(57)【要約】      （修正有）【課題】涙膜分析物濃度を測定するための眼装着型デバイスを提供する。【解決手段】眼装着型デバイスは、眼の表面に装着するために構成されたポリマー材料に埋設された電気化学的センサーを含む。この電気化学的センサーは、作用電極と基準電極とを含み、その基準電極は分析物と反応して、眼装着型デバイスが晒される流体内の分析物の濃度に関連したセンサー測定値を生成する。例示的組み立て処理は、作業基板に犠牲層を形成し、この犠牲層に生体親和性材料の第１の層を形成し、この生体親和性材料の第１の層に電子機器モジュールを設け、この電子機器モジュールを覆うように生体親和性材料の第２の層を形成し、及び、生体親和性材料の第１及び第２の層を一緒に焼き鈍しして、生体親和性材料により完全にカプセル化された電子機器モジュールを有するカプセル化構造を形成することを含む。【選択図】図２Ａ
2017170160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼装着型デバイスであって、
凹面と凸面とを有する透明ポリマー材料であり、その凹面は角膜表面上に取り外し可能に装着されるように構成され、かつ、前記凸面は、前記凹面が装着されたときに瞼運動に適合するように構成された透明ポリマー材料と、
前記透明ポリマー材料に少なくとも部分的に埋設された基板とを備え、この基板は（ｉ）作用電極及び基準電極を含む電気化学的センサーと、（ｉｉ）生体親和性材料内にカプセル化された電子機器モジュールであり、前記透明ポリマー材料に浸透する涙流体が前記生体親和性材料により前記電子機器モジュールから絶縁される電子機器モジュールとを含み、この電子機器モジュールは、
アンテナと、
前記電気化学的センサー及びアンテナに電気的に接続されたコントローラであり、このコントローラは、前記電気化学的センサーを制御して流体内の分析物の濃度に関するセンサー測定値を得るように構成され、その流体には前記眼装着型デバイスが晒されて前記アンテナを用いて前記センサー測定値を指示するコントローラとを含む眼装着型デバイス。
【請求項２】
請求項１の眼装着型デバイスにおいて、前記電子機器モジュールを第１の層と第２の層との間に介入させながら、生体親和性材料の第１の層と生体親和性材料の第２の層と一緒に焼き鈍しすることにより、前記電子機器モジュールをカプセル化させる眼装着型デバイス。
【請求項３】
請求項１の眼装着型デバイスにおいて、前記基板は１５０マイクロメートル未満の厚さを有する眼装着型デバイス。
【請求項４】
請求項１の眼装着型デバイスにおいて、前記基板は環状であると共に、前記眼装着型デバイスにおける前記透明ポリマー材料の周辺の近傍に埋設されて、前記眼装着型デバイスの中心部分を通じる光透過に干渉しないようにされている眼装着型デバイス。
【請求項５】
請求項１の眼装着型デバイスにおいて、前記電子機器モジュールはエネルギー採取システムを含み、これは入射輻射から電気エネルギーを捕捉して前記電子機器モジュールを駆動する眼装着型デバイス。
【請求項６】
請求項１の眼装着型デバイスにおいて、前記生体親和性材料はジクロロジ−ｐ−キシリレン・ポリマーを含む眼装着型デバイス。
【請求項７】
生体親和性材料の第１の層を形成し、
前記生体親和性材料の第１の層に電子機器モジュールを設け、
前記生体親和性材料の第２の層を形成して前記電子機器モジュールを覆い、及び、
前記生体親和性材料の第１と第２の層を一緒に焼き鈍ししてカプセル化構造形成し、このカプセル化構造は前記生体親和性材料内に完全に被包された前記電子機器モジュールを含むことを含む方法。
【請求項８】
請求項７の方法は更に、
作業基板に犠牲層を形成し、前記生体親和性材料の第１の層は、前記犠牲層に形成され、
前記犠牲層を除去して前記カプセル化構造を前記作業基板から解放することを含む方法。
【請求項９】
請求項８の方法において、前記生体親和性材料の第１及び第２の層と前記電子機器モジュールとは、１５０マイクロメートル未満の組み合わせた厚さを有する方法。
【請求項１０】
請求項７の方法において、前記生体親和性材料の第１の層、前記電子機器モジュール、及び前記生体親和性材料の第２の層の全ては、前記焼き鈍しの間に、前記作業基板における前記犠牲層上に積層され、前記焼き鈍しは前記作業基板をオーブンで焼くことを含む方法。
【請求項１１】
請求項７の方法において、
前記カプセル化構造をエッチングして環状形状構造を形成し、これは前記生体親和性材料内にカプセル化された前記電子機器モジュールを含むことを更に含む方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、
前記環状形状構造を凹面と凸面とを有する透明なポリマー材料を含む眼装着型デバイスに埋設し、その凹面は角膜表面上に取り外し可能に装着されるように構成されており、前記凸面は、前記凹面が装着されたときに、瞼運動に適合するように構成されていることを更に含む方法。
【請求項１３】
請求項７の方法において、前記生体親和性材料はジクロロジ−ｐ−キシリレン・ポリマーを含む方法。
【請求項１４】
請求項７の方法において、フォトレジスト又は非粘着性材料を含む犠牲層を作業基板に形成し、前記焼き鈍しの間に前記生体親和性材料を前記作業基板から分離させるようにすることを更に含む方法。
【請求項１５】
請求項７の方法において、前記電子機器モジュールを組み立てることを更に含み、この電子機モジュールを組み立てることは、
金属をパターン化して、チップを受け入れるように構成された複数の接続パッド、複数の電気化学的センサー電極、アンテナ、少なくとも一つの前記接続パッドと一つ以上のアンテナ配線との間を相互接続するアンテナと、少なくとも一つの前記接続パッドと一つ以上の前記センサー電極との間を相互接続するセンサーとを形成し、及び、
チップを前記接続パッドに適用し、このチップは前記電気化学的センサー電極を制御して流体内の分析物の濃度に関係するセンサー測定値を得るように構成されて、その流体には前記電気化学的センサー電極が晒されて前記アンテナを用いて前記センサー測定値を無線で指示することを含む方法。
【請求項１６】
請求項１５の方法において、前記チップを前記接続パッドに適用することは、異方性の導電性接着剤を介して前記チップを前記接続パッドへ電気的に接続することを含む方法。
【請求項１７】
請求項７の方法において、前記電子機器モジュールはエネルギー採取システムを含み、これは入射輻射から電気エネルギーを捕捉して、前記電子機器モジュールを前記生体親和性材料内にカプセル化しながら駆動する方法。
【請求項１８】
処理によって準備されるデバイスであって、その処理は、
生体親和性材料の第１の層を形成し、
前記生体親和性材料の第１の層に電子機器モジュールを設け、
前記生体親和性材料の第２の層を前記電子機器モジュールを覆うように形成し、及び、
前記生体親和性材料の第１及び第２の層を一緒に焼き鈍ししてカプセル化構造を形成し、このカプセル化構造は前記生体親和性材料内に完全に被包された前記電子機器モジュールを含むことを含むデバイス。
【請求項１９】
請求項１８のデバイスであって、前記処理は、
作業基板に犠牲層を形成し、前記生体親和性材料の第１の層は前記犠牲層に形成され、
前記犠牲層を除去して前記カプセル化構造を前記作業基板から解放することを更に含むデバイス。
【請求項２０】
請求項１８のデバイスであって、前記処理は、
前記カプセル化構造をエッチングして環状形状構造を形成し、これは前記生体親和性材料内にカプセル化された前記電子機器モジュールを含み、及び、
前記環状形状構造を凹面と凸面とを有する透明なポリマー材料を含む眼装着型デバイスに埋設し、その凹面は角膜表面上に取り外し可能に装着されるように構成されており、前記凸面は、前記凹面が装着されたときに、瞼運動に適合するように構成されていることを更に含むデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は２０１３年１月１５日に出願の米国特許出願第１３／７４１，７２５号の優先権を主張しており、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
背景
【０００２】
ここに別段の指示がない限り、この背景の節に説明された資料はこの出願における特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、かつ、この節への包含によって先行技術になると認められるものではない。
【０００３】
電気化学的電流測定センサーは、このセンサーの作用電極で分析物の電気化学的酸化又は還元反応を通じて発生した電流を測定することにより、分析物の濃度を測定する。電子が電極から分析物へ移動したときに還元反応が起こり、一方、電子が分析物から電極へ移動したときに酸化反応が起こる。電子移動の方向は、作用電極に印加される電位に依存している。対電極及び／又は基準電極は、作用電極と共に回路を完成して、発生した電流を流れさせるのに用いられる。作用電極が適切にバイアスをかけられるとき、出力電流は反応速度に比例することができるので、作用電極を囲んでいる分析物の濃度の測定を与える。
【０００４】
或る例においては、試薬は作用電極の近傍に局所化されて、望ましい分析物と選択的に反応する。例えば、グルコースオキシダーゼは、作用電極の近傍に固定して、グルコースと反応して過酸化水素を放出することができ、これは次いで、作用電極により電気化学的に検出されてグルコースの存在を示す。他の酵素及び／又は試薬を他の分析物を検出するのに用いることができる。
概要
【０００５】
本開示の或る実施形態は、眼装着型デバイスを提供し、これは透明ポリマー材料、基板、アンテナ、及びコントローラを含む。透明ポリマー材料は、凹面と凸面とを有することができる。その凹面は角膜表面の上に取り外し可能に装着されるように構成することができ、この凹面がそのように装着されたときに、凸面は瞼運動に適合するように構成することができる。基板は、透明ポリマー材料に少なくとも部分的に埋設することができる。この基板は、電気化学的センサーを含むことができ、これは作用電極と基準電極とを含む。この基板は、生体親和性材料内にカプセル化された電子機器モジュールも含むことができるので、透明ポリマー材料に浸透している涙液が生体親和性材料により電子機器モジュールから隔絶される。電子機器モジュールは、アンテナ及びコントローラを含むことができる。そのコントローラは、電気化学的センサー及びアンテナに電気的に接続することができる。このコントローラは、電気化学的センサーを制御して、眼装着型デバイスが晒される流体内の分析物の濃度に関連したセンサー測定値を得ると共に、アンテナを用いてセンサー測定値を指示するように構成することができる。
【０００６】
本開示の或る実施形態は、作業基板に犠牲層を形成することを含む方法を提供する。この方法は、犠牲層に生体親和性材料の第１の層を形成することを含むことができる。この方法は、生体親和性材料の第１の層に電子機器モジュールを設けることを含むことができる。この方法は、生体親和性材料の第２の層を形成して、電子機器モジュールを覆うことを含むことができる。この方法は、生体親和性材料の第１及び第２の層を一緒に焼き鈍して（アニールして）、カプセル化された構造を形成することを含むことができる。このカプセル化された構造は、生体親和性材料内に完全に包み込まれた電子機器モジュールを含むことができる。
【０００７】
本開示の或る実施形態は、或る処理により準備されたデバイスを提供する。この処理は、作業基板に犠牲層を形成することを含むことができる。この処理は、犠牲層に生体親和性材料の第１の層を形成することを含むことができる。この処理は、生体親和性材料の第１の層に電子機器モジュールを設けることを含むことができる。この処理は、生体親和性材料の第２の層を形成して、電子機器モジュールを覆うことを含むことができる。この処理は、生体親和性材料の第１及び第２の層を一緒に焼き鈍して、カプセル化された構造を形成することを含むことができる。このカプセル化された構造は、生体親和性材料内に完全に包み込まれた電子機器モジュールを含むことができる。
【０００８】
これらの並びに他の態様、利点、及び代替例は、添付図面を適切に参照する以下の詳細な説明を読むことにより、通常の当業者にとっては明白となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、外部リーダーと無線通信する眼装着型デバイスを含む例示的システムのブロック図である。
【００１０】
【図２Ａ】図２Ａは例示的な眼装着型デバイスの底面図である。
【００１１】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示される例示的な眼装着型デバイスの側面図である。
【００１２】
【図２Ｃ】図２Ｃは、眼の角膜表面に装着された状態の図２Ａ及び２Ｂに示される例示的な眼装着型デバイスの側面断面図である。
【００１３】
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃに示されるように装着されるときの例示的な眼装着型デバイスの表面を囲む涙膜層を示すように強調された側面断面図である。
【００１４】
【図３】図３は涙膜分析物濃度を電気化学的に測定するための例示的システムの機能的なブロック図である。
【００１５】
【図４Ａ】図４Ａは、涙膜分析物濃度を測るために、眼装着型デバイスにおける電流測定センサーを操作するための例示的プロセスのフローチャートである。
【００１６】
【図４Ｂ】図４Ｂは、涙膜分析物濃度を測定するために、眼装着型デバイスにおける電流測定センサーに呼び掛ける外部リーダーを操作するための例示的プロセスのフローチャートである。
【００１７】
【図５】図５Ａ−５Ｈは電子機器モジュールがカプセル化された例示的構造を製作する段階を示す。
【００１８】
【図６Ａ】図６Ａはカプセル化された構造を製作する例示的プロセスのフローチャートである。
【００１９】
【図６Ｂ】図６Ｂはカプセル化された構造を眼装着型デバイスに組み込む例示的プロセスのフローチャートである。
【００２０】
【図７】図７は例示的実施形態により構成されたコンピュータ可読媒体を表す。
【００２１】
詳細な説明
以下の詳細な説明においては、参照は添付図面になされ、それは詳細な説明の一部を形成する。その図面においては、文脈に別段の指示がない限り、類似の符号は類似した構成要素を一般的に特定する。この詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲において説明される実施形態は、限定を意味するものではない。他の実施形態が利用されることもあり、ここに提示された主題の要旨を逸脱することなく、他の変形例をなし得る。本開示の態様は、本明細書に一般的に説明されて図面に図解されるように、多種多様な種々の構成で配置、置換、組み合わせ、分離、及び設計されることが容易に理解され、その全ては本明細書に明確に予期されている。
Ｉ．概要
【００２２】
眼科的検知プラットホーム若しくは移植型検知プラットホームは、センサー、制御エレクトロニクス、及びアンテナを含むことができ、これらの全てはポリマー材料に埋設された基板に据えられている。ポリマー材料は、眼デバイス、例えば眼装着型デバイス又は移植型医療デバイスに組み込むことができる。制御エレクトロニクスは、センサーを操作して読み取りを実行することができると共に、アンテナを操作して、このアンテナを介してセンサーから外部リーダーへ読み取り値を無線で通信することができる。
【００２３】
或る例においては、ポリマー材料は、眼の角膜表面へ装着されるように構成された凹状湾曲を有する丸いレンズの形態とすることができる。基板はポリマー材料の周辺の近傍に埋設することができ、角膜の中心領域により近接して受ける入射光線との干渉を避ける。センサーは基板に内側を向いて、角膜表面へ向かって配置することができ、角膜表面の近傍から及び／又はコンタクト・レンズと角膜表面との間に入った涙流体からの臨床的に関連した読み取り値を生成するようにする。或る例においては、センサーはコンタクト・レンズ材料内に完全に埋設される。例えば、作用電極と参照電極とを含む電気的化学センサーはレンズ材料内に埋設して位置付けることができ、センサー電極はポリマー表面から１０マイクロメートル未満で角膜へ装着されるように構成されている。このセンサーは、センサー電極へレンズ材料を通じて拡散する分析物の濃度を示す出力信号を生成することができる。
【００２４】
眼科的検知プラットホームは、この検知プラットホームで集められた放射エネルギーを介して駆動することができる。動力は検知プラットホームに含まれている光電池に加えられている光によって与えることができる。追加的に又は代替的に、動力はアンテナから集められた無線周波数エネルギーによって与えることができる。整流器及び／又は調整器を制御エレクトロニクスに組み込むことができ、安定ＤＣ電圧を生成して、集められたエネルギーから検知プラットホームを駆動する。このアンテナは、制御エレクトロニクスに接続された配線による導電材料のループとして配置することができる。或る実施形態においては、そのようなループ・アンテナは、ループ・アンテナのインピーダンスを修正して、このアンテナからの後方散乱放射を修正するようにすることにより、センサー読み取り値を外部リーダーへ無線で通信することもできる。
【００２５】
涙流体は、様々な無機電解質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ―）、有機構成要素（例えば、グルコース、乳酸塩、タンパク質、脂質など）、その他を含み、これらは健康状態を診断するのに用いることができる。これらの分析物の一つ以上を測定するように構成された眼科的検知プラットホームは、このように健康状態の診断及び／又は監視に役立つ便利な非侵襲性のプラットホームを提供することができる。例えば、眼科的検知プラットホームはグルコースを検知するように構成することができ、糖尿病者によってその糖尿病者のグルコース濃度を測定／監視するのに用いることができる。
【００２６】
本開示の或る実施形態においては、電子機器モジュールは生体親和性材料により完全にカプセル化される。次いで、カプセル化された電子機器モジュールは、宿主反応を引き起こすことなく生物学的流体との接触を引き起こす用途に、使用されることがある。そのようなカプセル化された電子機器モジュールを生産するための例示的技術もここに開示される。電子機器モジュールは、多層構造を構築することによりカプセル化することができ、ここでは外層は生体親和性材料で形成され、内層は電子機器モジュールを含む。一旦多層構造が構築されるならば、生体親和性材料のそれぞれの外層は一緒に焼き鈍して（アニールして）電子機器モジュールの周りの縁を封止することができる。或る例においては、多層構造は作業基板、例えばシリコン・ウエハ又は微細加工基板として用いられるのに適する他の実質的に平坦な表面に構築することができる。焼き鈍し処理の間に、作業基板と生体親和性材料との間の溶着を防ぐために、犠牲層を作業基板と生体親和性材料との間に介在させることができる。次いで犠牲層はすすぎ落とし、分解することができるか、さもなければ、多層構造を作業基板から解除するように取り除くことができる。
【００２７】
そのような生物学的適合性のカプセル化された電子機器モジュールを製作する例示的方法が説明される。生体親和性材料の第１の層は、蒸発又は他の微細加工技術によって形成される。次いで、電子機器モジュールが生体親和性材料の第１の層に設けられる。次いで、生体親和性材料の第２の層が電子機器モジュールの長さに亘る全領域上に形成される。第２の層の溶着の後、電子機器モジュールは生体親和性材料の１の層と第２の層との間に位置している。例えば、電子機器モジュールの上部及び底部は、それぞれ生体親和性材料の第１及び第２の層によって覆うことができる。生体親和性材料の第１及び第２の層は、電子機器モジュールよりも大きな被覆領域に亘って被覆され、生体親和性材料の第２の層が生体親和性材料の第１の層に直接に被覆される領域が電子機器モジュールの側部縁を囲む。
【００２８】
第１及び第２の層は、生体親和性材料を焼き鈍しするのに充分な温度まで加熱されたオーブンの中に多層構造全体を置くことにより、一緒に焼き鈍しされる。焼き鈍しの後、生体親和性材料の二つの層が互いに直接に接触した領域は、焼き鈍しされた接合材により一緒に封止される。電子部品はそれにより生体親和性材料によって完全にカプセル化される。生体親和性材料がパリレンＣ（例えば、ジクロロジ−ｐ−キシリレン）である例においては、焼なまし温度は摂氏１５０度から２００度の温度とすることができる。
【００２９】
或る例においては、階層構造は平坦な作業基板（例えばシリコン・ウエハ）の上に築かれ、焼き鈍し処理は、階層構造が作業基板上にある間に実行される。更に、犠牲層は、生体親和性材料の第１の層の溶着に先立って作業基板上を被覆することができる。犠牲層は生体親和性材料を作業基板から分離して、それによって生体親和性材料が焼き鈍し処理の間に作業基板へ付着することを防止する。この犠牲層は、フォトレジスト及び／又は非粘着性被覆（例えばシラン、石鹸、その他）とすることができる。焼き鈍し処理の後、犠牲層は、適宜な溶液ですすぎ落とすことにより分解し得るので、それによって生物学的適合性カプセル化された電子機器を作業基板から解放し得る。すすぎ落とし溶液は、アセトン、イソプロピル・アルコール、及び／又は水を含むことがある。通常は、すすぎ落とし溶液は、生体親和性材料に影響を及ぼすことなく犠牲層を分解するために選択される。
【００３０】
或る例においては、階層構造は犠牲層で被覆されていない作業基板の上に築かれる。例えば、生体親和性材料の第１の層は、作業基板（例えば清浄なシリコン・ウエハ）に直接に塗布することができる。次いで、カプセル化されるべきエレクトロニクスを生体親和性材料の第１の層に設けることができ、生体親和性材料の第２の層をエレクトロニクス上に形成することができる。焼き鈍しの後、生物学的適合性カプセル化された電子機器は、作業基板から剥がすことができる。或る例においては、生体親和性材料が作業基板の周りに共形の被覆を形成することがあり、例えばここでは生体親和性材料の層が蒸発処理により形成される。生体親和性カプセル化エレクトロニクスは、作業基板の周りを包む生体親和性材料の部分がトリミングされた（例えば、生体親和性材料の焼き鈍しされた層にエッチングすることにより、望ましい形状を有するカプセル化された電子機器を形成する）後に、作業基板から剥がされることがある。
【００３１】
或る例においては、階層構造は焼き鈍しの後に望ましい形状へ形成することができる。例えば、階層構造が作業基板に築かれるところでは、カプセル化された電子機器モジュールを作業基板からすすぎ落とすのに先立って、酸素プラズマを階層構造にエッチングするのに用いることができる。例えば、階層構造は、適宜なポリマー材料で作られている眼装着型デバイスの周辺部の周りに埋設されるように構成された環状構造を形成するようにエッチングすることができる。
【００３２】
電子機器モジュールは、入射輻射からエネルギーを得るための動力採取システム（例えば、入射無線周波数輻射からエネルギーを誘導的に得るための無線周波数アンテナ及び／又は入射可視光、赤外線、及び／又紫外光からエネルギーを得るための光電池）を含むことができる。カプセル化された電子機器モジュールは、それによって無線で駆動することができる。
【００３３】
一つの例示的用途においては、カプセル化された生体相互作用電子機器モジュールは、眼装着型デバイスに埋設される。この眼装着型デバイスは、眼の角膜表面に載置されるように構成されている。この眼装着型デバイスは、ポリマー材料、例えば眼科的コンタクト・レンズのために採用されているものに類似したヒドロゲル材料から形成されることがある。この眼装着型デバイスに含み得る生体相互作用エレクトロニクスの或る例は、涙膜分析物濃度を監視するための生体センサー及び／又は装着者に視覚的合図を与える眼近傍ディスプレイを含む。このように、生体相互作用型電子機器は、装着者から情報を受け取ることがあり（例えば、分析物濃度情報を捕捉する生体センサー）、及び／又は装着に情報を伝達することがある（例えば、情報を装着者に通知する眼近傍ディスプレイ）。生体相互作用型電子機器は、集められたエネルギーで駆動することができるので、重要なオンボード電源及び／又は電力貯蔵を含まないことがある。例えば、生体相互作用型電子機器は、入射無線周波数輻射からエネルギーを誘導的に集めるように構成された統合アンテナ及び／又は輻射から及び／又は入射光からエネルギーを集めるように構成された光電池を介して駆動されることがある。生体相互作用電子機器モジュールは、一緒に焼き鈍しされて、それぞれの重なり合う縁を封止する生体親和性材料の二つの層により生体親和性材料内にカプセル化（密封）される。生体親和性材料は、眼装着型デバイスの周辺の周りに位置する平坦なリングとして形成することができ、眼装着型デバイスを角膜表面上に装着しながら、眼の中央部分近傍の光受容瞳孔への光透過に対する干渉を避けるようにする。
【００３４】
このように、生体相互作用電子機器モジュールは、全てが基板内にカプセル化されたセンサー、制御エレクトロニクス及びアンテナを有する検知プラットホームである場合がある。操作において、制御エレクトロニクスは、センサーを操作して読み取りを実行すると共に、アンテナを操作してセンサーからの読み取り値を外部リーダーへアンテナを介して無線で通信する。センサーが電気化学的センサーである例においては、電流測定電流を生成するのに充分な作動電圧をセンサー電極に印加して、電流測定電流を測定すると共に、測定された電流測定電流をアンテナを用いて外部リーダーへ通信する。
ＩＩ．例示的眼科的エレクトロニクスプラットホーム
【００３５】
図１は、外部リーダー１８０との無線通信にある眼装着型デバイス１１０を含むシステム１００のブロック図である。眼装着型デバイス１１０の露呈した領域は、眼の角膜表面に接触装着されるように形成されたポリマー材料１２０からなる。基板１３０はポリマー材料１２０に埋設されて、電源１４０、コントローラ１５０、生体相互作用型電子機器１６０、及び通信アンテナ１７０のための搭載面を与える。生体相互作用型電子機器１６０は、コントローラ１５０により操作される。電源１４０は、コントローラ１５０及び／又は生体相互作用型電子機器１６０へ作動電圧を供給する。アンテナ１７０はコントローラ１５０により操作され、情報を眼装着型デバイス１１０へ及び／又はそれから通信する。アンテナ１７０、コントローラ１５０、電源１４０、及び生体相互作用型電子機器１６０の全ては、埋設された基板１３０に位置させることができる。眼装着型デバイス１１０は、エレクトロニクスを含んで眼に接触装着されるように構成されているので、それは本明細書においては眼科的エレクトロニクスプラットホームとも称する。
【００３６】
接触装着を促進するために、ポリマー材料１２０は、湿った角膜表面へ付着（「装着」）させるように構成された凹面（例えば、角膜表面を覆う涙膜による毛細管力による）を有することができる。追加的に又は代替的に、眼装着型デバイス１１０は、凹湾曲に起因する角膜表面とポリマー材料との間の真空力により付着することができる。眼に対して凹面で装着させながら、ポリマー材料１２０の外側向き面は、眼装着型デバイス１１０が眼に装着されている間に瞼運動に干渉しないように形成された凸曲率を有することができる。例えば、ポリマー材料１２０は、コンタクト・レンズと同様に形状付けられた実質的に透明な屈曲したポリマー・ディスクとすることができる。
【００３７】
ポリマー材料１２０は、一つ以上の生体親和性材料、例えばコンタクト・レンズ又は角膜表面との直接接触に関係する他の眼科用途に使用するために採用されているものを含むことができる。ポリマー材料１２０は選択的にそのような生体親和性材料から部分的に形成することができるか、又はそのような生体親和性材料による外側被覆を含むことができる。ポリマー材料１２０は、角膜表面に湿気を含ませるように構成された材料、例えばヒドロゲルなどを含むことができる。或る実施形態においては、ポリマー材料１２０は、装着者の快適さを高める変形可能な（「非剛性」）材料とすることができる。或る実施形態においては、ポリマー材料１２０は、例えばコンタクト・レンズにより与えることができるような予め定められた視力矯正屈折力を与えるように成形することができる。
【００３８】
基板１３０は、生体相互作用型電子機器１６０、コントローラ１５０、電源１４０、及びアンテナ１７０を装着するのに相応しい一つ以上の表面を含む。基板１３０は、チップ・ベース型回路（例えば、接続パッドへ装着されるフリップ・チップによる）のための装着プラットホームとして及び／又は電極、相互接続、接続パッド、アンテナその他を形成するための導電性材料（例えば、金、プラチナ、パラジウム、チタン、銅、アルミニウム、銀、金属、他の導電性材料、これらの組合せなど）をパターン化するためのプラットホームとしての両方に使用することができる。或る実施形態においては、実質的に透明な導電性材料（例えば、酸化インジウム錫）は、回路、電極、その他を作成するために基板１３０にパターン化することができる。例えば、アンテナ１７０は、溶着、フォトリソグラフィー、電気メッキ、その他によって基板１３０に金又はその他の導電性材料のパターンを形成することにより形成することができる。同様に、コントローラ１５０と生体相互作用型電子機器１６０の間の、及びコントローラ１５０とアンテナ１７０との間のそれぞれの相互接続１５１、１５７は、基板１３０に導電材料の適宜なパターンを溶着することにより形成することができる。微細加工技術の組合せは、フォトレジスト、マスク、溶着技術及び／又は表面被覆技術の使用をこれらに限定されることなく含み、材料を基板１３０にパターン化するために採用することができる。基板１３０は、比較的に剛な材料、例えばポリエチレン・テレフタル酸塩、又はポリマー材料１２０内で回路及び／又はチップ・ベースのエレクトロニクスを支持するように構成された他の材料とすることができる。眼装着型デバイス１１０は、単独の基板ではなく、一群の非接続基板で代替的に構成することができる。例えば、コントローラ１５０及び生体センサー又は他の生体相互作用電子部品は一つの基板へ搭載することができ、一方、アンテナ１７０は他の基板に搭載されて、これら二つは相互接続１５７を介して電気的に接続することができる。
【００３９】
或る実施形態においては、生体相互作用型電子機器１６０（及び基板１３０）は、眼装着型デバイス１１０の中心から離間して位置させることができ、それによって眼の中心の感光性領域への光透過に対する干渉を避けることができる。例えば、眼装着型デバイス１１０が凹状に屈曲したディスクとして形状付けられる場合には、基板１３０はディスクの周辺（例えば、外円周の近傍）の周りに埋設することができる。しかしながら、或る実施形態においては、生体相互作用型電子機器１６０（及び基板１３０）は、眼装着型デバイス１１０の中心領域に又はその近傍に位置させることができる。追加的に又は代替的に、生体相互作用型電子機器１６０及び／又は基板１３０は、到来する可視光に対して実質的に透明にすることができ、眼への光透過に対する干渉を軽減する。更に、或る実施形態においては、生体相互作用型電子機器１６０は、ピクセル配列１６４を含むことができ、これは表示指令に従って眼により受光される光を射出及び／又は伝達する。このように、生体相互作用型電子機器１６０は、眼装着型デバイスの中心に選択的に位置させることができ、眼装着型デバイス１１０の装着者に知覚可能な視覚的合図を生成し、これは例えば、情報（例えば、文字、符号、点滅するパターンなど）をピクセル配列１６４に表示することによる。
【００４０】
基板１３０は、埋設された電子部品のための装着プラットホームを与えるのに充分な径方向幅を有する平坦なリングとして成形することができる。この基板１３０は、眼装着型デバイス１１０のプロファイルに影響することなくポリマー材料１２０に埋設される基板１３０を可能にするように充分に小さい厚さを有することができる。この基板１３０は、その上に搭載されるエレクトロニクスを支持するのに相応しい構造的安定性を与えるのに充分に大きな厚さを有することができる。例えば、基板１３０は約１０ミリメートルの直径、約１ミリメートルの半径方向幅（例えば、内部半径よりも１ミリメートル大きい外側半径）、及び約５０マイクロメートルの厚さを有するリングとして成形することができる。この基板１３０は、眼装着型デバイス１１０の眼装着面（例えば凸面）の曲率に選択的に整合させることができる。例えば、この基板１３０は、内側半径と外側半径とを規定する二つの円形区画の間の仮想的な円錐の表面に沿って成形することができる。そのような例においては、仮想的な円錐に沿う基板１３０の表面は、斜面を規定し、これはその半径における眼装着面の曲率に概ね整合される。
【００４１】
電源１４０は、周囲のエネルギーを集めてコントローラ１５０及び生体相互作用型電子機器１６０を駆動するように構成されている。例えば、無線周波エネルギー採取アンテナ１４２は、入射無線輻射からエネルギーを捕捉することができる。追加的に又は代替的に、太陽電池１４４（「光電池」）は到来する紫外域、可視域及び／又は赤外域輻射からエネルギーを捕捉することができる。更にまた、慣性動力捕集システムは、周囲の振動からエネルギーを捕捉するために含めることができる。エネルギー採取アンテナ１４２は、選択的に二重目的アンテナとすることができ、これは情報を外部リーダー１８０へ通信するためにも用いられる。即ち、通信アンテナ１７０とエネルギー採取アンテナ１４２との機能は、同一の物理的なアンテナで達成することができる。
【００４２】
整流器／調整器１４６は、捕捉されたエネルギーをコントローラ１５０へ供給される安定ＤＣ供給電圧１４１へ調整するために用いることができる。例えば、エネルギー採取アンテナ１４２は、入射無線周波数輻射を受信することができる。アンテナ１４２の配線における変動する電気信号は、整流器／調整器１４６への出力である。この整流器／調整器１４６は、変動する電気信号をＤＣ電圧へ整流して、この整流されたＤＣ電圧をコントローラ１５０を操作するのに相応しいレベルへ調整する。追加的に又は代替的に、太陽電池１４４からの出力電圧は、コントローラ１５０を操作するのに相応しいレベルに調整することができる。整流器／調整器１４６は、一つ以上のエネルギー貯蔵器を含むことができ、アンテナ１４２及び／又は太陽電池１４４に集まる環境エネルギーにおける高周波変動を軽減する。例えば、一つ以上のエネルギー貯蔵器（例えば、コンデンサ、誘導子など）は、整流器１４６の複数の出力に跨がって並列に接続してＤＣ供給電圧１４１を調整して、かつ、低域通過フィルタとして機能するように構成することができる。
【００４３】
コントローラ１５０は、ＤＣ供給電圧１４１がコントローラ１５０へ供給されるときにオンにされ、及びコントローラ１５０における論理は生体相互作用型電子機器１６０及びアンテナ１７０を操作する。このコントローラ１５０は、生体相互作用型電子機器１６０を操作するように構成された論理回路を含み、眼装着型デバイス１１０の生物学的環境と相互作用するようにすることができる。この相互作用は、生体相互作用型電子機器１６０内の一つ以上の構成要素、例えば分析物生体センサー１６２の使用に関係することができ、生物学的環境から入力を得る。追加的に又は代替的に、この相互作用は一つ以上の構成要素、例えばピクセル配列１６４の使用を含むことができ、生物学的環境へ出力を与える。
【００４４】
一例を挙げれば、コントローラ１５０は、分析物生体センサー１６２を操作するように構成されたセンサー・インターフェース・モジュール１５２を含む。分析物生体センサー１６２は、例えば、作用電極と基準電極とを含む電流測定電気化学的センサーとすることができる。作用電極と基準電極との間に電圧を印加させて、分析物に作用電極において電気化学反応（例えば、還元及び／又は酸化反応）を被らせることができる。電気化学反応は、作用電極によって測定することができる電流測定電流を生成することができる。電流測定電流は、分析物濃度に依存することができる。このように、作用電極によって測定された電流測定電流の量は、分析物濃度の指標を提供することができる。或る実施形態においては、センサー・インターフェース・モジュール１５２は、作用電極を通じて電流を測定している間に、作用電極と基準電極との間に電圧差を印加するように構成された定電位電解装置とすることができる。
【００４５】
或る場合には、一つ以上の望ましい分析物に対して電気化学的センサーの感度を高めるために、試薬を含めることもできる。例えば、作用電極の近位のグルコースオキシダーゼ（「ＧＯＤ」）の層は、グルコース酸化に触媒作用を及ぼして過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を生成することができる。次いで、過酸化水素は作用電極において電子酸化することができ、これは作用電極へ電子を放出し、作用電極によって測定することができる電流測定電流をもたらす。
【数１】
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【００４６】
還元又は酸化反応の何れかにより生成された電流は、反応速度に概ね比例している。更に、反応速度は、電気化学的センサー電極に達している分析物分子の率に依存しており、試薬を通じて直接的又は触媒的の何れかで還元又は酸化反応を煽る。定常状態においては、付加的な分析物が周囲領域から抽出領域へ拡散されるのと概ね同じ速度で分析物分子が抽出領域から電気化学センサー電極へ拡散される場合には、反応速度が分析物分子の濃度に概ね比例する。このように作用電極によって測定された電流は、分析物濃度の指標を与える。
【００４７】
コントローラ１５０は、ピクセル配列１６４を操作するために、ディスプレイ・ドライバー・モジュール１５４を選択的に含むことができる。このピクセル配列１６４は、個別にプログラム可能な光伝達の配列、反射光、及び／又は行及び列に配置された発光ピクセルとすることができる。個々のピクセル回路は、液晶技術、マイクロ電気機械技術、発行ダイオード技術などを任意に含むことができ、ディスプレイ・ドライバー・モジュール１５４から情報に従って選択的に光を送信、反射、及び／又は射出する。そのようなピクセル配列１６４は、複数色のピクセル（例えば、赤、緑、及び青ピクセル）を任意に含んで、色で視覚的内容を描写することもできる。ディスプレイ・ドライバー・モジュール１５４は、例えば、ピクセル配列１６４内の個別にプログラムされたピクセルへプログラミング情報を与える一つ以上のデータ・ラインと、そのようなプログラミング情報を受信するためにピクセルのグループを設定するための一つ以上のアドレス指定ラインとを含むことができる。眼に位置するそのようなピクセル配列１６４は、ピクセル配列から眼により知覚可能な焦点面へ光を指向させる一つ以上のレンズを含むこともできる。
【００４８】
コントローラ１５０はアンテナ１７０を介して情報を送信及び／又は受信するために通信回路１５６を含むこともできる。この通信回路１５６は、一つ以上の発振器、ミキサー、周波数インジェクタなどを任意に含むことができ、アンテナ１７０により送信及び／又は受信されるべき搬送周波数における情報を調整及び／又は復調する。或る例においては、眼装着型デバイス１１０は、アンテナ１７０のインピーダンスを外部リーダー１８０により感知できる方式で調整することによって生体センサーからの出力を示すように構成されている。例えば、通信回路１５６はアンテナ１７０から後方散乱輻射の振幅、位相、及び／又は周波数における変化を引き起こすことができ、そのような変化はリーダー１８０により検出することができる。
【００４９】
コントローラ１５０は、相互接続１５１を介して生体相互作用型電子機器１６０に接続されている。例えば、コントローラ１５０がセンサー・インターフェース・モジュール１５２及び／又はディスプレイ・ドライバー・モジュール１５４を形成するように集積回路に実装された論理素子を含む場合には、パターン化された導電材料（例えば、金、プラチナ、パラジウム、チタン、銅、アルミニウム、銀、金属、これらなどの組合せなど）は、チップにおける端子を生体相互作用型電子機器１６０へ接続させることができる。同様に、コントローラ１５０は相互接続１５７を介してアンテナ１７０に接続されている。
【００５０】
図１に示されるブロック図は、説明の便宜のために機能的なモジュールに関連して記述されていることに留意されたい。しかしながら、眼装着型デバイス１１０の実施形態は、単独のチップ、集積回路、及び／又は物理的構成要素に実装された機能的モジュール（「サブシステム」）の一つ以上により構成することができる。例えば、整流器／調整器１４６が電源ブロック１４０内に図解されているが、この整流器／調整器１４６はチップに実装することができ、このチップは、コントローラ１５０の論理素子及び／又は眼装着型デバイス１１０内の埋設されたエレクトロニクスの他の特徴も含む。このように、電源１４０からコントローラ１５０へ供給されるＤＣ供給電圧１４１は、同じチップに配置された整流器及び／又は調整器構成要素により、チップにおける構成要素へ供給される供給電圧とすることができる。即ち、電源ブロック１４０及びコントローラ・ブロック１５０として図示されたような図１における機能的ブロックは、物理的に分離されたモジュールとして実装される必要はない。更に、図１に説明された機能的なモジュールの一つ以上は、互いに電気的に接続されて個別にパッケージ化されたチップにより実装することができる。
【００５１】
追加的に又は代替的に、エネルギー採取アンテナ１４２と通信アンテナ１７０とは、同一の物理的なアンテナに実装することができる。例えば、ループ・アンテナは、発電のために入射輻射を集めることと、後方散乱輻射を介して情報を通信することの両方をなすことができる。
【００５２】
外部リーダー１８０は、眼装着型デバイス１１０へ及びそれからの無線信号１７１を送受信するアンテナ１８８（又は複数のアンテナのグループ）を含む。この外部リーダー１８０も、メモリ１８２と通信するプロセッサ１８６を有するコンピュータ・システムも含む。このメモリ１８２は非一時的コンピ可読媒体であり、これは磁気ディスク、光ディスク、有機メモリ及び／又はプロセッサ１８６により読み取り可能な任意の他の揮発性（例えばＲＡＭ）又は不揮発性（例えばＲＯＭ）記憶システムを含むことができるが、これらに限定されるものではない。このメモリ１８２はデータ・ストレージ１８３を含むことができ、これはデータの指標、例えばセンサー読み取り値（例えば、分析物生体センサー１６２からの）、プログラム設定（例えば、眼装着型デバイス１１０及び／又は外部リーダー１８０の挙動を調節するため）、その他を記憶する。このメモリ１８２はプロセッサ１８６により実行するためのプログラム指令１８４も含むことができ、外部のリーダー１８０にこの指令１８４により特定されたプロセスを実行させる。例えば、プログラム指令１８４は、外部リーダー１８０にユーザー・インタフェースを提供させることができ、これは眼装着型デバイス１１０から通信された情報（例えば、分析物生体センサー１６２からのセンサー出力）を読み出すことを可能にする。外部リーダー１８０は、アンテナ１８８を操作して眼装着型デバイス１１０への及びそれからの無線信号１７１を送受信するために一つ以上のハードウェア構成要素を含むこともできる。例えば、発振器、周波数インジェクタ、エンコーダー、デコーダー、増幅器、フィルタ、その他は、プロセッサ１８６からの指令に従ってアンテナ１８８を駆動することができる。
【００５３】
外部リーダー１８０は、スマートフォン、デジタル・アシスタント、又は無線通信リンク１７１を提供するのに充分な無線接続性を有する他の携帯型コンピュータ・デバイスとすることができる。この外部リーダー１８０はアンテナ・モジュールとして実装することもでき、これは、例えば一例においては、通信リンク１７１が携帯型コンピュータ・デバイスでは一般に採用されない搬送周波数で作動する場合に、携帯型コンピュータ・デバイスに差し込むことができる。或る例においては、外部リーダー１８０は、装着者の眼の比較的に近傍に装着されるように構成された特殊用途デバイスであり、これは無線通信リンク１７１を低電力予算で作動することを可能とする。例えば、外部リーダー１８０はネックレス、イヤリングなどの宝飾品に統合することができるか、頭部の近傍に装着される衣料品、例えば帽子、ヘッドバンド、その他に統合することができる。
【００５４】
眼装着型デバイス１１０が分析物生体センサー１６２を含む例においては、システム１００は眼の表面における涙膜内の分析物濃度を監視するように操作することができる。このように、眼装着型デバイス１１０は、眼科的分析物生体センサーのためのプラットホームとして構成することができる。涙膜は、眼を覆うために涙腺から分泌される含水層である。この涙膜は眼の構造における毛細管を通じて供給される血液と接触しており、血液内に見られる多くの生体指標を含み、これは人の健康状態を特徴付けるために分析される。例えば、涙膜は、グルコース、カルシウム、ナトリウム、コレステロール、カリウム、他の生体指標、その他を含む。涙膜内の生体指標濃度は、血液内の生体指標の対応する濃度とは組織的に異なることがありえるが、これら二つの濃度レベルの間の関係は涙膜生体指標濃度を血中濃度レベルに位置付けるように確立することができる。例えば、グルコースの涙膜濃度は、対応する血糖濃度の概ね１０分の１に確立（例えば、経験的に判定）することができる。他の比率関係及び／又は非比率関係が用いられることもあろう。このように、涙膜分析物濃度レベルを測定することは、人の体外で分析される血量を採血することにより実行される血液抽出技術に比較すると、生体指標レベルを監視するための非侵襲性技術を提供する。更に、本明細書に開示された眼科的分析物生体センサー・プラットホームは、実質的に連続的に操作することができ、分析物濃度の実時間監視を可能にする。
【００５５】
涙膜分析物モニターとして構成されたシステム１００による読み取り実行するためには、外部リーダー１８０は、無線周波数輻射１７１を射出することができ、これは電源１４０を介して眼装着型デバイス１１０を駆動するために採取することができる。エネルギー採取アンテナ１４２（及び／又は通信アンテナ１７０）により捕捉された無線周波数電気信号は整流器／調整器１４６において整流及び／又は調整されて、安定化ＤＣ供給電圧１４７がコントローラ１５０へ供給される。無線周波数輻射１７１は、眼装着型デバイス１１０内の電子部品をこのようにオンにする。一旦オンにされるならば、コントローラ１５０は分析物生体センサー１６２を操作して分析物濃度レベルを測定する。例えば、センサー・インターフェース・モジュール１５２は、分析物生体センサー１６２における作用電極と基準電極との間に電圧を印加することができる。この印加電圧は、分析物に作用電極において電気化学反応を被らせて、それによって、作用電極によって測定することができる電流測定電流を生成するのに充分である。測定された電流測定電流は、分析物濃度を示すセンサー読み取り値（「結果」）を与えることができる。コントローラ１５０は、アンテナ１７０を操作して、センサー読み取り値を外部リーダー１８０へ戻すように（例えば、通信回路１５６を介して）通信することができる。センサー読み取り値は、例えば、通信アンテナ１７０のインピーダンスを調整することにより通信することができ、インピーダンスの変調は外部リーダー１８０により検出される。アンテナ・インピーダンスの変調は、例えば、アンテナ１７０からの後方散乱輻射により検出することができる。
【００５６】
或る実施形態においては、システム１００は、眼装着型デバイス１１０にエネルギーを非連続的に（「間欠的に」）供給して、コントローラ１５０及びエレクトロニクス１６０を駆動するように操作することができる。例えば、無線周波数輻射１７１は、涙膜分析物濃度測定を実行して、その結果を通信するのに充分に長く眼装着型デバイス１１０を駆動するように供給することができる。例えば、供給された無線周波数輻射は、作用電極と基準電極との間に、作用電極において電気化学反応を誘発するのに充分なポテンシャルを加えるのに充分な動力を与えることができ、結果として生じる電流測定電流を測定して、アンテナ・インピーダンスを調整して、測定された電流測定電流を示す方式で後方散乱輻射を調節するようにする。そのような例において、供給された無線周波数輻射１７１は、外部リーダー１８０から眼装着型デバイス１１０へ測定を要請するための呼び掛け信号と考えることができる。眼装着型デバイス１１０に定期的に呼び掛けて（例えば、一時的にデバイスをオンにするように無線周波数輻射１７１を供給することによる）、センサー結果を記憶すること（例えば、データ・ストレージ１８３を介して）によって、外部リーダー１８０は、眼装着型デバイス１１０を連続的に駆動することなく、時間と共に一組の分析物濃度測定値を蓄積することができる。
【００５７】
図２Ａは、例示的な眼装着可能な電子デバイス２１０（又は眼科的エレクトロニクスプラットホーム）の底面図である。図２Ｂは、図２Ａに示された例示的な眼装着可能な電子デバイスの側面図である。図２Ａ及び２Ｂにおける相対的な寸法は必ずしも一定の比率というわけではなく、例示的な眼装着可能な電子デバイス２１０の配置構成を記述する際の説明の目的のみに描かれていることに留意されたい。眼装着型デバイス２１０は、屈曲したディスクとして成形されたポリマー材料２２０から形成されている。このポリマー材料２２０は、実質的に透明な材料とすることができ、眼装着型デバイス２１０が眼に装着されている間、入射光を眼へ伝達させる。このポリマー材料２２０は、検眼で視覚矯正及び／又は美容コンタクト・レンズを形成するのに採用されるものと類似の生体親和性材料、例えばポリエチレン・テレフタル酸塩（「ＰＥＴ」）、ポリメタクリル酸メチル（「ＰＭＭＡ」）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（「ｐｏｌｙＨＥＭＡ」）、シリコン・ヒドロゲル、これらの組合せ、その他とすることができる。このポリマー材料２２０は、一方の側が眼の角膜表面上に嵌合するように適する凹面２２６が有して形成することができる。ディスクの反対側は、眼装着型デバイス２１０が眼に装着されている間、瞼運動に干渉しない凸面２２４を有することができる。円形外側縁２２８は、凹面２２４と凸面２２６とを接続する。
【００５８】
眼装着型デバイス２１０は、視覚矯正及び／又は美容コンタクト・レンズと同様な寸法を有することができ、例えば約１センチメートルの直径及び約０．１から約０．５ミリメートルの厚さである。しかしながら、これら直径及び厚さの値は、説明目的のみのために与えられている。或る実施形態においては、眼装着型デバイス２１０の寸法は、装着者の眼の角膜表面の大きさ及び／又は形状によって選択することができる。
【００５９】
ポリマー材料２２０は、様々な形式で屈曲した形状で形成することができる。
例えば、視覚矯正コンタクト・レンズを形成するのに採用されるものと類似の技術、例えば熱塑造、射出成形、回転鋳造、その他はポリマー材料２２０を形成するために採用することができる。眼装着型デバイス２１０が眼に装着されている間、凸面２２４は外方へ向かって周囲環境に面し、一方、凹面２２６は角膜表面方へ向かって内方に面する。従って、凸面２２４は眼装着型デバイス２１０の外側上部表面と考えることができ、それに対して凹面２２６は内側底面と考えることができる。図２Ａに示される「底面」図は、凹面２２６に面している。図２Ａに示される底面図から、屈曲ディスクの外円周の近傍における外周２２２は屈曲して頁の外へ延出し、それに対してディスクの中央近傍の中央領域２２１は屈曲して頁の中へ延出する。
【００６０】
基板２３０は、ポリマー材料２２０に埋設される。この基板２３０は、中央領域２２１から離間してポリマー材料２２０の外周２２２に沿って位置するように埋設することができる。この基板２３０は視覚には干渉せず、というのは、これは焦点が合うには眼に非常に近接しており、入射光が眼の眼感知部分に伝達される中央領域２２１から離間して位置しているためである。更に、基板２３０は透明な材料から形成することができ、視覚に対する影響を更に軽減する。
【００６１】
基板２３０は、平坦な円形リング（例えば、中央穴を有するディスク）として成形することができる。基板２３０の平面（例えば径方向幅に沿う）は、チップなどのエレクトロニクスを実装する（例えば、フリップ・チップ実装を介する）と共に、電極、アンテナ、及び／又は相互接続を形成するための導電材料をパターン化する（例えば、フォトリソグラフィー、溶着、表面被覆、その他の微細加工技術を介する）ためのプラットホームである。基板２３０とポリマー材料２２０とは、共通の中心軸に関して概ね円筒状に対称とすることができる。基板２３０は、例えば、約１０ミリメートルの直径、約１ミリメートルの径方向幅（例えば、内部半径よりも１ミリメートル大きい外部半径）、及び５０マイクロメートルの厚さを有することができる。しかしながら、これらの寸法は、例示的目的のみのために与えられており、如何なる方式でも本開示を制限するものではない。基板２３０は上述の図１に関連した基板１３０の説明と同様に、様々な異なる形態因子により実装することができ。
【００６２】
ループ・アンテナ２７０、コントローラ２５０、生体相互作用型電子機器２６０は、埋設された基板２３０に配置されている。コントローラ２５０は、生体相互作用型電子機器２６０及びループ・アンテナ２７０を操作するように構成された論理素子を含むチップとすることができる。コントローラ２５０は、これまた基板２３０に位置している相互接続２５７によってループ・アンテナ２７０へ電気的に接続されている。同様に、コントローラ２５０は相互接続２５１によって生体相互作用型電子機器２６０へ電気的に接続されている。相互接続２５１、２５７、ループ・アンテナ２７０、及び何らかの導電電極（例えば、電気化学的分析物生体センサーなどのためのもの）は、そのような材料に正確にパターン化するための処理、例えば溶着、フォトリソグラフィー、その他により、基板２３０にパターン化された導電材料から形成することができる。基板２３０にパターン化される導電材料は、例えば、金、プラチナ、パラジウム、チタン、カーボン、アルミニウム、銅、銀、塩化銀、不活性材料から形成された導電体、金属、これらの組合せ、その他とすることができる。
【００６３】
図２Ａ（これは眼装着型デバイス２１０の凹面２２６に面している図である）に示すように、生体相互作用型電子機器モジュール２６０は、凹面２２６に面する基板２３０の側に搭載されている。生体相互作用型電子機器モジュール２６０が分析物生体センサーを含む場合には、例えば、そのような生体センサーを凹面２２６に近接した基板２３０に搭載することは生体センサーに眼の表面の近傍で涙膜内の分析物濃度を検知させることを可能にする。しかしながら、基板２３０に位置したエレクトロニクス、電極、その他は、「内側」向き側（例えば、凹面２２６に最も近接して位置する）か「外側」向き側（例えば、凸面２２４に最も近接して位置する）の何れかに搭載することができる。更に、或る実施形態において、幾つかの電子部品は基板２３０の一方の側に搭載することができ、一方、他の電子部品は反対側に搭載されて、これら二つの間の接続は基板２３０を貫通する導電性材料を通じてなすことができる。
【００６４】
ループ・アンテナ２７０は、平坦な伝導リングを形成するために基板の平面に沿ってパターン化された導電材料の層である。或る場合には、このループ・アンテナ２７０は、完全なループをなすことなく形成することができる。例えば、図２Ａに図解されるように、アンテナ２７０は、切り欠きを有することができ、コントローラ２５０及び生体相互作用型電子機器２６０のための空間を可能にする。しかしながら、このループ・アンテナ２７０は、基板２３０の平面の周りを一回以上完全に巻き付ける導電材料の連続的な一片として構成することもできる。例えば、複数の巻回を有する導電材料の一片は、コントローラ２５０及び生体相互作用型電子機器２６０の反対側の基板２３０の側にパターン化することができる。次いで、そのような巻線アンテナ（例えば、アンテナ配線）の端部の間の相互接続は、基板２３０を通じてコントローラ２５０に至ることができる。
【００６５】
図２Ｃは、眼１０の角膜表面２２に装着された例示的な眼装着可能な電子デバイス２１０の側断面図である。図２Ｄは、例示的な眼装着型デバイス２１０の露呈面２２４、２２６を囲んでいる涙膜層４０、４２を示すように強調された至近距離の側断面図である。図２Ｃ及び図２Ｄにおける相対的寸法は必ずしも一定の比率であるというわけではなく、例示的な眼装着可能な電子デバイス２１０の配置を記述する際の説明の目的のみで描かれていることに留意されたい。例えば、眼装着型デバイスの総厚さは約２００マイクロメートルとすることができ、一方、涙膜層４０、４２の厚さは各々約１０マイクロメートルとすることができるが、この比率は図面内に必ずしも反映されない。幾つかの態様は、図解を可能にして説明を容易にするために誇張されている。
【００６６】
眼１０は角膜２０を含み、これは上瞼３０と下瞼３２とを眼１０の上部上で合わせることにより覆われる。入射光は角膜２０を通じて眼１０によって受光され、そこで光は眼１０の光感知素子（例えば、棹体視細胞及び錐体視細胞、その他）へ光学的に指向されて、視覚的知覚を刺激する。瞼３０、３２の運動は、眼１０の露呈された角膜表面２２に亘って涙膜を分布させる。この涙膜は、眼１０を保護して潤滑化する涙腺によって分泌される水溶液である。眼装着型デバイス２１０が眼１０に装着されるとき、涙膜は凹及び凸面２２４、２２６の両方を内層４０（凹面２２６に沿う）と外層４２（凸面２２４に沿う）とで被覆する。涙膜層４０、４２は、厚さ約１０マイクロメートルで、併せて約１０マイクロリットルを占めることができる。
【００６７】
涙膜層４０、４２は、瞼３０、３２の運動によって、角膜表面２２及び／又は凸面２２４に亘って分布される。例えば、瞼３０、３２はそれぞれ上下して、角膜表面２２及び／又は眼装着型デバイス２１０の凸面２２４に亘る涙膜の小容量を分散させる。角膜表面２２における涙膜層４０も、凹面２２６と角膜表面２２との間の毛細管力によって眼装着型デバイス２１０を装着するのを促進する。或る実施形態においては、眼装着型デバイス２１０は、眼に面する凹面２２６の凹曲率に起因して、角膜表面２２に対して真空力により部分的に眼の上に保持されることもできる。
【００６８】
図２Ｃ及び２Ｄにおける断面図に示すように、基板２３０は傾斜することができるので、基板２３０の平坦な装着面は凹面２２６の隣接部分に対して概ね平行にされる。上述のように、基板２３０は、内側向き面２３２（ポリマー材料２２０の凹面２２６により近接）と外側向き面２３４（ポリマー材料２２０の凸面２２４により近接）を有する平坦化されたリングである。基板２３０は、実装面２３２、２３４の何れか又は両方へ実装された電子構成要素及び／又はパターン化された導電材料を有することができる。図２Ｄに示すように、生体相互作用型電子機器２６０、コントローラ２５０、及び導電性相互接続２５１は、内側向き面２３２に実装されて、それらが外側向き面２３４に実装されるよりも、生体相互作用型電子機器２６０が角膜表面２２の近傍に比較的により近接されるようにされる。
ＩＩＩ．眼科的電気化学的分析物センサー
【００６９】
図３は、涙膜分析物濃度を電気化学的に測定するためのシステム３００の機能的なブロック図である。このシステム３００は、外部リーダー３４０によって駆動された埋設された電子部品を有する眼装着型デバイス３１０を含む。この眼装着型デバイス３１０は、外部リーダー３４０からの無線周波数輻射３４１を捕捉するためのアンテナ３１２を含む。眼装着型デバイス３１０は、電源電圧３３０、３３２を生成して埋設されたエレクトロニクスを操作するために整流器３１４、エネルギー貯蔵器３１６、及び調整器３１８を含む。眼装着型デバイス３１０は、センサー・インターフェース３２１により駆動される作用電極３２２及び基準電極３２３を有する電気化学的センサー３２０を含む。眼装着型デバイス３１０は、アンテナ３１２のインピーダンスを調整することにより、センサー３２０からの結果を外部リーダー３４０へ通信するためのハードウェア論理３２４を含む。インピーダンス・モジュレータ３２５（図３にはスイッチとして象徴的に示される）は、ハードウェア論理３２４からの指令によってアンテナ・インピーダンスを調整するのに用いることができる。図１及び２に関連して上述した眼装着型デバイス１１０、２１０と同様に、眼装着型デバイス３１０は、眼に装着されるように構成されたポリマー材料内に埋設された搭載基板を含むことができる。
【００７０】
電気化学的センサー３２０は眼の表面の近位のこのような基板の搭載面に位置することができ（例えば、基板２３０の内側に面する側２３２における生体相互作用型電子機器２６０に対応する）、眼装着型デバイス２１０と眼との間に入った涙膜層（例えば、眼装着型デバイス２１０と角膜表面２２との間の内部涙膜層４０）における分析物濃度を測定する。しかしながら、或る実施形態においては、電気化学的センサーは、眼の表面の遠位のこのような基板の搭載面に位置することができ（例えば、基板２３０の外側に面する側２３４に対応する）、眼装着型デバイス３１０の露呈面を被覆する涙膜層（例えば、ポリマー材料２１０の凸面２２４と大気及び／又は閉止した瞼との間に入った外部涙膜層４２）における分析物濃度を測定する。
【００７１】
図３に関して、電気化学的センサー３２０は、作用電極３２２において電気化学的に反応する（例えば、還元及び／又は酸化反応）する試薬によって触媒作用を及ぼされる分析物の生成を引き起こすのに充分な電圧を電極３２２、３２３の間に印加することにより分析物濃度を測定する。作用電極３２２における電気化学反応は、作用電極３２２において測定することができる電流測定電流を生成する。センサー・インターフェース３２１は、例えば、作用電極３２２と基準電極３２３の間に還元電圧を印加して、作用電極３２２において試薬に触媒作用を及ぼされた分析物からの生成物を還元することができる。追加的に又は代替的に、センサー・インターフェース３２１は、作用電極３２２と基準電極３２３との間に酸化電圧を印加して、作用電極３２２において試薬に触媒作用を及ぼされた分析物からの生成物を酸化させることができる。センサー・インターフェース３２１は電流測定電流を測定して、出力をハードウェア論理３２４へ与える。センサー・インターフェース３２１は、例えば、作用電極３２２と基準電極３２３との間に同時に電圧を印加して、作用電極３２２を流れる結果的な電流測定電流を測定するように両方の電極３２２、３２３に接続された定電位電解装置を含むことができる。
【００７２】
整流器３１４、エネルギー貯蔵器３１６、及び電圧調整器３１８は、受信した無線周波数輻射３４１からエネルギーを集めるように作動する。無線周波数輻射３４１は、アンテナ３１２の配線における無線周波数電気信号を引き起こす。整流器３１４はアンテナ配線へ接続されて、無線周波数電気信号をＤＣ電圧へ変換する。エネルギー貯蔵器３１６（例えば、キャパシタ）は、整流器３１４の出力に亘って接続されて、ＤＣ電圧の高周波成分をフィルタ除去する。レギュレータ３１８はフィルタリングされたＤＣ電圧を受信して、ハードウェア論理３２４を作動するデジタル供給電圧３３０と電気化学的センサー３２０を作動するアナログ供給電圧３３２との両方を出力する。例えば、アナログ供給電圧は、電流測定電流を生成するためにセンサー電極３２２、３２３の間に電圧を印加するセンサー・インターフェース３２１により使用される電圧とすることができる。デジタル供給電圧３３０は、デジタル論理回路を駆動するのに適する電圧、例えば約１．２ボルト、約３ボルトなどとすることができる。外部リーダー３４０（又は他の源、例えば周囲輻射、その他）からの無線周波数輻射３４１の受信状態は、センサー３２０及びハードウェア論理３２４へ供給される供給電圧３３０、３３２を引き起こす。駆動されている間、センサー３２０及びハードウェア論理３２４は電流測定電流を生成して測定し、その結果を通信するように構成されている。
【００７３】
センサー結果は、アンテナ３１２からの後方散乱輻射３４３を介して外部リーダー３４０へ通信して戻すことができる。ハードウェア論理３２４は電気化学的センサー３２０から出力電流を受信して、センサー３２０により測定された電流測定電流に従ってアンテナ３１２のインピーダンスを調整する（３２５）。
アンテナ・インピーダンス及び／又はアンテナ・インピーダンスの変化は、後方散乱信号３４３を介して外部リーダー３４０により検出される。外部リーダー３４０は、アンテナ・フロント・エンド３４２及び論理構成要素３４４を含むことができ、後方散乱信号３４３によって示された情報を解読して、デジタル入力を処理システム３４６へ与える。外部リーダー３４０は、後方散乱信号３４３をセンサー結果に関連させる（例えば、アンテナ３１２のインピーダンスをセンサー３２０から出力に関連付ける予めプログラムされた関係に従う処理システム３４６を介して）。次いで処理システム３４６は、示されたセンサー結果（例えば、涙膜分析物濃度値）を局所メモリ及び／又は外部メモリ（例えばネットワークを通じて外部メモリに通信することによる）に記憶することができる。
【００７４】
或る実施形態においては、個別の機能的ブロックとして示される特徴の一つ以上は、単独のチップに実装（「パッケージ化」）することができる。例えば、眼装着型デバイス３１０は、単独のチップ又はコントローラ・モジュールに一緒にパッケージ化された整流器３１４、エネルギー貯蔵器３１６、電圧レギュレータ３１８、センサー・インターフェース３２１、及びハードウェア論理３２４を実装することができる。そのようなコントローラは、ループ・アンテナ３１２及びセンサー電極３２２、３２３に接続へ接続された相互接続（「配線」）を有することができる。そのようなコントローラは、ループ・アンテナ３１２において受け取られた集められたエネルギーを操作して、電流測定電流を発現させるのに充分な電圧を電極３２２、３２３の間に印加して、電流測定電流を測定して、アンテナ３１２を介して（例えば、後方散乱輻射３４３を通じて）、測定された電流を示す。
【００７５】
図４Ａは、涙膜分析物濃度を測定する眼装着型デバイスにおける電流測定センサーを操作する処理４００のフローチャートである。無線周波数輻射は、埋設型電気化学的センサーを含む眼装着型デバイスにおけるアンテナにおいて受信される（４０２）。受信した輻射による電気信号は、整流されて調整されて、電気化学的センサー及び関連したコントローラを駆動する（４０４）。例えば、整流器及び／又は調整器はアンテナ配線に接続することができ、電気化学的センサー及び／又はコントローラを駆動するためのＤＣ供給電圧を出力する。作用電極における電気化学反応を引き起こすのに充分な電圧は、電気化学的センサーにおける作用電極と基準電極との間に印加される（４０６）。電流測定電流は、作用電極を通じて測定される（４０８）。例えば、定電位電解装置は、作用電極を通じる結果的な電流測定電流を測定している間に、作用電極と基準電極との間に電圧を印加することができる。測定された電流測定電流は、アンテナにより無線で指示される（４１０）。例えば、後方散乱輻射はアンテナ・インピーダンスを調整することによってセンサー結果を示すように操作することができる。
【００７６】
図４Ｂは、涙膜分析物濃度を測定するように眼装着型デバイスにおける電流測定センサーに呼び掛けるように外部リーダーを操作するための処理４２０のフローチャートである。無線周波数輻射は、外部リーダーから眼に装着された電気化学的センサーに送信される（４２２）。送信された輻射は、結果の測定及び通信を実行するのに充分に長い間に輻射からエネルギーで電気化学的センサーを駆動するのに充分である（４２２）。例えば、電気化学的センサーを駆動するのに用いられる無線周波数輻射は、上述の図３に関連して説明された外部リーダー３４０から眼装着型デバイス３１０へ伝達される輻射３４１に類似することができる。次いで、外部リーダーは、電気化学的分析物センサーにより測定値を指示している後方散乱輻射を受信する（４２４）。例えば、後方散乱輻射は、上述の図３に関連して説明した眼装着型デバイス３１０から外部リーダー３４０へ送られる後方散乱信号３４３と類似することができる。次いで、外部リーダーにおいて受信された後方散乱輻射は、涙膜分析物濃度に関係している（４２６）。場合によっては、分析物濃度値は、外部リーダー・メモリ（例えば、処理システム３４６におけるもの）及び／又はネットワーク接続されたデータ・ストレージに記憶することができる。
【００７７】
例えば、センサー結果（例えば、測定された電流測定電流）は、後方散乱アンテナのインピーダンスを調整することによって、後方散乱輻射にコード化することができる。外部リーダーは、後方散乱輻射における周波数、振幅、及び／又は位相シフトに基づいてアンテナ・インピーダンス及び／又はアンテナ・インピーダンスにおける変化を検出することができる。次いでセンサー結果は、眼装着型デバイス内に採用された符号化ルーチンを逆転することにより、インピーダンス値をセンサー結果に関連付けることにより抽出することができる。従って、このリーダーは検出されたアンテナ・インピーダンス値を電流測定電流値に位置付けることができる。電流測定電流値は、電流測定電流及び関連する涙膜分析物濃度に関する感度（例えば、倍率）を有する涙膜分析物濃度に概ね比例している。例えば、感度値は、経験的に導出された較正要因によって部分的に測定することができる。
ＩＶ．例示的生体親和性カプセル化構造の組み立て
【００７８】
図５Ａ−５Ｈは、エレクトロニクスを生体親和性材料にカプセル化する処理の段階を図解する。図５Ａ−５Ｈに示された図解は一般に、エレクトロニクスをカプセル化する生体親和性構造を形成するように成長された連続的に形成された層を図解するように断面図に示されている。それらの層は、微細加工及び／又は製造技術、例えば電気メッキ、フォトリソグラフィー、溶着、及び／又は蒸発製造処理等などによって成長させることができる。様々な材料は、特定の配置において材料をパターン化させるフォトレジスト及び／又はマスクを用いるパターンによって形成されることがある（例えばワイヤ、電極、接続パッド、その他を形成する）。更に電気メッキ技術も電極の配置を金属的表面被覆で被覆するために採用されることがある。例えば、溶着及び／又はフォトリソグラフィー処理により形成された導電材料の構成は、望ましい厚さの導電構造を形成するように金属的材料でメッキすることができる。しかしながら、図５Ａ−５Ｈに関連して図解及び説明された様々な層の寸法は、相対的な厚さを含めて、一定の比率で図解されたものではない。それに代えて、図５Ａ−５Ｈにおける描画は、様々な層の順序付けを説明のみの目的のために概略的に図解する。
【００７９】
図５Ａは犠牲層５１０で被覆されている作業基板５０２を図解する。この作業基板５０２は、カプセル化された電子機器構造の層を組み立てるのに用いられる平面とすることができる。例えば、作業基板５０２は、半導体デバイス及び／又は微小エレクトロニクスの製造に用いられるもの類似したウエハー（例えば、シリコン・ウエハ）とすることができる。作業基板５０２は、結晶構造（例えば、シリコン）に配置される半導材料とされることがある。作業基板５０２は一般に、溶着、フォトリソグラフィー、その他によって材料の層を受けるのに適する実質的に平坦な材料とすることができる。例えば、作業基板５０２は、研磨面を有するシリコン・ウエハとされることがある。犠牲層５１０は、作業基板５０２に付着して、カプセル化された電子機器構造を形成することができる表面を提供する材料とすることができる。更に以下に論じられるように、カプセル化された電子機器構造の製造の間、犠牲層５１０は、カプセル化された電子機器構造が完全に形成されるまで所定位置に留まり、次いでこの犠牲層５１０は、すすぎ落とし剤によって分解及び／又はすすぎ落とされて、カプセル化された電子機器構造を作業基板５０２から解放する。犠牲層５１０は、このように組み立ての間に一時的にカプセル化された電子機器構造を作業基板５０２へ取り付けるが、一旦組み立てられると、完成されたカプセル化された電子機器構造を作業基板から解放する。
【００８０】
或る例においては、犠牲層５１０は、陽性又は陰性フォトレジスト或いは非粘着性被覆とすることができる。犠牲層５１０は、例えば、シラン（例えば、ＳｉＨ４）、石鹸、その他を含むかもしれない。犠牲層５１０は実質的に均一な厚さで作業基板の上に堆積させることができ、作業基板５０２の反対側の犠牲層５１０の表面は、カプセル化された電子機器構造を成長させるための平面を形成する。
【００８１】
図５Ｂは犠牲層５１０上に形成された生体親和性材料５２０の第１の層を図解する。この生体親和性材料５２０の第１の層は、蒸着によって形成することができ、例えば、約１乃至約２０マイクロメートルの厚さを有することができる。一旦構造が完全に組み立てられて、作業基板５０２から解放されたならば、生体親和性材料５２０の第１の層はカプセル化された電子機器構造の第１の外面を形成する。
【００８２】
生体親和性は一般に生物学的ホストと共存する材料又はデバイスの能力に帰する。特に、生体親和性材料は一般に生物学的ホスト又は材料の何れかに対する悪影響を起こすホスト反応（例えば免疫反応）をもたらさないものである。従って、生体親和性材料は移植型医療デバイス及び／又は外科用機器に用いることができ、というのは、このような材料は中毒若しくは有害な影響を引き起こすことなく身体内に位置することができるためである。生体親和性材料は、眼を覆う涙膜に接触するように設計されたもの（例えばコンタクト・レンズ材料）にも使われる。生体親和性材料は、パリレン、例えばパリレンＣ（例えば、ジクロロジ−ｐ−キシリレン）を含むポリマー材料とすることができる。他のポリマー材料は、単独又は組み合わせで、生体親和性材料５２０、例えばポリエーテル・テレフタル酸塩（ＰＥＴ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）及び他のシリコーン・エラストマー、その他の層を形成するのに用いることもできる。第１の層５２０についての生体親和性材料を選択することによって、カプセル化された電子機器構造の外側は、生物学的ホスト内に存在することができる。生体親和性であることに加えて、生体親和性材料５２０の第１の層は、カプセル化された電子機器を周囲の環境から（例えば、粒子を運ぶ流れ及び／又は流体から）絶縁する電気的絶縁材料であることがある。
【００８３】
更にまた、カプセル化されるエレクトロニクスは、犠牲層５１０の反対側の生体親和性材料５２０の第１の層の側（即ち、犠牲層５１０における生体親和性材料５２０の第１の層を形成した後に、露出する生体親和性材料の側）に直接に組み立てられることもある。このように、生体親和性材料５２０の第１の層は、エレクトロニクスを形成するための基板とすることができる。従って、生体親和性材料は、微細加工処理、例えばフォトリソグラフィーなどによりエレクトロニクスを組み立てるための基板として使用されるのに充分な構造的剛性を有する材料とすることができる。しかしながら、或る実施形態においては、追加的なエレクトロニクス組み立て基板を生体親和性材料５２０の第１の層とカプセル化されるエレクトロニクスとの間に介在させることができる。しかしながら、組み立てられた構造の総厚さは、エレクトロニクス組み立て面としての生体親和性材料（例えば、層５２０）自体を用いて低減することができるので、それによって更なる層を完全に組み立てられた構造へ挿入することが避けられる。
【００８４】
図５Ｃはエレクトロニクス回路を形成するように生体親和性材料５２０の第１の層にパターン化された導電材料の配置を図解する。導電材料は、金属、例えばプラチナ、銀、金、パラジウム、チタン、銅、クロミウム、ニッケル、アルミニウム、他の金属又は導電材料、これらの組合せ、その他とすることができる。或る実施形態は、エレクトロニクス回路の少なくとも一部のために、実質的に透明な導電性材料を採用することもある（例えば、酸化インジウム錫のような材料）。例えば、酸化インジウム錫のような材料）。導電性材料は、生体親和性材料５２０の層に形成された埋設型エレクトロニクスの回路のために、ワイヤ、電極、接続パッドなど形成するようにパターン化される。導電性材料は、フォトリソグラフィー、溶着及び／又は電気メッキ、その他を介してパターン化することができる。次いで、このパターンは、更なる回路構成要素、例えばチップに電気的に接続することができ、生体相互作用電子機器モジュールを形成する。
【００８５】
例えば、金属は、図３に関連して上述した例示的電気化学的センサーと同様に、集められた無線周波数エネルギーにより駆動される電気化学的生体センサー回路のための構成要素を形成するようにパターン化されることがある。そのような例においては、金属はセンサー電極５３０、チップ接続パッド５３８、５３９、アンテナ５３６、及び相互接続５３２、５３４を形成するようにパターン化することができる。センサー電極５３０は、例えば、上述の図３に関連して論じたセンサー電極３２２、３２３に類似した電気化学的センサー用の電極とされることがある。このセンサー電極５３０は、例えば、導電性材料、例えばパラジウム、プラチナ、チタン、銀、塩化銀、金、アルミニウム、カーボン、これらなどの組合せなどから形成された基準電極及び作用電極を含むことがある。センサー電極５３０は、様々な形状因子、例えば平行バー、同心リング、その他で構成することができる。作用電極５３０は微小電極であることがあり、２５マイクロメートル未満の少なくとも一次元を有することがある。一例を挙げれば、センサー電極５３０は、望ましい配置においてフォトレジストをパターン化して、次いで金属を蒸発させてフォトレジストのパターンに従ってセンサー電極５３０を形成することによって製作することができる。
【００８６】
アンテナ５３６は、集められた無線周波数輻射を受信してエレクトロニクスへの電源を提供するのに適するループ・アンテナとすることができる。アンテナ５３６は、例えば、上述の図２及び図３に関連して図解及び説明されたアンテナと同様に、眼装着型デバイスの周辺の周りに配置されることに適する概ね５ミリメートルの半径を有するループとされることがある。或る場合には、アンテナ５３６及び／又は相互接続５３２、５３４は、センサー電極５３０に用いられた金属とは異なる金属から形成することができる（例えば、センサー電極５３０はプラチナから形成されることがあり、アンテナ５３６は金から形成されることがある）。センサー電極５３０、相互接続５３２、５３４、及びアンテナ５３６は、例えば、約５マイクロメートルの厚さで形成することができる。
【００８７】
相互接続５３２、５３４は、フォトリソグラフィー、蒸発、及び／又は電気メッキによって形成されて、センサー電極５３０をチップ接続パッド５３９へ接続するためにワイヤとすることができる。相互接続５３２は、センサー電極５３０とチップ５４０（これは図５Ｄに関連して示されて説明される）内の電気部品との間の低抵抗の電気的接続を与える。更に、相互接続５３２は単独のワイヤとして概略的に示されているが、複数の相互接続が複数のセンサー電極の各々をチップ５４０内の電気的部品（例えば、上述の図３に関連して図解されて説明されたセンサー・インターフェース・モジュール３２１と同様に機能する部品）へ接続するのに用いられることもある。例えば、作用電極と基準電極とは各々が個別のワイヤによりチップ５４０内にパッケージ化された定電位電解装置に接続することができる。同様に、相互接続５３４はアンテナ５３６とチップ接続パッド５３８との間で低抵抗の電気的接続を与える。相互接続５３４は、これによりエネルギー採取及び通信アンテナをチップ５４０内の電気的部品（例えば、図３に関連して図解及び説明された整流器モジュール３１４及び通信論理３２４と同様に機能する部品）へ接続する。或る例においては、複数の相互接続ワイヤはアンテナ５３６の端子（例えば配線）をチップ５４０内にパッケージ化された部品へ接続することができる（例えば、それぞれのチップ接続パッドを介して）。
【００８８】
チップ接続パッド５３８、５３９は、相互接続５３２、５３４及びアンテナ５３６に関連して上述したものと類似した処理により形成することができる。即ち、チップ接続パッド５３８、５３９はフォトリソグラフィー処理によりパターン化することができると共に、金属は蒸発及び／又は電気メッキによって塗布してチップ接続パッド５３８、５３９を形成することができる。チップ接続パッド５３８、５３９は、パッド５３８、５３９へフリップ・チップ装着されるチップ５４０のための装着点を与える。従ってチップ接続パッド５３８、５３９は、チップ５４０の端子に対応するようにパターン化することができる。このように、チップ接続パッドの配置は、カプセル化された電子機器構造に用いられるチップのパッケージ化に応じて異なることがある。
【００８９】
或る例においては、生体親和性材料５２０の第１の層上へパターン化された金属構造の一つ以上は、生体親和性材料５２０に直接にパターン化されるシード層（又は接着層）を含む多層配置構造とすることができる。そのようなシード層は、生体親和性材料とシード層上にパターン化された金属構造の大部分との両方へ接着するのに用いることができる。例えば、そのようなシード層は、生体親和性材料に良く接着する材料とされることがあり、金属構造の残りに電気メッキをする案内としての役割を果たす。
【００９０】
図５Ｄは、接続パッド５３８、５３９に装着されたチップ５４０を図解する。
チップ５４０は、例えば、一つ以上の集積回路（ＩＣ）及び／又は一つ以上の個別の電子部品を含むことができる。異方性の導電性接着剤５４２を接続パッド５３８、５３９に塗布して、チップ５４０における接続パッド５３８、５３９と対応する電極との間の電気的及び機械的接続を容易にする。異方性の導電性接着剤５４２は、溶着、リソグラフィ、その他によって接続パッド５３８、５３９を被覆する異方性の導電性膜及び／又は異方性の導電性ペーストを含むことができる。次いでチップ５４０は、それぞれの接続パッド（例えば、接続パッド５３８、５３９）上に整合されたその端子でチップ５４０を位置決めすることにより、接続パッド５３８、５３９へ装着されたフリップ・チップとすることができる。一旦整合するならば、チップ５４０は、接続パッド５３８、５３９へ向かって付勢することができ、チップ５４０において端子に接着される異方性の導電性接着材５４２被覆に接触する。異方性の導電性接着剤５４２は、チップ５４０をチップ接続５３８、５３９に機械的に接着させることと、チップ５４０をチップ接続パッド５３８、５３９へ（ひいては、相互接続５３２、５３４を通じて接続された様々な電気的部品へ）電気的に接続させることの両方をなす。或る例においては、チップ５４０は、他の導電性材料（例えば、はんだ、はんだペースト、及び／又は異方性の導電性接着剤５４２の層に加えて、又は、それに代わるものとして、導電性エポキシ）を用いてチップ接続パッド５３８、５３９へ装着されることがある。
【００９１】
或る例においては、接続パッド５３８、５３９は、チップ５４０の電気的及び機械的装着を容易にするために、半田層を含むことがある。例えば、チップがチップ接続パッド上に置かれる間、この配置構成は、半田が流れて、チップの端子に付着するように加熱することができる。或る場合には、流動する半田の毛細管力は、チップ５４０の最終的な微細な整合を与えるのに用いられることがある。そのような半田層は、異方性の導電性接着剤５４２に加えて、又は、それに代わるものとして用いられることがある。
【００９２】
図５Ｃ及び図５Ｄには特に示さないが、或る製造処理はセンサー電極５３０の上に試薬層を形成することを含むことがある。この試薬層は、特定の分析物に対するセンサー電極の感度を高めるのに用いられる物質を含み得る。例えば、グルコース・オキシダーゼを含む層は、グルコースの検出のために、センサー電極５３０の上に塗布されることがある。
【００９３】
図５Ｅは、組み立てられたエレクトロニクス（即ち、チップ５４０及びパターン化された導電性材料形成ワイヤ、電極など）の上に形成された生体親和性材料５５０の第２の層を図解する。生体親和性材料５５０の第２の層は、生体親和性材料５２０の第１の層と同様に機能して、生体親和性表面を形成すると共に、エレクトロニクスを周囲の環境から電気的に絶縁する。更に、生体親和性材料５５０の第２の層は、組み立てられたエレクトロニクスを構造的に支持して、様々な構成要素を適所に保持する。生体親和性材料５５０の第２の層は、チップ５４０を囲んでチップ５４０の周囲の間隙を充填する（及び、それによって、チップの運動を妨げる）ことによって、チップ５４０を安定化させることができる。或る例においては、概略的に図５Ｅに図解されるように、生体親和性材料５５０の第２の層の溶着は、組み立てられたエレクトロニクス上の共形被覆をもたらす。例えば、生体親和性材料５５０の第２の層は、約１マイクロメートル乃至約５０マイクロメートルの厚さを有することができる。
【００９４】
生体親和性材料５５０の第２の層は、生体親和性材料５２０の第１の層に対して同一若しくは実質的に類似した材料から形成することができるか、又は選択的に、生体親和性と電気的絶縁性との両方である異なるポリマー材料とすることができる。
【００９５】
生体親和性材料５５０の第２の層は、組み立てられたエレクトロニクス（即ち、チップ５４０及びパターン化された導電性材料形成ワイヤ、電極など）の全体に亘る連続層を形成するように好ましくは被覆される。生体親和性材料５５０の第２の層は、組み立てられたエレクトロニクスの設置面積を越えて延伸する領域に亘ることができる。その結果、組み立てられたエレクトロニクスは、生体親和性材料５２０の第１の層に直接に載置された生体親和性材料５５０の第２の層の部分によって包囲することができる。図５Ｄにおける概略的図解は、センサー電極５３０の一方の側における生体親和性材料５２０の第１の層に直接に接触する側縁５５２と、アンテナ５３６の一方の側における生体親和性材料５２０の第１の層に直接に接触する側縁５５４とによるそのような側縁を表す。生体親和性材料５５０の第２の層は、二つの被覆５５２、５５４の間の組み立てられたエレクトロニクス上の実質的に連続的な共形被覆とすることができる。
【００９６】
図５Ｆは、生体親和性材料の第１の層５２０と第２の層５５０とを一緒に焼き鈍しすることによって形成された密封されたカプセル化層５６０を図解する。これら二つの層５２０、５５０は、作業基板５０２を含めて、組み立てられた構造全体を、第１及び第２の層５２０、５５０における生体親和性材料を焼き鈍しするのに充分な温度におけるオーブン内に置くことにより、一緒に焼き鈍しすることができる。例えば、パリレンＣ（例えば、ジクロロジ−ｐ−キシリレン）は概ね１５０乃至２００度の摂氏温度で一緒に焼き鈍すことができる。他の生体適合性ポリマー材料（例えばＰＥＴ、ＰＤＭＳなど）は、より高いかより低い焼き鈍し温度を必要とすることがある。
【００９７】
焼き鈍し処理は、第１及び第２の層が直接接触にある領域（例えば側縁５５２、５５４において流れて一緒に封止する）を生じさせる。一旦冷却されるならば、結果的な密封されたカプセル化層５６０は、組み立てられたエレクトロニクスをその中に完全にカプセル化する生体親和性材料の連続層となる。特に、焼き鈍し処理の後、側縁５５２、５５４における第１の層と第２の層との間の境界は封止された領域５６２、５６４に置き換えられて、ここでは前者の縁が一緒に焼き鈍しされて、エレクトロニクスを周囲環境から完全に封止する。
【００９８】
焼き鈍し処理の間に、犠牲層５１０は、生体親和性材料（例えば、生体親和性材料５２０の第１の層）を作業基板５０２から分離する。このように、犠牲層５１０は、生体親和性材料が焼き鈍し処理の間に作業基板５０２に付着することを防ぐことができる。
【００９９】
これに代えて、犠牲層５１０は省略されることがある（例えば、生体親和性材料５２０の第１の層が作業基板５０２に直接に形成される場合）。このように、密封されたカプセル化層５６０は、作業基板５０２に直接接触されることがある。そのような例においては、カプセル化された電子機器構造は、焼き鈍し処理の後に作業基板５０２から剥がすことができる。カプセル化された電子機器構造は、この構造を剥がす前にエッチングされて過剰な生体親和性材料を除去することもある。例えば、生体親和性材料は、溶着処理又は焼き鈍し処理或いはその両方の間、作業基板５０２の周りを少なくとも部分的に包むことがある。エッチング（例えば、酸素プラズマによるもの）は、作業基板５０２の周りを包む生体親和性材料の部分を切り離すのに用いることができると共に、カプセル化された電子機器構造のために望ましい形状を形成するのにも用いることができる。或る例においては、カプセル化された電子機器構造は、そのようなエッチング・プロセスの後に作業基板５０２から剥がすことができる。
【０１００】
図５Ｇは、例示的なセンサー露呈カプセル化層５６０’を図解する。センサー露呈カプセル化層５６０’は、センサー電極５３０を露呈させるようにカプセル化生体親和性材料の領域を除去することによって形成し得る。従って、センサー露呈カプセル化層５６０’は、作業基板５０２の反対側（例えば、生体親和性材料５５０の第２の層によって形成されたカプセル化生体親和性層の側）に開口５６２を含む。開口５６２は、センサー電極５３０を覆う生体親和性材料の領域を除去することによって形成することができる。生体親和性材料のこの領域は、例えば、この領域を酸素プラズマで処理することにより除去し得る。
【０１０１】
或る実施形態においては、センサー電極５３０を露呈させる開口５６２は、組み立てられたエレクトロニクスを覆うのに用いられる生体親和性材料の側からであって、エレクトロニクスが組み立てる基板として用いられる生体親和性材料の側からではなく、材料を除去することにより形成される。このように、エレクトロニクスが組み立てられる基板（ひいてはエレクトロニクスが最初に搭載される基板）は、センサー電極５３０が開口５６２を介して露呈させられることを可能にするまでの間、そのままのままにされることがある。
【０１０２】
操作において、開口５６２は、特に生体親和性材料を通じて容易に拡散しない分析物について、電気化学的分析物センサーの感度を増大させる。開口５６２を含むことにより、分析物濃度は、生体親和性材料を通じて拡散することなく、センサー電極５３０において測定することができる。このように、対象の分析物が生体親和性材料の層を通じて容易に拡散しないとき、開口５６２は、分析物がカプセル化生体親和性材料を通過することなくセンサー電極５３０に到達することを可能にする。
【０１０３】
図５Ｈは例示的なカプセル化された電子機器構造５７０を図解する。解放されたカプセル化された電子機器構造５７０は、犠牲層５１０を除去することによって作業基板５０２から解放されている。例えば、犠牲層がフォトレジストであるならば、このフォトレジストはアセトン、イソプロピル・アルコール、その他のようなすすぎ落とし剤によりすすぎ落とせるであろう。犠牲層が石鹸膜であるならば、水を用いて石鹸をすすぎ落として、カプセル化された電子機器構造５７０を解放し得る。そのようなすすぎ落とし剤は、生体親和性材料も分解させることなく、犠牲層５１０を除去するように構成し得る。
【０１０４】
解放されたカプセル化された電子機器構造５７０は、生物学的環境、例えば眼装着型デバイス又は移植型医療デバイス内に組み込むのに適する。
カプセル化された生体親和性材料に起因して、周囲環境は、カプセル化された電子機器から密にされる。例えば、構造が生物学的ホストに移植されるか、又は涙流体に晒される（例えば上述の図２に関連して論じた基板と同様に）眼装着型デバイス内に置かれるならば、この構造は生物学的ホストの流体（例えば、涙流体、血液、その他）に晒されることができ、というのは、外面全体が間隙若しくは継ぎ目のない生体親和性材料で被覆されているためである。
【０１０５】
或る場合には、カプセル化された電子機器構造５７０を解放する前に更なるエッチング処理が実行されることがあるない。例えば、過剰な生体親和性材料は、この過剰な材料をエッチングすることによって、カプセル化された構造から取り除き得る。追加的に又は代替的に、完成されたカプセル化された構造は、近隣の構造を接続する焼き鈍しされた生体親和性材料の重なり合う領域を通じてエッチングによって同じ作業基板に平行に組み立てられた近隣のカプセル化された構造から分離することができる。酸素プラズマ・エッチング処理は、カプセル化された構造を解放するのに先立って、カプセル化された構造を望ましい形状に切り抜くのに用いることができる。或る例においては、カプセル化された生体親和性材料は、例えば、上述の図２に関連して図解されて説明された基板２３０の形状に類似した平坦化リングの形状にエッチングすることができる。
【０１０６】
或る例においては、カプセル化された構造５７０をリング形状構造に成形するエッチングは、センサー電極５３０上に開口５６２を形成するのに用いることもできる。例えば、生体親和性材料は、酸素プラズマによって容易に除去される材料とすることができる。次いで酸素プラズマは、生体親和性材料の部分に亘って酸素プラズマを指向させることにより、カプセル化された構造５７０を望ましい形状、例えばリング形状に形成するのに用いることができる。対照的に、センサー電極５３０は、酸素プラズマによって容易にエッチングされない材料から形成することができるので、センサー電極５３０はエッチング停止として機能することができる。開口５６２を形成するために、酸素プラズマは、センサー電極５３０を実質的に損なわずに残しながら、センサー電極５３０を覆っている生体親和性材料を除去することができる。
【０１０７】
追加的に又は代替的に、カプセル化された電子機器構造５７０は、作業基板５０２からカプセル化された電子機器構造５７０を剥がすことによって、作業基板５０２から解放し得る。例えば、犠牲層５１０が省略される例においては、カプセル化された電子機器構造５７０は、作業基板５０２に直接に形成し得る。カプセル化された電子機器構造５７０はエッチングされて、リング形状構造（又はカプセル化された電子機器構造のための他の望ましい形状）を形成し、次いでカプセル化された電子機器構造は作業基板５０２から剥がすことができる。
【０１０８】
図５Ａ乃至５Ｈにおける説明は、眼装着型デバイス内に搭載するのに適するカプセル化された電子機器構造を形成するための組み立て処理の一例を説明する。例えば、図５Ａ乃至５Ｈに示される断面図は、上述の図２に関連して示されて説明された平坦化リング形状基板２３０に類似した平坦化リングを通じた破断とすることができる。そのような例においては、カプセル化された電子機器構造５７０は、眼装着型デバイス内、例えば角膜表面への接触装着のために形成されるポリマー材料（例えば、ヒドロゲル材）内に装着されることがある。次いで、電気化学的センサーは、眼装着型デバイスのポリマー材料へ吸収される涙膜の分析物濃度を測定するために用いることができる。しかしながら、類似の処理を他の用途の生体適合性カプセル化された電子機器を形成するために採用することができる。例えば、移植型電子医療デバイスは、生体親和性材料の第１の層にエレクトロニクスを組み立てることによって形成されることがあり、生体親和性材料の第２の層をエレクトロニクス上に形成することができ、かつ、これら二つの層は一緒に焼き鈍しして、エレクトロニクスを生体親和性材料内に完全にカプセル化することができる。そのような移植型電子医療デバイスは、犠牲層で被覆されている作業基板に形成されることがあり、犠牲層をすすぎ落とすことによって、作業基板から解放し得る。そのような移植型電子医療デバイスは、情報（例えば、センサー結果）及び／又は誘導的採取エネルギー（例えば、無線周波数輻射）を伝えるためのアンテナを含むことがある。移植型電子医療デバイスは電気化学的センサーも含むことがあり、或いは、それらは他の電子デバイスを含むことがある。
【０１０９】
本開示の或る実施形態は、電気化学的センサーを含むカプセル化された電子機器構造に関する。例えば、センサー電極及びアンテナに接続されたチップ（例えば、センサー電極５３０及びアンテナ５３６に接続されたチップ５４０）は、複数のセンサー電極に亘って電圧を印加して、作用電橋を通じて電流測定電流を測定し、この測定された電流測定電流をアンテナにより無線で通信するように構成することができる。或る例においては、専用モジュール、例えば、適宜なプログラム論理、インターフェースなどを有する集積回路が単独のチップ（例えば、チップ５４０）にパッケージ化されているが、上述の機能はハードウェア及び／又はソフトウェア実装モジュールの任意の組合せにより実行することができる。このように、電気化学的センサーに関する本開示の或る実施形態は、アンテナ及びコントローラを含むカプセル化された電子機器に言及し、そこではコントローラは上述の機能の一つ以上を実行するように構成されたモジュールである。
【０１１０】
しかしながら、本開示は、上述したものに加えて又はそれらに代わるものとして、機能を実行するように構成された電子機器モジュールを含み得ることに留意されたい。例えば、カプセル化された電子機器モジュールは、光センサー、温度センサー、及び／又は眼科的及び／又は移植型用途における診断関連情報を検出することに役立つ他のセンサーを含むことがある。カプセル化された電子機器モジュールは、例えば、温度読み取り値を得て、次いでその温度情報を伝えるか、又は、この温度情報を用いて電気化学的センサーによる測定手順を修正する。更に、カプセル化された電子機器モジュールは、キャパシタ、スイッチなどの組合せを含むことができ、電圧レベルを調整及び／又は他の電子機器モジュールとの接続を制御する。例えば、カプセル化された電子機器モジュールは、上述の図３に関連して説明したキャパシタ３１６と同様に、アンテナから採取されたエネルギーにより発生する電圧源を調整するためにキャパシタを含むことがある。このように、カプセル化された電子機器モジュール（例えば、コントローラ及び／又はアンテナ）の或る実施形態は、特定の実施のために望ましい機能を達成するために広範な回路設計及び他の修正例を含むことがある。
【０１１１】
図６Ａはカプセル化された電子機器モジュールを製造する例示的処理６００のフローチャートである。犠牲層は、作業基板に形成される（６０２）。犠牲層は、フォトレジスト、シラン、非粘着性被覆、例えば石鹸膜等とすることができる。生体親和性材料の第１の層は、犠牲層に形成される（６０４）。生体親和性材料の第１の層は、ポリマー材料、例えばパリレンＣ（例えば、ジクロロジ−ｐ−キシリレン）、ポリエチレン・テレフタル酸塩（ＰＥＴ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、他のシリコーン・エラストマー、及び／又は他の生体親和性ポリマー材料を含むことができる。生体親和性材料の第１の層は、溶着、その他のような微細加工処理により形成することができる。或る例においては、生体親和性材料の第１の層が実質的に均一な厚さで形成されて、生体親和性材料の露呈された側（即ち、作業基板の反対側）がエレクトロニクスを組み立てるための基板として使用することができる実質的に平坦な面である。
【０１１２】
電子機器モジュールは、生体親和性材料の第１の層の露呈面に設けられる（６０６）。例えば図５Ｃ及び５Ｄに関連して上述したように電子機器モジュールを組み立てることができる。このように、生体親和性材料の第１の層は、その上に電子機器モジュールを組み立てるための基板として用いることができる。代替的に、電子機器モジュールは、完全に又は部分的に組み立てられた形態で生体親和性材料の第１の層に配置することができる。電子機器モジュールは、ワイヤ、電極、接続パッド、アンテナ（ｅ）、その他として配置されたパターン化された金属を含むことができる。微細加工技術（例えば、フォトリソグラフィー、蒸発、電気メッキ、その他）は、電子機器モジュールのために適する配置において金属をパターン化するのに用いることができる。電子機器モジュールは一つ以上の集積回路を含むこともでき、これは搭載されたフリップ・チップとされることがある。或る例においては、異方性の導電性接着剤が、パッケージ化された集積回路の端子を対応する接続パッドに電気的かつ機械的に接続するのに用いられることがある。
【０１１３】
生体親和性材料の第２の層は、組み立てられた電子機器モジュールの上に形成される（６０８）。生体親和性材料の第２の層は、生体親和性材料の第１の層と同様な生体親和性ポリマー材料とされることがある。第２の層は微細加工技術、例えば蒸発を介して形成されることがあり、組み立てられたエレクトロニクスの上に共形層を形成し、これを組み立てられたエレクトロニクスの全体に重ね合わせて、生体親和性材料の第２の層の外側縁が生体親和性材料の第１の層に直接に接触する。生体親和性材料の二つの層は一緒に焼き鈍しすることができる（６１０）。焼き鈍し処理は生体親和性材料の二つの層を一緒に封止することができ、それによって生体親和性材料内に組み立てられたエレクトロニクスをカプセル化する。
【０１１４】
或る例においては、生体親和性材料の第１の層は、犠牲層にではなく、作業基板に直接に形成することができる。例えば、パリレンＣのような材料の層は、清浄なシリコン・ウエハに直接に形成することができる。一旦生体親和性材料の第２の層が第１の層に焼き鈍しされて、電子機器モジュールをカプセル化するならば、カプセル化された構造は作業基板から剥がすことができる。このように、犠牲層は、組み立て処理から省略し得る。即ち、或る実施形態においては、図６Ａのフローチャート内に説明された処理６００は、ブロック６０２を省略し得る。
【０１１５】
図６Ｂは、カプセル化された電子機器モジュールを眼装着型デバイスに組み込むための例示的処理６２０のフローチャートである。カプセル化された電子機器モジュールは、エッチングして生体親和性材料の領域を除去することができ、それによってセンサー電極が露呈する（６２２）。このように、ブロック６２２は、カプセル化された電子機器が、センサー電極を有する電気化学的センサーを含む例に適用されて、カプセル化された電子機器が他の生体相互作用型電子機器を含むならば省略し得る。例えば、酸素プラズマで生体親和性材料をエッチングすることにより、領域は除去することができる。生体親和性材料の領域が除去されるのは、犠牲層上に適用されてエレクトロニクスを組み立てるための基板を形成する層（例えば、ブロック６０８に関連して説明された層）ではなく、組み立てられたエレクトロニクスを覆うために適用された生体親和性材料の層（例えば、ブロック６０８に関連して説明した層）からとされることがある。電子機器モジュールは、エレクトロニクスを組み立てるための基板として用いられる生体親和性材料の層に先ず搭載されて、これはここでは便宜的に「基板層」と称する。センサー電極を露呈させながら、生体親和性材料の基板層をそのままのままにすることにより、センサー電極と基板層と間に最初に形成された結合は損なわれない。最初に装着された結合層を撹乱することなくセンサー電極を露呈させることは、センサー電極と生体親和性材料の基板層との間の最初に装着された結合の構造的完全性及び弾力性からの利点を得る組み立てられたデバイスをもたらす。
【０１１６】
組み立てられたカプセル化された構造は、エッチングされて環状構造を形成することができる（６２４）。例えば、カプセル化された構造はエッチングされて、上述の図２に関連して図示されて説明された環状基板２３０と同様な平坦化された環状形状を形成することがある。カプセル化された構造は他の形状、例えば、長方形、円形（例えば、ディスク）、楕円状などにもエッチングされることがあり、組み立てられたエレクトロニクスが密封された生体親和性材料によってカプセル化された概ね平坦な構造を形成する。或る例においては、ブロック６２４のエッチング処理は、生体親和性材料の二つの層が一緒に焼き鈍しされる（例えば、ブロック６１２で説明される如し）領域を通じた切断を含む。このように、カプセル化された電子機器を囲む生体親和性材料の密封された端で、ブロック６２４のエッチング処理は、カットを含むかもしれない。或る例においては、生体親和性材料の二つの層（並びに作業基板及び犠牲層）は、複数の組み立てられた電子機器モジュールに亘ることができる。例えば、作業基板は格子へ分割されることがあり、各々のユニットは組み立てられた電子機器モジュールにより占められて、犠牲層及び生体親和性材料の層は実質的に連続的な方式で全てのグリッドに亘って延伸することができる。そのような例においては、ブロック６２４のエッチング処理は、別々のモジュールの間に延伸する焼き鈍しされた生体親和性材料を通じて切断することにより、異なる電子機器モジュールを互いから分離するように、このように用いられることがある。ブロック６２４の後、結果的なカプセル化エレクトロニクス構造は生体ホスト環境、例えば眼装着型デバイス、移植型医療デバイス、その他に統合されるように成形される。
【０１１７】
犠牲層は除去されて、カプセル化された構造を作業基板から解放する（６２６）。犠牲層は、この犠牲層を分解するすすぎ剤を塗布することによって除去することができる。例えば、アセトン又はイソプロピル・アルコールを犠牲層に塗布して分解することができ、それによってカプセル化された構造を解放する。すすぎ剤は犠牲層と反応するように（例えば、分解することによって）、しかし、組み立てられたエレクトロニクスをカプセル化する生体親和性材料とは反応しないように選択される。犠牲層として石鹸膜が用いられる例においては、水は石鹸膜をすすぎ落とすのに用いることができる。
【０１１８】
次いで、解放されたカプセル化された構造は、眼装着型デバイスのポリマー材料へ埋設することができる（６２８）。カプセル化された構造が平坦化された環状形状（即ち、エッチング処理ブロック６２４の間に）を与えられる場合には、眼に接触装着されるように成形された概ね円形のポリマー材料の周辺の領域の周りに埋設することができる。そのようなポリマー材料は、角膜表面に装着される間、眼の角膜表面上に装着されるように構成された凹面と、瞼運動に適合するように構成された凹面の反対側の凸面とを有し得る。例えば、ヒドロゲル材（又は他のポリマー材料）は、射出成型処理においてカプセル化された構造の周りに形成することができる。
【０１１９】
図７は例示的実施形態によって構成されたコンピュータ可読媒体を描く。例示的実施形態においては、例示的システムは、一つ以上のプロセッサ、一つ以上の形態のメモリ、一つ以上の入力デバイス／インターフェース、一つ以上の出力デバイス／インターフェース、及び一つ以上のプロセッサにより実行されるときにシステムに上述した様々な機能、タスク、能力などを実行させる機会可読指令を含むことができる。
【０１２０】
上述したように、或る実施形態においては、開示された技術は、機械可読フォーマットにおける非一時的なコンピュータ可読記憶メディアで、又は、他の非非一時的媒体又は製造物にコード化されたコンピュータ・プログラム指令によって実装することができる。図７は、図６Ａ及び図６Ｂに関連して図示及び説明された処理を含めて、ここに提示された少なくとも幾つかの実施形態により配置されたコンピュータ・デバイスでコンピュータ処理を実行するためのコンピュータ・プログラムを含む例示的コンピュータ・プログラム製品の概念上の部分図を図解する概略図である。
【０１２１】
一つの実施形態において、例示的コンピュータ・プログラム製品７００は、信号搬送媒体７０２を用いて与えられる。この信号搬送媒体７０２は、一つ以上のプログラム指令を含むことがあり、これは、一つ以上のプロセッサにより実行されるときに、図１−６に関して上述した機能性若しくは機能性の部分を与え得る。或る例においては、信号搬送媒体７０２は、非一時的コンピュータ可読媒体７０６、例えばハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、デジタル・テープ、メモリ、その他を含むことができるが、これらに限定されるものではない。或る実装例においては、信号搬送媒体７０２は、コンピュータ記録可能媒体７０８、例えばメモリ、読込み／書込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ ＤＶＤ、その他とすることができるが、これらに限定されるものではない。或る実装例においては、信号搬送媒体７０２は、通信媒体７１０、例えばデジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）とすることができるが、これらに限定されるものではない。このように、例えば、信号搬送媒体７０２は、通信媒体７１０の無線形態によって伝達することができる。
【０１２２】
一つ以上のプログラミング指令７０４は、例えば、コンピュータ実行可能及び／又は論理実装指令とすることができる。或る例においては、コンピュータ・デバイスは、コンピュータ可読媒体７０６、コンピュータ記録可能媒体７０８、及び／又は通信媒体７１０の一つ以上によりコンピュータへ伝えられるプログラミング指令７０４に応じて様々な操作、機能、又は行為を与えるように構成されている。
【０１２３】
非一時的コンピュータ可読媒体７０６は複数のデータ記憶要素の間に分散させることもでき、これらは互いから離隔して位置することができる。記憶された指令の一部若しくは全部を実行するコンピュータ・デバイスは、微細加工コントローラ又は他のコンピュータ・プラットホームとすることができる。或いは、記憶された指令の一部若しくは全部を実行するコンピュータは、離隔して位置するコンピュータ・システム（例えばサーバ）とすることができる。
【０１２４】
様々な態様及び実施形態が本明細書に開示されたが、他の態様及び実施形態が当業者にとって明らかである。本明細書に開示された様々な態様及び実施形態は例示の目的であって、限定を意図するものではなく、真の範囲は以下の特許請求の範囲により示される。
【図１】
2017170160.tif 000004
【図２Ａ】
2017170160.tif 000005
【図２Ｂ】
2017170160.tif 000006
【図２Ｃ】
2017170160.tif 000007
【図２Ｄ】
2017170160.tif 000008
【図３】
2017170160.tif 000009
【図４Ａ】
2017170160.tif 000010
【図４Ｂ】
2017170160.tif 000011
【図５Ａ】
2017170160.tif 000012
【図５Ｂ】
2017170160.tif 000013
【図５Ｃ】
2017170160.tif 000014
【図５Ｄ】
2017170160.tif 000015
【図５Ｅ】
2017170160.tif 000016
【図５Ｆ】
2017170160.tif 000017
【図５Ｇ】
2017170160.tif 000018
【図５Ｈ】
2017170160.tif 000019
【図６Ａ】
2017170160.tif 000020
【図６Ｂ】
2017170160.tif 000021
【図７】
2017170160.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月31日(2017.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ポリマー材料と、
前記透明ポリマー材料に少なくとも部分的に埋設された基板と、
を備え、
前記基板は（ｉ）作用電極及び基準電極を含む電気化学的センサーと、（ｉｉ）生体親和性材料内にカプセル化された電子機器モジュールであって、涙流体が前記生体親和性材料により前記電子機器モジュールから絶縁される電子機器モジュールとを含み、
前記生体親和性材料は、第１の層及び第２の層を含み、前記第１の層と前記第２の層との間には前記電子機器モジュールが介入しており、前記第１の層の一部分及び前記第２の層の一部分がともにアニールされたものであり、
前記電子機器モジュールは、アンテナと、前記電気化学的センサー及び前記アンテナに電気的に接続されたコントローラとを含む、眼装着型デバイス。
【請求項２】
前記コントローラが、前記電気化学的センサーを制御して涙流体内の分析物の濃度に関するセンサー測定値を得て、前記アンテナを用いて前記センサー測定値を指示する、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項３】
前記作用電極及び前記基準電極が前記第１の層上に配置され、前記第２の層が前記作用電極及び前記基準電極の上に開口を有する、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項４】
前記基板が１５０マイクロメートル未満の厚さを有する、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項５】
前記基板が、前記眼装着型デバイスにおける前記透明ポリマー材料の周辺の近傍に埋設される、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項６】
前記電子機器モジュールが、入射輻射から電気エネルギーを捕捉して前記電子機器モジュールを駆動するエネルギー採取システムを含む、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項７】
前記生体親和性材料がジクロロジ−ｐ−キシリレン・ポリマーを含む、請求項１に記載の眼装着型デバイス。
【請求項８】
生体親和性材料の第１の層を形成することと、
前記生体親和性材料の前記第１の層上に電子機器モジュールを設けることと、
前記生体親和性材料の第２の層を形成して前記電子機器モジュールを覆うことと、
前記生体親和性材料の前記第１の層の一部分と前記第２の層の一部分とを一緒にアニールしてカプセル化構造を形成することと、
前記アニールした生体親和性材料の部分を貫くようにエッチングして成形構造を形成することであって、前記成形構造は、前記生体親和性材料内にカプセル化された前記電子機器モジュールを含む、当該成形構造を形成することと、
を含む方法。
【請求項９】
作業基板上に犠牲層を形成することであって、前記生体親和性材料の前記第１の層が前記犠牲層上に形成される、当該犠牲層を形成することと、
前記犠牲層を除去して前記成形構造を前記作業基板から解放することと、
を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記生体親和性材料の前記第１の層及び前記第２の層、並びに前記電子機器モジュールが、１５０マイクロメートル未満の組み合わせた厚さを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記生体親和性材料の前記第１の層、前記電子機器モジュール、及び前記生体親和性材料の前記第２の層の全てが、前記アニールの間に、作業基板上の犠牲層の上に積層され、前記アニールが前記作業基板をオーブンで焼くことを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記成形構造を透明ポリマー材料に埋設して眼装着型デバイスを形成することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体親和性材料がジクロロジ−ｐ−キシリレン・ポリマーを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
犠牲層を作業基板上に形成することを更に含み、前記犠牲層は、前記アニールの間に前記生体親和性材料を前記作業基板から分離する、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記電子機器モジュールを組み立てることを更に含む請求項８に記載の方法であって、前記電子機器モジュールを組み立てることは、
金属をパターン化して、複数の接続パッド、複数の電気化学的センサー電極、アンテナ、少なくとも１つの前記接続パッドと前記アンテナとの間のアンテナ相互接続、及び少なくとも１つの前記接続パッドと１つ以上の前記電気化学的センサー電極との間のセンサー相互接続を形成することと、
チップを前記接続パッドに適用することと、
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記チップを前記接続パッドに適用することが、異方性の導電性接着剤を介して前記チップを前記接続パッドへ電気的に接続することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電子機器モジュールが、入射輻射から電気エネルギーを捕捉して電子部品を駆動するエネルギー採取システムを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
生体親和性材料の第１の層を形成することと、
前記生体親和性材料の前記第１の層上に電子機器モジュールを設けることと、
前記生体親和性材料の第２の層を形成して前記電子機器モジュールを覆うことと、
前記生体親和性材料の前記第１の層の一部分と前記第２の層の一部分とを一緒にアニールしてカプセル化構造を形成することと、
前記アニールした部分を貫くようにエッチングして成形構造を形成することであって、前記成形構造は、前記生体親和性材料内にカプセル化された前記電子機器モジュールを含む、当該成形構造を形成することと、
を含む処理によって準備されるデバイス。
【請求項１９】
前記処理が、
作業基板上に犠牲層を形成することであって、前記生体親和性材料の前記第１の層が前記犠牲層上に形成される、当該犠牲層を形成することと、
前記犠牲層を除去して前記成形構造を前記作業基板から解放することと、
を更に含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記処理が、前記成形構造を透明ポリマー材料に埋設することを更に含む、請求項１８に記載のデバイス。
【外国語明細書】
2017170160000001.pdf