KR20150115811A - 소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들 - Google Patents

소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR20150115811A
KR20150115811A KR1020157022406A KR20157022406A KR20150115811A KR 20150115811 A KR20150115811 A KR 20150115811A KR 1020157022406 A KR1020157022406 A KR 1020157022406A KR 20157022406 A KR20157022406 A KR 20157022406A KR 20150115811 A KR20150115811 A KR 20150115811A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
implantable device
power
portable devices
sensor
monolithic substrate
Prior art date
Application number
KR1020157022406A
Other languages
English (en)
Inventor
무함마드 무지브-유-흐만
악셀 셰러
Original Assignee
캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지
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 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 filed Critical 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지
Publication of KR20150115811A publication Critical patent/KR20150115811A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0026—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the transmission medium
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0031—Implanted circuitry
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1473—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
    • A61B5/14865—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
    • A61B2560/0219—Operational features of power management of power generation or supply of externally powered implanted units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028—Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A61B2562/125—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes

Abstract

통신 시스템, 센서, 및 모놀리식 기판을 갖는 이식가능 디바이스가 설명된다. 모놀리식 기판은, 센서로부터의 입력을 통신 시스템에 의해 운반가능한 형태로 프로세싱하도록 구성된 통합형 센서 회로를 갖는다.

Description

소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들{MINIATURIZED IMPLANTABLE ELECTROCHEMICAL SENSOR DEVICES}
관련 출원들에 대한 상호 참조
[0001] 본 출원은, 2013년 2월 6일자로 출원된 US 가출원 제61/761,504호를 우선권으로 주장하며, 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다. 본 출원은, 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된, 2013년 12월 13일자로 출원된 U.S 출원 제14/106,701호와 관련된다.
기술 분야
[0002] 본 개시물은 소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들(miniaturized implantable electrochemical sensor devices)에 관한 것이다.
[0003] 생물 지표(biological indicator)들의 측정은 다양한 질병(medical disorder)들의 관심사이다. 이식가능 디바이스를 통해 다양한 동물들(예를 들어, 포유동물들)의 생체(living body) 내부로부터 생물 지표들을 측정하기 위해 다양한 시스템들이 개발되어 왔다.
[0004] 기존의 이식가능 디바이스들은 생체 내부에 높은 로컬 온도들을 생성하게 하는 잠재성을 갖는다. 종종, 외부 소스들로부터 제공된 전력은 이식가능 디바이스 주위의 국소 온도에 있어서의 증가를 초래한다. 종종, 이식가능 디바이스로부터의 정보의 송신은 이식가능 디바이스 주위의 국소 온도에 있어서의 증가를 초래한다.
[0005] 그러나, 생체는 높은 내부 온도들을 허용할 수 없다. 높은 내부 온도들은 종종 조직사(tissue death)로 유도한다. (Characterization of tissue morphology, angiogenesis, and temperature in the adaptive response of muscle tissue in chronic heating, Lab. Invest. 1998; 78 (12): 1553-62 참조).
[0006] 이식가능 디바이스들이 직면하는 다른 문제는, 이식가능 디바이스 주위의 생체의 조직 내에서의 이물질 캡슐(foreign body capsule)의 형성이다. 피브로겐 및 다른 단백질들은 생물오손(biofouling)으로 알려진 프로세스에서의 주입 직후에 디바이스 표면에 결속(bind)한다. 대식세포(macrophage)들은 이러한 단백질 방출 성장 인자 β 및 다른 염증성 시토카인(inflammatory cytokine)들에 대한 수용체들에 결속한다. 프로콜라겐(procollagen)은 세포 외부 공간으로의 분비(secretion) 이후에 합성되고 가교결합되어, 치밀한 섬유 이물질 캡슐의 형성에 점차적으로 기여한다. 이 치밀한 캡슐은 이식가능 디바이스가 생체와 인터페이싱하는 것을 방지하고 그리고 이에 의해 종종 이식가능 디바이스의 동작을 방해한다. (Ward, "A Review of the Foreign-body Response to Subcutaneously-implanted Devices: The Role of Macrophages and Cytokines in Biofouling and Fibrosis", Journal of Diabetes Science and Technology, Vol. 2, Is. 5, September 2008 참조).
[0007] 일 실시예에서, 본 개시물은, 통신 시스템, 센서, 및 모놀리식 기판을 포함하는 이식가능 디바이스에 관한 것이며, 이 모놀리식 기판은 센서로부터의 입력을 통신 시스템에 의해 운반가능한 형태로 프로세싱하도록 구성된 통합형 센서 회로, 및 외부 소스로부터의 에너지를 수신하도록 구성된 통합형 전원을 포함한다.
[0008] 대안적인 실시예에서, 본 발명은, 이식가능 디바이스에서 제 1 시간 인터벌 동안 펄싱된 전력을 수신하는 단계 및 이식가능 디바이스로부터 제 2 시간 인터벌 동안 펄싱된 정보를 송신하는 단계를 포함하는 이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이다.
[0009] 본 개시물의 이식가능 디바이스의 다양한 실시예들은, 이식가능 디바이스 주위에서 낮은 국소 온도를 유지하면서 외부 디바이스로부터 전력을 수신하고 정보를 외부 디바이스에 송신한다. 본 개시물의 이식가능 디바이스의 다양한 실시예들은 최소한의 이물질 캡슐 형성을 초래한다.
[0010] 본 상세한 설명의 일부에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은, 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예들을 예시하고, 예시의 실시예들의 설명과 함께, 본 개시물의 원리들 및 구현들을 설명하도록 기능한다.
[0011] 도 1은 이식가능 디바이스의 회로의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0012] 도 2는 다수의 작업 전극(WE) 스위칭 회로들 및 Vsensor 전류 입력 수단들의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0013] 도 3은 제어 회로의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0014] 도 4는 이식가능 디바이스의 예시적인 블록도를 예시한다.
[0015] 도 5는 모놀리식 기판 내부로 형성된 홀들을 도시한다.
[0016] 도 6은 이식가능 디바이스의 구성의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0017] 도 7은 CMOS 상의 필러(pillar)들의 형성을 도시한다.
[0018] 도 8 및 도 9는 필러들의 코팅을 도시한다.
[0019] 도 10은 모놀리식 기판의 재료 코팅을 예시한다.
[0020] 도 11은 다수의 카운터 전극(CE), 기준 전극(RE), 및 작업 전극들(WE)에 대해 가능한 다양한 기하학적 구조들을 예시한다.
[0021] 도 12는 RF 및 광 에너지 둘 다를 이용하여 조직 온도 상에서의 펄싱된 에너지의 효과를 도시한다.
[0022] 도 13 및 도 14는 외부 디바이스의 구성의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0023] 도 15는 외부 디바이스의 예시적인 블록도를 도시한다.
[0024] 도 16은 조직을 통한 데이터 송신의 결과들을 도시한다.
[0025] 도 17은 조직을 통한 에너지 송신의 온도의 결과를 도시한다.
[0026] 도 18은 단시간 펄스의 과정에 걸친 글루코스 레벨들의 감지를 도시한다.
[0027] 도 19는 시중의 포텐시오스탯(potentiostat)에 의해 측정가능한 전류와 이식가능 디바이스의 전류 사이의 상관을 도시한다.
[0028] 실시예에서, 본 개시물은, 통신 시스템, 센서 및 모놀리식 기판을 포함하는 이식가능 디바이스에 관한 것이고, 모놀리식 기판 위에 센서 회로 및 전원이 모놀리식으로 통합되며, 통신 시스템은 모놀리식 기판의 제 1 면 상에 위치되고, 통합형 센서는 제 1 면에 대면하는 모놀리식 기판의 제 2 면 상에 위치된다.
[0029] 용어 "통신 시스템"은 당업계에서 그 통상적인 의미를 갖는 것으로 의도된다. 다양한 실시예들에서, 통신 시스템은 센서 회로로부터의 정보를 외부 디바이스로 송신하기 위해 단일 컴포넌트 또는 복수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 통신 시스템은, LED, 레이저, 또는 RF 안테나를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 통신 시스템은 센서 회로에 의해 출력되는 전류에 대응하여 신호를 송신할 수 있다. 본 개시물의 대안적인 실시예들에서, 통신 시스템은 더욱 복잡한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템은, 변조기, 출력 드라이버, 및 송신 시스템을 포함할 수 있다. 통신 시스템은 송신된 신호를 변조하는데 이용될 수 있는 펄스 코드 변조기를 추가로 포함할 수 있다.
[0030] "모놀리식 기판"은, 컴포넌트들이 모놀리식으로 통합되고 이에 따라 이러한 컴포넌트들이 기판에 부착되지 않고 그리고/또는 기계적 수단을 통해 고정되는 기판이다. 다양한 실시예들에서, 본 개시물에 따라, 모놀리식 기판은 CMOS 기술 또는 당업자에게 알려진 다른 제조 기술을 이용하는 프로세싱의 결과일 수 있다. 모놀리식 기판이 다수의 면들, 적어도 제 1 면 및 제 2 면을 갖는다는 점이 이해된다. 제 1 및 제 2 면은, 제 1 면 및 제 2 면이 모놀리식 기판의 다른 면들 보다 더 크다는 점에서, 모놀리식 기판의 다른 면들과는 구분될 수 있다.
[0031] 용어 "센서"는 특정 생물 지표의 검출에 책임이 있는 디바이스의 영역을 지칭한다. 예를 들어, 글루코스 모니터링을 위한 일부 실시예들에서, 센서 인터페이스는, 생물학적 시료(예를 들어, 혈액 또는 간질액) 또는 그 일부가 효소(예를 들어, 글루코스 산화효소)에 접촉하는 영역을 지칭하며; 생물학적 시료(또는 그 일부)의 반응은 생물학적 시료 내에서 글루코스 레벨의 결정을 허용하는 반응 생성물의 형성을 초래한다. 본 발명의 다양한 실시예들에서, 센서는 또한 본 개시물에서 이후 설명되는 것과 같은 "기능화 계층(functionalization layer)"을 포함한다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 센서는 모놀리식 기판 내부에 모놀리식으로 통합된다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 모놀리식으로 통합된 센서는 전원과는 상이한 모놀리식 기판의 면 상에 위치될 수 있다. 이는, 모놀리식 기판의 실리콘 면 상에서 이하 설명되는 방법과 유사하게 예를 들어 높은 표면 전극들을 형성함으로써 그리고 전원을 포함하는 모놀리식 기판의 다른 면에, 모놀리식 기판을 통해서 이 높은 표면 전극들을 상호접속시킴으로써 다양한 실시예들에서 행해질 수 있다.
[0032] 용어 "전원"은 당업계에서 그 자체의 통상적인 의미를 갖는 것으로 의도된다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 전원은 외부 에너지를 수신하기 위한 RF 안테나 또는 광전지 셀을 포함할 수 있다.
[0033] 본 개시물에 따른 다양한 실시예들은 상이한 크기들일 수 있다. 다양한 실시예들에서, 디바이스는 200 미크론 미만의 높이를 갖는 1㎜ 길이 및 1㎜ 폭 미만일 것이다. 다양한 다른 실시예들에서, 디바이스는 200 또는 100 미크론과 동일하거나 그 미만의 높이 및 500 미크론과 동일하거나 그 미만의 길이 및 폭을 가질 것이다.
[0034] 다양한 실시예들에서, 본 개시물에 따른 디바이스는 센서 회로를 포함할 수 있다. 센서 회로는, 센서로부터의 신호를 통신 시스템에 의해 쉽게 운반되는 형태로 프로세싱하는 회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 센서 회로는 포텐시오스탯으로 이루어질 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 센서 회로(102)는 도 1에서 관찰되는 바와 같이 포텐시오스탯(107) 및 전류 미러(108)를 포함할 수 있다.
[0035] 본 개시물에서 이해되는 것과 같은 변조기는, 센서 회로에 의해 제공된 변조기의 입력(예를 들어, 변조 신호)에서의 변동들에 응답하여 주기적인 파형의 하나 또는 그 초과의 특성들을 변동시키는 회로를 나타낸다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 변조기는 센서 회로(102)의 출력(예를 들어, 전류 출력)에 의존하여 디바이스로부터 (예를 들어, 변조기의 입력으로) 전송된 펄스의 폭을 증가시키는 펄스-폭 변조기(104)를 포함할 수 있다.
[0036] 본 개시물의 다양한 실시예들은 출력 드라이버를 포함한다. 본 개시물에 따른 일부 실시예들에서, 출력 드라이버는 이식가능 디바이스의 송신 시스템에 의해 출력된 변조기의 허용가능한 전력 레벨에서 송신을 허용하도록 변조기 출력에 의해 제공되는 전류를 증가시킬 수 있다. 다양한 실시예들에서, 출력 드라이버(105)는 펄스 폭 변조기(104)에 의해 제공되는 전류를 증가시키는 큰 전류를 가능하게 처리하는 하나 또는 그 초과의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
[0037] 본 개시물을 통해서 설명되는 것과 같은 송신 시스템은 레이저(예를 들어, VCSEL), LED, RF 안테나를 포함할 수 있다.
[0038] 통상적인 의미에서, 현재 값에서 적어도 3개의 전극 셀 중 작업 전극과 기준 전극 사이의 전위를 제어하는 전기 시스템을(제한하지 않고) 포함하는, 용어 "포텐시오스탯"이 본원에서 이용된다. 이는, 요구되는 셀 전압 및 전류가 포텐시오스탯의 운용 제한(operational limit)들을 초과하지 않는 한, 원하는 전위를 유지하기 위해 작업 전극과 카운터 전극 사이에서 흐르는 전류를 제어한다.
[0039] 포텐시오스탯 회로(107)의 일례가 도 1에서 관찰된다. 포텐시오스탯(107)은, 작업 전극(WE), 기준 전극(RE), 및 카운터 전극(CE)으로의 전기 접속들을 포함한다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 다수의 작업 전극들(WE)은 도 2에서 관찰되는 바와 같이 트랜지스터 스위칭을 통해 이용될 수 있다. 도 2에서, 트랜지스터 스위칭은 각각의 스위치(W1, W2, Wn)에 제공되는 절연 전압에 의해 스위치들(W1, W2, Wn)을 개방하거나 또는 폐쇄하는 것을 통해서 n개의 작업 전극들(예를 들어, WE1, WE2, WEn) 사이를 스위칭하는데 이용된다. 다양한 실시예들에서, 트랜지스터 스위치들(W1, W2, Wn)을 개방하기 위한 스위칭 전압은 외부 소스(예를 들어, 광전지)로부터 비롯될 수 있다. 작업 전극 WE에 인가된 전압 및 기준 전극 RE에 인가된 전압은, 작업 전극 WE과 기준 전극들 RE 사이에 인가된 전압차가 상수 값으로 유지되거나 또는 값들(예를 들어, 전압들) 사이에서 스윕(sweep)되도록, 설정된다. 카운터 전극 CE는, 전류가 기준 전극 RE을 통해서 통과하지 않도록, 작업 전극 WE을 통해서 진행하는 전류를 밸런싱하기 위해 카운터 전극 CE에서 전압을 변동시킴으로써 작업 전극 WE에 의해 측정된 양과 동일한 전류를 갖도록 구성된다. 이는, 기준 전극 RE와 카운터 전극 CE 둘 다에 접속된 네거티브 피드백 루프를 통해 OP AMP(110)에 의해 달성될 수 있다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, OP AMP(110)에 대한 입력 전류는, 도 2에서 관찰된 바와 같이, 전원 그 자체(202) 또는 독립적인 광다이오드(203)로부터 발생될 수 있다.
[0040] 전류 미러는, 당업자에 의해 알려진, 그리고 회로에 제시된 로딩(loading)에 대해 독립적인 전류 출력을 제어하는데 이용되는 회로이다. 전류 미러의 일례는, 도 1의 108에서 관찰될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서 전류 미러는, 포텐시오스탯(107)을 실질적으로 로딩하지 않고 포텐시오스탯(107)으로부터의 센서 전류를 복제하여, 이에 의해 자신의 성능을 분리시킨다(isolating). 본 개시물의 도 1에 도시된 이러한 예시적인 실시예에서, 포텐시오스탯(107)으로부터의 전류("Isensor")는 매칭 트랜지스터들을 통해서 전류 미러(108)에 의해 미러링된다.
[0041] 제어 회로는 이식가능 디바이스의 다양한 컴포넌트들의 에너자이징을 제어할 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 제어 회로(103)는 디바이스의 동작을 제어하도록 존재할 수 있는 한편, 대안적인 실시예들에서, 센서 미러(108)로부터의 전류는 펄스 폭 변조기(104) 내부로 직접 흐를 수 있다. 본 개시물의 일 실시예에서, 제어 회로(103)는 전류 미러(108) 및 제어 라인(제어)로부터의 전류를 수신한다. 제어 라인으로부터 제어 회로(103)의 트랜지스터로의 전류는, 전류 미러(108)로부터의 전류로 하여금 펄스 폭 변조기(104), 입력 드라이버(105), 및 송신 시스템(106)에 진입하는 것을 인에이블한다. 제어 회로(103)는, 제어 라인 "제어"를 통해 인에이블될 때, 변조기의 동작을 인에이블하고 이에 의해 디바이스에 의한 데이터의 송신을 인에이블하는 스위치로서 기능한다. 제어 라인은, 도 3의 301에서 관찰되는 것과 같은 오실레이터 또는 도 3의 302에서 관찰되는 것과 같은 광전지 셀에 접속될 수 있다. 오실레이터(301)의 타이밍은, 트랜지스터 세트들(예를 들어, x 및 y)의 상태 비율들에 의해 제어될 수 있다. 오실레이터(301)는 도 3의 그래프에서 관찰되는 바와 같은 인터벌들에 대하여 짧은 규칙적인 인터벌들로 제어 라인(제어)에 대한 전압을 초래할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 302에서의 광전지 셀은 이식가능 디바이스 상의 전원 또는 다른 광전지 셀들의 파장과는 상이한 파장에 의해 액티베이팅될 수 있고, 이에 의해 펄-폭 변조기(104), 입력 드라이버(105), 및 송신기 시스템(106)의 액티베이션에 대한 제어를 제공한다. 펄스-폭 변조기(104)의 ON 타임을 제한함으로써, 이식가능 디바이스의 입력 드라이버(105) 및 송신기 시스템(106)은 디바이스에 의해 발생되는 열의 양을 제한할 수 있다. 온도는 (존재할 때) 제어 회로의 제어 하에서 송신기 시스템(106)에 의해 송신되는 전력을 제한함으로써 제한된다. 온도는 제한되며, 이는 상기 시스템들이 액티베이팅되지 않는 일부 시간 기간에 있기 때문에 펄스-폭 변조기(104) 및 출력 드라이버(105)에 의해 최소한의 열이 생성되기 때문이다.
[0042] 펄스 폭 변조기는, 전류 미러(108) 및 제어 회로(103)로부터의 전류를 일련의 펄스들로 변형시키기 위한 다양한 회로들을 포함할 수 있다. 본 개시물의 일 실시예에 따라, 전류 미러(108) 및 제어 회로(103)로부터의 전류에 의존하여, 펄스 폭 변조기(104)는 내부 오실레이터(109)를 통해 발생된 펄스들의 폭을 변경시킨다. 펄스 폭 변조기(104)는 그후 입력 드라이버(105) 및 송신 시스템(106)으로 펄스들을 공급한다. "제어" 신호의 제어 하에서, 디바이스의 액티브 부분 동안 제어 회로는 센서 회로(예를 들어, 전류 미러)로부터의 전류를 변조기(104)의 하부 섹션으로 제공하고 그에 따라 변조기의 동작을 인에이블하며, 그 하부 섹션을 인에이블하는 것은 변조기(104)의 최상부 섹션에서 하부 섹션으로 전류 흐름을 허용할 수 있기 때문이라는 점에 주목해야 한다.
[0043] 통신 시스템(9), 센서(7), 전원(3), 및 센서 회로(4)의 기능 및 연관성이 본 개시물의 도 4의 본 개시물의 예시적인 실시예에 예시된다. 이 실시예에서, 전원(3)은 통신 시스템(9), 센서 회로(4) 및 센서(7)에 동작가능하게 접속된다. 통신 시스템(9)은 센서(7)에 동작가능하게 접속된 센서 회로(4)로부터 프로세싱된 신호를 수신한다.
[0044] 본 개시물에 따른 예시적인 실시예에서, 통신 시스템(9)은, 변조기(5), 출력 드라이버(6), 및 송신 시스템(8)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 전원(3)은 변조기(5), 출력 드라이버(6), 송신 시스템(8), 센서 회로(4), 및 센서(7)에 동작가능하게 접속된다. 센서 회로(7)는 센서 회로(4)로부터의 정보를 변조하는 변조기(5)에 동작가능하게 접속된다. 이 정보는 출력 드라이버(6)에 전송되며, 이 출력 드라이버(6)에서는 변조된 정보의 대응 전력은 증가되고 그리고 송신을 위해 이식된 디바이스의 송신 시스템(8)에 후속하여 공급된다.
[0045] 작업 전극은, 관심 반응이 발생하는 전기화학 시스템 내의 전극이다. 작업 전극은 종종 3개의 전극 시스템 내의 카운터-전극, 및 기준 전극과 관련하여 이용된다. 공통의 작업 전극들은, 금, 은, 및 백금과 같은 귀금속으로 이루어질 수 있다. 주제의 발명에서 예시적인 작업 전극은 높은 표면적 전극들을 더 포함한다.
[0046] 기준 전극은 안정적이고 잘 알려진 전극 전위를 갖는 전극이다. 예시의 기준 전극들은, 금, 은, 백금 및 은/염화은과 같은 불활성 금속들로 형성된 전극들을 포함한다.
[0047] 카운터 전극은 전압전류 분석을 위해 3-전극 시스템 내에서 통상적으로 이용되는 전극이다. 3-전극 셀에서, 카운터 전극은 회로를 제공하기 위해 이용될 수 있으며, 이 회로를 통해 전류가 인가되거나 또는 측정된다. 카운터 전극의 전위는 항상 측정되지 않으며, 작업 전극에서의 반응을 밸런싱하도록 조절될 수 있다. 다양한 실시예들에서 카운터 전극은 금, 백금, 또는 탄소와 같은 여러가지 화학적으로 불활성인 재료들로 제조될 수 있다.
[0048] 다양한 실시예들에서, 이식가능 디바이스는 도 2와 관련하여 본 개시물에 앞서 논의된 것과 같은 1, 2, 3, 4개 또는 그 초과의 작업 전극들을 포함할 수 있다. 글루코스 감지 실시예들에서, 글루코스 산화효소는 글루코스로부터 과산화수소를 생성하는데 이용되고 이에 의해 센서를 구동시키기 위한 산소를 생성하는데 이용되지만; 그러나, 글루코스 산화효소는, 보디 내에 주입될 때, 열적 그리고 화학적 변성뿐만 아니라 단백질 효소 분해(protease degradation)와 같은 여러가지 메커니즘들로부터 저하할 수 있다. 본 개시물의 추가적인 양상들에 따라, 본 개시물에 따라 이식가능 디바이스들의 전체 수명을 증가시킬 수 있는 신규의 보호 작업 전극이 제시된다는 것이 후술된다.
[0049] 다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 전극은 시간 프레임 동안 전극들을 보호하도록 생분해성(biodegradable) 폴리머로 코팅될 수 있다. 생분해성 폴리머들은 무독성(non-toxic)이며, 이는 제어되는 레이트의 열화를 진행할 수 있을 뿐만 아니라 열하될 때까지 양호한 기계적 완전성을 유지할 수 있다. 적합한 생분해성 폴리머들의 예시들은 폴리글리콜리드(PGA; polyglycolide), 폴리락타이드(PLA; polylactide), 및 폴리카프롤락톤(PCL; polycaprolactone)을 포함한다. 상기 폴리머들은, 전극을 디스플레이하는 디바이스의 일부로 피펫팅(pipetting)함으로써 디바이스에 적용될 수 있다.
[0050] 광전지 전원은, 광전 효과와 관련될 수 있는 광에 노출시에 전류를 생성하는 전원이다. 광이 재료 표면상으로 입사될 때, 가전자대(valence band)에 존재하는 전자들은 에너지를 흡수하고, 여기되어, 전도대(conduction band)로 점프하고 프리(free)가 된다. 이렇게 많이 여기된 비-열적(non-thermal) 전자들은 확산하고, 그 일부는 정션에 도달하는데, 이 정션에서 전자들은 내장 전위(built-in potential)에 의해 상이한 재료 내부로 가속화된다. 이는 기전력(electromotive force)을 생성하고, 이에 따라 광 에너지의 일부는 전기 에너지로 변환된다. 모놀리식 기판 상에 이식가능한 광전지 전원의 일례는, 예를 들어, p-n 정션 태양 전지를 포함할 것이다.
[0051] CMOS 다이는 CMOS 프로세싱을 위해 설계된 다이이다. 상업적으로 이용가능한 CMOS의 예시들은 TSMC 250nm 및 IBM 250nm로부터의 다이들을 포함한다. 당업자는, 모놀리식 집적화(monolithic integration)를 위해 이용될 수 있는 다른 기술들 및 프로세스들에 대해 인지할 것이다.
[0052] 다양한 실시예들은, 모놀리식 기판의 제 1 측면으로부터 모놀리식 기판의 제 2 측면으로 통과하는 홀(hole)을 포함한다. 홀들은 여러가지 상이한 방법들을 이용하여 형성될 수 있다. UV 레이저 어블레이션은, 대응 파장들이 유전체 층들과 실리콘 층 둘 다를 어블레이팅할 수 있기 때문에, 홀들을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 가스 기반 에칭이 또한 이용될 수 있다. 의사-보쉬(Pseudo-Bosch) 프로세스는 플라즈마 프로세싱의 일례이다. 의사-보쉬 프로세스로부터 초래되는 홀들은 도 5에서 30미크론 크기로 관찰될 수 있다.
[0053] 다양한 실시예들에서, 홀(607) 또는 홀들은 홀 내부로 고정된 금속, 섬유 또는 폴리머 기반 삽입부를 통해 뼈(bone) 또는 다양한 다른 조직들에 이식가능한 디바이스가 고정되도록 허용하는데 이용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 홀 또는 홀들은 기판의 상이한 영역들 내에 위치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 1, 2, 3, 4, 또는 그 초과의 홀들이 제공될 수 있다.
[0054] 다양한 실시예들에서, 홀들은 액체가 디바이스를 통과하도록 허용할 수 있다. 액체가 디바이스를 통과하도록 허용함으로써 홀들은 이물질 캡슐을 최소화할 수 있고, 다양한 경우들에서는 디바이스가 순환 혈관(circulatory vessel) 내에 롯징된(lodged)다고 하더라도 순환 유체(circulatory fluid)의 통과를 허용함으로써 순환 시스템의 클로깅(clogging)을 방지할 수 있다.
[0055] 인터커넥트는, 예를 들어 어쩌면 이식가능 디바이스의 상이한 면들과 같은 이식가능 디바이스의 2개의 영역들을 링크할 수 있다. 도 6의 여기서의 인터커넥트들(608)은, 상이한 컴포넌트들에 접속할 수 있거나 또는 모놀리식 기판(601) 상의 컴포넌트들 내에 접속들을 제공할 수 있는 구리와 같은 도전성 재료일 수 있다.
[0056] 통신 시스템 및 센서 회로(606), 센서(602), 전원(609)의 예시적인 연관성은 도 6에서 관찰될 수 있다. 도 6에서, 통신 시스템(606)은 모놀리식 기판(601)의 제 1 면 상에 위치되고, 센서(602)는 모놀리식 기판(601)의 제 2 면 상에 위치된다. 도 6에서, 센서는 3개의 전극들: 단일의 카운터-전극(603), 단일의 기준 전극(604) 및 단일의 작업 전극(605)을 포함한다. 도 6에서, 모놀리식 기판(601)은 홀(607)을 포함한다. 센서(602)는, 모놀리식 기판의 제 1 면을 모놀리식 기판의 제 2 면과 전기적으로 링크하는 인터커넥트들을 통해 통신 시스템 및 센서 회로(606)에 접속된다.
[0057] 높은 표면적 전극들은, 자신의 표면의 전형적인 치수들을 초과하는 표면 영역을 갖는 전극을 의미할 수 있다. 높은 표면적 전극들과 관련된 추가적인 개시물은, 2013년 12월 13일자로 출원되고 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된 U.S 출원 제14/106,701호에서 발견될 수 있다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 높은 표면 영역은 필러(pillar)들에 의해 형성될 수 있다.
[0058] 본 개시물에 따른 예시적인 실시예들에서, 필러들의 설계는 시중의 소프트웨어를 이용하여 형성될 수 있다. PMMA 950 A4는 원하는 분해능을 여전히 달성하면서 명료한 리프트-오프를 달성하는데 이용될 수 있다. 레지스트는, 1분 동안 4000rpm으로 스피닝된 후 5분 동안 180℃ 베이킹될 수 있다. Leica EBPG5000+ 광 시스템에서 패턴을 기록하기 위해 1200μc/㎠의 도즈가 이용될 수 있다. 패턴들은 20초 동안 MIBK 및 IPA의 1:3 용액에서 현상된 후 탈이온수 린스(deionized water rinse)될 수 있다. 그후, 50㎚ 알루미나 마스크는 5분 동안 산소 플라즈마 내에 알루미늄을 증착시킴으로써 Temescal TES BJD-1800 DC 반응성 스퍼터 시스템 내에서 코팅된 스퍼터일 수 있다. 마지막으로, 마스크 리프트오프는 2분 동안 초음파 바쓰 내의 디클로로메탄 내에서 수행될 수 있다. 성공적인 패터닝이 광 마이크로스코피(미도시)에 의해 확인되었다.
[0059] 본 개시물에 따른 예시적인 실시예들에서, 다음으로 패터닝이 MA-N 2403 레지스트를 이용하여 수행될 수 있다. 필러들은, UNAXIS RIE 머신을 이용하여 금속 패드의 일부들을 에칭하기 위해 건식 플라즈마(Cl2:BCl3) 뿐만 아니라 습식 에천트들(예를 들어, TMAH)을 이용하여 제조되었다. 건식 플라즈마(Cl2:BCl3) 에칭의 경우, 온도는 섭씨 25도로 그리고 RIE 전력은 120 와트로 설정되었다. Cl2에 대한 흐름 레이트는 4 SCCM으로 설정되었고, BCl3에 대한 흐름 레이트는 20 SCCM으로 설정되었다. 습식 TMAH 에칭의 경우, 표면은 10분 동안 실온의 액체에 침지될 수 있다. 전술한 절차를 이용하여 본 개시물에 따른 결과의 예시적인 실시예는 도 7에서 관찰될 수 있다. 형성된 구조의 치수들 및 균일도에서 성공이 관찰될 수 있다.
[0060] 본 개시물에 따른 예시적인 실시예들에서, 금속 증착 스퍼터링은 컨포멀 코팅들을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 증착의 등방성을 증가시키기 위해 20mTorr의 제 1 고밀도 아르곤 플라즈마가 이용된다. 5nm 접착층이 DC 스퍼터링되고, 그후 50nm 또는 100nm의 Au 또는 Pt 필름들이 DC 스퍼터링되었다. 전술한 절차를 이용하는 본 개시물에 따른 결과적인 실시예들은 도 8 및 도 9에서 관찰될 수 있다. 도입 금속 원자들에 대해 시료를 90℃까지의 각도로 기울일 수 있는 특수한 스테이지가 이용되었다. 두 번째로, 이 스테이지는 120rpm까지 속도를 회전시킬 수 있다. 플라즈마 파라미터들의 최적화(고압, 약 20mTorr)와 함께 틸트 및 회전의 조합은 매우 균일하게 제어된 컨포멀 측벽들을 초래했다.
[0061] 전극 및 레이저를 제외하고 모든 디바이스를 실질적으로 커버하는 재료는 당업계에서의 다양한 기법들에 의해 그리고 다양한 기하학적 형상으로 달성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, SU8, 파릴렌(Parylene), PDMS, 또는 실리콘이 이용된다. 파릴렌은 진공 증착을 이용하여 도포된다.
[0062] 도 10은, 전극들의 "기능층"(1001 및 1005)을 보호하기 위한 재료(1002)를 갖는 이식가능 디바이스의 실시예들을 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 재료(1002)는 제 1 기능 작업 전극(1005 아래) 및 제 2 기능 작업 전극(1001 아래) 둘 다를 둘러싼다. 웰(well)들은 또한 카운터-전극(1004) 및 기준 전극(1003)에 대한 재료(1002)에 의해 형성되었다. 웰은 상이한 전극 구성들에 대응시키기 위해 상이하게 형상화될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 재료들은 전극들을 제외하고 이식가능 디바이스를 커버하여 이에 의해 기능화 매트릭스(미도시)를 지지한다. 다양한 실시예들에서, 재료들은 전극들 및 송신 시스템(미도시)을 제외하고 이식가능 디바이스를 실질적으로 커버한다.
[0063] 호환가능 폴리머를 포함하는 재료를 실질적으로 커버하기 위해 본 개시물에 따른 일 예시적인 실시예에서, SU8은 1분 동안 2000rpm으로 스피닝한 후 5분 동안 95℃에서 베이킹함으로써 디바이스의 전체 표면에 적용될 수 있다. 다음으로, 365nm에서의 U.V 광의 도즈는, 6초 동안 Carl Suss 마스크 얼라이너 시스템에서 전극들에 대응하는 패턴을 기록하는데 이용될 수 있다. 노출 이후에, 디바이스는 5분 동안 95℃에서 다시 베이킹될 수 있다. 패턴들은 5분 동안 SU8 현상액에서 현상될 수 있고, 그후 물 린스(water rinse)될 수 있다.
[0064] 다양한 실시예들에서, 전극들은 관심 타겟에 특수함을 제공하기 위해 "기능층"에 의해 커버된다. 문구 "기능층"은 임의의 메커니즘(예를 들어, 효소 또는 비-효소)를 포함하는 층을 지칭하고, 그 메커니즘에 의해 관심 타겟이 디바이스에 대한 전자 신호로 검출될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일부 실시예들은 글루코네이트(gluconate)하기 위해 글루코스의 변환: Glucose+O2->Gluconate+H2O2을 촉진시키는 글루코스 산화효소의 겔을 함유하는 기능층을 활용한다. 글루코네이트로 변환된 각각의 글루코스 분자로 인해, 상호-반응물 O2 및 생산물 H2O2에서의 비율적 변화가 존재하며, 당업자는 글루코스 농도를 결정하기 위해 상호-반응물 또는 생산물에 있어서의 전류 변화를 모니터링할 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 기능층은 효소(예를 들어, 글루코스 산화효소)로 로딩된 하이드로겔(예를 들어, BSA)을 포함할 수 있다. 본 개시물의 다양한 대안적인 실시예들에서, 기능층은 또한 효소(예를 들어, 글르코스 산화효소)로 로딩된 폴리머(예를 들어, 폴리피리딘)일 수 있다.
[0065] 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 카운터 전극은 작업 전극보다 더 크거나 또는 더 많은 정도의 규모일 수 있다. 카운터 전극은 임의의 방식으로 작업 전극을 제한하지 않고 이러한 이유로 셀 임피던스를 제한하지 않기 위해 더 클 수 있다. 다양한 실시예들에서, 작업 전극 및 카운터 전극에 걸친 전위가 펄싱된다. 이식가능 디바이스의 작업 전극 및 카운터 전극은 글루코스를 검출할 때 일부 실시예들에서 산소를 요구한다. 전극 위의 기능화 층 내에서, 글루코스로부터의 과산화수소의 생성을 위해 산소가 요구된다. 글루코스 산화효소 반응으로부터 생성된 과산화수소는 작업 전극의 표면에서 더 반응하고 2개의 전자들을 생성한다. 이러한 반응의 생성물들은, 2개의 양성자(2H+), 2개의 전자(2e-), 및 하나의 산소 분자(O2)이다. 글루코스 산화효소 반응 동안 소모되는 작업 전극 가까이의 산소 농도는 작업 전극에서 제 2 반응에 의해 보충되고; 이에 따라 산소의 순소비(net consumption)는 0이다. 카운터 전극은 전자 수용체로서 산소를 이용한다. 이러한 시스템에 대해 가장 가능성이 높은 축소가능 종들은 산소 또는 효소 생성된 과산화효소(peroxidase)이다. 여기에 2개의 메인 통로들이 존재하는데, 이 통로들에 의해 산소가 카운터 전극에서 소모될 수 있다. 수산화물(hydroxide)을 생성하기 위한 4개-전자 통로 및 과산화수소를 생성하기 위한 2개-전자 통로가 존재한다. 글루코스 산화효소에 의해 카운터 전극 위에서 산소가 더 소모된다.
[0066] 다양한 실시예들에서, 디바이스의 작업 전극들은 다양한 정도의 대칭형으로 놓일 수 있다. 도 11은 다수의 작업 전극들(WE)을 갖는 실시예들을 도시한다. 구성(905)에서, 3개의 작업 전극들(903)은 카운터 전극(901) 및 기준 전극(902)으로부터 동일하게 이격되어 배열된다. 구성(904)에서, 8개의 작업 전극들(903)은 8각형의 카운터 전극(901) 내부에 배열되며, 여기서 각각의 작업 전극(903)은 기준 전극(902) 및 카운터 전극(801)의 동일한 표면 거리로부터 동일하게 이격되어 있다. 각각의 작업 전극(903)이 교번하는 작업 전극들(903)에 대하여 공간적으로 유사하게 나타나는 904와 같은 구성들은 재교정(recalibration)의 필요성을 최소화할 수 있다. 재교정은, 전극들의 스페이싱 차이가 반응의 성능에 영향을 줄 수 있다면, 상이한 기하학적 형상이 되도록 요구될 수 있다. 추가적으로, 도 11에 도시된 것과 같은 이러한 대칭적 구성의 이용은 일 작업 전극으로부터 상이한 작업 전극으로의 이식가능한 디바이스 스위치들과 동일한 전자제품들의 이용을 허용할 수 있다. 이러한 스위칭은 생분해성 코팅 열화(biodegradable coating degradation)에 의한 교번 전극들의 노출 및 글루코스 산화효소 열화와 같은 다양한 요구조건들에 의존할 수 있다.
[0067] 본 개시물의 일 실시예는, 이식가능 디바이스에서 제 1 시간 인터벌 동안 전력을 수신하는 단계 및 이식가능 디바이스로부터 제 2 시간 인터벌 동안 정보를 송신하는 단계를 포함하는, 이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 포함한다.
[0068] 다양한 실시예들에서 이식가능 디바이스에 의해 수신된 전력은, 전자기(광), 기계, 열, 진동(음파), 또는 전기와 같은 형태들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전력은 광학적이다(예를 들어, 근적외선, 700 내지 1000nm).
[0069] 다양한 실시예들에서 (예를 들어, 이식가능 디바이스에 의해) 전력을 수신하기 위한 시간 인터벌은, 약 0.1 초 초과 약 5초 미만, 또는 약 0.5초 초과 약 2초 미만으로, 마이크로초에서 수십초로 확대할 수 있다. 이식가능 디바이스가 적어도 변조기를 포함하는 이식가능 디바이스의 실시예들에서, 전력을 수신하기 위한 시간 인터벌은 밀리초를 초과할 수 있다.
[0070] 시간 인터벌 동안 정보(예를 들어, 이식가능 디바이스의 감지된 신호에 대응하는 정보, 글루코스의 레벨에 대응하는 정보)를 송신하는 것은 마이크로초 내지 수십초로 확장하는 기간, 약 0.1초보다 크지만 약 5초 미만의 시간 인터벌, 또는 약 0.5초보다 크지만 약 2초 미만의 시간 인터벌 동안 정보를 송신하는 것을 포함할 수 있다.
[0071] 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 제 1 시간 인터벌은 제 2 시간 인터벌과 실질적으로 동일할 수 있다. 이러한 구성은, 포텐시오스탯(107)이 출력 드라이버(105)에 직접 접속되고 이에 따라 송신 시스템(106)에 직접 접속될 때, 관찰될 수 있다. 본 개시물에 따른 다양한 실시예들에서, 제 2 시간 인터벌은 제 1 시간 인터벌 내에 포함될 수 있다.
[0072] 임의의 전자 디바이스는, 디바이스의 회로를 구동시키는데 필요한 최소 전력량을 가지며, 이식가능 디바이스에 상기 전력을 계속적으로 제공하는 것은 이식가능 디바이스를 둘러싸는 로컬 영역 내에 고온을 초래할 수 있다. 생체의 조직 내에서의 고온은 그 조직에 손상을 초래할 수 있다. 고온을 회피하기 위해 창안된 본 개시물에 따른 잠재적 솔루션은, 오직 특정 인터벌들 동안에만 전력을 수신하는 것 그리고 오직 특정 인터벌들 동안 또는 본 개시물의 대안적인 실시예들에서는 그 인터벌들의 서브 인터벌들에서 정보를 송신하는 것일 수 있다. RF 및 광 전력 펄스들을 통한 시간 대 전력이 계산되었다. 그 결과들은 도 12에서 관찰된다. 도 12에서, 에너지의 펄스(1202, 1204) 동안, 디바이스는 디바이스의 연속 파워링과 연관되는 안정 상태의 온도에 도달하지 않고 전력량을 수신할 수 있다(1201 및 1203 참조)는 점이 관찰될 수 있다. 전력이 펄싱될 때 찾아진 온도와 주어진 에너지의 양에 연관된 안정적인 상태 온도 사이의 차이는 1205에서 관찰될 수 있다. 그러한 이유로, 본 개시물의 다양한 실시예들은, 단펄스들에서 정보를 파워링하고 송신하는 것에 관할 수 있으며, 이에 의해 안정 상태와 펄싱된 동작 사이의 온도에 있어서의 차이를 최대화하면서, 이식가능 디바이스의 파워링을 허용하고 그리고 센서에 의해 모니터링되는 반응의 상태(즉, 글루코스의 농도)를 이해하기에 충분한 정보를 전달할 수 있다.
[0073] 이러한 단펄스들의 이용은, 디바이스들이 종종 완전하게 안정화시키기 위해 연장된 시간 기간을 요구하기 때문에 통상적인 프랙티스에 대항할 것이다(예를 들어, 일부 레이저들의 파장은 연속 파워링 이후에 안정 상태에 도달하기 전에 변할 수 있다). 더 짧은 파워링을 갖는 안정 상태 온도로부터 디바이스의 동작 온도에 연관된 이러한 변동은, 수행성능이 본 개시물의 온도 이점들을 실현하기 전에 중대하게 되는 의료용에서는 바람직하지 않을 수 있다.
[0074] 오직 일정 시간 기간에 대응하는 시간 인터벌 동안에만 디바이스를 파워링하여, 어떠한 전력도 수신되지 않았을 때 디바이스가 파워 다운되고 그리고 이에 의해 (예를 들어, 배경 광으로부터의) 수신된 배경 전력에 대응하는 안정 상태에 있게 하는 것을 의미하는 전력이 수신된다.
[0075] 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스에 데이터를 캡쳐하기 위해 본 발명에 따른 광학적 판독을 위해 1초의 몇분의 1이면 충분할 수 있다. 이러한 실시예들은, 예를 들어, 시스템이 펄스 통신 방식들에 대해 설계될 때, 획득될 수 있다. 예를 들어, 생물학적 감지를 위한 전기화학 파형들에 대해, (예를 들어, 주기적인 예비보고서들(Voltamograms) 또는 Chronoamperometric 측정들에 대한) 가장 빠른 스캔 레이트들은 최대 수 Hz이다. 그러한 이유로, KHz에서 동작하도록 설계된 시스템은 이 데이터를 실시간으로 쉽게 캡쳐(전송/수신)할 수 있다. 이는, 이렇게 느리게 변화하는 신호를 검출하기 위해 이용되는 RF 및 음향적 방법들에 대해서도 진실일 수 있다.
[0076] 다양한 실시예들에서, 펄스 인터벌들은 능동적으로 송신하는 시스템들 또는 수동적 통신 방식(여기서, 포커싱된 입력 빔은 통신 시스템에 의해 변조됨)에서 이용될 수 있다.
[0077] 다양한 실시예들에서, 일정 시간 인터벌 동안 정보의 송신을 개시하기 위해 수신 전력과는 별도로 신호를 수신하는 것은, 전원이 디바이스에 파워링하도록 허용한 후 내부 디바이스로부터 요망될 때 정보 흐름을 제어하기 위해 외부 디바이스로부터의 별도의 신호를 허용(예를 들어, 혈중 글루코스 레벨의 송신까지 디바이스에 파워링한 후 일정 시간 기간을 외부 디바이스가 설정하도록 허용)할 수 있다.
[0078] 다양한 실시예들에서, 수신된 전력은 송신된 전력의 파장과는 상이한 파장에 있다. 이는, 송신된 신호의 간섭을 감소시키고, 외부 디바이스에서 파장-기반 필터링을 허용한다.
[0079] 본 개시물의 실시예는, 앞서 설명된 것과 같은 이식가능 디바이스, 및 전력 송신기와 전원에 접속된 프로세서를 포함하는 외부 디바이스를 포함하는 시스템을 포함하며, 여기서 프로세서는 오직 특정 인터벌들 동안에만 전력 송신기를 액티베이팅하도록 구성된다.
[0080] 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스는, 전원(1501), 프로세서(1502), 검출기(1503), 송신기(1506), 디스플레이(1504), 및 통신 링크(1505)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이러한 컴포넌트들은 다양한 컴포넌트들을 더 포함할 수 있다(예를 들어, 전원(1501)은 태양 전지(1510), 전력 관리 칩(1511), 및 배터리(1512)를 포함함). 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스는 푸시 스위치(1507), 버저(1508), 및/또는 터치 센서(1509)와 같은 추가 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0081] 프로세서(1502)는, 시스템의 기본적인 산술적, 논리적, 입력/출력 동작들을 수행함으로서 컴퓨터 프로그램의 명령들을 수행하는 컴포넌트이다. 다양한 실시예들에서, 프로세서는 단일 집적 회로 상에 모든 기능들을 통합하는 마이크로프로세서일 수 있다. 시스템의 정확한 프로세서는 변할 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 프로세서 칩(1502)은, Freescale Semiconductor 사의 K20P64M72SF1일 수 있고, 도 15b에서 관찰될 수 있는 바와 같이 디스플레이(1504), 펄스 스위치(1507), 버저(1508), 통신 링크(1505), 전력 송신기(1506), 터치 센서(1509), 검출기(1503), 및 전력 관리 칩(1511)에 동작가능하게 접속될 수 있다. 이러한 실시예에서, 프로세서(1502)는, 전력 관리 칩(1511)으로부터 전력을 수신하고, 타이밍 프로그램을 실행하여 이에 의해 펄싱 전력 송신기(1506)를 실행한다. 프로세서는 또한, 디스플레이(1504), 펄스 스위치(1507), 버저(1508), 통신 링크(1505), 전력 송신기(1506), 터치 센서(1509), 및 검출기(1503)로의 자체 접속부를 통해 전력을 전달한다. 프로세서(1502)는, 검출기(1503)로부터의 정보를 프로세싱하고 디스플레이(1504) 상에 상기 전력을 디스플레이한다. 프로세서는 펄스 스위치(1507)를 통해 디바이스를 파워 업한다. 프로세서(1502)는 통신 링크(1505)를 통해 검출기(1503)에 관한 정보를 송신한다.
[0082] 프로세서는, 특정 시간 인터벌들에서 오직 전력 송신기에 의해 에너지가 송신되는 본 개시물의 모든 실시예들에서 애플리케이션을 구동한다. 다양한 실시예들에서, 전력을 송신하기 위한 시간 인터벌은, 수 마이크로초 내지 수십 초, 약 0.1초 초과 약 5초 미만, 또는 약 0.5초 초과 약 2초 미만으로 연장할 수 있다.
[0083] 전원(1501)은 다양한 실시예들에서 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력은 일부 현대의 시계들에서 관찰될 수 있는 전류로 전환되는 외부 디바이스의 움직임에 의해 제공될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 전원은 배터리 또는 광전지 셀을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전원은 전력 관리 칩(1511)(예를 들어, Freescale Semiconductor 사의 MC34704AEPR2), 태양 전지(1510)(예를 들어, Sanyo Engery 사의 AM-1801CA), 및 배터리(1512)(예를 들어, ML-621S/ZTN)와 같은 컴포넌트들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 구성의 이러한 일 실시예에서, 전력 관리 칩(1511)이 동작가능하게 접속된다.
[0084] 전력 송신기(1506)는 다른 실시예들에서 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전력 송신기는 레이저 또는 LED일 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전력 송신기는 도 15b에서 관찰되는 것과 같은 프로세서 칩(1502)(예를 들어, Lighting Science Group Corporation 사의 NT-41A0-0482)에 동작가능하게 접속된 LED w/드라이버(1506)를 포함할 수 있다.
[0085] 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스는 당업자들에게 알려질 수 있는 것과 같은 다른 것들 또는 E-스위치로부터 TL3315NF250Q와 같은, 프로세서(1502)에 동작가능하게 접속된 펄스 스위치(1507)를 포함할 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스는, Freescale Semiconductor사의 TSSELECTRODEE VM-ND 또는 당업자들에게 알려질 수 있는 것과 같은 다른 것들과 같은, 프로세서(1502)에 동작가능하게 접속된 터치 센서(1509)를 포함할 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서, 외부 디바이스는 Tianer Technology사의 TE-HCS0503A-H2.5와 같은, 프로세서(1502)에 동작가능하게 접속된 버저(1508)를 포함할 수 있다. 프로세서(1502)로부터의 신호를 통한 버저(1508)는 낮은 글루코스 레벨을 갖는 사용자를 웨이크하도록 시도하는 것으로 경고할 수 있다. 버저(1508)가 사용된 것, 사용에 의해 외부 디바이스의 인터페이스에 의해 검출된 것과 같이 프로세서를 웨이크하지 않을 때, 본 개시물의 다양한 실시예들에서 외부 디바이스는 사용자에게 도움(aid)을 제공하기 위해 관계자들(authorities)(예를 들어, 911)에 직접 또는 간접적으로(아이폰을 통해) 통신 링크(1505)를 통해 신호를 전송할 수 있다.
[0086] 다양한 실시예들에서, 검출기(1503)는 CCD 또는 CCD들의 어레이일 수 있다. 다양한 실시예들에서, 검출기(1503)는, 도 15b에서 관찰되는 것과 같은 프로세서 칩(1502)에 동작가능하게 접속된, Texas Instruments 사의 TC341-30-ND와 같은 어레이일 수 있다.
[0087] 검출기는 이식된 디바이스에 의해 송신된 신호를 검출해야만 할 것이다. 이식된 디바이스에 의해 송신된 신호가 배경 잡음(예를 들어, 파장)과 비교하여 더 약할 수 있기 때문에, 검출기는, 다른 파장들, 특히 전력 송신기 파장 및 배경 광을 필터링할 수 있어야 한다. 배경의 필터링은, 이식가능 디바이스가 신호로부터 상기 광을 송신하고 감산하지 않을 때, 일정 기간 동안 광을 측정함으로써 행해질 수 있다. 배경의 필터링은 또한 물리적 필터의 수단에 의해 본 개시물의 다양한 실시예들에 달성될 수 있다.
[0088] 일부 실시예들에서, 검출기는 (예를 들어, 검출기들의) 어레이일 것이다. 어레이는, 이식된 디바이스와 외부 디바이스가 검출기에 대하여 오정렬(misalign)될 때, 이식된 디바이스의 통신 시스템으로부터 신호를 검출기로 하여금 검출하도록 허용한다. 어레이의 일 엘리먼트의 크기는, 예를 들어, 신호 대 잡음비를 최적화하기 위해 통신 신호로부터 최대 전력을 수신하기 위한 것일 수 있다. 이러한 어레이는, 보디의 상이한 영역들에서의 조직 산란 반응에 기초하여 상이한 애플리케이션들에 대해 상이하게 설계될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서 검출기는 잠재적으로 약한 신호를 검출하기 위해 저잡음 고이득 프론트 엔드를 가질 것이다.
[0089] 시스템의 외부 디바이스의 디스플레이(1504)는, 다양한 실시예들에서, 사용자에 의해 이해될 수 있는 것과 같은 정보를 프로세서로부터 제시하기 위한 워치 페이스(watch face), LCD, OLED, 또는 임의의 다른 수단(예를 들어, 컬러 디스플레이, 기계적 워치 핸드)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 디스플레이(1504)는 도 15b에서 관찰되는 것과 같이 프로세서 칩(1502)에 동작가능하게 접속된 Kyocera Industrial Ceramics Corporation사의 C-51847NFJ-SLW-AEN와 같은 LCD 디스플레이일 수 있다.
[0090] 본 발명에 따른 통신 링크(1505)는, 블루투스, USB, 및 Wi-Fi와 같은(그러나, 이에 제한되지 않음) 통신 수단을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 통신 링크(1505)는 도 15b에서 관찰되는 바와 같이 프로세서 칩(1502)에 동작가능하게 접속된 Texas instruments사의 LMX9830와 같은 블루투스 모듈일 수 있다.
[0091] 소비자 전자 디바이스는 일상적인 용도(everyday use)로 의도되는 전자 장비이다. 예시들은, MP3 플레이어들, 비디오리코더들, 디지털 카메라들, 및 모바일 전화기들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 소비자 전자 디바이스는 플래시뿐만 아니라 카메라 엘리먼트를 갖춘 모바일 전화기일 것이다. 이러한 모바일 전화기의 치수들은, 약 1피트 길이(long) 미만 그리고 약 6인치 폭(wide) 및 4인치 높이(tall) 미만인 것으로 이해될 것이다.
[0092] 전력 송신기(1403), 검출기(1402), 디스플레이(1302), 전원(1303), 프로세서(1304) 및 통신 링크(1305)의 다양한 특정 구성들의 본 개시물의 예시적인 실시예는 도 13 및 도 14에서 관찰될 수 있다. 디스플레이(1302)는, 외부 디바이스의 최상단 측(1301)에 있고, 프로세서(1304), 전원들(1303), 및 통신 링크(1305)의 측면에 포지셔닝된다. 검출기(1402) 및 전력 송신기(1403)는 외부 디바이스의 하단부 측에 있다. 전력 송신기(1403)는 그 간섭을 잠재적으로 회피하기 위해 검출기(1402)로부터 이격되어 포지셔닝된다.
예시들
광 테스팅 (Optical Testing)
[0093] 발명자들은 5㎜ 닭 피부 및 조직을 통해 광 출력(optical power) 및 광 통신을 테스트했다. 디바이스는 도 15에서 관찰되는 것과 같이 피부 및 조직 시료 아래에 위치되었다. 디바이스는 기능 발생기(functional generator)에 접속되었다. 피부 및 조직 시료 앞에, 전력 레이저(0.8w, 800㎚) 및 검출기(화합물 반도체)가 포지셔닝되었다. 전력 레이저 앞에, 기계적 셔터가 위치되었다. 기계적 셔터는 1밀리초의 오프 시간을 가지고 3밀리초의 시간 기간동안 개방하도록 프로그래밍되었다. 디바이스는 조직 시료를 통해 전력 레이저로부터 전력을 수신하였다. 수신된 전력을 이용하여, 디바이스는 닭 피부 및 조직을 거쳐 사인파(1601)를 송신하였고, 상기 신호는 도 16에서 관찰된 바와 같이 검출기에 의해 수신되었다(1602).
[0094] 펄싱 및 광 출력의 효과가 추가로 평가되었다. 특히, 조직을 통한 레이저 송신의 온도 효과가 모델링되었다. 이식가능 디바이스는 조직 내부의 3.5㎜ 깊이에 있도록 시뮬레이팅되었다. 도 17에서, 수직 및 수평축은 0의 미크론 거리를 나타내고, 여기에 이식가능 디바이스가 위치되었다. 이는, 도 17의 측면 스케일링은 쉐이딩에 상관된 섭씨 온도를 나타낸다. 1W 레이저 방사의 특정 경우에 대해 약 1초의 시간 기간 동안 1㎟ 상에서의 805㎚의 근적외선 파장(near IR wavelength)으로 발견되었다. 1W 레이저는 이식가능 디바이스로부터 3500미크론보다 더 큰 것으로서 조직 위에 위치되었다. 유사한 양의 전력 전달을 위해 대략 수십초의 시간이 조직 손상을 잠재적으로 야기할 수 있는 온도들을 생성하는 것으로 발견되었다.
글루코스 테스팅
[0095] 글루코스 테스팅은 브레이커에서 인산 완충 식염수(phosphate buffer saline solution)를 이용하여 수행되었다. 센서는, 오직 센서 부분만이 용액에 노출되도록 그 용액에 주의 깊게 침지된다. 절연 에폭시(5 분 에폭시)가 이식가능 디바이스를 실질적으로 커버하기 위한 재료로서 이용되었다. 센서를 제외한 어디에나 에폭시를 배치하기 위해 소형 바이스가 이용되었다. 0mM-20mM의 생리학적 범위에서 상이한 글루코스 농도를 갖는 용액이 형성되었다. 디바이스는 이러한 용액들에 침지되었고, 센서로부터의 결과 전류가 측정되었다. 실험은, 다수의 센서들에 대해 다수 회 반복되었다. 센서는 또한 자체 작업을 확인하기 위해 외부 전자제품들(외부 포텐시오스탯)에 접속되었다. 작은 시간 인터벌들로 글루코스를 테스팅하는 디바이스의 성능은, 3개의 상이한 농도들 0mM(1801), 1mM(1802), 2mM(1803), 및 10mM(1804)로 도 18에서 확인되었다. 디바이스 성능과 외부 기준 포텐시오스탯 CHI 1242B 사이의 비교가 도 19에서 관찰된다.
생물학적 테스팅 - 외부 디바이스의 이식시 이물질 캡슐(foreign body capsule)의 측정
[0096] 이물질 캡슐의 형성은 생체 내 이물질에 대한 면역체계의 반응이다. 이물질 캡슐의 통상적인 결과는, 생체에 외과적으로 설치된 이물질(foreign object)들의 존재에 대한 면역 응답에 의해 생성되는, 조밀하게-조직화된 콜라겐 섬유들(tightly-woven collagen fibers)의 캡슐들의 형성이다.
[0097] 디바이스의 이식 시 이물질 캡슐의 존재 또는 부재에 대해 테스트하기 위해, 500미크론 × 500미크론 × 200미크론인 본 애플리케이션의 디바이스의 피하 삽입을 통해 3마리의 쥐들이 테스트되었다. 그후, 제 2 세트의 30마리의 쥐들은, 4000미크론 × 4000미크론 × 200미크론이었던 디바이스의 피하 삽입으로 테스트될 수 있다. 수술 후에, 동물들은 쥐들의 복부 영역(abdominal region)에 위치될 수 있는 이식들의 초기 형상 및 배향을 평가하기 위해 라이브 스캔 CT(Microphotonics사의 SkyScan 1176)를 이용하여 촬상될 수 있다. 안전한 평가는, 디바이스에 대한 생물학적 응답을 평가하는 것 및 라이브 스캔 마이크로 CT를 이용하는 것에 기초할 수 있고, 이는 0, 3, 6, 0 12, 15 및 18일째 주입 디바이스를 둘러싼 흉터 조직 형성 또는 이물질 캡슐의 존재, 디바이스의 배향들을 평가하는데 이용될 수 있다.
[0098] 30일째, 그후 쥐들에게는 이물질 캡슐의 존재를 시험하기 위해 다른 라이브 스캔을 행할 수 있고, 그후 쥐들에게는 디바이스를 둘러싸는 조직을 시험하기 위한 실험이 행해질 수 있다.
[0099] 이식의 잠재적인 국소적 영향들은 그후 이식을 둘러싸는 이물질 캡슐 조직의 거시적 평가(macroscopic evaluation) 및 이러한 조직의 조직학적(histological) 세포 형태학적 분석에 의해 외식(explantation) 시에 비정상 조직 반응들에 대해 평가될 수 있다.
생물학적 테스팅 - 캡슐구축 조직의 조직학
[00100] 이식된 디바이스의 잠재적인 국소 영향들은, 이식을 둘러싸는 이물질 캡슐 조직의 거시적 평가에 의해 그리고 이러한 조직의 조직학적 세포 형태학적 분석에 의해 외식시에 비정상적 조직 반응들에 대해 평가될 수 있다. 적출된 조직의 조직학은, 염증 세포들의 존재의 실험에 의해 형성된 셀들이 정상적인 상처-치유 반응을 나타내는지를 표시할 수 있고, 그리고 그로부터 점수화될(scored) 수 있다(0 내지 5의 스케일로, 0 및 1의 스코어들, 여기서 0은 400x에서의 시야에 어떠한 가시적인 세포들도 없는 것임). 염증 세포들은, 호중구(neutrophil)들, 림프구(lymphocyte)들, 및 대식세포(macrophage)들을 포함할 수 있고, 다음으로 조직학적 및 세포 형태학적 분석에 의해 식별될 수 있다. 다음으로, 현미경 검사가 조직 세포들의 부종(edema), 충혈(congestion), 괴사(necrosis), 출혈(hemorrhage), 또는 과립화(granulation)를 나타내는 것으로 이용될 수 있다. 캡슐들이 존재한다면, 임의의 캡슐들의 퇴화, 박테리아 감염, 또는 악성종양(malignancy)의 징후들을 찾아보기 위해 조직 조직화가 후속될 수 있다.
생물학적 테스팅 - 조직 캡슐 두께
[00101] 디바이스에 걸친 조직 캡술 두께는, 2개 그룹들의 쥐들에 대해 실험될 수 있고, 그리고 전체 디바이스에 대한 캡슐 두께에 일치할 수 있다. 이식가능 디바이스에 대한 캡슐 두께는 2개의 그룹들로부터의 쥐들에 걸친 범위일 수 있으며, 여기서 2개의 그룹들의 쥐들 중 하나의 그룹의 쥐들은 500미크론 × 500미크론 × 200미크론인 디바이스를 갖고, 그리고 다른 그룹의 쥐들은 4000미크론 × 4000미크론 × 200미크론인 디바이스에 이식된다는 점이 예상될 수 있다. 신혈관형성 베드(neovascularization bed)의 상대적인 크기는, 정상 조직 및 정상 혈관의 특징들을 가졌던 영향을 받지 않은 영역들에 대한 이식/조직 인터페이스로부터의 영역의 폭을 평가함으로써 점수화되었다. 이는, 외식된 장치(explanted device)를 둘러싸는 조직에 대해서는 이식의 30일 이후에 행해진다.
[00102] 4000미크론 × 4000미크론 × 200미크론보다 더 작은 500미크론 × 500미크론 × 200미크론을 갖는 쥐들이 더 적은 이물질 캡슐 형성을 갖는 것으로 발견될 것이다.
[00103] 본 개시물의 다수의 실시예들이 설명되어 있다. 그럼에도 불구하고, 다양한 변형들은 본 개시물의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 행해질 수 있다. 이에 따라, 다른 실시예들이 이하의 청구항들의 범위 내에 있다.
[00104] 앞서 설명된 예시들은, 본 개시물의 실시예들을 형성하고 이용하는 방법에 대한 완전한 개시물 및 설명으로서 당업자들에게 제공되며, 발명자/발명자들이 그 개시물로서 간주하는 범위를 한정하는 것으로는 의도되지 않는다.
[00105] 당업자들에게 명백한 본원에 개시된 방법들 및 시스템들을 수행하기 위한 전술한 모드들의 변형들은, 이하의 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 상세한 설명에서 언급된 모든 특허들 및 공개공보들은 본 개시물이 속하는 당업자들의 레벨들을 나타낸다. 본 개시물에 인용된 모든 참조들은, 마치 각각의 참조가 개별적으로 그 전체가 인용에 의해 통합되었던 것처럼 동일한 범위에 대한 참조로 통합된다.
[00106] 본 개시물이 물론 변할 수 있는 특정 방법들 또는 시스템들로 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 본원에 이용된 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하는 목적을 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 점이 이해된다. 이러한 상세한 설명 및 첨부된 청구항들에 이용된 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥이 그렇지 않은 것으로 명료하게 나타내지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 용어 "복수(plurality)"는, 문맥이 그렇지 않은 것으로 명료하게 나타내지 않는 한, 2개 또는 그 초과의 지시대상들을 포함한다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 이용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 개시물이 속하는 당업계의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

Claims (26)

  1. 이식가능 디바이스(implantable device)로서,
    통신 시스템;
    센서; 및
    상기 센서로부터의 입력을 상기 통신 시스템에 의해 운반가능한 형태로 프로세싱하도록 구성된 통합형(integrated) 센서 회로, 및 외부 소스로부터 에너지를 수용하도록 구성된 통합형 전원을 포함하는 모놀리식 기판을 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 통합형 센서이고,
    상기 모놀리식 기판은 상기 통합형 센서를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 상기 모놀리식 기판의 제 1 면 상에 위치되고,
    상기 센서는 상기 모놀리식 기판의 제 2 면 상에 위치되는,
    이식가능 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모놀리식 기판은 200 미크론 미만의 높이 및 500 미크론 미만의 길이 및 폭을 갖는,
    이식가능 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 디바이스는, 변조기, 출력 드라이버, 및 송신 시스템을 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변조기는 제어 회로 및 펄스 폭 변조기를 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는, 적어도 하나의 작업 전극, 적어도 하나의 기준 전극, 및 적어도 하나의 카운터 전극을 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 카운터 전극, 기준 전극, 및 적어도 2개의 작업 전극들을 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 광전지(photovoltaic) 전원인,
    이식가능 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모놀리식 기판은 CMOS 다이인,
    이식가능 디바이스.
  11. 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모놀리식 기판의 상기 제 1 면으로부터 상기 모놀리식 기판의 상기 제 2 면으로 통과하는 홀(hole)을 더 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극들은 높은 표면적 전극들인,
    이식가능 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 레이저를 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  14. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극들을 제외하고 실질적으로 모든 상기 디바이스를 커버하는 재료를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스.
  15. 이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 이식가능 디바이스에 제 1 시간 인터벌 동안 펄싱된 전력을 수신하기 위한 단계; 및
    상기 이식가능 디바이스로부터 제 2 시간 인터벌 동안 펄싱된 정보를 송신하기 위한 단계를 포함하는,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전력이 상기 이식가능 디바이스에 의해 수신되었던 시간 기간에 대응하는 시간 인터벌 동안 상기 이식가능 디바이스에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 시간 인터벌 동안 상기 펄싱된 정보의 상기 송신을 개시하기 위해 상기 수신 전력과는 별도의 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력은 10초 미만의 시간 기간동안 수신되는,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 전력은 광 전력(optical power)인,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신된 전력은 광 전력인
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 수신된 전력은 상기 송신된 전력과는 상이한 파장에 있는,
    이식가능 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  22. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템으로서,
    상기 외부 디바이스는:
    전원;
    전력 송신기;
    상기 전력 송신기 및 상기 전원에 접속된 프로세서 ― 상기 프로세서는 오직 시간 인터벌 동안에만 상기 전력 송신기를 액티베이팅함으로써 상기 이식가능 디바이스에 전력을 펄싱하도록 구성됨 ―; 및
    상기 이식가능 디바이스의 상기 통신 시스템으로부터 정보를 수신하는 검출기를 포함하는,
    이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 이식가능 디바이스로부터의 정보를 송신하고 그리고 직접 또는 상기 프로세서를 통해서 상기 검출기에 동작가능하게 링크된 통신 링크를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서에 동작가능하게 접속된 디스플레이를 더 포함하는,
    이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기는 검출기 어레이를 포함하는,
    이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 디바이스는 가전 디바이스(consumer electronics device)인,
    이식가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 시스템.
KR1020157022406A 2013-02-06 2014-02-06 소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들 KR20150115811A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361761504P 2013-02-06 2013-02-06
US61/761,504 2013-02-06
PCT/US2014/015177 WO2014124184A1 (en) 2013-02-06 2014-02-06 Miniaturized implantable electrochemical sensor devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150115811A true KR20150115811A (ko) 2015-10-14

Family

ID=51297912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157022406A KR20150115811A (ko) 2013-02-06 2014-02-06 소형화된 이식가능 전기화학 센서 디바이스들

Country Status (10)

Country Link
US (3) US10376146B2 (ko)
EP (1) EP2953542A4 (ko)
JP (1) JP2016512443A (ko)
KR (1) KR20150115811A (ko)
CN (1) CN104968268A (ko)
AU (1) AU2014214800A1 (ko)
BR (1) BR112015018811A2 (ko)
MX (1) MX2015010152A (ko)
RU (1) RU2015129811A (ko)
WO (1) WO2014124184A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016512443A (ja) 2013-02-06 2016-04-28 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 小型化された埋め込み型電気化学センサデバイス
EP3024391B1 (en) 2013-07-24 2020-07-08 California Institute of Technology Design and fabrication of implantable fully integrated electrochemical sensors
US20160015285A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Drexel University Optoelectronic remotely powered silicon based hybrid neural electrode
US10820844B2 (en) * 2015-07-23 2020-11-03 California Institute Of Technology Canary on a chip: embedded sensors with bio-chemical interfaces
US10113990B2 (en) * 2015-08-14 2018-10-30 Scott R. Burge Microbial sensor system for the assessment of subsurface environments
US9763825B2 (en) * 2015-09-11 2017-09-19 California Institute Of Technology Implantable oxygen generator and transporter
US11134868B2 (en) * 2017-03-17 2021-10-05 Medtronic Minimed, Inc. Metal pillar device structures and methods for making and using them in electrochemical and/or electrocatalytic applications
WO2018217662A1 (en) 2017-05-22 2018-11-29 California Institute Of Technology Small molecule transport device with anti-condensation filler for drug delivery or waste removal
US11583213B2 (en) * 2018-02-08 2023-02-21 Medtronic Minimed, Inc. Glucose sensor electrode design
US11220735B2 (en) 2018-02-08 2022-01-11 Medtronic Minimed, Inc. Methods for controlling physical vapor deposition metal film adhesion to substrates and surfaces
WO2019157397A1 (en) 2018-02-08 2019-08-15 Cornell University Wireless, optically powered optoelectronic sensors and devices
US11633129B2 (en) 2019-04-05 2023-04-25 Cambridge Medical Technologies LLC Non-invasive transdermal sampling and analysis device incorporating redox cofactors
US11523757B2 (en) 2019-08-01 2022-12-13 Medtronic Minimed, Inc. Micro-pillar working electrodes design to reduce backflow of hydrogen peroxide in glucose sensor
US11375931B2 (en) 2019-08-08 2022-07-05 Cambridge Medical Technologies LLC Non-invasive transdermal sampling and analysis device incorporating an electrochemical bioassay
EP4312766A1 (en) 2021-09-01 2024-02-07 Integrated Medical Sensors, Inc. Wired implantable monolithic integrated sensor circuit

Family Cites Families (120)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3536386A (en) 1967-10-27 1970-10-27 Morris Spivack Contact lens with simulated iris
US4129628A (en) 1976-07-19 1978-12-12 Rca Corporation Method of making a thermoplastic lens by vacuum forming
EP0539814B1 (de) 1991-10-29 1996-12-27 Siemens Aktiengesellschaft Elektrokatalytischer Glucosesensor
KR940009628B1 (ko) 1991-11-16 1994-10-15 삼성전자 주식회사 커패시터 및 그 제조방법
US5366454A (en) 1993-03-17 1994-11-22 La Corporation De L'ecole Polytechnique Implantable medication dispensing device
US5482882A (en) 1994-03-18 1996-01-09 United Microelectronics Corporation Method for forming most capacitor using polysilicon islands
US5614875A (en) 1994-07-19 1997-03-25 Dae Ryun Electronics, Inc. Dual block ceramic resonator filter having common electrode defining coupling/tuning capacitors
US5812065A (en) 1995-08-14 1998-09-22 International Business Machines Corporation Modulation of the resonant frequency of a circuit using an energy field
US5711861A (en) 1995-11-22 1998-01-27 Ward; W. Kenneth Device for monitoring changes in analyte concentration
US5797898A (en) 1996-07-02 1998-08-25 Massachusetts Institute Of Technology Microchip drug delivery devices
JPH1074710A (ja) 1996-08-30 1998-03-17 Ricoh Co Ltd 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置
US6544193B2 (en) 1996-09-04 2003-04-08 Marcio Marc Abreu Noninvasive measurement of chemical substances
JPH10121237A (ja) 1996-10-11 1998-05-12 Sony Corp スパッタ装置
US7192450B2 (en) 2003-05-21 2007-03-20 Dexcom, Inc. Porous membranes for use with implantable devices
US7657297B2 (en) 2004-05-03 2010-02-02 Dexcom, Inc. Implantable analyte sensor
US6001067A (en) 1997-03-04 1999-12-14 Shults; Mark C. Device and method for determining analyte levels
US7267665B2 (en) * 1999-06-03 2007-09-11 Medtronic Minimed, Inc. Closed loop system for controlling insulin infusion
IL121286A0 (en) 1997-07-11 1998-01-04 Pets N People Ltd Apparatus and methods for dispensing pet care substances
US6259937B1 (en) * 1997-09-12 2001-07-10 Alfred E. Mann Foundation Implantable substrate sensor
US5999849A (en) * 1997-09-12 1999-12-07 Alfred E. Mann Foundation Low power rectifier circuit for implantable medical device
US6402689B1 (en) 1998-09-30 2002-06-11 Sicel Technologies, Inc. Methods, systems, and associated implantable devices for dynamic monitoring of physiological and biological properties of tumors
GB9907815D0 (en) * 1999-04-06 1999-06-02 Univ Cambridge Tech Implantable sensor
US7149773B2 (en) 1999-07-07 2006-12-12 Medtronic, Inc. System and method of automated invoicing for communications between an implantable medical device and a remote computer system or health care provider
US6504292B1 (en) 1999-07-15 2003-01-07 Agere Systems Inc. Field emitting device comprising metallized nanostructures and method for making the same
EP2308522A3 (en) 1999-11-17 2012-02-29 Boston Scientific Limited Microfabricated devices for the delivery of molecules into a carrier fluid
US6808522B2 (en) 1999-12-10 2004-10-26 Massachusetts Institute Of Technology Microchip devices for delivery of molecules and methods of fabrication thereof
US6864802B2 (en) * 2000-09-01 2005-03-08 Ut-Battelle, Llc Wireless spread-spectrum telesensor chip with synchronous digital architecture
DE60116520T2 (de) 2000-10-10 2006-08-31 Microchips, Inc., Bedford Microchip-reservoir-vorrichtungen mit drahtloser übertragung von energie und daten
US6560471B1 (en) * 2001-01-02 2003-05-06 Therasense, Inc. Analyte monitoring device and methods of use
TW554388B (en) 2001-03-30 2003-09-21 Univ California Methods of fabricating nanostructures and nanowires and devices fabricated therefrom
WO2002099457A1 (en) 2001-05-31 2002-12-12 Massachusetts Inst Technology Microchip devices with improved reservoir opening
JP4436258B2 (ja) 2002-08-16 2010-03-24 マイクロチップス・インコーポレーテッド 制御された放出デバイスおよび方法
US6858521B2 (en) 2002-12-31 2005-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for fabricating spaced-apart nanostructures
WO2004019773A1 (en) 2002-08-27 2004-03-11 Michigan State University Implantable microscale pressure sensor system
US8003513B2 (en) 2002-09-27 2011-08-23 Medtronic Minimed, Inc. Multilayer circuit devices and manufacturing methods using electroplated sacrificial structures
EP2194026A1 (en) 2002-09-30 2010-06-09 Nanosys, Inc. Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
US7599737B2 (en) 2002-10-04 2009-10-06 Microchips, Inc. Medical device for neural stimulation and controlled drug delivery
JP2004147845A (ja) 2002-10-30 2004-05-27 Toppan Printing Co Ltd センサーチップ
KR20060004942A (ko) 2003-04-15 2006-01-16 센서즈 포 메드슨 앤드 사이언스 인코포레이티드 집적화된 안테나를 포함하는 인쇄 회로 장치 및 집적화된인쇄 회로 보드 안테나를 포함하는 이식 가능한 센서 처리시스템
US7114312B2 (en) 2003-07-17 2006-10-03 Microchips, Inc. Low temperature methods for hermetically sealing reservoir devices
EP1673812A2 (de) 2003-07-19 2006-06-28 Infineon Technologies AG Integrierte sensor-chip-einheit
WO2005016558A2 (en) 2003-08-04 2005-02-24 Microchips, Inc. Methods for accelerated release of material from a reservoir device
KR100537101B1 (ko) 2003-12-27 2005-12-16 동부아남반도체 주식회사 수직형 트랜지스터의 제조방법
US7348243B2 (en) 2003-12-27 2008-03-25 Dongbu Electronics Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2005286888A (ja) 2004-03-30 2005-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置
US20050218398A1 (en) 2004-04-06 2005-10-06 Availableip.Com NANO-electronics
US8277713B2 (en) 2004-05-03 2012-10-02 Dexcom, Inc. Implantable analyte sensor
US7125382B2 (en) 2004-05-20 2006-10-24 Digital Angel Corporation Embedded bio-sensor system
US20070036835A1 (en) 2004-07-19 2007-02-15 Microchips, Inc. Hermetically Sealed Devices for Controlled Release or Exposure of Reservoir Contents
JP4637545B2 (ja) 2004-11-01 2011-02-23 一般社団法人オンチップ・セロミクス・コンソーシアム Ｄｎａチップおよびｄｎａハイブリダイゼーション法
US7097662B2 (en) 2004-08-25 2006-08-29 Ut-Battelle, Llc In-vivo orthopedic implant diagnostic device for sensing load, wear, and infection
WO2006026741A1 (en) 2004-08-31 2006-03-09 Lifescan Scotland Limited Wearable sensor device and system
ATE424928T1 (de) 2004-09-01 2009-03-15 Microchips Inc Behältervorrichtungen mit mehreren verschlüssen zur gesteuerten abgabe oder exponierung des behälterinhalts
US7592255B2 (en) 2004-12-22 2009-09-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fabricating arrays of metallic nanostructures
CN100487879C (zh) 2004-12-28 2009-05-13 松下电器产业株式会社 半导体纳米导线及其制法和包括该纳米导线的半导体装置
US20080076975A1 (en) 2005-01-25 2008-03-27 Microchips, Inc. Method and implantable device with reservoir array for pre-clinical in vivo testing
US8118748B2 (en) 2005-04-28 2012-02-21 Medtronic, Inc. Implantable capacitive pressure sensor system and method
WO2006116752A2 (en) 2005-04-28 2006-11-02 The Regents Of The University Of California Compositions comprising nanostructures for cell, tissue and artificial organ growth, and methods for making and using same
US20060261406A1 (en) 2005-05-18 2006-11-23 Yijian Chen Vertical integrated-gate CMOS device and its fabrication process
US20080221556A1 (en) 2005-07-05 2008-09-11 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Device For the Controlled Release of a Predefined Quantity of a Substance
WO2007022359A2 (en) 2005-08-16 2007-02-22 The Regents Of The University Of California Vertical integrated silicon nanowire field effect transistors and methods of fabrication
US7521890B2 (en) 2005-12-27 2009-04-21 Power Science Inc. System and method for selective transfer of radio frequency power
KR100767629B1 (ko) 2006-01-05 2007-10-17 한국과학기술원 높은 광감도를 갖는 ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 이의 제조방법
US7901817B2 (en) 2006-02-14 2011-03-08 Ini Power Systems, Inc. System for flexible in situ control of water in fuel cells
WO2008034823A1 (en) 2006-09-18 2008-03-27 Qunano Ab Method of producing precision vertical and horizontal layers in a vertical semiconductor structure
US8914090B2 (en) * 2006-09-27 2014-12-16 The University Of Connecticut Implantable biosensor and methods of use thereof
US9097639B2 (en) 2012-12-28 2015-08-04 General Electric Company Systems for analysis of fluids
US8617143B2 (en) 2006-12-07 2013-12-31 The Regents Of The University Of California Therapeutic agent delivery systems and devices
DE102007003341B4 (de) 2007-01-17 2018-01-04 Eyesense Ag Okularsensor und Messsystem zum Nachweis eines Analyten in einer Augenflüssigkeit
US7821132B2 (en) 2007-06-05 2010-10-26 Xilinx, Inc. Contact pad and method of forming a contact pad for an integrated circuit
EP2157907B1 (en) 2007-06-07 2013-03-27 MicroCHIPS, Inc. Electrochemical biosensors and arrays
KR100869123B1 (ko) 2007-07-23 2008-11-17 주식회사 티에스피 반도체 장치 제조용 금형
WO2009031375A1 (ja) * 2007-09-07 2009-03-12 University Of Tsukuba 電気化学的センサ装置及びこれを用いた電気化学的測定方法
JP2011511263A (ja) 2007-11-29 2011-04-07 レセプターズ エルエルシー コンビナトリアル人工受容体を用いたセンサ
KR20090067533A (ko) 2007-12-21 2009-06-25 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 제조 방법
JP5051243B2 (ja) 2008-02-15 2012-10-17 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
CN101946304B (zh) 2008-02-20 2013-06-05 Nxp股份有限公司 包括在衬底的两个面上形成的平面形状电容器的超高密度容量
KR20090098285A (ko) 2008-03-13 2009-09-17 주식회사 하이닉스반도체 실리콘 성장을 이용한 수직형 반도체 소자 및 그 제조 방법
US8231609B2 (en) 2008-05-08 2012-07-31 Minipumps, Llc Drug-delivery pumps and methods of manufacture
EP2321853A4 (en) 2008-08-14 2015-04-15 Brookhaven Science Ass Llc STRUCTURED PILLAR ELECTRODES
WO2010033724A2 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Dexcom, Inc. Particle-containing membrane and particulate electrode for analyte sensors
US8332037B2 (en) * 2008-11-05 2012-12-11 Incube Labs, Llc Housing structure for a medical implant including a monolithic substrate
WO2010057051A2 (en) 2008-11-13 2010-05-20 Proteus Biomedical, Inc. Implantable microstimulators
JP2010127757A (ja) 2008-11-27 2010-06-10 Hitachi Ltd 無線センサチップ及び測定システム
KR20100076083A (ko) 2008-12-17 2010-07-06 서울반도체 주식회사 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법
EP2361033A4 (en) 2008-12-22 2012-09-12 Integrated Sensing Systems Inc WIRELESS DYNAMIC POWER CONTROL OF AN IMPLANTABLE SENSOR DEVICE AND METHODS
US9005548B2 (en) 2009-02-25 2015-04-14 California Institute Of Technology Methods for fabricating high aspect ratio probes and deforming high aspect ratio nanopillars and micropillars
CA2756351A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona, Acti Ng For And On Behalf Of Arizona State University Integrated device for surface-contact sampling, extraction and electrochemical measurements
US8123687B2 (en) 2009-05-07 2012-02-28 Alcon Research, Ltd. Intraocular pressure sensor
US8421082B1 (en) 2010-01-19 2013-04-16 Mcube, Inc. Integrated CMOS and MEMS with air dielectric method and system
JP5763629B2 (ja) 2009-06-26 2015-08-12 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー パッシベートされたシリコンナノワイヤーの製造方法およびこれにより得られるデバイス
KR100964574B1 (ko) 2009-07-23 2010-06-21 주식회사 에스코넥 금속 소재의 표면에 대한 레이저 컬러 마킹방법
GB0915775D0 (en) 2009-09-09 2009-10-07 Univ Gent Implantable sensor
KR101278025B1 (ko) 2009-10-15 2013-06-21 한국전자통신연구원 직교 주파수 분할 다중화 방식의 ｉ／ｑ 불균형 보상을 위한 수신 장치 및 그 수신 장치에서 수행되는 ｉ／ｑ 불균형 보상 방법
US8767202B2 (en) 2009-10-23 2014-07-01 Danmarks Tekniske Universitet SERS substrate and a method of providing a SERS substrate
US8666505B2 (en) * 2010-10-26 2014-03-04 Medtronic, Inc. Wafer-scale package including power source
US8542023B2 (en) 2010-11-09 2013-09-24 General Electric Company Highly selective chemical and biological sensors
KR101274522B1 (ko) 2010-11-30 2013-06-13 한양대학교 산학협력단 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 이용한 미세유체 필터 및 그 제조 방법
US9877673B2 (en) 2010-12-10 2018-01-30 Clinitech, Llc Transdermal sampling and analysis device
WO2012087352A2 (en) 2010-12-20 2012-06-28 The Regents Of The University Of California Superhydrophobic and superoleophobic nanosurfaces
US8900935B2 (en) 2011-01-25 2014-12-02 International Business Machines Corporation Deposition on a nanowire using atomic layer deposition
US9936876B2 (en) 2011-03-15 2018-04-10 Optoelectronics Systems Consulting, Inc Robust powering of implantable biosensor platform
WO2012160091A2 (de) 2011-05-23 2012-11-29 Roche Diagnostics Gmbh Sensorvorrichtung zum nachweis eines analyten
WO2012170837A2 (en) 2011-06-08 2012-12-13 Nader Najafi Implantable wireless sensor systems
WO2013021357A1 (en) 2011-08-08 2013-02-14 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) In-vivo condition monitoring of metallic implants by electrochemical techniques
US8857983B2 (en) 2012-01-26 2014-10-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens assembly having an integrated antenna structure
US10682520B2 (en) 2012-01-27 2020-06-16 Medtronic, Inc. Managing recharge power for implantable medical devices
EP2864119A2 (en) 2012-06-20 2015-04-29 Battelle Memorial Institute Two dimensional meta-material windows
US8658518B1 (en) 2012-08-17 2014-02-25 International Business Machines Corporation Techniques for metal gate work function engineering to enable multiple threshold voltage nanowire FET devices
US9048097B2 (en) 2012-08-22 2015-06-02 California Institute Of Technology Semiconductive micro- and nano-wire array manufacturing
US20140163338A1 (en) 2012-12-07 2014-06-12 Roche Diagnostics Operations, Inc. Analyte Sensor with Slot Antenna
US9173605B2 (en) 2012-12-13 2015-11-03 California Institute Of Technology Fabrication of implantable fully integrated electrochemical sensors
WO2014093938A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 California Institute Of Technology Fabrication of three-dimensional high surface area electrodes
JP2016512443A (ja) 2013-02-06 2016-04-28 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 小型化された埋め込み型電気化学センサデバイス
US9095085B2 (en) 2013-03-29 2015-07-28 Kinsus Interconnect Technology Corp. Method of manufacturing a stacked multilayer structure
EP3024391B1 (en) 2013-07-24 2020-07-08 California Institute of Technology Design and fabrication of implantable fully integrated electrochemical sensors
US20150057516A1 (en) 2013-08-23 2015-02-26 California Institute Of Technology Fully wireless continuously wearable sensor for measurement of eye fluid
US10820844B2 (en) 2015-07-23 2020-11-03 California Institute Of Technology Canary on a chip: embedded sensors with bio-chemical interfaces
US20170100598A1 (en) 2015-10-13 2017-04-13 Glusense Ltd. Implant illumination
US10881788B2 (en) 2015-10-30 2021-01-05 International Business Machines Corporation Delivery device including reactive material for programmable discrete delivery of a substance

Also Published As

Publication number Publication date
MX2015010152A (es) 2015-12-16
US20190320903A1 (en) 2019-10-24
CN104968268A (zh) 2015-10-07
BR112015018811A2 (pt) 2017-07-18
AU2014214800A1 (en) 2015-08-06
JP2016512443A (ja) 2016-04-28
EP2953542A1 (en) 2015-12-16
US20140228660A1 (en) 2014-08-14
US20230233082A1 (en) 2023-07-27
US11510573B2 (en) 2022-11-29
WO2014124184A1 (en) 2014-08-14
US10376146B2 (en) 2019-08-13
RU2015129811A (ru) 2017-03-13
EP2953542A4 (en) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11510573B2 (en) Miniaturized implantable electrochemical sensor devices
US10004457B2 (en) Encapsulated electronics
AU2017292924B2 (en) Implants using ultrasonic backscatter for sensing physiological conditions
US20190029598A1 (en) Noninvasive physiological analysis using wearable solid state optical and mechanical devices
RU2611557C2 (ru) Микроэлектроды в офтальмическом электрохимическом датчике
US10820844B2 (en) Canary on a chip: embedded sensors with bio-chemical interfaces
US20060092421A1 (en) System and method for attenuating the effect of ambient light on an optical sensor
RU2636802C2 (ru) Идентификация устройства
JP6450757B2 (ja) 埋め込み型完全集積化電気化学センサの設計及び作製
JP2019500065A (ja) 無線周波および光学リーダ走査アレイ
Moon et al. Bridging the “last millimeter” gap of brain-machine interfaces via near-infrared wireless power transfer and data communications
US9770207B2 (en) Sensor electrodes in a bio-compatible device
US20120323092A1 (en) Robust Powering of Implantable Biosensor Platform
Eickenscheidt et al. An optoelectronic neural interface approach for precise superposition of optical and electrical stimulation in flexible array structures
US9685689B1 (en) Fabrication methods for bio-compatible devices
KR20200012481A (ko) 혈당 측정 패치
WO2024042227A1 (en) Wearable monitoring system and method and computer program
WO2023209142A1 (en) Ultrasound-based wireless battery-free implantable sensors comprising a solutiongated field-effect transistor
Margallo-Balbás et al. Telemetric light delivery and monitoring system for photodynamic therapy based on solid-state optodes
JP2016123817A (ja) 測定装置及び測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid