醫(yī)療設(shè)備的全新供電方案

　　小型醫(yī)療傳感器和手術(shù)器械正在迅速地變得智能化，因此他們必須帶有供電解決方案—經(jīng)常使用到小型可充電電池。集成化電池必須具有幾個(gè)關(guān)鍵屬性，以確保安全的操作和保護(hù)病人的健康。新型的固態(tài)電池已經(jīng)面世，它們采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體制造工藝和封裝技術(shù)特制而成。

　　為了滿足新型醫(yī)療傳感器和智能儀器的要求，必須考慮幾個(gè)因素：

　　? 必須提供創(chuàng)新的電池封裝和連接選項(xiàng);
　　? 集成化電池必須完全沒(méi)有細(xì)胞毒性;
　　? 電池必須不受高溫滅菌操作的影響;
　　? 可使用包括能量采集等多種電池充電方法;
　　? 尺寸：醫(yī)療傳感技術(shù)正變成毫米級(jí)。

　　創(chuàng)新的電池封裝和連接能力

　　固態(tài)電池與醫(yī)療電子設(shè)備中可看到的集成電路一樣，有相同的處理和片芯(die)連接的機(jī)制。這使得固態(tài)電池可以理想地與其他集成電路封裝在一起，以創(chuàng)建先進(jìn)的系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)器件。圖1所示即為在一個(gè)IC堆疊中使用一種固態(tài)電池連線邦定附著的實(shí)例。

　　可充電的固態(tài)電池處在第二層，可看到被邦定到Vout 和 GND觸片的連線。這個(gè)器件堆疊是本文稍后將描述的眼內(nèi)壓力傳感器所用的真實(shí)的實(shí)現(xiàn)方式。固態(tài)電池也可以采用標(biāo)準(zhǔn)的塑料DFN封裝方式提供，以編帶和卷盤方式發(fā)貨，以便用表面貼裝和回流焊簡(jiǎn)單、方便地安裝在印刷電路板上。

　　使用100%無(wú)細(xì)胞毒性的固態(tài)電池

　　確保醫(yī)療產(chǎn)品的安全性是絕對(duì)至關(guān)重要的，過(guò)去將傳統(tǒng)電池產(chǎn)品集成進(jìn)產(chǎn)品中一直是一個(gè)問(wèn)題。在許多醫(yī)療應(yīng)用中，固態(tài)電池不是應(yīng)用在體外就是應(yīng)用于體內(nèi)。最近，可充電固態(tài)電池已經(jīng)成功通過(guò)了針對(duì)體外和體內(nèi)生物相容性的可行性研究的生物安全測(cè)試。在這些程序中，裸片芯電池被壓碎并被放入鹽溶液，并在不同的測(cè)試條件下進(jìn)行了測(cè)試。

　　體外電池的生物相容性測(cè)試

　　固態(tài)電池的生物相容性使用以下的體外測(cè)試方法完成了評(píng)估：細(xì)胞毒性：中性洗出液法(MEM) - 1 x CMEM細(xì)胞生長(zhǎng)介質(zhì)提取;細(xì)胞毒性：瓊脂擴(kuò)散- 固體樣品。

　　在這些測(cè)試中，在采用了中性洗出液法和瓊脂擴(kuò)散法這兩種可行性篩選程序時(shí)，經(jīng)伽馬射線消毒的Cymbet CBC005-BDC 5μA-hr EnerChip固態(tài)電池已被證實(shí)無(wú)細(xì)胞毒性(0%細(xì)胞溶菌作用)。在這些非常敏感的體外細(xì)胞培養(yǎng)測(cè)定沒(méi)有任何不利的生物反應(yīng)，是生物相容性測(cè)試結(jié)果的象征(雖然不是一個(gè)保證)，這也是所建議完成的其他生物相容性體外和體內(nèi)測(cè)試，如EN ISO 10993 - 1:2009醫(yī)療設(shè)備生物評(píng)價(jià)的第1部分：一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理流程中的評(píng)估和測(cè)試，以及美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)藍(lán)皮書備忘錄第G95-1準(zhǔn)則(1995年)等中建議，因此是完成這些特別而非常敏感的測(cè)試的另一個(gè)絕佳原因。

　　體內(nèi)0% 毒性測(cè)試結(jié)果

　　用以檢測(cè)一款固態(tài)電池本身的生物安全性的最嚴(yán)格的方法之一，就是將粉碎的裸片芯注入體內(nèi)測(cè)試設(shè)置。粉碎的電池再現(xiàn)了一個(gè)由EnerChip供電的植入式醫(yī)療設(shè)備出現(xiàn)災(zāi)難性破損時(shí)的情況。在這種損傷性場(chǎng)景中，固態(tài)電池的材料將直接暴露在體內(nèi)設(shè)置中。結(jié)果顯示對(duì)暴露的組織沒(méi)有有害的組織學(xué)影響。

　　滿足額外的電池標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　此外，目前還有許多全球環(huán)境和安全標(biāo)準(zhǔn)及準(zhǔn)則來(lái)規(guī)范電池。固態(tài)電池是理想的解決方案，因?yàn)樗麄兎希篟oHS、中國(guó)RoHS、REACH、CE 標(biāo)志、UL實(shí)驗(yàn)室、JEDEC的IC封裝標(biāo)準(zhǔn)、IEC、NEMA/ANSI、聯(lián)合國(guó)空中安全條例，WEEE指令、電池指令、MSDS和OSHA信息，用盡產(chǎn)品處理指令和生物相容性標(biāo)準(zhǔn)。