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(19)中华人民共和国国家知识产权局
CN103127608A
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 103127608 A
(43)申请公布日 2013.06.05
(21)申请号 201310022485.X
(22)申请日 2013.01.22
(71)申请人 清华大学
地址 100084 北京市海淀区 100084 信箱 82
分箱清华大学专利办公室
(72)发明人 金超
(74)专利代理机构 西安智大知识产权代理事务
所 61215
代理人 贾玉健
(51)Int.Cl.
A61N 1/05 (2006.01)
A01K 11/00 (2006.01)
权利要求书1页
权利要求书
1 页 说明书4页
说明书 4 页 附图2页
附图 2 页
(54) 发明名称
一种体内注射成型式电子装置的制造方法
(57) 摘要
CN 103127608 A
一种利用注射器直接注射成型的电子装置的
制造方法，由封装材料注射于体内固化形成特定
的封装区域，以及将导电性金属墨水、半导体性墨
水、绝缘型墨水、微小尺度器件及电源注射后形成
的电子装置元件，通过控制注射器的注射速度及
移位可形成一个或多个含封装的具有形状及功能
各异的电子装置，本发明所提出的注射成型式电
子装置制造方法，填补了柔性物体内直接构建电
子器件的技术空白，具有极大的便携性与低成本
性，更重要的是在软性物质对象体内具备柔性化、
适形化特征，具有良好的应用前景，同时本技术的
发展成熟还将极大推进植入式电子技术的进步。
CN 103127608 A
权 利
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1. 一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
   先使流体
   封装材料（1）在体内形成局部制作区域（3），然后将导电性金属墨水（2）、半导体性墨水、绝
   缘型墨水、微小尺度器件及电源注射入局部制作区域（3）内，通过控制注射器的注射速度
   及移位，形成一个或一个以上含封装的具有形状及功能各异的电子装置（4），注射速度为
   0.1mm/s~5mm/s，每次移位为 0.1mm~5mm ；
   注射器械采用单腔体注射管型注射器械，或采用
   同心套管 2~10 层腔体注射管型注射器械。
2. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述封装材料（1）采用硅橡胶、水凝胶、胶原、PEG（聚乙二醇）或明胶，易于注射且具有良好绝
   缘特性的固化成型材料，其遇水或受热后易于固化成型。
3. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述导电性金属墨水（2）采用在室温条件下易于注射且可控的液态金属或合金材料，包括镓、
   镓铟或镓铟锡合金。
4. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述半导体性墨水为掺有 0wt% ～ 90wt% 质量百分比的 P 型或 N 型纳米半导体材料颗粒的有
   机物或聚合物，有机物包括红荧烯 rubrene、并五苯 pentacene，聚合物包括聚 3- 己基噻吩
   P3HT、聚 3,3’- 二烷基连四噻吩 PQT、聚 3 芳基胺 PTAA、梯形聚合物 BBL、非梯形聚合物 BBB。
5. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述绝缘型墨水为有机物或聚合物，包括聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲脂
   或聚乙烯苯酚。
6. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述封装材料区域（3）的数目、形状及尺寸依据需要，通过一次或一次以上实现，或采用一枚
   以上的注射器从不同处同时注射实现，注射时控制注射器注射速度与位移形成椭球、圆柱、
   立方体或它们的组合。
7. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述电子装置（4）依据需求功能，通过一次或一次以上注射实现，或采用一枚以上的注射器械
   一次注射成型，注射时控制注射器械的注射速度与位移形成圆柱状、条状、网状、螺旋状或
   它们的组合。
8. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述电子装置（4）的功能依据需求，通过一次或一次以上注射，或采用一枚以上的注射器械一
   次注入微小尺度器件及电源，来形成特定功能单元。
9. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
   述封装区域（3）根据需求，还能够在局部区域采用导电材料与所选封装材料（1）混合作为
   此电子装置输出电信号在体内的传导接口（6），导电材料包括纳米铜、铁材料。
10. 根据权利要求 1 所述的一种体内注射成型式电子装置的制造方法，其特征在于 ：
    述封装材料（1）在生物医学应用中所注入对象体内，选取具有生物相容性好、无毒且在生物
    体内可控成型的 mTG 酶修饰明胶 ；
    或使用 Alginate（藻朊酸盐）、GaCO3（碳酸钙）与 GDL（葡
    萄糖酸内酯）的混合材料。
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    一种体内注射成型式电子装置的制造方法
    技术领域
    本发明涉及皮下植入式电子技术领域，具体涉及一种体内注射成型式电子装置的
    制造方法。
    [0001]
    背景技术
    电子技术的发展与日趋成熟给现代生活带来急速的改变，便捷、快速已成为新时
    代的代名词，特别是逐步兴起的物联网将带来更加便利的通信。作为物联网构建中重要的
    电子装置，RFID（射频识别）可实现实时快速的对目标物品进行识别读写。针对所识别对象
    的特性，学术界与工业界已发展出样式及功能各异的 RFID 目标标签（应答器）等电子器件。
    其中，皮下植入式 RFID 被广泛应用于畜牧业中家畜的管理。然而，RFID 的传统电子制造方
    法仍采用自下而上的制作方案，成型后的 RFID 电子标签通过封装再对家畜进行植入手术
    才可实现应用。这样的制作与应用方案一方面增加了制造成本，另一方面生物体内封装及
    植入手术在增加成本的同时也使得操作变得复杂，且通常采用的皮肤切口给生物学对象带
    来较大痛苦和风险，不利于此项技术的应用扩展。
    [0003]
    另外，近年来植入式医疗设备，如脑起搏器、心脏起搏器等技术不断成熟使广大脑
    中风、心血管疾病与糖尿病患者受益。但其复杂的制作工艺所产生的高昂成本也使很多患
    者无力负担。特别是，植入式医疗设备使用过程繁琐、损失大，一般患者均需要完成手术开
    刀、设备植入、开口缝合等一系列复杂的过程。这样一方面给患者带来身体疼痛与精神压
    力，伤口还易造成大的感染风险，另一方面手术与设备运行支持（如电源消耗）等又无形中
    给患者带来物质上的压力。
    [0004]
    因此，若能实现一种方便快捷的体内电子装置制备方法，将极大推进植入式电子
    技术的进步，本发明提供直接注射成型的电子器件。这种体内注射成型直接构建电子器件
    的概念和技术从未见于文献和专利。
    [0002]
    发明内容
    [0005]
    为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种体内注射成型式电子
    装置的制造方法，具有极大的便携性与低成本性。
    [0006]
    为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为 ：
    [0007]
    一种体内注射成型式电子装置的制造方法，包括以下步骤 ：
    先使流体封装材料 1
    在体内形成局部制作区域 3，然后将导电性金属墨水 2、半导体性墨水、绝缘型墨水、微小尺
    度器件及电源注射入局部制作区域 3 内，通过控制注射器的注射速度及移位，形成一个或
    一个以上含封装的具有形状及功能各异的电子装置 4，注射速度为 0.1mm/s~5mm/s，每次移
    位为 0.1mm~5mm ；
    注射器械采用单腔体注射管型注射器械，或采用同心套管 2~10 层腔体注
    射管型注射器械。
    [0008]
    所述封装材料 1 采用硅橡胶、水凝胶、胶原、PEG（聚乙二醇）或明胶，易于注射且具
    有良好绝缘特性的固化成型材料，其遇水或受热后易于固化成型，由此可方便地控制成型
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    速度和形状等参数。
    [0009]
    所述封装材料 1 在生物医学应用中所注入对象体内，选取具有更好生物相容性、
    无毒且在生物体内可控成型的 mTG 酶修饰明胶 ；
    或使用 Alginate（藻朊酸盐）、GaCO3（碳酸
    钙）与 GDL（葡萄糖酸内酯）的混合材料。

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