CN105407837B - 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆 - Google Patents

具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆 Download PDF

Info

Publication number
CN105407837B
CN105407837B CN201480041251.2A CN201480041251A CN105407837B CN 105407837 B CN105407837 B CN 105407837B CN 201480041251 A CN201480041251 A CN 201480041251A CN 105407837 B CN105407837 B CN 105407837B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ribbon cable
cable portion
aperture
bypass
banding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480041251.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105407837A (zh
Inventor
戴聿昌
张瀚杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
California Institute of Technology CalTech
Original Assignee
California Institute of Technology CalTech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by California Institute of Technology CalTech filed Critical California Institute of Technology CalTech
Publication of CN105407837A publication Critical patent/CN105407837A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105407837B publication Critical patent/CN105407837B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526Head electrodes
    • A61N1/0543Retinal electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36046Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/061Etching masks
    • H05K3/064Photoresists
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0137Materials
    • H05K2201/0154Polyimide
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/05Flexible printed circuits [FPCs]
    • H05K2201/052Branched
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/1003Non-printed inductor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10151Sensor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

描述了一种生物相容性、微制造的带状电缆,其中,至少一组导体横向发散到旁路翼部中,该旁路翼部形成穿过带状电缆的孔口。该旁路翼部沿穿过该孔口的线折叠并折叠在带状电缆的中心部上面,导致带状电缆具有窄的叠层区域。该窄区域可穿过膜中的小切口,诸如穿过眼球的巩膜中的切口装配。带状电缆可以具有用于附接至眼球的视网膜的一体化形成的电极阵列和用于向电极阵列发送信号的其他电子设备。

Description

具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆
相关申请的交叉引用
本申请要求在2013年9月17日提交的第61/878988号美国临时专利申请的权益,其全部内容为所有目的通过引用并入本文。
关于在联邦政府资助的研究与开发下进行的发明的权利的声明
本发明是在美国政府支持下,在美国国家科学基金会资助的基金EEC0310723做出的。联邦政府在本发明中拥有某些权利。
技术领域
本发明的实施例一般涉及通过外科手术植入的电子设备,具体地,涉及贯穿膜诸如眼球的巩膜中的狭缝的带状电缆。
相关技术的描述
老年性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP)是人眼的两种最常见的外视网膜变性疾病。存在使用视网膜假体以便受该疾病困扰的人能看见的希望。绕过有缺陷的外视网膜感光细胞并直接电刺激内视网膜神经元的视网膜假体使具有AMD和RP的一些盲人能感知光线。
应当认识到,这些早期的假体只包括神经元上的很少数量的刺激电极。为了实现面部识别或大号文字读取,下一代视网膜假体装置可用1024个或更多的刺激电极。1024个电极植入可被构造为32×32的正方形电极阵列或在矩形、圆形或其他形状中有不同数量的电极。
在世界各地,已投入很多努力来开发用于视网膜假体应用的高密度多电极阵列。然而,即使是目前最先进的假体依然没有足够的刺激电极将视力恢复到期望的功能性能力。面部识别的模拟结果意味着,具有相应数量通道的1024个电极视网膜植入可能是盲人将一个物体与另一物体区分开的最低要求。
考虑眼球造成的约束,并行刺激如此多数量的电极提出工程挑战。尺寸、功耗、散热、甚至电子浮力都属于影响设计的因素。在眼球外的刺激电极的集成电路(IC)芯片受较少约束,但并行得到从眼球外到眼球内的一千多电信号是一个挑战。
从外科手术的观点来看,眼睛的巩膜中切口的大小被限制为3毫米(mm)以内,以维持眼球的眼部完整性并避免严重出血或诱导视网膜脱离。给定3毫米宽的开口,在3毫米宽的扁平电缆中延伸1024根导线将需要用于导线迹线的3微米(μm)间距。间距包括每个导体的宽度(例如,1.5μm)以及导体之间的间隙或绝缘体的宽度(例如,1.5μm)。目前的制造方法在生物相容性聚合物(诸如聚对二甲苯)上的3微米间距处置放足够的导线迹线上具有问题。并且一般来讲,线的宽度越大,则线可以制造的越可靠。
本领域中存在用于外科手术植入的改进电子设备的需求。
在背景技术部分中所讨论的主题不应视为现有技术,仅仅作为在背景技术部分中提及的结果。同样,在背景技术部分中提及或与背景技术部分的主题相关联的问题不应视为已在现有技术中预先识别。在背景技术部分中的主题仅表示不同的方法,该方法本身也可以是本发明。
简要概述
一般来说,描述了具有一个或多个中心“翼部”的可以横向向内折叠以使中心部变窄的生物相容性带状电缆。折叠部足够窄使得外科医生能够使其通过特定宽度的切口装配到膜诸如眼球的巩膜中。
带状电缆可以具有一体化形成的电极阵列和/或附接至操作的电子设备,诸如电极刺激IC芯片、电源和数据线圈(用于与外部装置感应通信)和其他部件。电极阵列可以弯曲以匹配视网膜的曲率。
如果带状电缆上有一个以上的翼部,则翼部可以折叠到中心内,使得它们不重叠在彼此之上,以便它们不在中心部上面和下面重叠或另外根据手术需要进行重叠。在任何构造中,通过折叠在电缆的另一部分上面的翼部所形成的最终结构可以称为“叠层”。
带状电缆可以使用微制造技术包括化学气相沉积(CVD)、光致抗蚀剂掩膜和曝光以及化学蚀刻来制造。带状电缆可以包括或不包括帮助折叠翼部的凹槽或其他结构。
本发明的一些实施例涉及用于穿过膜连接的带状电缆装置。装置包括第一带状电缆部、第二带状电缆部、中心带状电缆部、旁路带状电缆部,中心带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的导电体的第一子集,中心带状电缆部比第一带状电缆部和第二带状电缆部中的每个更窄,旁路带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的导电体的第二子集,旁路带状电缆部比第一带状电缆部和第二带状电缆部中的每个更窄,旁路带状电缆部从中心带状电缆部横向发散并折叠在中心带状电缆部上面成叠层使得叠层比第一带状电缆部和第二带状电缆部更窄。
将一个结构折叠在另一结构“上面”包括相对于重力在任何方向上将它们折叠在一起。也就是说,术语“在...上面(over)”并不局限于一个部分比另一部分更高。
旁路带状电缆部可以是第一旁路带状电缆部,并且装置还可以包括第二旁路带状电缆部,第二旁路带状电缆部支持在第一带状电缆部和第二带状电缆部之间延伸的嵌入导体的第三子集,第二旁路部比第一带状电缆部和第二带状电缆部更窄,第二旁路带状电缆部从中心带状电缆部横向发散并且折叠在中心带状电缆部上面或下面到叠层中。第二旁路带状电缆部可以折叠在中心部下面,从而与第一旁路部相对。
旁路部可以具有贯穿的纵向折痕。旁路带状电缆部可以是D形或U形、A形或V形,或者另外适当的形状。导电体的第一子集和第二子集可以嵌入生物相容性聚合物内。
装置可以包括电极阵列,电极阵列具有经配置刺激眼球内的视网膜神经节细胞的电极以及与第一带状电缆部的导电体连接的集成电路,电极阵列与第二带状电缆部一体化形成并与导电体的第一子集和第二子集连接,集成电路经配置向电极阵列发送电脉冲。叠层的宽度可以等于或小于3毫米。电极阵列可以是约7mm×7mm的正方形。“约(about)”可以指在本领域中正在讨论的结构的±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±8%、±10%、±20%、±25%或另外适当的公差范围内。装置可以包括与集成电路连接的一个或多个电磁感应线圈。电极阵列可以包括球形弯曲部。
带状电缆部可以由聚对二甲苯、聚酰亚胺或其他聚合物一体化形成。带状电缆部可以包括两个或更多个蚀刻导体层。各种实施例中的任一种可以或可以不植入受试者中。
一些实施例涉及用于穿过膜连接的带状电缆装置。装置包括带状电缆,带状电缆具有穿过其一体化形成的孔口、在孔口的一侧上通过的导电体和在孔口的另一侧上通过的另一导电体,带状电缆横向折叠为具有穿过孔口的纵向折痕的叠层,使得折叠的带状电缆的接近孔口的一部分比折叠的带状电缆的不接近孔口的一部分更窄。
孔口可以是第一孔口,带状电缆具有横向于第一孔口的一体化形成的第二孔口,带状电缆具有穿过第二孔口的第二纵向折痕,带状电缆向上或向下横向折叠到叠层中。装置还可以包括电极阵列,电极阵列具有经配置刺激眼球内视网膜神经节细胞的电极,电极阵列与带状电缆的第一端部一体化形成并与导电体连接,且集成电路与带状电缆的第二端部的导电体连接,集成电路经配置向电极阵列发送电脉冲。
一些实施例涉及制造用于穿过膜连接的装置的方法。方法可以包括使用化学气相沉积、光致抗蚀剂应用和蚀刻来形成生物相容性带状电缆,带状电缆具有从带状电缆的中心部分裂以界定穿过带状电缆的孔口的旁路部,并且旁路部沿着穿过孔口的线折叠在中心部上面以形成叠层,使得中心部和旁路部的叠层比带状电缆的另一部分更窄。
旁路部可以是第一旁路部以及孔口可以是第一孔口,带状电缆具有第二旁路部,第二旁路部界定穿过带状电缆的横向于第一孔口的第二孔口,方法还包括沿着穿过第二孔口的第二线将第二旁路部折叠在中心部上面或下面到叠层中。
第二旁路部可以折叠在中心部下面,从而与第一旁路部相对折叠。方法可以包括通过穿过孔口的线对旁路部进行压痕。方法可以包括将在带状电缆的端部上的电极阵列放置在球形模具中,并加热电极阵列以足以赋予电极阵列永久曲率。方法可以包括穿过膜中的狭缝插入折叠的叠层。膜可以是眼球的巩膜。
本文所公开和建议的实施例的性质和优点的进一步理解可通过参考本说明书的其余部分以及附图来实现。
附图简述
图1A是根据实施例的未折叠的带状电缆的透视图。
图1B是图1A的带状电缆在折叠构造中的透视图。
图2A是图1A的未折叠的带状电缆的平面示意图。
图2B是图1B的折叠的带状电缆的平面示意图。
图3示出根据实施例的在眼球中和周围植入带状电缆。
图4示出根据实施例的可穿戴发射器组件。
图5A是根据实施例的插入眼球中的切口的带状电缆的端部的图像。
图5B是根据实施例的通过任何眼球中的切口延伸的带状电缆的折叠的较窄部分的图像。
图6示出根据实施例的双层带状电缆的微制造工艺。
图7示出根据实施例的双金属层电极阵列的近距离视图。
图8是根据实施例的用于被赋予电极阵列曲率的模具的图像。
图9是在图8中示出的模具的正视示意图。
图10示出在图8的模具内的电极阵列。
图11示出被赋予来自图8的模具的球面曲率的电极阵列。
图12示出根据实施例的具有线圈的视网膜植入装置。
图13是根据实施例的过程的流程图。
参考包括附图和权利要求的本说明书的其余部分,将实现本发明的其他特征和优点。本发明的进一步特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作在下面通过参考附图来详细描述。在附图中,相同的附图标号表示相同或功能相似的元件。
详述
已设计出1024个通道的视网膜IC芯片并通过六个电容器和一个振荡器功能化。为了将IC芯片的导电垫与眼球内的视网膜神经节细胞连接,芯片与具有集成电极的聚对二甲苯柔性带状电缆集成并植入眼球中。
带状电缆包括通过中心桥接部以及至少一个旁路“翼部”连接的第一宽部和第二宽部。带状电缆具有一组分别在第一宽部和第二宽部之间延伸的电气迹线(导体)。例如,第一部中的单个导电垫通过导电体连接至第二部中的单个电极。
导电体的第一子集经由中心部在第一宽部和第二宽部之间延伸。导电体的第二子集经由旁路部中的一个旁路部在第一宽部和第二宽部之间延伸。导电体的第三子集可以经由其他旁路部中的一个旁路部在第一宽部和第二宽部之间延伸。
翼部可以折叠在中心部上面横向,以便折叠的叠层部比宽部更窄。
一些实施例的技术优点包括:当植入受试者的身体中时,带状电缆比电缆的其余部分更窄的叠层部可以穿过较窄的切口装配。例如,带状电缆的窄部可以滑过巩膜中的3mm宽的切口。但是“较窄”部可以携带与电缆的较宽部一样多的独立信号,并保持足够的间距(即,迹线的图案间距)。特征部的最小尺寸可通过制造、材料或其他方式决定,并且通过折叠它们得到的带状电缆的叠层部有效给予被放置到带状电缆上的这些特征部更多的空间。
图1A是根据实施例的未折叠的带状电缆的透视图。系统100包括带状电缆102,该带状电缆102具有部分104,IC芯片126在该部分104上连接。电容器124、电源线圈120以及数据线圈122通过嵌入在带状电缆部104中的电气迹线连接至IC芯片126。
带状电缆102具有第一宽度带状电缆部106和第二宽部114。第一部106和第二部114具有彼此连接的一组导体140。该组导体140的第一子集134横贯中心窄带状电缆部108。该组导体140的第二子集132横贯第一旁路带状电缆部110。该组导体140的第三子集136横贯第二旁路带状电缆部112。
带状电缆102具有电极阵列128在其中一体化形成的部分116。
“一体化形成”部件包括与另一部件同时进行沉积、蚀刻、固化、或形成,使得结果是它们与另一部件通过普通材料连接或如本领域中已知的其他方式连接的那些部件。
带状电缆上的“纵向”方向是电缆的最长的测量的方向或如本领域中已知的其他方向。例如,附图中的纵向方向是在示例性带状电缆的部分104和116之间延伸的方向。
带状电缆上的“横向”方向垂直于纵向方向并在带状电缆的平面内,或如本领域中已知的其他方向。例如,附图中的横向方向是从(页面中)电缆的远侧到近侧延伸的方向。
带状电缆的“高度”包括最小尺寸的方向或如本领域中已知的其他方向。例如,附图中的带状电缆的高度是在页面的平面中垂直延伸的高度。
“带状电缆”包括具有扁平部的任何电缆,其中导电体在扁平部中并列延伸,或如本领域中已知的其他电缆。带状电缆可使用经典方法微制造或构造。
图1B是图1A的带状电缆在折叠构造中的透视图。第一旁路带状电缆部通过纵向折痕线118横向折叠在中心带状电缆部108上面,以及第二旁路带状电缆部横向折叠在中心带状电缆部108上面。在示例性实施例中,旁路带状电缆部在接近中心带状电缆部108的中心满足边到边。旁路带状电缆部与中心带状电缆部108形成叠层130。
在示例性实施例中,两个旁路翼部并入设计中以便放宽导体的间距密度。在通过环氧树脂将翼部110和112折叠并固定到中心部108后,互连面积变成3mm宽和6mm长。这可以满足眼球的结构完整性的切口限制并在植入期间提供一些自由度。
在手术期间,视网膜钉孔132用于将电极阵列128固定至视网膜。
图2A-图2B分别是图1A-图1B的未折叠的和折叠的带状电缆的平面示意图。在本段中所给出的尺寸首先是纵向的之后是横向的,除非另有规定。带状电缆102的部分104是12.5mm×12.6mm。第一部分106是5mm×5.5mm。中心部108是6mm×3mm。第二部分114具有5.5mm的横向测量。具有电极阵列128的部分116是7mm×7mm。
旁路部110和112中的每个从中心带状电缆部横向扩散2.75mm并在第一部分106和第二部分114之间纵向延伸总共10mm(即,在其最大程度)。旁路部110和112的路径在腿中是2mm宽(纵向)以及在平行于中心部108的区域中是1.5mm宽(横向)。
孔口250使用微机械加工技术(诸如围绕已生长的光致抗蚀剂蚀刻)穿过带状电缆102形成或以其他方式界定。旁路部110携带在孔口250的一侧上通过的至少一个导体,而中心部108携带在孔口250的另一侧上通过的至少一个导体。同样,旁路部112携带在孔口252的一侧上通过的至少一个导体,而中心部108携带在孔口252的另一侧上通过的至少一个导体。
旁路部110和112是D形或U形的。在一些实施例中,旁路部在尖点处对角地交汇,呈现A形或V形。
在将旁路部110和112折叠在中心部108上面后(参见图2B),叠层130形成6mm(长)和仅3mm宽的窄颈部。
图3示出根据实施例的在眼球中和在眼球周围植入带状电缆。聚对二甲苯带状电缆302穿过眼睛壁,允许电极阵列328刺激视网膜,具体地,刺激眼球内的视网膜神经节细胞。专用集成电路(ASIC)326和接收器线圈320在结膜和眼睑之间缝合。
图4示出根据实施例的可穿戴的发射器组件。
外部单元400包括容纳在发射器组件408中的发射器线圈406。发射器组件408被玻璃412定位至用户眼睛的侧面。可以设想除玻璃以外的其他定位装置。
玻璃412保持微型摄像机410和影像处理器404,该微型摄像机和影像处理器通过电缆402连接至适配器418。电缆414将适配器418的另一端口连接至电池组416,电池组416可佩戴在腰带上。
图5A是根据实施例的插入眼球中的切口的带状电缆的端部的图像。带状电缆502的电极阵列端部使用手术工具506开始进入切口504中。在手术期间,外科医生可认真卷曲或弯曲带状电缆和电极以便将暂时通过切口装配它们。
图5B是根据实施例的通过任何眼球中的切口延伸的带状电缆的折叠的较窄部分的图像。带状电缆502的窄叠层部530穿过切口504延伸,其中有空间剩余。理想情况下,巩膜将在这个位置愈合和密封带状电缆。
图6示出根据实施例的双层带状电缆的微制造工艺。
在操作601中,聚对二甲苯通过化学气相沉积(CVD)沉积在硅基板上。在操作602中,光致抗蚀剂在聚对二甲苯上面旋涂成薄层。在操作603中,光致抗蚀剂被暴露、生长和去除。在操作604中,第一金属气化并沉积在聚对二甲苯和剩下的光致抗蚀剂上面。在操作605中,光致抗蚀剂被去除以便去除沉积在其上面的金属。
在操作606中,沉积第二层聚对二甲苯。在操作607中,更多的光致抗蚀剂被旋涂为细密层、暴露、生长和去除。在操作608中,蚀刻通孔并随后去除光致抗蚀剂。在操作609中,更多的光致抗蚀剂被旋涂为薄层、暴露、生长和去除。在操作610中,第二金属气化并沉积在第二层聚对二甲苯上面。
在操作611中,剥去剩下的光致抗蚀剂和在其顶部上的任何金属。在操作612中,沉积第三层聚对二甲苯。在操作613中,更多的光致抗蚀剂被旋涂为细密层、暴露和生长。在操作614中,蚀刻第三层聚对二甲苯的暴露部分。
在操作615中,剥去光致抗蚀剂,从硅基板释放层化的带状电缆组件。每个导电垫640连接至嵌入在带状电缆内的金属迹线。包括第一金属层642和第二金属层644的双金属层有效地加倍可以装配至带状电缆的宽度中的导体的量。每个第二层644导体通过相应的通孔646连接至相应的导电垫。
在一些实施例中,替代或除了生物相容性聚合物聚对二甲苯以外,聚酰亚胺或其他生物相容性聚合物被使用。
“生物相容性”材料包括已由政府机构确定以避免长时间被体液腐蚀以及是无毒的材料。钛、金、聚对二甲苯和聚酰亚胺在可用于人体的许多生物相容性材料中。例如,根据美国药典委员会(USP)第VI类生物相容性聚合物,聚对二甲苯已经证明具有生物相容性。
图7示出根据实施例的双金属层电极阵列的近距离俯视图。在电极阵列728中,导电垫740通过通孔连接至底层迹线744,底层迹线744在顶层迹线746下面延伸。导电垫742连接至顶层迹线746。
图8是根据实施例的用于赋予电极阵列曲率的模具的图像。通过正确的曲率设计,电极阵列可以更好附接至视网膜组织,这有利于刺激。基于聚对二甲苯的电极阵列可以通过使用6061铝模具850在比其玻璃转变温度更高的温度通过热成形进行球面弯曲,该模具850包括凹陷区域并与接近视网膜曲率的不锈钢球面球852匹配。
图9是在图8中示出的模具的正视示意图,其示出凹陷区域954。对于用于测试的犬齿大小的视网膜,其半径是11.1mm(0.438英寸)。
图10示出在模具850内的电极阵列,以及图11示出被赋予球面(二维)曲率的电极阵列。带状电缆1002的电极阵列1128被放置在具有球852驻留在其顶部上的球形模具850中。电极阵列在真空炉中在超出聚对二甲苯的玻璃转变温度的约200℃加热2天时间,其中氮回填以永久形成球面弯曲的电极阵列。所得产物使用亚乙基氧气体杀菌。
图12示出根据实施例的具有线圈的视网膜植入装置。带状电缆1202具有IC 1226、电源线圈1220和附接在一个端部上的数据线圈1222。电极1228一体化形成在带状电缆1202的另一端上。在两个端部之间的是带状电缆1202的窄叠层部1230。该窄部可以通过窄切口装配。
虽然带状电缆装置已被描述用于眼内植入物,但是本发明的实施例可以用于需要电缆刺穿膜的其他医疗装置。
图13是根据实施例的工艺1300的流程图。在操作1301中,生物相容性带状电缆使用化学气相沉积(CVD)、光致抗蚀剂应用和蚀刻来形成,带状电缆具有从带状电缆的中心部分裂以界定穿过带状电缆的第一孔口的第一旁路部。带状电缆还具有第二旁路部,该第二旁路部界定穿过带状电缆的横向于第一孔口的第二孔口。在操作1302中,第一旁路部通过穿过第一孔口的线进行压痕。在操作1303中,第一旁路部沿穿过第一孔口的线折叠并折叠在中心部上面以形成叠层,使得中心部和第一旁路部的叠层比带状电缆的其他部分更窄。在操作1304中,第二旁路部沿穿过第二孔口的第二线折叠在中心部的上面(或下面)到叠层中。在操作1305中,将电极阵列放置到带状电缆的进入球形模具中的端部上。在操作1306中,在球形模具内的电极阵列经充分加热以赋予电极阵列永久的曲率。
本发明已参考各个具体的和例示性的实施例进行了描述。但是,应当理解,可以进行许多变型和更改,同时保留在附属权利要求的精神和范围内。

Claims (24)

1.一种用于穿过膜连接的带状电缆装置,所述装置包括:
第一带状电缆部;
第二带状电缆部;
中心带状电缆部,其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第一子集,所述中心带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄;
旁路带状电缆部,其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第二子集,所述旁路带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部中的每个更窄,所述旁路带状电缆部围绕孔口从所述中心带状电缆部横向发散并在所述中心带状电缆部上面折叠成叠层,使得所述叠层比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部更窄。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述旁路带状电缆部是第一旁路带状电缆部,所述装置还包括:
第二旁路带状电缆部,其支持在所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部之间延伸的导电体的第三子集,所述第二旁路带状电缆部比所述第一带状电缆部和所述第二带状电缆部更窄,所述第二旁路带状电缆部从所述中心带状电缆部横向发散并且在所述中心带状电缆部上面或下面折叠到所述叠层中。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述第二旁路带状电缆部在所述中心带状电缆部下面折叠,从而与所述第一旁路带状电缆部相对。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述旁路带状电缆部具有穿过其的纵向折痕。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述旁路带状电缆部是D形或U形的。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述旁路带状电缆部是A形或V形的。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置,其中,所述导电体的第一子集和所述导电体的第二子集嵌入在生物相容性聚合物内。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置,还包括:
电极阵列,所述电极阵列具有经配置刺激眼球内的视网膜神经节细胞的电极,所述电极阵列与所述第二带状电缆部一体化形成并与所述导电体的第一子集和所述导电体的第二子集连接;和
集成电路,所述集成电路与所述第一带状电缆部的导电体连接,所述集成电路经配置向所述电极阵列发送电脉冲。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述叠层的宽度等于或小于3毫米。
10.根据权利要求8所述的装置,其中,所述电极阵列是约7mm×7mm的正方形。
11.根据权利要求8所述的装置,还包括:
与所述集成电路连接的至少一个电磁感应线圈。
12.根据权利要求8所述的装置,其中,所述电极阵列包括球形弯曲部。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一带状电缆部、所述第二带状电缆部、所述中心带状电缆部和所述旁路带状电缆部由聚对二甲苯或聚酰亚胺一体化形成。
14.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一带状电缆部、所述第二带状电缆部、所述中心带状电缆部和所述旁路带状电缆部包括两个或更多个蚀刻导体层。
15.根据权利要求1所述的装置,其植入受试者中。
16.一种用于穿过膜连接的带状电缆装置,所述装置包括:
带状电缆,所述带状电缆具有穿过其一体化形成的孔口;在所述孔口的一侧上通过的导电体;和在所述孔口的另一侧上通过的另一导电体,所述带状电缆横向折叠为具有穿过所述孔口的纵向折痕的叠层,使得折叠的带状电缆的接近所述孔口的一部分比折叠的带状电缆的不接近所述孔口的一部分更窄。
17.根据权利要求16所述的装置,其中,所述孔口是第一孔口,所述带状电缆具有横向于所述第一孔口的一体化形成的第二孔口,所述带状电缆具有穿过所述第二孔口的第二纵向折痕,所述带状电缆沿所述第二纵向折痕向上或向下横向折叠到所述叠层中。
18.根据权利要求16-17中的任一项所述的装置,还包括:
电极阵列,所述电极阵列具有被配置为刺激眼球内的视网膜神经节细胞的电极,所述电极阵列与所述带状电缆的第一端部一体化形成并与在所述孔口的一侧上通过的所述导电体和在所述孔口的另一侧上通过的所述另一导电体连接;以及
集成电路,所述集成电路与所述带状电缆的第二端部的导电体连接,所述集成电路经配置向所述电极阵列发送电脉冲。
19.一种制造用于穿过膜连接的装置的方法,所述方法包括:
使用化学气相沉积、光致抗蚀剂应用和蚀刻来形成生物相容性带状电缆,所述带状电缆具有从所述带状电缆的中心部分裂以界定穿过所述带状电缆的孔口的旁路部;以及
沿穿过所述孔口的线将所述旁路部折叠在所述中心部上面,以形成叠层,使得所述中心部和所述旁路部的所述叠层比所述带状电缆的其他部分更窄。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述旁路部是第一旁路部并且所述孔口是第一孔口,所述带状电缆具有第二旁路部,所述第二旁路部界定穿过所述带状电缆的横向于所述第一孔口的第二孔口,所述方法还包括:
沿穿过所述第二孔口的第二线将所述第二旁路部在所述中心部的上面或下面折叠到所述叠层中。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述第二旁路部在所述中心部下面折叠,从而与所述第一旁路部相对折叠。
22.根据权利要求20-21中的任一项所述的方法,还包括:
通过穿过所述第一孔口的线对所述第一旁路部进行压痕;以及
通过穿过所述第二孔口的所述第二线对所述第二旁路部进行压痕。
23.根据权利要求19所述的方法,还包括:
通过穿过所述孔口的所述线对所述旁路部进行压痕。
24.根据权利要求19-21中的任一项所述的方法,还包括:
将在所述带状电缆的端部上的电极阵列放置到球形模具中;以及
将所述电极阵列加热到足以赋予所述电极阵列永久的曲率。
CN201480041251.2A 2013-09-17 2014-09-12 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆 Active CN105407837B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361878988P 2013-09-17 2013-09-17
US61/878,988 2013-09-17
PCT/US2014/055462 WO2015041949A1 (en) 2013-09-17 2014-09-12 Biocompatible ribbon cable with narrow folded section

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105407837A CN105407837A (zh) 2016-03-16
CN105407837B true CN105407837B (zh) 2017-09-26

Family

ID=52689299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480041251.2A Active CN105407837B (zh) 2013-09-17 2014-09-12 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9980388B2 (zh)
EP (1) EP3046510B1 (zh)
CN (1) CN105407837B (zh)
WO (1) WO2015041949A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105407837B (zh) 2013-09-17 2017-09-26 加州理工学院 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆
US10200519B2 (en) 2016-08-11 2019-02-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Systems and methods for dynamic switching of codec modes of operation used by a terminal
US10272244B2 (en) 2016-11-03 2019-04-30 Nano Retina Ltd. Retinal implant fixation
US10226625B2 (en) 2016-11-03 2019-03-12 Nano Retina Ltd. Surgical techniques for implantation of a retinal implant
EP3860703A1 (en) 2018-10-01 2021-08-11 Biovisics Medical, Inc. System and methods for controlled electrical modulation for vision therapy
US11305118B2 (en) 2018-11-30 2022-04-19 Biovisics Medical, Inc. Head worn apparatuses for vision therapy
EP3952979A1 (en) 2019-04-10 2022-02-16 Biovisics Medical, Inc. Systems and interfaces for ocular therapy
US11511112B2 (en) 2019-06-14 2022-11-29 Biovisics Medical, Inc. Wearable medical device
WO2021011255A1 (en) 2019-07-12 2021-01-21 Biovisics Medical, Inc. Ocular therapy modes and systems
CN112451856B (zh) * 2020-12-10 2021-10-01 微智医疗器械有限公司 柔性电极、植入装置和植入式视网膜电刺激器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7774931B2 (en) * 2005-04-28 2010-08-17 California Institute Of Technology Method of fabricating an integrated intraocular retinal prosthesis device
US8258909B2 (en) * 2007-04-23 2012-09-04 California Institute Of Technology Foldable polymer-based coil structure and method for fabricating the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8131375B2 (en) * 2003-03-21 2012-03-06 Second Sight Medical Products, Inc. Trans-retinal flexible circuit electrode array
US8014878B2 (en) 2005-04-28 2011-09-06 Second Sight Medical Products, Inc. Flexible circuit electrode array
EP2089100B1 (en) * 2005-04-28 2015-05-27 Second Sight Medical Products, Inc. Flexible circuit electrode array
AU2008216010B2 (en) * 2007-02-16 2014-01-23 Doheny Eye Institute Flexible circuit electrode array with wire or film support
EP2134415B1 (en) * 2007-03-08 2017-05-03 Second Sight Medical Products, Inc. Flexible circuit electrode array
EP2887906B1 (en) * 2012-08-22 2016-12-28 California Institute of Technology 3-coil wireless power transfer system for eye implants
CN105407837B (zh) 2013-09-17 2017-09-26 加州理工学院 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7774931B2 (en) * 2005-04-28 2010-08-17 California Institute Of Technology Method of fabricating an integrated intraocular retinal prosthesis device
US8258909B2 (en) * 2007-04-23 2012-09-04 California Institute Of Technology Foldable polymer-based coil structure and method for fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP3046510A1 (en) 2016-07-27
CN105407837A (zh) 2016-03-16
US9980388B2 (en) 2018-05-22
EP3046510A4 (en) 2017-06-07
WO2015041949A1 (en) 2015-03-26
US20160105968A1 (en) 2016-04-14
EP3046510B1 (en) 2020-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105407837B (zh) 具有窄折叠区段的生物相容性带状电缆
US10220202B2 (en) Flexible circuit electrode array
US10016590B2 (en) Flexible circuit electrode array with at least one tack opening
CN106334258B (zh) 人工视网膜的刺激电极结构及人工视网膜
US9078743B2 (en) 3-coil wireless power transfer system for eye implants
US8209023B2 (en) Flexible circuit electrode array
US9861809B2 (en) Flexible circuit electrode array with wire or film support
US7035692B1 (en) High density polymer-based integrated electrode array
US20080064946A1 (en) Flexible Circuit Electrode Array
CN106362279A (zh) 刺激电极结构及人工视网膜的植入装置
CN106267556A (zh) 无绑带的人工视网膜的植入装置及人工视网膜
WO2015041953A1 (en) Micro-fabricated group electroplating technique
CN206198475U (zh) 人工视网膜的刺激电极结构及人工视网膜
Kim et al. Challenges for the future neuroprosthetic implants

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20160316

Assignee: Weizhi medical apparatus Co., Ltd.|Golden Eye intelligent biomedical Co., Ltd.

Assignor: California Institute of Technology

Contract record no.: 2018990000276

Denomination of invention: Biocompatible ribbon cable with narrow folded section

Granted publication date: 20170926

License type: Common License

Record date: 20181019

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract