CN105899257B - 用于可植入医疗装置的框架和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于可植入医疗装置中的框架结构、组件和方法。该框架可以包括一个或更多个第一聚合物部分和附接到一个或更多个第一聚合物部分的一个或更多个第二聚合物部分。一个或更多个第一聚合物部分可以具有比一个或更多个第二聚合物部分更高的计示硬度。一个或更多个第二聚合物部分可以提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体之间和/或一个或更多个第二聚合物部分与设置在壳体中的一个或更多个部件之间的过盈配合。

Description

用于可植入医疗装置的框架和方法
背景技术
多种可植入医疗装置(IMD)在本领域中是已知的。一般来说，IMD大小持续减小，包括朝向更小体积的壳体和IMD内的更小部件的发展，同时维持装置的结构完整性和功能性。
为IMD提供结构完整性的部件包括框架。常规的IMD可以包括由刚性热塑性塑料制成的框架和一般附加到具有环氧树脂的壳体以将部件锁定到位的其它内部部件。这些IMD组件会经受装置中的部件的松弛的咔嗒咔嗒声。
特别感兴趣的是包括电子器件的IMD，这些电子器件诸如处理器、电容器、电线、电池等，所述电子器件由于IMD内的湿气而经受潜在的腐蚀。这样的包括电子器件的IMD的示例包括感测或监测装置、信号发生器(诸如心脏起搏器或除颤器)、神经刺激器(诸如脊髓刺激器、脑或深部脑刺激器、周围神经刺激器、迷走神经刺激器、枕神经刺激器、皮下刺激器等)、胃刺激器、输液装置、听力植入物、耳蜗植入物、视觉植入物等。
为了在IMD在制造过程期间已经不透气地密封之后减少IMD内的湿气的任何存在，干燥剂材料已经包括在这样的IMDs中以吸收存在的湿气中的至少一些，包括在IMD不透气地密封之后从IMD中的塑料部件释放的湿气。通常，热固性聚合物、诸如硅树脂已经用来携带干燥剂材料并且占据IMD内的空闲空间。
仍然存在对这样的机构的需要，所述机构在越来越小的装置中提供结构刚性，限制干燥剂在制造期间的湿气摄取，而在密封IMD之后提供足够的湿气摄取。
发明内容
在越来越小的装置中提供结构刚性的问题和限制干燥剂在制造期间对湿气的摄取而在密封IMD之后仍提供足够的湿气摄取的问题，可以通过在本文中描述的框架、组件和方法来解决。例如，在某些实施例中，示例性框架和IMD组件可以是紧凑的，同时提供结构刚性和吸收部件之间的制造公差差异的能力。而且，在某些实施例中，示例性框架和IMD组件可以限制在制造过程期间(例如，在不透气地密封之前)吸收的湿气量，同时在密封之后仍提供足够的湿气吸收。
一种示例性IMD可以包括壳体和框架，所述壳体配置为被密封(例如，不透气地密封或以另外的方式)，所述框架提供结构刚性并限制IMD组件内的部件的相对移动。示例性IMD可以包括电子部件，诸如处理器、电路板、电池或电容器。
一种用于IMD内的示例性框架可以包括彼此附接的为各种计示硬度的聚合物部分。示例性框架可以包括一个或更多个第一聚合物部分和一个或更多个第二聚合物部分。在某些实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)更高的计示硬度。尽管这可以在某些情况下是优选的，但是在某些其它实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)和一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)为相同的材料。
在一个示例性实施例中，一个或更多个第一聚合物部分由刚性热塑性聚合物制成，而一个或更多个第二聚合物部分由弹性体热塑性或热固性聚合物制成。然而，第一聚合物部分或第二聚合物部分中的任一个可以由包括热塑性塑料或热固性材料的任何合适的聚合物制成。在一些实施例中，第一或第二聚合物部分中的任一个或两者可以包括用于吸收湿气的干燥剂材料。
在一个实施例中，本发明公开提供了一种IMD，所述IMD包括：壳体，其限定有内部空间；一个或更多个部件，其设置在所述壳体的所述内部空间中；以及框架，其设置在所述壳体的所述内部空间中。优选地，所述框架包括：一个或更多个第一聚合物部分和附接到一个或更多个第一聚合物部分的一个或更多个第二聚合物部分，其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个可以具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度。而且，一个或更多个第二聚合物部分提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和设置在壳体的内部空间中的一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
在另一实施例中，本发明公开提供了一种制造可植入医疗装置的方法。该方法包括：提供限定有内部空间的壳体；提供一个或更多个部件；提供一个或更多个第一聚合物部分；将一个或更多个第二聚合物部分附接到一个或更多个第一聚合物部分以形成框架；将一个或更多个部件和框架插入到壳体的内部空间内；以及闭合壳体，提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度。优选地，第一聚合物部分中的全部具有比第二聚合物部分中的全部更高的计示硬度。在某些实施例中，第一聚合物部分是单个部分。
如在本文中使用的，弹性体聚合物是具有粘弹性(即，“弹性”)的聚合物。该术语有时与“弹性聚合物”可互换地使用。弹性体聚合物通常是热固性聚合物，但是也可以是热塑性聚合物。
热固性聚合物(即，热硬化性聚合物)是不可逆地固化的聚合物材料。热固性塑料通常不熔化，但是分解并且冷却后不再成形。相比之下，热塑性聚合物是在特定温度之上变得柔韧或可模压并且在冷却后返回到固态的聚合物。热塑性聚合物可以提供可与常规注塑机相兼容的制造优点。
在第一和第二聚合物部分附接在一起的背景下，术语“附接”意味着它们通过化学粘合(在有或没有粘合剂的情况下)、物理压缩、物理缠绕、或用于将它们接合在一起以形成复合框架的其它机制一体地接合在一起。
术语“包括”及其变化形式在其出现在说明书和权利要求书中时不具有限制性含义。所述术语会理解为隐含包括了所述的步骤或元件或成组的步骤或元件，但不排除任何其它的步骤或元件或成组的步骤或元件。“由…组成”表示包括并且限于跟随在短语“由…组成”之后的任何步骤或元件。因此，短语“由…组成”表示所列的元件/元素是要求的或强制性的，并且可能不存在其它元件/元素。“基本上由…组成”表示包括在短语之后列出的任意元件，并且限于不妨碍或有助于公开内容中对于所列元件所指定的活动或作用的其它元件。因此，短语“基本上由…组成”表示所列的元件是要求的或强制性的，但其它元件是可选的并且取决于它们是否实质上影响所列元件的活动或作用可能存在或可能不存在。
单词“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可能提供某些益处的本发明的实施例。不过，其它实施例在相同或其它情况下可能也是优选的。另外，记载一个或多个优选的实施例并不暗示其它实施例不是可用的，并且也不旨在将其它实施例从本发明的范围排除。
在本申请中，术语例如“一”、“一个”和“所述”不旨在表示仅是单个实体，而是包括可能用于阐述的特定示例的一般类属。术语“一”、“一个”和“所述”与术语“…中的至少一个”可互换使用。跟随有列单的短语“…中的至少一个”和“包括…中的至少一个”是指列单中任意一个项目和列单中的两个或更多个项目的任意组合。
如在本文中使用的，术语“或”一般采用其通常的理解，包括“和/或”，除非内容另外明确表示。术语“和/或”表示所列出的元件的一个或所有或所列出的元件的任意两个或更多个的组合。
还是在本文中，所有的数值假定为通过术语“大约”并在某些实施方式中通过术语“确切地”而有所改动。如本文结合所测得的数量所用，术语“大约”是指与测量的目标和所用测量设备的精密度相当的本领域技术人员进行测量和运用一定水平的注意会预料到的在所测得的量上的变化。
还是在本文中，所记载的由端点表示的数值范围包括归入该范围内的所有数值以及端点(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
如在本文中使用的，术语“室温”指的是20℃至25℃或22℃至25℃温度。
本发明的上述概述不旨在描述本发明的每一个披露的实施例或每个实施。下文的描述更为具体地例示了所示的实施例。在贯穿本申请的若干地方，通过示例列举提供了指导，示例可用在不同的组合中。在每种情况，所记载的列举仅用作代表性的组，并且不应解释为排他性列举。
附图说明
图1A是示例性框架的透视图。
图1B是图1A的框架的分解装配图。
图1C是图1A的框架的仰视立体图。
图1D是图1A的框架的俯视图。
图1E是沿着图1D中的线A-A’获得的图1A的框架的剖视图。
图1F是包括的图1A的框架的示例性组装的IMD的立体图。
图1G是沿图1F中线B-B’获得的图1F的示例性IMD的一部分的剖视图，包括图1A的框架。
图1H是图1F的示例性IMD的分解装配图。
图2A是另一示例性框架的立体图。
图2B是包括图2A的框架的示例性IMD的分解装配图。
图3A是各种聚合物干燥剂的示例性湿气吸收速率的曲线图。
图3B是在图3A中被测试的部件的俯视图，包括图2A的示例性框架。
图4是制作图1A或图2A的框架的方法的流程图。
图5是组装图1H或图2B的IMD的方法的流程图。
具体实施方式
本发明公开提供了一种可植入医疗装置(IMD)，所述可植入医疗装置包括壳体和框架，所述壳体配置为被密封(例如，不透气地密封或以另外的方式)，所述框架提供结构刚性和限制IMD组件内的部件的相对移动。示例性IMD可以包括电子部件，诸如处理器、电路板、电池或电容器。
在一个实施例中，本发明公开提供了一种IMD，所述IMD包括：壳体，其限定有内部空间；一个或更多个部件，其设置在所述壳体的所述内部空间中；以及框架，其设置在所述壳体的所述内部空间中。优选地，所述框架包括：一个或更多个第一聚合物部分和附接到一个或更多个第一聚合物部分的一个或更多个第二聚合物部分。在某些实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)更高的计示硬度。在某些其它实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)和一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)为相同的材料。而且，一个或更多个第二聚合物部分提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和设置在壳体的内部空间中的一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
在对图示性实施例的以下详细描述中，参考附图中的各图，所述各图形成附图的部分，并且在所述图中以图示的方式示出了可以实施的特定实施例。应理解，可以使用其它实施例，并且在不脱离(例如，仍落入)由此呈现的本发明公开的范围的情况下可以进行结构改变。
示例性结构、组件和方法将会参考图1-5进行描述。本领域技术人员应认识到，来自一个实施例的元件可以与其它实施例的元件组合地使用，并且利用在本文中阐述的特征的组合的这样的结构、组件和方法的可能的实施例不限于图示出和/或在本文中描述的特定实施例。另外，应认识到，在本文中描述的实施例可以包括不一定按比例示出的许多元件。此外，应认识到，本文中的各种元件的尺寸大小和形状可以进行更改但是仍落入本发明公开的范围内，但是元件的某一种或更多种形状和/或尺寸大小、或类型可以相对于其它是有利的。各种示例性材料可以用于在本文中描述的示例性结构、组件和方法内。而且，对一个第一部分的任何描述将会理解为应用于多于一个的第一部分。类似地，对一个第二部分的任何描述将会理解为应用于多于一个的第二部分。
用于IMD的结构刚性和/或用于防止IMD内的腐蚀的示例性结构、组件和方法在本文中进行描述。一般来说，示例性结构包括可以包括不同计示硬度的多个聚合物部分的框架。当定位在IMD的壳体内时，框架可以增加组装好的装置的刚度(例如，可以提供部件在装置内的牢固的机械固定)。框架可以通过附接在一起(例如，在多次注射的模制过程中一体地模制，与彼此粘贴、粘附、缠绕在一起或以另外的方式接合在一起以形成复合框架)的至少两个聚合物部分来提供IMD刚度。例如，第一聚合物部分(例如，一个或更多个第一聚合物部分)可以由刚性聚合物形成，并且可以配置为对框架提供结构刚性，而第二聚合物部分(例如，一个或更多个第二聚合物部分)可以由在压缩力下可变形的弹性体聚合物制成，并且可以配置为提供IMD组件中的部件的压缩配合。压缩配合可以限制IMD内的部件相对于彼此的移动。
由一个或更多个第二聚合物部分提供的压缩配合可以通过弹性体第二聚合物部分与IMD的一个或更多个部件、诸如电路板、电池或壳体的过盈配合设计(例如，导致一个或更多个部件的变形的所设计的干涉)来产生。一个或更多个第二聚合物部分的过盈配合设计还可以配置为吸收组件公差(例如，部件尺寸方面的差异)，导致在暴露于振动或冲击后更不会受到损坏的机械上更稳定、牢固和刚性的组件。
材料
第一和第二聚合物部分可以由热塑性或热固性聚合物制成。在某些其它实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)和一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)由如在本文中描述的相同材料制成。在某些优选的实施例中，第一聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)具有比第二聚合物部分中的至少一个(优选地，全部)更高的计示硬度。即，第一聚合物部分中的至少一个比第二聚合物部分中的至少一个刚性更高(即，更高的计示硬度)。通常，一个或更多个第一聚合物部分由一个或更多个热塑性聚合物制成。通常，一个或更多个第二聚合物部分由一个或更多个弹性体聚合物制成，所述一个或更多个弹性体聚合物可以是热塑性或热固性聚合物。然而，第一聚合物部分或第二聚合物部分中的任一个可以由任何合适的聚合物制成，包括热塑性塑料或热固性塑料。在某些实施例中，材料可以被选择为使得第一聚合物部分比弹性体的(例如，更有弹力、弹性)第二聚合物部分更为刚性。在某些实施例中，材料可以被选择为使得第一聚合物部分与第二聚合物部分相同。
在某些实施例中，第一聚合物部分中的至少一个具有比第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度。在某些实施例中，一个或更多个第一聚合物部分中的全部都具有比一个或更多个第二聚合物部分中的全部更高的计示硬度。
计示硬度被定义为材料的硬度的测量值。硬度定义为材料的对永久凹陷的抵抗。第一聚合物部分的最小计示硬度可以大于55D(邵氏D)，而第二聚合物部分的最大计示硬度可以小于或等于55D(邵氏D)。在某些实施例中，第一聚合物部分的计示硬度可以大于或等于75D、或者大于或等于90D、或者大于或等于100洛氏R(不在邵氏计示硬度“D”刻度上)。在某些实施例中，第二聚合物部分的计示硬度可以小于或等于90A(邵氏A)，或小于或等于80A、或大约45A。在其它实施例中，计示硬度可以基于具体应用的需要，并且包括上述的实施例组合。在本文中描述的计示硬度值利用ASTMD2240-05(Standard Test Method forRubber Property–Durometer Hardness(橡胶特性的标准测试方法-计示硬度))来获得。
用于第一(优选地，更刚性)聚合物部分的合适的聚合物的示例包括但不限于液晶聚合物(诸如在来自DuPont的商标KEVLAR下可购得的聚对苯二胺、或在来自得克萨斯州的欧文的Celanese Corporation的商标VECTRA下可购得的4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-羧酸的缩合聚合物)、聚醚醚酮、聚砜、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、多酚类氧化物、聚酰亚胺、聚酰胺、聚亚甲基氧化物，聚亚安酯、聚脲、聚酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、或其共混物或共聚物。
用于第一(优选地，更刚性)聚合物部分的合适的材料还包括纤维增强聚合物，其中所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维、液晶纤维、碳纳米管、金属纤维等。基质聚合物可以包括上面列出的那些中的任一种。
在一个示例性实施例中，一个或更多个第一聚合物部分由热塑性聚合物，诸如聚醚醚酮(诸如在来自英国的Invibio的商标INVIBIO下可购得的聚醚醚酮)、液晶聚合物(诸如在来自DuPont的商标KEVLAR下可购得的聚对苯二胺、或在来自得克萨斯州欧文的Celanese Corporation的商标VECTRA下可购得的4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-羧酸的缩合聚合物)、聚砜(诸如在来自得克萨斯州休斯顿的Solvay的商标UDEL下可购得的聚砜)，聚酰亚胺(诸如在来自沙特阿拉伯利雅得的Sabi的商标ULTEM下可购得的聚酰亚胺)、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或其它工程级聚合物等制成。
用于第二(优选地，更不刚性，更弹性体的)聚合物部分的合适的聚合物的示例包括但不限于低密度聚乙烯，乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁二烯共聚物、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、丁腈共聚物、聚异戊二烯、硅树脂、含氟聚合物、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚亚安酯、聚醚-聚亚安酯共聚物、聚酯和聚酰胺。其它合适的聚合物包括这样的弹性体与其它非弹性体聚合物(例如，聚氨酯、酰胺、尿素、苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物、增塑聚合物(诸如增塑聚氯乙烯(PVC))、弹性体-玻璃聚合物共混物(诸如丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物(NBR/PVC共混物)、弹性体-晶体状聚合物共混物(诸如在来自得克萨斯州欧文的Exxon的商标SANTOPRENE下可用的EPDM/聚丙烯(PP)共混物))。
在一个示例性实施例中，一个或更多个第二聚合物部分由弹性体热塑性塑料或热固性塑料制成，诸如硅树脂、EPDM、苯乙烯-乙烯-苯乙烯一丁二烯共聚物(SEBS)，和EPDM/PP共混物。优选地，一个或更多个第二聚合物部分由EPDM/PP共混物(诸如在来自Exxon的商标SANTOPRENE下可购得的EPDM/PP共混物)、或SEBS(诸如孟买贝尔普里的Kraton Polymers的商标KRATON下可购得的SEBS)制成。
图1和2的实施例
在图1A-1H中描绘了IMD组件的示例性框架10(例如，为了增加结构刚性)的多个视图。应注意，并不是每个元件都在具体实施例的每一个附图中显示，而是实施例的各个附图作为整体一起形成本发明公开。如在图1A-1D中示出的，示例性框架10可以包括第一聚合物部分20和一个或更多个第二聚合物部分30。框架10的第一聚合物部分20可以形成有或限定为一种几何形状，以使得第一聚合物部分20配置为例如为IMD1提供刚性(图1F-1H)，提供IMD1的内部部件之间的分开，以及当IMD1在组装状态下时提供到IMD1内的其它部件的定位和保持特征(图1F)。
如在图1A中所描绘的，第一聚合物部分20可以包括第一表面22和与第一表面22相对的第二表面24。从第一表面22到第二表面24的距离限定出第一聚合物部分20的厚度或高度(例如，沿着组件12的轴线(在图1B中示出))。第一聚合物部分20可以进一步包括外周边26(图1D)，该外周边包括第一聚合物部分20的外部边缘，所述外部边缘远离第一聚合物部分20的中心并且环绕内部部分28(例如，限定内部部分28的边界)。第一聚合物部分20大致位于框架平面(限定为包括轴线14和16的平面，在图1B和图1D中示出)中，所述框架平面垂直于组件12的轴线(例如，基本上位于垂直于组件12的轴线的平面内，或位于基本上垂直于组件12的轴线的平面中)。如在图1D的实施例中示出的，外周边26形成为大致“闭合的马蹄形”形状。
一个或更多个第二聚合物部分30可以容纳在外周边26内，并且在框架平面(通过轴14和16的平面)中由第一聚合物部分20环绕。换言之，第一聚合物部分20限定外周边26(如在上面描述的，在图1D中示出的)，并且一个或更多个第二聚合物部分30定位在外周边26的边界内且不暴露于外周边26。
在示例性实施例中，第一聚合物部分20可以进一步包括一个或更多个开口80(图1A)。开口80(例如，孔、孔口、切口)可以配置为容纳IMD1的另一部件的一部分。例如，如在图1H中示出的，当组装好时，电路和电子器件62占据一个或更多个开口内的空间的一部分。除了允许将其它部件放置在开口80中之外，开口80还可以配置为支撑、保持或定位IMD1的部件，包括电子部件。
在示例性实施例中，第一聚合物部分20可以由热塑性聚合物制成。聚合物可以是刚性聚合物。在示例性实施例中，第一聚合物部分20是具有大于55D的计示硬度的刚性热塑性塑料。在一个或更多个实施例中，第一聚合物部分20可以具有大于或等于75D、或高于100洛氏R(超过邵氏“D”刻度的硬度)的计示硬度，这取决于具体应用和框架的给定几何形状所需的刚度以及在装置上引起的预期的力。
为了将第二聚合物部分(或多个部分)30附接到第一聚合物部分(或多个部分)20以形成框架10，第一聚合物部分20可以包括从第一表面22延伸、穿过第一聚合物部分20到达第二表面24(图1A和1E)的一个或更多个孔口82(图1B、1C和1E)。为了便于将第二聚合物部分30附接到第一聚合物部分20，孔口82可以形成为将第二聚合物部分30的材料捕获在通孔内的通孔，在图1E中示出了其示例。换言之，孔口82可以配置为捕获第二聚合物部分30。因此，孔口(复数)82可以形成第一聚合物部分20与第二聚合物部分30之间的附接部的一部分。例如，孔口82中的至少一个可以配置为使得孔口82的至少一部分可以由第二聚合物部分30中的一个或更多个的至少一部分占据(例如，一个或更多个第二聚合物部分30中的至少一个的至少一部分定位在一个或更多个孔口82中的至少一个内)。孔口82也可以由一个或更多个第二聚合物部分30中的至少一个完全填满。在图1E中示出了示例性孔口82的横截面。
在一个或更多个实施例中，一个或更多个第二聚合物部分30一体地模制到第一聚合物部分20内。一个或更多个孔口(复数)82可以用于通过将第二聚合物部分30的一区段捕获并且保持在孔口82内来保持第二聚合物部分30。第二聚合物部分30可以从第一表面22(例如，外表面)穿过孔口82的全部或一部分延伸到第二表面24。在一些实施例中，第二聚合物部分30中的一个或全部的至少一部分沿第二表面24的远侧方向延伸越过第一聚合物部分20的第一表面22(例如，邻近、接近、直接邻近、附接到第二聚合物部分30的第一表面22)。当从底部或第二表面24观察时，在图1C中还描绘了孔口82。图1C还描绘了可以用来将第二聚合物部分30一体地模制到第一聚合物部分20上的注塑路径84。注塑路径84可以是穿过第一聚合物部分20的路径，在模制过程期间可以通过所述路径递送形成第二聚合物部分30的聚合物材料。
在本文中，任何两个第一和第二部分都可以进行附接，如果它们是连接的话，即使该连接是通过中间部件的。替代地，它们可以例如利用粘合剂直接附接。在图1E的设计中，第二聚合物部分30被捕获在第一聚合物部分30的孔口82中。然而，第二聚合物部分30(例如，缓冲器)可以粘结到框架10的刚性第一聚合物部分20的表面。
在图1A-1H中示出的示例性框架10的一个或更多个第二聚合物部分30可以由弹性体聚合物制成。第二聚合物部分30可以形成为特定的几何形状，或定位成使得第二聚合物部分30被设计为与一个或更多个周围部件呈过盈配合关系。换言之，当对IMD1进行组装时，第二聚合物部分30中的一个或更多个可以被压缩(例如，变形、移位)以耗尽IMD1内的公差并且收紧IMD1组件。第二聚合物部分30可以是弹性的，使得一个或更多个第二聚合物部分30在力的施加下可从未压缩状态(例如，自由状态)被压缩到压缩状态(例如，组装在IMD中的状态)。
第二聚合物部分30与IMD1中的其它部件的过盈配合被配置为提供部件之间的压缩力，并且限制IMD1的部件之间的相对移动。第二聚合物部分30与第一聚合物部分20一起用于稳定IMD1的部件。第二聚合物部分30可以吸收组件公差，并且可以在标称和轻负荷状况下提供紧密配合，而当遭遇更大的变形负荷时，第一聚合物部分20提供结构刚性和额外的稳定性。
图1E描绘了沿着线A-A’获得的图1D的框架10的横截面。如在图1E中示出的，第一聚合物部分20限定第一表面22(例如，外表面)。为了清楚，第二聚合物部分30在两个位置中进行标记，但是也可以是单件。第二聚合物部分30的阴影部分表示第二聚合物部分30的被穿过而获得剖视图的部分，而第二聚合物部分30的未打阴影且呈锥形的部分沿着轴线14位于线A-A’之外。第二聚合物部分30可以包括通过一个或更多个第二聚合物部分30中的至少一个与组装好的IMD1中的其它部件的过盈配合而变形或移位的接触表面32(如在图1G中示出的)。接触表面32可以定位为远离第一聚合物部分20的第一表面22。第二聚合物部分30可以包括随着第二聚合物部分30远离第一表面22延伸而横截面面积减小(例如，变窄、渐缩)的几何形状(例如，可以包括锥形或金字塔形形状)。横截面面积被定义为在平行于框架的平面(图1D、14、16)的平面中获得。
如在图1F中描绘的，接触表面32可由IMD1内的其它部件、或壳体70(例如，第一壳体部分72、第二壳体部分74)接触并压缩。第二聚合物部分30的接触表面32的全部或一部分可以定位为，在第一聚合物部分20处于压缩状态下时比当在未压缩状态下时更靠近第一表面22。如在图1E中示出的，接触表面32的高度H可以被限定在接触表面32与第一表面22(例如，第一聚合物部分20的接近、邻近或直接邻近第二聚合物部分30的表面，包括接触表面32)之间。当一个或更多个第二聚合物部分30中的至少一个在压缩状态下时，该高度的至少一部分小于或等于当一个或更多个第二聚合物部分30中的至少一个在未压缩状态下时高度H的90％。第一聚合物部分20的几何形状可以更改，以在由IMD1组件的部件压缩时产生所限定的压缩力。根据几何形状、材料和应用场合，在其它实施例中，一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个在压缩状态下的高度H的至少一部分可以小于在未压缩状态下的高度的H的80％，可以小于在压缩状态下的高度的H的70％，可以小于在压缩状态下的高度的H的50％，或可以小于在压缩状态下的高度的H的25％，或可以小于在压缩状态下的高度的H的10％，这取决于所期望的压缩水平和材料特性。
图1F描绘了在完全压缩或组装状态下的IMD1。如在图1中示出的，壳体70(72、74)提供限定出内部空间的封闭外壳。在组装状态下，壳体70可以不透气地密封。
图1G是沿着图1F中的线B-B’获得的图1F的示例性IMD1的剖视图，其中描绘了当被组装在示例性IMD1中时的压缩状态下的示例性框架10。如图所示，第二聚合物部分30的包括接触表面32的部分在与第一壳体部分72的过盈配合的压缩力作用下变形或移位，并且因此不是清楚地可见的。在一个或更多个示例性实施例中，接触表面32通过与第一壳体部分72的过盈配合而被压缩且变形。在一些实施例中，第二聚合物部分30的过盈配合可以是在第二聚合物部分30与IMD1的除壳体70(72、74)之外的部件之间。
第二聚合物部分30可以呈现或限定各种几何构造。例如，如在图1A和1B中示出的，第二聚合物部分30可以在第二聚合物部分30与IMD的与之具有过盈配合的其它部件之间起到缓冲器的作用。第二聚合物部分30可以本质上是大致圆形的或椭圆形的，并且围绕第一聚合物部分20的靠近(例如，接近、邻近)周边26的至少一部分的第一表面22而间隔开。在图1A的实施例中，第二聚合物部分30不与周边接触，并且可以由框架10的平面(14/16)中的周边所环绕。在其它实施例(诸如要在本文中描述的图2A-2B的实施例)中，可以提供替代的几何形状，包括这样的第二聚合物部分230，该第二聚合物部分230的全部或一部分定位在周边226的外部。还可以提供这样的实施例的组合。
在图1G中描绘的IMD1的其它部件包括次级框架64(在图1H中进一步示出)。框架10可以靠在次级框架64上，并且由次级框架64支撑、定位或保持。如在图1H中示出的，保持元件64a可以设置在次级框架64上，用于支撑、定位或保持框架10。当一起使用时，框架10和次级框架64可以进一步提高IMD1在紧凑设计方面的结构。
图1H描绘了包括在IMD1组件中的框架10(分解图)，包括由第一壳体部分72和第二壳体部分74(例如，组装好时，其一起形成壳体70的内部空间)形成的壳体70。壳体70配置为，在组件的所有部件、包括框架10(和示出或未示出的任何其它额外的部件)被放置在内部并且如所需要的电气地或可操作地连接之后、在IMD1的组装期间焊接在一起或以另外的方式密封(例如，不透气地)。在图1H的示例性实施例中，IMD1包括第一壳体部分72、框架10、一个或更多个部件60(例如，电路和电子器件62、次级框架64、电池66、电容器68)和第二壳体部分74。一个或更多个部件60可以包括未示出的其它部件。
当组装好时，框架10可以与次级框架64接触(例如，可以由次级框架64支撑或保持)。框架10可以经由次级框架64上的定位或保持元件64a进行定位或设置。次级框架64可以由如在上面参考框架10的第一和第二聚合物部分20、30描述的任何合适的聚合物或任何其它合适的聚合物制成。次级框架64可以或可以不包括干燥剂材料或其它添加剂。
在图2A-2B中描绘了用于增加组装好的IMD201的刚性的另一示例性框架210。示例性框架210和IMD组件201的若干特征和/或部分可以类似于在本文中参考图1A-1H描述的示例性结构和系统，包括附接的方法。例如，第一聚合物部分220、第二聚合物部分230、IMD201的其它部件(包括但不限于电路和电子器件262、电池266)、壳体272、274的第一和第二部分、开口280、以及其子部件或特征可以类似于第一聚合物部分20、第二聚合物部分30、IMD1的其它部件(包括但不限于电路和电子器件62，电池66)、壳体72、74的第一和第二部分、开口80、以及其子部件或特征(在图1A-1H中示出)。因此，这样的特征和/或部分将不在本文中进一步描述，或不在相同水平的细节方面进行描述，并且应理解，这样的特征和/或部分中的一个或更多个可以在本文中描述的每一个实施例之间可互换地使用。
在一个或更多个实施例中，在不脱离本发明的范围的情况下，示例性框架210可以具有其它结构。图2A-2B描绘了用于框架210的许多可能的设计中的一种，包括第一聚合物部分220和第二聚合物部分230。应注意，不是每个元件都在具体实施例的每一个附图中示出，而是实施例的各个附图作为整体一起形成本公开。
在一个或更多个示例性实施例中，第一聚合物部分220限定外周边226，并且一个或更多个第二聚合物部分230的至少一部分附接到接近(例如，邻近、直接邻近、外部)外周边226的第一聚合物部分220。
如在图2A-2B中示出的，第二聚合物部分230可以包括凸出肋236。凸出肋236可以类似于并且包括与图1A-1H的实施例的一个或更多个第二聚合物部分30和接触表面32相关的任何或所有特征。凸出肋236可以在如关于图1A-1H的实施例的接触表面32所讨论的压缩或组装状态下变形(高度减小)，和/或包括接触表面32。凸出肋236可以存在于第二聚合物部分230的任何一个或更多个表面上，以便于与IMD201的一个或更多个部件的过盈配合(例如，以与关于图1A-1H的实施例讨论的相同或类似的方式)。凸出肋可以包括关于接触表面32的描述的高度特征中的任一个或全部，包括变形、压缩和高度特性。在一个或更多个实施例中，凸出肋236可以具有与第一壳体部分272、电池266、或IMD201组件的任何其它部件的过盈配合关系。
凸出肋236可以接近(例如，邻近、靠近)第一聚合物部分220的外周边226、在外周边226内、或在外周边226外部(例如，远侧、不与其接触)的位置处进一步定位在第二聚合物部分230上。第二聚合物部分230可以具有大致平坦的形状(例如，基本上平坦、扁平，包括厚度)，并且可以环绕第一聚合物部分220的周边226的至少一部分。例如，如在图2A中示出的，第二聚合物部分230是连接到周边226的3个侧面的大致E形几何形状，其中一部分延伸到第一聚合物部分220的中心内。第二聚合物部分230的凸出肋236的横截面面积可以减小(例如，变窄、渐缩)，其中该横截面面积在平行于框架的平面(如在相关的图1D、14、16中示出的)的平面中获得。
图2B描绘了包括图2A的框架210的IMD201组件。在一个或更多个实施例中，第二聚合物部分230可以被压缩在IMD201的两个部件之间。在所描绘的实施例中，在外周边226外部的第二聚合物部分230被压缩在第一壳体部分272与电池266之间。同时，靠近第一聚合物部分220的中心的第二聚合物部分230被压缩在第一壳体部分272与电路和电子器件262之间。
干燥剂和其它添加剂
在一些实施例中，框架(10/210)第一聚合物部分(20/220)或第二聚合物部分(30/230)可以包括干燥剂材料，以提供湿气吸收能力并且防止电子部件的腐蚀。例如，能够吸收湿气的干燥剂材料可以以所期望的方式包括如在本文中描述的聚合物中，使得在制造过程期间吸收湿气的趋向受到限制，同时在IMD(1/201)已经组装并且密封(例如，不透气地密封)之后保持足够的湿气吸收能力。
在一些实施例中，一个或更多个干燥剂可以模制到第一聚合物部分(20/220)和/或第二聚合物部分(30/230)内。优选地，框架的第二聚合物部分(30/230)可以包括干燥剂材料，但是第一聚合物部分(复数)不包括干燥剂材料，这至少是因为包括了干燥剂的会不期望地削弱刚性的第一聚合物部分。
多种合适的干燥剂可以结合(例如，嵌入、浸渍等)到框架(10/210)的任何部分的一个或更多个聚合物内。可以采用的干燥剂的示例包括氧化钙、硅胶、活性氧化铝、粘土、其它天然沸石、无水镁、硫酸钙、淀粉、分子筛、硅酸盐、聚酸酐、或任何其它合适的干燥剂材料。在一个或更多个实施例中，干燥剂可以包括分子筛。
干燥剂可以与用于制造第一聚合物部分20和/或第二聚合物部分30的多种合适的(载体或基质)聚合物材料相组合。热塑性或热固性聚合物包括但不限于在上面描述的那些。(多种)干燥剂和(多种)聚合物可以在模制之前或之后经由任何合适的过程或方法来共混、混合或被包括在内，使得干燥剂被包括、添加、嵌入、或浸渍到(多种)聚合物中。在一个或更多个实施例中，干燥剂材料被熔化共混到聚合物内。
可以使用任何合适量的聚合物和干燥剂。共混物中使用的干燥剂越多，共混物具有的湿气吸收能力越高，并且材料的刚性和/或脆性越大。最佳的干燥剂量取决于湿气吸收与机械完整性的平衡要求。在一个示例性实施例中，并且如在表1中示出的，复合物由SANTOPRENE 8281-45MED聚合物和分子筛干燥剂粉末(新泽西州的Honeywell公司的UOP类型3A)制成。理论上，湿气吸收能力与混合的干燥剂量成比例。计算出的能力在表1中列出，其中纯干燥剂的湿气吸收能力为25wt％(基于干燥固体)。具有45％干燥剂的复合物具有112.5毫克湿气每克复合物的理论湿气吸收能力。可以通过将干燥的复合物放置到具有特定相对湿度的环境内并且在饱和的时候测量复合物的重量增加来测量湿气吸收能力。例如，所测量的能力为大约80mg湿气每克含有45wt％干燥剂(UOP 3A)的复合物。通过首先对复合物进行干燥然后将其放置在室温下具有大约43％相对湿度的腔室中来完成测量。该能力也可以取决于复合物中使用的聚合物和执行测量的环境的相对湿度。
在一个或更多个实施例中，为了模制的目的，干燥剂与聚合物(即，基质聚合物)的混合物可以包括至少5wt％干燥剂和95wt％聚合物。干燥剂与聚合物的混合物可以具有多达60wt％干燥剂和40％聚合物。如果使用多于一种干燥剂或聚合物，聚合物的重量百分比可以是所有聚合物的累积重量百分比，并且干燥剂的重量百分比可以是所有干燥剂的累积重量百分比。
表1：根据干燥剂粉末装填量的湿气吸收的能力
复合物的湿气吸收速率取决于基质聚合物的湿气渗入速率。具有更高渗入速率的那些聚合物基质允许更快的湿气吸收。似玻璃和结晶的聚合物具有比似橡胶的聚合物更低的湿气渗入速率。在似橡胶的聚合物之中，硅树脂橡胶通常具有更高的渗入速率。因此，硅树脂/干燥剂复合物通常具有比其它复合物更快的湿气吸收速率。似橡胶的或有弹力的复合物通常具有比似玻璃和结晶的聚合物更快的湿气吸收速率。湿气吸收速率可以通过实验来测量。例如，复合物压或注塑到规则片材内。湿气吸收速率可以通过将期望的片材放置在具有固定的相对湿度和温度的环境中并且监测样品随着时间的增加直至到达饱和来估计。在一个或更多个实施例中，干燥剂材料优选混合到相对缓慢的湿气吸收载体聚合物内，诸如EPDM/PP共混物、SEBS、或在本文中讨论的任何其它合适的聚合物。在其它实施例中，干燥剂可以混合到具有快速和缓慢的湿气渗入速率的组合的载体聚合物内。
载体聚合物吸收湿气的速率是重要的材料特性。通常，在相对快速的湿气吸收载体聚合物、诸如硅树脂的使用中，制造时间和湿度条件受到限制。为了防止嵌入在相对快速的湿气吸收载体聚合物中的干燥剂在制造过程期间过快地吸收湿气，可以控制制造时间和湿度条件两者。如果在制造过程期间吸收太多湿气，在IMD1已经组装并且密封好之后能用的湿气吸收能力会较少。
在一个或更多个实施例中，干燥剂嵌入在相对缓慢的湿气吸收载体聚合物中。将干燥剂嵌入在相对缓慢的湿气吸收载体聚合物中允许工作“开放时间”(例如，组装时间、制造时间)延长而“闭合时间”期间(例如，在密封之后)的总能力极大地改善。换言之，通过降低干燥剂能够吸收湿气的速率，干燥剂在相同时间的组装过程期间所吸收的湿气量可以减少。替代地，在干燥剂已经吸收太多湿气之前，可以允许更长的时间用于要完成的组装过程。工作条件(例如，湿度水平)也可以能够在密封的IMD1的干燥剂湿气能力没有任何大体改变的情况下有较大变化。
减少在组装过程期间吸收的湿气量改善了在组装IMD1后干燥剂吸收湿气的剩余能力。由于在组装好IMD1之后干燥剂保持更高的吸收湿气能力，因此干燥剂量或体积可以减少，或相同体积的干燥剂可以作为更有效的干燥剂起作用。这参考图3A和图3B来进一步描述。
图3A描绘了混合有干燥剂(UOP类型3A分子筛)的热塑性弹性体EPDM/PP(SANTOPRENE，EPDM与PP的共混物)与混合有干燥剂(UOP类型3A分子筛)的热固性液体硅树脂橡胶(可从Dow Corning获得的LSR)的湿气吸收摄取速率的样品比较。热固性液体硅树脂橡胶与干燥剂混合物(55/45wt％)形成到在图3B中示出的部件(“零件92”)内。热塑性EPDM/PP与干燥剂混合物(55/45wt％)形成到在图3B中示出的部件(“零件94”)内。零件92和94均具有大约1英寸乘以1英寸乘以0.040英寸的大小和相同的几何形状。
参考图3B，零件94和零件96(210)的多个部分由上述的EPDM/PP与干燥剂混合物制成。零件96(210)的几何形状反应了在图2A和2B中限定的框架210的几何形状实施例。零件96(210)包括由刚性聚合物(没有干燥剂)制成的第一聚合物部分220和由EPDM/PP和干燥剂制成的第二聚合物部分230(如在上面描述并且与零件94相同)。零件92、94、96通过将它们在真空炉中在90摄氏度(℃)焙干至少两天来进行干燥。它们被放置在室温下具有43％相对湿度(RH)的腔室中。由于湿气吸收的重量增加利用微量天平来进行跟踪。零件92(硅树脂/干燥剂)更快地吸收湿气，并且在2小时内到达50％湿气吸收能力并且在8小时内到达80％能力。由EPDM/PP和干燥剂制作的零件94和96更缓慢地吸收湿气，在相同的时间内分别到达10和20％能力。这在图3A中图形地图示。
湿气吸收是渗入吸收控制过程，即湿气渗过载体聚合物(即，基质聚合物)并且被吸收到嵌入在内部的干燥剂内。湿气吸收速率至少部分地取决于零件的几何形状。例如，更小的样品具有更快的吸收速率。一般的经验原则是，当零件大小减小一半时吸收速率快四倍。如果它是规则形状(例如，矩形)，零件大小可以是最小尺寸。而且，湿气吸收速率至少部分地取决于温度。例如，在室温下测试2小时之后，硅树脂零件(零件92)具有50％的吸收，而EPDM/PP零件(零件94)具有10％的吸收。硅树脂零件(零件92)的湿气吸收速率比EPDM/PP零件(零件94)的湿气吸收速率快大约5倍。在相同的吸收持续时间之后，在37℃下，硅树脂零件(零件92)的湿气吸收速率比EPDM/PP零件(零件94)的湿气吸收速率快大约4倍。在70℃下，硅树脂零件(零件92)的湿气吸收速率比EPDM/PP零件(零件94)的湿气吸收速率快大约2倍。
在一个或更多个实施例中，用于一个或更多个第二聚合物部分(30/230)的优选材料可以如在本文中讨论的那样在室温下暴露于0-70％相对湿度0.1至300小时中每克包括干燥剂材料的聚合物吸收0.1-300毫克湿气。在一个或更多个实施例中，用于一个或更多个第二聚合物部分(30)的优选材料可以如在本文中讨论的那样在室温下暴露于20-50％相对湿度200小时中每克包括干燥剂材料的聚合物吸收50-120毫克湿气。
在一个或更多个实施例中，其它添加剂可以添加到第一聚合物部分(20/220)和/或第二聚合物部分(30/230)的聚合物材料中。在一个或更多个实施例中，诸如活性碳或活性炭、或任何其它合适的吸附剂(例如，高锰酸钾)的添加剂可以共混到聚合物材料内。合适的吸附剂可以是细碎的材料，所述细碎的材料能够吸收有害气体，并且所述细碎的材料通常具有大于100m2/g的表面积。这样的吸附剂可以存在有或没有干燥剂。所得到的复合材料可以吸收(例如，保持、容纳、控制)无机分子、诸如硫或含硫复合物(例如，H2S或SO2)，或有机污染物，如不能与装置的其它部件相容的小分子量有机污染物(例如，挥发性电池电解质溶液，诸如碳酸盐、二甲氧基乙烷等)。例如，硫的存在会加速电路中的铜线的腐蚀。包括干燥剂和活性碳两者可以提供对湿气和有机/无机污染物的移除。活性碳或其它吸附剂的量通常在基于复合物的总重量的5-45wt％的范围内。例如，聚合物、干燥剂和活性碳可以在90：5：5至50：25：25的范围内、或是50：5：45、或是50：45：5。
在其它实施例中，涂覆钯或铂的钛颗粒可以用作氢气吸附剂，以保持装置内部大气中的氢气局部压力非常低。不透气地密封的电子装置内部的升高的氢气水平可以通过从电镀有金的导体除气或通过装置部件、诸如电池或电容器的内部的电化学反应来产生。这样的升高的氢气局部压力已知具有产生集成的电路部件、诸如电阻器或陶瓷电容器的故障的可能(P.Schuessler和D.Feliciano-Welpe,“The Effects of Hydrogen on DeviceReliability”Hybrid Circuit Technology(“氢气对装置可靠性的影响”，《混合电路技术》),8,19–26页(1991))。使用涂覆钯的钛，因为钛已知由于其大容量而用于氢气存储，并且钯涂层防止大气气体、诸如氧气和水蒸气对钛的钝化。此外，钯已知具有非常高的对氢气的扩散能力(R.Kullberg,H.Florence,M.Moraja,R.Peternsen,“Getters forMicrolectronic Packages,”Advanced Packaging,(“微电子包的吸气剂”，《先进包装》)13(12),30-33页,(2004))。因此，这些材料能够吸收氢气并且将氢气容纳在不透气密封装置的内部。这样的氢气吸附剂的量可以为基于聚合物和吸附剂的重量的10-50wt％。
在一个或更多个实施例中，吸附剂可以是胺和/或氨吸收化学制品。这样的吸附剂可以用来使来自IMD内部使用的环氧树脂的胺或氨释放最小。胺和/或氨吸收化学制品包括但不限于粘土、磷酸锆等。这样的吸附剂的量可以是基于聚合物和吸附剂的重量的10-50wt％。
而且，氧化锆可以用来吸收酸性化学制品。
如果吸附剂化学制品是挥发性的，那么吸附剂化学制品可以利用第二添加剂来稳定，并且两者可以添加到载体(即，基质)聚合物内。例如，粘土可以用作用于疏水吸附剂化学制品的第二添加剂，所述疏水吸附剂化学制品可以吸收其它聚合物部件中的蜡或处理添加剂。
在一个或更多个实施例中，辐射不透的填充材料、诸如BASO4、钨、碳化钨、钛、或任何其它合适的材料可以复合到第一聚合物部分(20/220)和/或第二聚合物部分(30/230)中的任一个或两者内。对辐射不透的材料的包括提供在x-射线下确定第一聚合物部分(20/220)和/或第二聚合物部分(30/230)的存在的能力。在其它实施例中，辐射不透的材料可以呈以模制到第一聚合物部分(20/220)和/或第二聚合物部分(30/230)内的标记的形式。
在一个或更多个实施例中，除机械衰减和/或湿气吸收能力之外，还希望第一聚合物部分(20/220)或第二聚合物部分(30/230)充当散热件，用于在焊接或壳体闭合过程期间防止IMD1、包括壳体的过度加热。用作散热件的材料包括结晶聚乙烯、结晶聚丙烯、结晶聚氧乙烯等。结晶聚合物的熔点应当是装置允许的最高温度。更高的结晶度是优选的。
在本发明公开的某些实施例中，用于第二聚合物部分(30/230)的材料的优选组合包括在商标KRATON D2109(计示硬度46A)和G2705(计示硬度57A)下可得到的混合有分子筛粉末干燥剂(在来自新泽西州莫里斯普莱恩斯的Honeywell的商标UOP类型3A下可得到)的SEBS热塑性弹性体。组成成分可以包括在95：5至40：60的范围内的SEBS量比分子筛量的重量比。
在本发明公开的某些实施例中，用于第二聚合物部分(30/230)的材料的优选组合包括在商标SANTOPRENE 8281-35MED(计示硬度35A)、8281-45MED(计示硬度45A)、8281-75MED(计示硬度75A)下可得到的混合有分子筛粉末干燥剂(在来自新泽西州莫里斯普莱恩斯的Honeywell的商标UOP类型3A下可得到)的EPDM/PP热塑性弹性体共混物。该组成成分可以包括在95：5至40：60的范围内(优选地，在55：45至50：50的范围内)的EPDM/PP量比分子筛量的重量比。
在本发明公开的某些实施例中，用于第二聚合物部分(30/230)的材料的优选组合包括在来自荷兰DMS的商标ELASTHANE 80A(计示硬度80A)下可得到的混合有分子筛粉末干燥剂(在商标UOP类型3A下可得到)的热塑性聚醚型聚氨酯共聚物弹性体。该组成成分可以包括在95：5至40：60的范围内的ELASTHANE80A量比分子筛量的重量比。
在本发明公开的某些实施例中，用于第二聚合物部分的材料的优选组合包括混合有分子筛粉末干燥剂(在商标UOP类型3A下可购得)的结晶聚乙烯(PE)聚合物。组成成分可以包括在90：10至50：50的范围内的结晶PP量比分子筛量的重量比。
在本发明公开的某些实施例中，上述的优选组合中的任一个还可以包括BASO4、钨、碳化钨、钛等以使辐射不能透过。组成成分可以包括在75：5：20至40：40：20的范围内的聚合物量比分子筛量比辐射不透的填充物量的重量比。
在本发明公开的某些实施例中，上述的优选组合中的任一个还可以包括具有有机化学制品吸收能力、特别地为活性碳的吸附剂材料。组成成分可以包括在90：5：5至50：25：25、或50：5：45、或50：45：5的范围内聚合物量比分子筛量比活性碳量的重量比。
制作的方法
聚合物和填充物可以以许多方式进行复合，例如，利用双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、分批混合器的熔化混合、溶剂混合、反应混合物(聚合到聚合物和填充物内然后进行聚合的混合单体)、以及固体粉末混合。混合过程和条件可以由本领域中的专家来开发。
用于IMD(1、201)中的框架(10、210)的示例性实施例可以以任何合适的方式进行制造和组装。在本文中描述了用于制造框架(10、210)的示例性方法。在不脱离范围的情况下，附加的步骤、更少的步骤、或不同的步骤可以包括在该方法中。可以使用注塑过程或任何其它合适的加工方法，包括2次注模或一体模制过程。模制过程可以包括一个或更多个模具(例如，多组模具、模具部分)。还可以使用包括多于2次注模的模制过程。
在一个实施例中，一种方法包括：提供限定内部空间的壳体；提供一个或更多个部件；提供一个或更多个第一聚合物部分；将一个或更多个第二聚合物部分附接到一个或更多个第一聚合物部分以形成框架；将一个或更多个部件和框架插入到壳体的内部空间内；以及闭合壳体，提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度。优选地，第一聚合物部分中的全部具有比第二聚合物部分中的全部更高的计示硬度。
如在图4中示出的，用于形成框架(10、210)的示例性方法可以包括：提供限定有第一型腔的第一模具，所述第一型腔用于形成第一聚合物部分(20、220，步骤1000)，将第一可模制材料引入到第一模具的第一型腔内以形成第一聚合物部分(20、220，步骤1010)，在模具的第一型腔内由第一可模制材料形成第一聚合物部分(20、220)(步骤1020)，提供限定有第二型腔的第二模具，所述第二型腔用于形成第二聚合物部分(30、230，步骤1030)，将第一聚合物部分(20、220)定位到第二型腔(步骤1040)内，以及将第二可模制材料引入到第二模具的第二型腔内以形成一个或更多个第二聚合物部分，并且将一个或更多个第二聚合物部分附接到第一聚合物部分(步骤1050)。在一个或更多个实施例中，第一模具的一部分和第二模具的一部分可以相同。换言之，模制过程可以是自动的单循环2次注模过程，其中一个是模具的静止半部并且一个是模具的旋转半部。模具的旋转半部可以在步骤1000与步骤1030之间更换。替代地，在一些实施例中，2次注模过程可以在步骤1000与步骤1030之间使用完全不同的模具，第一和第二模具不共享共同的部分。
如在图5中示出的，用于组装包括通过在本文中描述的过程制造的框架(10、210)的IMD(1、201)的示例性方法可以包括：提供限定有内部空间的壳体(70、270)(步骤2000)，提供要设置在(例如，插入到、放置在)壳体(70、270)内的一个或更多个部件(60、260)(步骤2010)，提供包括第一和第二聚合物部分(20、30；220、230)的框架(10、210)，第一聚合物部分(20、220)具有比第二聚合物部分(30、230)更高的计示硬度(步骤2020)，将一个或更多个部件(60、260)和框架(10、210)插入到壳体(70、270)内(步骤2030)，以及闭合壳体(70、270)，提供一个或更多个第二聚合物部分(30、230)与壳体(70、270)和一个或更多个部件(60、260)中的至少一个之间的过盈配合(步骤2040)。
说明性实施例
实施例1是一种可植入医疗装置，其包括：
壳体，其限定有内部空间；
一个或更多个部件，其设置在壳体的内部空间中；
框架，其设置在壳体的内部空间中，其中所述框架包括：
一个或更多个第一聚合物部分；以及
一个或更多个第二聚合物部分，其附接到一个或更多个第一聚合物部分；
其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度；并且
其中一个或更多个第二聚合物部分提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和设置在壳体的内部空间中的一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
实施例2是实施例1的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括热塑性弹性体。
实施例3是实施例1或2的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括具有小于或等于55D的计示硬度的材料。
实施例4是实施例1至3中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分是弹性的，使得一个或更多个第二聚合物部分在力的施加之下可从未压缩状态被压缩到压缩状态。
实施例5是实施例1至4中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分形成有外表面，并且其中一个或更多个第二聚合物部分形成有被配置为接触一个或更多个部件或壳体中的至少一个的接触表面，其中接触表面被定位成远离第一聚合物部分的外表面，其中第二聚合物部分的接触表面被定位为在压缩状态下比在未压缩状态下更靠近一个或更多个第一聚合物部分的外表面。
实施例6是实施例1至5中的任一个的装置，其中壳体将压缩力施加于一个或更多个第二聚合物部分，以提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
实施例7是实施例1至6中的任一个的装置，其中在接触表面与外表面之间限定有高度，其中当一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个在压缩状态下时，该高度小于当一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个在未压缩状态下时高度的90％。
实施例8是实施例1至7中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分限定有第一表面、与第一表面相对的第二表面、和从第一表面穿过一个或更多个第一聚合物部分延伸到第二表面的一个或更多个开口，其中一个或更多个部件中的至少一个的至少一部分定位在一个或更多个开口中的至少一个内。
实施例9是实施例1至8中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分限定有第一表面、与第一表面相对的第二表面、和从第一表面延伸到第二表面的一个或更多个孔口，并且其中一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个的至少一部分定位在一个或更多个孔口中的至少一个内。
实施例10是实施例1至9中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分限定有外周边，并且其中一个或更多个第二聚合物部分的至少一部分在外周边附近附接到第一聚合物部分。
实施例11是实施例1至9中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分形成有外周边，并且其中一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个未暴露于外周边。
实施例12是实施例1至11中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个和/或一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括干燥剂。
实施例13是实施例1至12中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括包含有干燥剂材料的聚合物，其中第二聚合物部分被配置为暴露于0-70％的相对湿度0.1-300小时每克包括干燥剂材料的聚合物吸收0.1-300毫克湿气。
实施例14是实施例1至12中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括包含干燥剂材料的聚合物，其中第二聚合物部分配置为暴露于20-50％的相对湿度200小时每克包括干燥剂材料的聚合物吸收50-120毫克湿气。
实施例15是实施例12至14中的任一个的装置，其中干燥剂选自氧化钙、硅胶、活性氧化铝、粘土、天然沸石、无水镁、硫酸钙、淀粉、分子筛、硅酸盐、聚酸酐、以及其组合。
实施例16是实施例1至15中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分和/或一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括吸附剂。
实施例17是实施例16的装置，其中吸附剂包括活性碳。
实施例18是实施例16或17的装置，其中吸附剂包括氢气吸附剂。
实施例19是实施例1至18中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个或者一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括辐射不透材料。
实施例20是实施例1至19中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括混合有分子筛粉末干燥剂的SEBS热塑性弹性体。
实施例21是实施例1至20中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括混合有分子筛粉末干燥剂的EPDM/PP热塑性弹性体共混物。
实施例22是实施例1至20中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括混合有分子筛粉末干燥剂的热塑性聚醚型聚氨酯共聚物弹性体。
实施例23是实施例1至20中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括混合有分子筛粉末干燥剂的结晶聚乙烯(PE)聚合物。
实施例24是实施例1至23中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分具有大于或等于90D的计示硬度，并且一个或更多个第二聚合物部分具有小于或等于邵氏计示硬度刻度上的90A的计示硬度。
实施例25是实施例1至23中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分具有大于或等于洛氏R刻度上的100的计示硬度，并且一个或更多个第二聚合物部分具有小于或等于邵氏计示硬度刻度上的80A的计示硬度。
实施例26是实施例1至25中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分包括选自液晶聚合物、聚醚醚酮、聚砜、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、多酚类氧化物、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氧化乙烯、聚亚安酯、聚脲、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、以及其共混物或共聚物的聚合物。
实施例27是实施例1至26中的任一个的装置，其中一个或更多个第一聚合物部分进一步包括纤维。
实施例28是实施例1至27中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括选自低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁二烯共聚物、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、丁腈共聚物、聚异戊二烯、硅树脂、含氟聚合物、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚亚安酯、聚醚-聚亚安酯共聚物、聚酯、聚酰胺、以及其共混物或共聚物的弹性体聚合物。
实施例29是实施例1至28中的任一个的装置，其中一个或更多个第二聚合物部分包括弹性体聚合物与非弹性体聚合物的共聚物、增塑聚合物、弹性体-玻璃聚合物共混物和弹性体-晶体状聚合物共混物。
实施例30是一种制造可植入医疗装置的方法，其中该方法包括：
提供限定有内部空间的壳体；
提供一个或更多个部件；
提供一个或更多个第一聚合物部分；
将一个或更多个第二聚合物部分附接到一个或更多个第一聚合物部分以形成框架，其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个具有比一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度；
将一个或更多个部件和框架插入到壳体的内部空间内；以及
闭合壳体，提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
实施例31是实施例30的方法，其中一个或更多个第一聚合物部分和一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括干燥剂材料。
实施例32是实施例30或31的方法，其中提供一个或更多个第一聚合物部分包括：
提供限定有第一型腔的第一模具，所述第一型腔用于形成一个或更多个第一聚合物部分；
将第一可模制材料引入到第一模具的第一型腔内，以形成一个或更多个第一聚合物部分；以及
在模具的第一型腔内由第一可模制材料形成一个或更多个第一聚合物部分。
实施例33是实施例30或31的方法，其中提供一个或更多个第一聚合物部分包括：
提供限定有第一型腔的第一模具，所述第一型腔用于形成一个或更多个第一聚合物部分；
将第一可模制材料引入到第一模具的第一型腔内，以形成一个或更多个第一聚合物部分；以及
在第一型腔内由第一可模制材料形成一个或更多个第一聚合物部分；以及
其中将一个或更多个第二聚合物部分附接到一个或更多个第一聚合物部分包括：
提供限定有第二型腔的第二模具，所述第二型腔用于形成第二聚合物部分；
将一个或更多个第一聚合物部分定位到第二型腔内；以及
将第二可模制材料引入到第二模具的第二型腔内，以形成一个或更多个第二聚合物部分，并且将一个或更多个第二聚合物部分附接到一个或更多个第一聚合物部分。
实施例34是实施例33的方法，其中第二模具包括第一模具的至少一部分。
实施例35是一种可植入医疗装置，其包括：
壳体，其限定有内部空间；
一个或更多个部件，其设置在壳体的内部空间中；
框架，其设置在壳体的内部空间中，其中所述框架包括：
一个或更多个第一聚合物部分；以及
一个或更多个第二聚合物部分，其附接到一个或更多个第一聚合物部分；
其中一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个由与一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个相同的材料制成；以及
其中一个或更多个第二聚合物部分提供一个或更多个第二聚合物部分与壳体和设置在壳体的内部空间中的一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
在本文中引用的专利、专利文件和参考完全并入，好像每一个单独地并入。本公开已经参考图示性实施例进行提供，并不意味着在意义上进行解读。如之前描述的，本领域技术人员应认识到，其它各种图示性应用可以使用在本文中描述的技术来利用在本文中描述的示例性设备的有益特性。图示性实施例以及本公开的其它实施例的各种更改在参考该描述后将会是显而易见的。

Claims (15)

1.一种可植入医疗装置，其包括：
壳体，所述壳体限定有内部空间；
一个或更多个部件，所述一个或更多个部件设置在所述壳体的所述内部空间中；
框架，所述框架设置在所述壳体的所述内部空间中，其中所述框架包括：
一个或更多个第一聚合物部分；以及
一个或更多个第二聚合物部分，所述一个或更多个第二聚合物部分附接到所述一个或更多个第一聚合物部分；
其中所述一个或更多个第一聚合物部分中的至少一个具有比所述一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个更高的计示硬度；以及
其中所述一个或更多个第二聚合物部分提供所述一个或更多个第二聚合物部分与所述壳体和设置在所述壳体的所述内部空间中的所述一个或更多个部件中的至少一个之间的过盈配合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括热塑性弹性体。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第二聚合物部分包括具有小于或等于55D的计示硬度的材料。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第二聚合物部分是弹性的，使得所述一个或更多个第二聚合物部分在力的施加之下可从未压缩状态被压缩到压缩状态；
以及，其中所述一个或更多个第一聚合物部分限定有外表面，以及其中所述一个或更多个第二聚合物部分限定有被配置为接触所述一个或更多个部件或所述壳体中的至少一个的接触表面，其中所述接触表面被定位成远离所述第一聚合物部分的所述外表面，其中所述第二聚合物部分的所述接触表面被定位为在所述压缩状态下比在所述未压缩状态下更靠近所述一个或更多个第一聚合物部分的所述外表面；
并且进一步的，其中所述壳体将压缩力施加于所述一个或更多个第二聚合物部分，以提供所述一个或更多个第二聚合物部分与所述壳体和所述一个或更多个部件中的至少一个之间的所述过盈配合。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述接触表面与所述外表面之间限定有高度，其中当所述一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个在所述压缩状态下时，所述高度小于在所述一个或更多个第二聚合物部分中的所述至少一个在所述未压缩状态下时的所述高度的90％。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第一聚合物部分限定有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、和从所述第一表面穿过所述一个或更多个第一聚合物部分延伸到所述第二表面的一个或更多个开口，其中所述一个或更多个部件中的至少一个的至少一部分定位在所述一个或更多个开口中的至少一个内。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第一聚合物部分限定有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、和从所述第一表面延伸到所述第二表面的一个或更多个孔口，并且其中所述一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个的至少一部分定位在所述一个或更多个孔口中的至少一个内。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第二聚合物部分包括含有干燥剂材料的聚合物，其中所述第二聚合物部分配置为，当暴露于0-70％的相对湿度中0.1-300小时，则每克包括所述干燥剂材料的所述聚合物吸收0.1-300毫克湿气。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第一聚合物部分和/或所述一个或更多个第二聚合物部分中的至少一个包括吸附剂。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述吸附剂包括活性碳。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述吸附剂包括氢气吸附剂。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第二聚合物部分包括混合有以下中的一个的分子筛粉末干燥剂：EPDM/PP热塑性弹性体共混物、热塑性聚醚型聚氨酯共聚物弹性体、或结晶聚乙烯(PE)聚合物。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第一聚合物部分具有大于或等于90D的计示硬度，并且所述一个或更多个第二聚合物部分具有小于或等于邵氏计示硬度刻度上的90A的计示硬度。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或更多个第一聚合物部分具有大于或等于洛氏R刻度上的100的计示硬度，并且所述一个或更多个第二聚合物部分具有小于或等于邵氏计示硬度刻度上的80A的计示硬度。
15.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或更多个第二聚合物部分包括选自低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁二烯共聚物、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、丁腈共聚物、聚异戊二烯、硅树脂、含氟聚合物、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚亚安酯、聚醚-聚亚安酯共聚物、聚酰胺、以及其共混物或共聚物的弹性体聚合物。
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