聚合物的分子量不能高到影响印刷图案的质量。优选地，粘合聚合物的分子量为约7,000至约100,000M_峰，更优选地约7,000至约40,000M_峰，最优选地约17,000至约35,000M_峰，其中M_峰对应于SEC分析中最高峰的分子量(＝(M_n×M_w)^1/2)

为了实施本发明，可使用具有90°光散射和折射率检测器的凝胶渗透色谱仪确定分子量。还使用PW4000和PW2500两根色谱柱、调节为含50mM氯化钠的甲醇-水洗脱液(重量比为75/25)以及具有在325,000至194范围内的确定分子量的聚乙二醇和聚环氧乙烷分子的混合物。

本领域的普通技术人员会认识到，通过在制备粘合聚合物时使用链转移剂，通过使用大量的引发剂，通过使用活性聚合，通过选择适当的单体和引发剂浓度，通过选择溶剂的量和种类，或以上方案的组合，可获得期望的粘合聚合物分子量。优选地，将链转移剂与引发剂结合使用，或更优选地，将链转移剂与引发剂和一种或多种溶剂结合使用，以获得期望的分子量。作为另外一种选择，还可将少量的极高分子量粘合聚合物与大量的溶剂结合使用，以给粘合聚合物维持期望粘度。优选地，粘合聚合物的粘度在23℃时为约4,000至约15,000厘泊。

可用于形成本发明所用的粘合聚合物的链转移剂其链转移常数值大于约0.01，优选地大于约7，更优选地大于约25,000。

可使用任何合乎需要的引发剂，包括但不限于紫外引发剂、可见光引发剂、热引发剂等以及它们的组合。优选使用热引发剂，更优选地，使用2，2-偶氮双异丁腈和2，2-偶氮双-2-甲基丁腈。基于配方的总重量，所用引发剂的量为约0.1至约5重量％。优选地，将2，2-偶氮双-2-甲基丁腈与十二硫醇一起使用。

粘合聚合物层或其他介质可通过任何便利的聚合方法制成，这些方法包括但不限于自由基链聚合、逐步聚合、乳液聚合、离子链聚合、开环作用、基团转移聚合、原子转移聚合等。优选使用热引发的自由基聚合反应。进行聚合反应的条件在本领域普通技术人员的知识范围内。

可用于制备粘合聚合物的溶剂为沸点在约120和230℃之间的中沸点溶剂。选择要使用的溶剂时应基于待制备的粘合聚合物的种类及其分子量。合适的溶剂包括但不限于双丙酮醇、环己酮、乳酸异丙酯、3-甲氧基-1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇等。

在一些实施例中，本发明的粘合聚合物层111可根据在水中的膨胀系数定制成适于将要与其一起使用的镜片材料使粘合聚合物的膨胀系数与充填溶液中的固化镜片材料的膨胀系数匹配或大致匹配可有利于避免在镜片中产生应力，应力会导致不良的光学性能和镜片参数变化。另外，粘合聚合物可在镜片材料中具有溶胀性，使得用本发明的着色剂印出的图象可溶胀。由于这样的溶胀，图象被截留在镜片材料中，而不会对镜片舒适度产生任何影响。

在一些实施例中，着色剂可包含在结合层中。在本发明的着色剂中可与粘合聚合物一起使用的颜料为那些适用于隐形镜片的有机颜料或无机颜料，或这些颜料的组合。可通过改变所用颜料和遮光剂的浓度控制不透明度，用量越大产生的不透明度越高。示例性的有机颜料包括但不限于酞菁蓝、酞菁绿、咔唑紫、还原橙#1等，以及它们的组合。可用的无机颜料的例子包括但不限于氧化铁黑、氧化铁棕、氧化铁黄、氧化铁红、二氧化钛等，以及它们的组合。除了这些颜料外，还可使用可溶和不可溶的染料，它们包括但不限于二氯三嗪和乙烯砜型染料。可用的染料和颜料均可商购获得。

例如，可以将这些颜色布置成一定图案，以遮盖根据本发明存在于镜片中的组件。例如，不透明颜色可以模拟天然眼睛的外观并且盖住镜片内存在的组件。

除此之外，在一些实施例中，结合层还包含一种或多种有助于将结合层涂覆到模具部件上的溶剂。本发明的另一发现是，为了促成结合层不在其所涂覆的模具部件表面上渗出或流动，合乎要求且被优选的是：结合层的表面张力低于约27mN/m。这种表面张力可通过对将要施加结合层的表面(例如模具表面)进行处理而实现。可使用本领域已知的技术实现表面处理，这些技术例如但不限于等离子体处理和电晕处理。作为另外一种选择，并且优选地，期望的表面张力可通过选择用于着色剂的溶剂来实现。

因此，可用于结合层的示例性溶剂包括那些能够增加或降低结合层粘度并帮助控制表面张力的溶剂。合适的溶剂包括但不限于环戊酮、4-甲基-2-戊酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸异丙酯等以及它们的组合。优选使用1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。

在一些优选的实施例中，本发明的结合层材料中使用至少三种不同的溶剂。这些溶剂的前两种均为中沸点溶剂，用于制备粘合聚合物。尽管在粘合聚合物形成后可将这些溶剂从粘合聚合物除去，但优选保留它们。优选地，这两种溶剂为1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。还有一种为低熔点溶剂，即沸点为约75℃至约120℃之间的溶剂，可用于根据需要降低着色剂的粘度。合适的低沸点溶剂包括但不限于2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙醇等以及它们的组合。优选使用1-丙醇。

所用溶剂的具体数量可取决于很多因素。例如，用于形成粘合聚合物的溶剂量将取决于期望的粘合聚合物分子量，以及粘合聚合物中所用的各种成分，例如单体和共聚物。所用低沸点溶剂的量将取决于着色剂期望的粘度和表面张力。此外，如果着色剂要施加于模具并与镜片材料一起固化，所用溶剂的量将取决于所用的镜片和模具材料，以及模具材料是否已经过任何表面处理以增加其可湿性。待使用的溶剂精确数量的确定在本领域普通技术人员技能范围内。通常，所用溶剂的总重量将占待使用溶剂的约40至约75重量％。

除了溶剂之外，可以且优选地将增塑剂加到结合层以减少在干燥结合层时的开裂，并增强镜片材料对结合层的扩散和溶胀。所用增塑剂的种类和量将取决于所用粘合聚合物的分子量，并且，对于放置到先储存再使用的模具上的着色剂，则取决于期望的架藏稳定性。可用的增塑剂包括但不限于甘油、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、400或600等以及它们的组合。优选使用甘油。基于着色剂的重量，所用增塑剂的量通常将为0至约10重量％。

本领域的普通技术人员会认识到，本发明的结合层组合物中还可包括上述添加剂之外的添加剂。合适的添加剂包括(但不限于)用于有助于流动性和流平性的添加剂、用于防止起泡的添加剂、用于流变学改性的添加剂等，以及它们的组合。

在本发明的一些实施例中，在镜片材料固化后，结合层嵌入镜片材料中。这样，结合层可以更靠近所形成镜片的前表面或后表面嵌入，这取决于镜片中结合层所施加到的模具表面。另外，可以接任何顺序施加一层或多层的结合层。

尽管本发明可用于提供由任何已知的镜片材料或适合制作硬质或软质隐形镜片的材料制得的硬质或软质隐形镜片，但是优选地，本发明的镜片为水含量为约0至约90％的软质隐形镜片。更优选地，镜片由含有羟基、羧基或两者的单体制成，或者由含有机硅的聚合物(例如硅氧烷、水凝胶、有机硅水凝胶以及它们的组合)制成。可用于形成本发明镜片的材料可通过使大分子单体、单体以及它们的组合的共混物与添加剂(例如聚合引发剂)反应制得。合适的材料包括但不限于由有机硅大分子单体和亲水性单体制成的有机硅水凝胶。

另一些实施例产生自内部元件被封装材料封装的实际情况。可能可行的是，采用在两层密封剂之间包含接缝的方式来涂覆能量源。或者，可以采用不会产生接缝的方式施用密封剂，但是应该指出的是，许多实施例需要能量源来提供两个不同且隔离的电触点。对于本领域技术人员显而易见的是，有各种其它方式可用于封装能量源，它们可以符合本文详述的技术。

如所提及的，在一些实施例中，能量源可能需要以电的方式提供能量，因此具有至少两个被电绝缘的触点用于将能量源连接到正通电的元件。在一些实施例中，两个导电焊盘可以被插入或者以其它方式在密封剂中形成。在这些焊盘上可以固定某种形式的电套管，以让电能从能量源流向将被通电的装置。现在参照图2，200表示能量源210可以如何具有两个触点240。这些触点可以具有两个导电引线230，导电引线230将触点固定以将来自能量源210的能量导向另一装置220。

导电引线230可被连接到触点240的方式可以形成本技术内的许多实施例。在一些实施例中，可以通过引线接合工艺将这些引线固定成与一种可选择的焊盘金属形成电接触，该引线接合工艺中引线被以物理方式加力擦拭而形成电接触。再有一些实施例可以源自(例如)用焊接工艺熔融引线230和触点240之间的接触金属(contacting metallurgy)。在其它实施例中可能可行的是，以蒸发方式将连接引线230沉积到触点240上。再有一些实施例中，可以用导电的环氧树脂或油墨来限定导电元件230并且将其连接到接触垫240。对于本领域技术人员显而易见的是，用于连接到能量源的触点以将能量传送到另一装置或者传送来自另一装置的能量的许多装置可以构成本发明范围内的一些实施例。

如之前讨论过并在图2(标号200)中示出的，能量源可以被限定为已描述的两种或更多种类型的能量源的复合物。例如，图2中的能量源可以由结合光电池240的可充电的锂离子薄膜电池210构成。许多光电池类型可能符合本文的技术，作为实例，用于此类实施例的光电装置是由Clare，Inc.(Beverly，MA)制造的CPC 1822，其尺寸大约为2.5mm×1.8mm×0.3mm的晶片形式并且其能够在光照条件下提供4V的直流电(VDC)。在一些实施例中，光电装置的输出可以被直接提供到如图2所示的电池。或者，加电管理装置可以用某种再加电装置控制对可充电电池的充电。该具体实例是在非限制性意义上提供的，因为在关于通电眼科镜片的本发明技术的范围内可存在许多给能量源再加电的实施例。

就Clare光伏电池而言，外部光源可以包括给附着的另一能量源再加电的方式。以一个或多个太阳单位的光密度，电池提供大的充电电流。可以有许多方式用于构造与这种光电装置相互作用的再加电系统。作为非限制性实例，在眼科镜片存放在水化介质中的期间提供适当强度的光可能是可行的。

可以通过可供选择的装置限定给能量源再加电的其它实施例。例如，热电装置可以使用眼科镜片主体上的热梯度来给能量源加电。在备选实施例中，通过使用外部射频信号并在眼科镜片中使用吸收装置；通过使用外部电场并在眼科镜片中使用电容式耦合装置；或者通过使用机械能或压力和压电装置，可以将外部能量耦合到眼科镜片中。对于本领域技术人员显而易见的是，可能有许多方式用于给通电眼科镜片中的能量源再加电。

如之前讨论中所提及的，电池型能量源的非可充电化学物质的组成与性质可以构成具有本文所公开新颖性的备选实施例。虽然有可能丢失可充电的一些优势，但是这类实施例可作为另一种选择而可能在成本和实施方式方面表现出优势。可以认为本发明范围涵盖与本文已公开的可充电的能量源等效的非可充电的封装电化学电池。

本发明的各种能量源在眼科镜片内提供“板上”电源，其可以与电子组件、柔性电路互连基片、印刷电互连线、传感器和/或其它定制的有效元件结合使用。可通电的这些不同的元件可以界定一些可执行广泛功能的实施例。作为非限制性实例，通电眼科镜片可以是电光装置，其通电后具有调节眼科镜片的聚焦特性的功能。在其它实施例中，通电功能可以启动眼科镜片内可以抽吸出药物或其它材料的泵送机构。另外，通电功能会涉及眼科镜片内的感测装置和通信装置。对于本领域技术人员显而易见的是，有大量的实施例涉及可使其在通电眼科镜片内能够实现的功能。

在一些实施例中，通电眼科镜片内的能量源可以激励眼科镜片内的控制功能，从而为对于眼科镜片或其它成型的水凝胶制品内的另外的通电功能进行无线的受控启动创造条件。作为非限制性实例，能量源可以包括嵌入式封装薄膜微电池，其可以具有有限的、受限的最大电流容量。为了使漏电流或静态电流最小以便完全充电的薄膜微电池在存放期间尽可能长地保持电荷，可以利用各种装置来启动微电池或者将微电池电连接到电活性镜片内的其它元件。在一些实施例中，光伏电池(例如，晶片形式的Clare CPC1822)或光电感测装置可在规定的光照条件下启动镜片内的晶体管或其它微电子元件，随后启动电池与镜片内的其它微电子元件的互连。在另一个实施例中，微型霍尔效应传感器/开关(例如由Allegro Microsystems，Inc.(Worcester，MA)制造的A1172)可以用来在电池和/或其他微电子元件暴露于磁体的北极和/或南极时将它们启动。在其它实施例中，物理接触开关、隔膜开关、RF开关、温度传感器、光电二极管、光敏电阻、光电晶体管或光学传感器可以用来启动通电眼科镜片中的电池和/或附装的电子元件。

在一些实施例中，通电眼科镜片内的能量源可以装入在集成电路旁。在此类示例性实施例中，在半导体制造工艺中加入了将平面薄膜微电池结合到硅衬底上的步骤。这类方法可以为可能装入本发明的电活性镜片中的各种集成电路提供单独的电源。在备选实施例中，该集成电路可以作为通电镜片的特殊元件装入。

参照图3，标号300所示出的是通电眼科镜片的示例性实施例的视图。在该视图中，能量源310可以包括薄膜可充电锂离子电池。该电池可以具有便于互连的触点370。引线可以是连接到触点370的引线接合线，并将电池连接到可用于给电池能量源310再加电的光伏电池360。另外的引线可以通过第二组触点350上的接有引线的接触件将能量源连接到柔性电路互连线。这些触点350可以是柔性互连基片355的一部分。按照类似于前文讨论的能量源的方式，该互连基片可以形成为接近典型镜片形式的形状。为了增加额外的柔韧性，互连基片355可以包括沿其长度布置的附加形状特征，例如径向切口345。互连基片355的单个瓣片可以被连接各种如IC那样的电子元件、分立元件、无源元件以及如标号330示出的装置。这些元件通过引线或其它连接装置340互连到互连基片355内的导通路径。作为非限制性实例，各种元件可以通过可与前述的电池形成互连的各种装置连接到柔性互连基片355。各种电元件的组合可以确定标号390所示的电光装置的控制信号。该控制信号可以沿着互连线320传导。仅作为示例，这里提供了具有通电功能的这种类型的示例性通电眼科镜片。本说明书决不应该理解为对本发明技术的范围加以限制，因为本领域技术人员显然明白，可以存在关于功能、设计、互连方案、通电方案和本发明构思的总体利用的许多不同实施例。

考虑如何以剖面图呈现参照图3描述的实例，可以提供更多的示例性描述。沿着图3中标号380表示的线的剖面在图4中用标号400表示。该视图着重表现该处能量源装置可以是薄膜电池装置的剖面。该剖面示出眼科镜片的普通主体440。在主体440内的是薄膜电池，薄膜电池构建在基片420上。在基片上的可以是阴极层422，该阴极层422可以被电解质层423包围，该电解质层423又可被阴极层424包围。这些层可以被封装层421包围，封装层421将电池层密封使之与外部环境隔离。在一个示例性实施例中，电控的光学装置以标号410示出。如上所述，这些描述是非限制性的，并且通电且具有功能性的眼科镜片的许多备选实施例对本领域技术人员是显而易见的。

在一些实施例中，可能存在一些影响眼科镜片外观的方式。可以采用各种方式改变薄膜微电池表面的美感，使得当嵌入在电活性隐形镜片或成型的水凝胶制品中时展现特定的外感。在一些实施例中，可以用具有美观图案和/或带色彩的包封材料来制造薄膜微电池，以用于给予薄膜微电池柔和的外观或者可供选择地提供带彩虹状颜色的图案、同色和/或混色图案、反光花纹、彩虹色花纹、金属色花纹或可能有的任何其它的艺术设计或图案。在其它实施例中，薄膜电池可部分地被镜片内的其它元件(例如，安装于电池前表面的光伏芯片)遮蔽或者作为另一种选择将电池放置在全部或部分柔性电路的后面。在另一些实施例中，可以统筹考虑地设置薄膜电池，使得电池不是被上眼皮就是被下眼皮部分或全部地阻挡而不可见。对于本领域技术人员显而易见的是，存在与通电眼科装置的外观有关的许多实施例以及确定这些实施例的方法。

可以存在与已描述的各种类型的通电眼科装置的形成方法有关的许多实施例。在一组实施例中，本文描述的发明技术可包括在另外步骤中组装特定通电眼科镜片实施例的子元件。将有利地成形的薄膜微电池、柔性电路、互连线、微电子元件和/或其它电活性元件用生物相容性、惰性的保形涂层“离线(off-line)”组装而得到全包括的可嵌入单个封装件，该单个封装件可以并入已知的注模成型隐形镜片制造工艺。柔性电路可以包括由覆铜聚酰亚胺膜或其它类似基片制成的那些柔性电路。

保形涂层可以包括(但不限于)聚对二甲苯(N、C、D、HT级和其任何组合)、聚(对二甲苯)、电介质涂层、有机硅保形涂层、聚氨酯保形涂层、丙烯酸类保形涂层、硬性透气性聚合物或任何其它有利的生物相容性涂层。

本发明的一些实施例包括一些方法，这些方法涉及几何形状与眼科镜片材料内的嵌入体和/或由眼科镜片材料封装的嵌入体相符的薄膜微电池的几何设计。其它实施例包括用于将薄膜微电池并入各种材料的方法，这些材料包括(但不限于)水凝胶、有机硅水凝胶、硬性透气性“RGP”隐形镜片材料、有机硅、热塑性聚合物、热塑性弹性体、热固性聚合物、保形电介质/绝缘涂层和密封障壁涂层。

其它实施例涉及在眼科镜片几何体内统筹地放置能量源的方法。具体而言，在一些实施例中，能量源可为不透明制品。由于能量源不可妨碍光透射穿过眼科镜片，因此一些实施例中的设计方法确保隐形镜片中心的5-8mm不被能量源的任何不透明部分阻挡。对于本领域技术人员显而易见的是，会存在与各种能量源的设计有关的许多不同实施例，以使这些设计与眼科镜片的涉及光学的部分有利地相互配合。

在一些实施例中，能量源的质量和密度可以有助于设计，使得所述能量源还可以单独作用或结合其它镜片稳定区作用，所述其它镜片稳定区被设计在眼科镜片的主体内，以使得佩戴时在旋转方向上稳定镜片。这类实施例有利于多种应用，包括(但不限于)散光校正、改进戴镜舒适度或其它元件在通电眼科镜片内的一致/受控的定位。

在另一些实施例中，可以将能量源放置在距离隐形镜片外边缘一定距离的位置，使得隐形镜片边缘轮廓的便利设计成为可能，以提供良好的舒适度同时使出现不良事件的发生降至最低。要避免的这类不良事件的实例可以包括上方上皮弧形侵蚀或巨乳头性结膜炎。

作为一些实施例中的非限制实例，嵌入式电化学电池的阴极、电解质和阳极特征可以由按形状印刷的合适油墨形成，以确定这种阴极、电解质和阳极区域。显而易见的是，如此形成的电池既包括基于(例如)锰氧化物和锌化学物质的组成与性质的单次使用电池，又包括基于类似于以上提及的薄膜电池化学品的锂化学品的可充电薄膜电池。对于本领域技术人员会显而易见的是，形成通电眼科镜片的各种特征和方法的各种不同实施例可涉及印刷技术的使用。

可能会有许多实施例涉及到可用于通过前述的各种方法形成通电眼科镜片实施例的装置。加工过程中的基础步骤可能涉及，在眼科镜片的主体被模制到构成眼科镜片能量源的各种元件周围的同时支承这些元件。在一些实施例中，可以将能量源固定到镜片模具中的固定点。可以用将形成为镜片主体的同类聚合材料将固定点固定。对本领域技术人员会显而易见的是，在各种能量源封装到镜片主体中之前支承各种能量源的许多方式均属于本发明范围内的实施例。

现在参照图7，所示出的是可用于本发明的一些实施例中的控制器700。控制器700包括处理器710，处理器710可包括一个或多个与通信装置720连接的处理器元件。在一些实施例中，控制器700可用于将能量传送到置于眼科镜片中的能量接收器。

控制器可包括一个或多个与通信装置连接的处理器，该通信装置被配置成可经由传输通道传送能量。通信装置可以用于以电子方式控制以下中的一个或多个：能量传送到眼科镜片接收器的过程以及将数字数据传送到眼科镜片或从眼科镜片传递的过程。

通信装置720可用于与(例如)一个或多个控制器装置或制造设备组件进行通信，例如，与诸如用于喷墨导电材料或沉积结合层的喷墨印刷装置和用于沉积一个或多个结合层的焊盘印刷装置进行通信。

处理器710还与存储装置730进行通信。存储装置730可包括任何合适的信息存储装置，信息存储装置包括以下装置的组合：磁存储装置(如，磁带和硬盘驱动器)，光存储装置和/或半导体存储装置(例如随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)。

存储装置730可存储用于控制处理器710的程序740。处理器710执行程序740的指令，从而根据本发明进行操作。例如，处理器710可接收有关能量接收器的放置、处理装置的放置等的信息。存储装置730还可在一个或多个数据库中存储眼科数据。数据库可包括定制的能量接收器设计、计量数据以及用于喷射导电材料而形成能量接收器的具体控制序列。

在一些实施例中，具有例如处理器元件的眼科镜片可以与装入眼科镜片的能量源相配，并用于在眼科镜片内执行逻辑功能或者以其他方式处理数据。

结论

如上所述以及如以下权利要求书所进一步限定，本发明提供了加工眼科镜片的方法和实施这种方法的设备，以及通过这些方法和设备形成的眼科镜片。

Claims

1.一种通电眼科镜片装置，包括：

具有光学区和非光学区的镜片，所述镜片包含硅水凝胶材料；

能量源，所述能量源嵌入在所述镜片的包括所述非光学区的区域中的所述硅水凝胶材料中；

电流提取元件；以及

附接区，所述附接区将所述能量源连接到所述电流提取元件。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括再加电元件。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述再加电元件包括下列装置中的至少一种：光电装置；射频吸收装置；电感式能量耦合装置；电容式能量耦合装置；热电装置和压电装置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流提取元件嵌入在所述非光学区中。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜片的主体包括Etafilcon、Senofilcon、Galyfilcon和Narafilcon中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的装置，其中所述再加电元件直接提供能量，以对所述能量源再加电。

7.根据权利要求2所述的装置，其中所述再加电组件提供经能量特性变更装置修改的能量，以对所述能量源再加电。

8.根据权利要求2所述的装置，其中所述再加电装置包括光电装置并且包括外部光源。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述能量源包括电池。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池可充电。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池是单次使用电池。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述能量源包括燃料电池、电容器、压电装置和光电装置中的至少一种。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池被封装。

14.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池被成形为眼科镜片的一般形状。

15.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池被成形为整环形状。

16.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池被成形为部分环形。

17.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池的厚度小于500微米。

18.根据权利要求9所述的装置，其中所述电池被成形为可让氧气围绕其周边透过。

19.根据权利要求1所述的装置，还包括起美观作用的元件。

20.根据权利要求3所述的装置，其中所述能量源包含半导体材料。

21.根据权利要求3所述的装置，其中所述能量源包含被印上的组分。