(57)【要約】本発明は、生理学的信号を測定するための、垂直に積層しかつ気密封止された埋め込み型圧力センサ装置について記載する。前記埋め込み型装置は、前記生理学的信号を測定するように構成される圧力センサを有する第１のウエハと、少なくとも１つのデジタル化集積回路を有する第２のウエハと、を含有する複数層を含む。第１のウエハは、密封封止を形成するために第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている。前記装置は、超コンデンサを有する第３の層及び薄膜電池を有する第４の層などエネルギーの貯蔵及び転送に適応する、１つ以上の追加の層を含むことができる。
2017527329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生理学的信号を測定するための垂直に積層しかつ気密封止した埋め込み型圧力センサ装置であって、前記埋め込み型装置が、
前記生理学的信号を測定するように構成された少なくとも１つの圧力センサを含む第１のウエハと、
少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む第２のウエハと、を含み、前記第１のウエハが、気密封止を形成するように前記第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている、装置。
【請求項２】
前記ウエハの前記垂直積層部が前記第１のウエハと前記２のウエハとの間に気密封止した空洞を作成するように構成されている、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項３】
前記埋め込み型装置が１９ゲージ以上を有する注入器又は注射器を介して埋め込むことが可能なサイズ又は形状を有する、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項４】
前記生理学的信号が眼圧、頭蓋内圧、又は心臓血管圧を含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項５】
前記埋め込み型装置が、硝子体液の眼圧を測定するために眼の硝子体内に配置可能であるようにサイズ決め又は成形されている、請求項４に記載の埋め込み型装置。
【請求項６】
前記圧力センサが容量性圧力変換器を含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項７】
前記容量性圧力変換器が、膜を有する少なくとも１つの第１の空洞構造を含み、前記第１の空洞が、前記生理的信号が圧力測定を含むように真空下にある、請求項６に記載の埋め込み型装置。
【請求項８】
前記容量性圧力変換器が、膜を有する少なくとも１つの第２の空洞構造を更に含み、前記第２の空洞が真空下にあり、前記膜が、前記第２の空洞から得られる信号が前記圧力測定との比較のための基準測定を含むように、圧力に対して低感度であるように、前記第１の空洞より高い剛性を有する、請求項７に記載の埋め込み型装置。
【請求項９】
前記第２のウエハが、無線周波数リンク、電力貯蔵部、及びデータ格納部のうちのいずれかを更に含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１０】
各ウエハが約２００マイクロメートル以下の最大厚さを含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１１】
各ウエハが実質的に同じ厚さを有する、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１２】
前記第１のウエハが前記第２のウエハより大きい厚さを有する、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１３】
前記埋め込み型装置が約２００マイクロメートル以下の最大厚さ、約４ｍｍ以下の最大長さ、及び６５０マイクロメートル以下の幅を含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１４】
前記第１ウエハ及び前記第２ウエハが、適合した膨張温度係数を有する基板材料から形成されており、又は前記第１ウエハ及び前記第２のウエハが同じ材料を含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１５】
前記圧力センサを、前記第２のウエハから機械的に分離するために、前記第１のウエハ内に組み込まれた少なくとも１つの応力絶縁機能を更に含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１６】
前記第１のウエハ及び前記第２のウエハを気密封止するように構成された、前記第１のウエハと前記第２のウエハとの間に配設された封止リングを更に含む、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項１７】
前記第１のウエハ及び前記第２のウエハを電気的に絶縁しかつ封入して、及び接着層を提供するために、前記埋め込み型装置上に配設された誘電体層を更に含む、請求項１６に記載の埋め込み型装置。
【請求項１８】
前記第１のウエハ及び前記第２のウエハを更に気密に封入するように、前記誘電体層上に配設されたチタンバリアを更に含む、請求項１７に記載の埋め込み型装置。
【請求項１９】
前記チタンバリア上に配設された生体適合性ポリマーコーティングを更に含む、請求項１８に記載の埋め込み型装置。
【請求項２０】
全ての電気接続が、任意の電気接続から絶縁されている媒質にインターフェイスを提供するように、前記第１のウエハ及び前記第２のウエハの底面上又は裏面上に位置している、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項２１】
コンデンサを有する第３のウエハを更に含み、前記第２のウエハが前記第３のウエハ上に垂直に積層又は配設されている、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項２２】
薄膜電池を有する第４のウエハを更に含み、前記第３のウエハが前記第４のウエハ上に垂直に積層又は配設されている、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項２３】
患者の眼の眼圧を直接測定するための垂直に積層した埋め込み型装置であって、前記埋め込み型装置が、
前記眼の前記眼圧を直接測定するように構成された少なくとも１つの圧力変換器を含む第１のウエハと、
少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む第２のウエハと、を含み、前記第１のウエハが前記第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されており、
前記埋め込み型装置が、硝子体液の前記眼圧を測定するために眼の硝子体内に配置可能であるようにサイズ決め又は成形されている、装置。
【請求項２４】
前記ウエハの前記垂直積層部が前記第２３のウエハと前記２のウエハとの間に気密封止した空洞を作成するように構成されている、請求項１に記載の埋め込み型装置。
【請求項２５】
前記圧力変換器が少なくとも第１の空洞及び第２の空洞を含み、前記少なくとも第１の空洞が前記少なくとも第２の空洞の遠位にありかつ前記眼圧を測定するように構成されており、一方で前記少なくとも第２の空洞が基準圧力を測定するように構成されている、請求項２３に記載の埋め込み型装置。
【請求項２６】
前記少なくとも第１の空洞が露出したままである間に、前記第１のウエハ及び前記少なくとも第２の空洞上に垂直に積層又は配設された少なくとも１つのコイルを更に含む、請求項２５に記載の埋め込み型装置。
【請求項２７】
前記第２のウエハが、無線周波数リンク、電力貯蔵部、及びデータ格納部のうちのいずれかを更に含む、請求項２３に記載の埋め込み型装置。
【請求項２８】
コンデンサを有する第３のウエハと、前記第１のウエハ及び前記第２のウエハと共に垂直に積層された薄膜電池を有する第４のウエハと、を更に含み、前記第３のウエハが前記第２のウエハと前記第４のウエハとの間に配設されている、請求項２３に記載の埋め込み型装置。
【請求項２９】
前記２のウエハの下に配設されたインターポーザを更に含み、前記インターポーザが固着手段、遠位組織貫通先端部、又は抽出機能を含む、請求項２３に記載の埋め込み型装置。
【請求項３０】
前記インターポーザが、補助エネルギー貯蔵用の少なくとも１つのコンデンサ、又は電力を受け取る若しくはデータを送信するように構成された少なくとも１つのコイルを更に含む、請求項２８に記載の埋め込み型装置。
【請求項３１】
前記圧力変換器が、０．０７ｋＰａ（０．５ｍｍＨｇ）の圧力分解能を備える１０１ｋＰａ（１気圧）前後における１３ｋＰａ〜２７ｋＰａ（−１００ｍｍＨｇ〜２００ｍｍＨｇ）のフルスケールレンジ、及び前記変換器の容量の１ｐＦ又は２０％規模のフルレンジ感度を有する、請求項２３に記載の埋め込み型装置。
【請求項３２】
注入可能な眼圧センサシステムであって、前記システムが、
流体を充填した注射器又は注入器と、
埋め込み型眼圧センサ装置であって、
前記生理学的信号を測定するように構成された少なくとも１つの圧力センサを含む第１のウエハと、及び
少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む第２のウエハを含み、前記第１のウエハが、前記第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている、埋め込み型眼圧センサ装置と、を含む、システム。
【請求項３３】
前記圧力センサ装置が、コンデンサを有する第３のウエハと、前記第１のウエハ及び前記第２のウエハと共に垂直に積層された薄膜電池を有する第４のウエハと、を更に含み、前記第３のウエハが前記第２のウエハと前記第４のウエハとの間に配設されている、請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年７月１日出願の米国特許仮出願第６２／０１９，８４１号に対する優先権の利益を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、同一出願人により同時に出願された名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ」の米国特許出願第１４／７８９，４９１号（代理人整理番号９６９３３−０００１１０ＵＳ−９４７２５９）、及び名称「Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｉｍｐｌａｎｔ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｗｉｔｈ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ」の米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号（代理人整理番号９６９３３−０００３１０ＵＳ−９４７２６２）に関しており、これらのそれぞれは、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
緑内障は高レベルの眼圧（ＩＯＰ）と関連しており、治療せずにいると、影響を受けた眼（複数可）の視野に永久に損害を与える可能性があり、及び不可逆的失明につながり得る。緑内障は、眼の増加した流体圧が原因の視神経の損傷による。現在、全世界で約６０００万人が緑内障を患っており、２０２０年には約８０００万人まで増加すると予想されている。米国だけで毎年約１０００万人の医師を訪問し、年間約１５億ドルの医療費を生じる約２２０万人の緑内障患者が存在する。
【０００４】
多くの場合緑内障関連の視野障害は、病期進行の初期段階又は緑内障の発症前（すなわちプレ緑内障患者）に診断されて治療される場合、防ぐことができる。緑内障は通常ＩＯＰの増加、原発開放隅角緑内障、及び疾患の優性変異である正常眼圧緑内障と関連しているので、視野損失を防止するために定期検診を使用して緑内障を監視することができる。従来の標準的治療は、眼圧測定など患者のＩＯＰの非侵襲性測定のために患者が眼科クリニックを１年当たり４〜６回訪問することを必要とする。眼圧測定技術は通常低コスト、容易性及び非侵襲性である一方で、多くの異なる種類の誤差がこの診断ツールの精度を著しく低減する可能性があり、したがって場合によっては不適切な診断及び／又は無効なフォローアップ治療を生じる可能性がある。
【０００５】
例えば少なくともいくつかのこれらの非侵襲性臨床技術は、眼検査中一点の測定だけがなされるので、高レベルのＩＯＰ（例えば圧力スパイク）を検出することができない。眼科外での連続的及び／又は頻繁なＩＯＰレベルの監視の失敗（例えば１年当たり４〜６つ以上の測定）は、患者の本当のＩＯＰプロファイルの不正確な検出につながり得る（例えば、本当のＩＯＰは測定されたＩＯＰより高い、又は低い可能性がある）。場合によっては非侵襲性測定は、これらの装置が眼内部の実際の圧力の間接測定を提供する外部センサで眼の圧力を測定するので、精度も欠いている。例えば精度に影響を及ぼす要因は、患者の角膜厚、強膜硬性若しくは円錐湾曲などの解剖学的差異を考慮しなかったこと、操作者の使用若しくは技術に起因する不一致、カフェイン若しくはアルコール使用など生理的影響、又は患者のＩＯＰに影響を及ぼし得る以前の屈折手術などを含むことができる。したがって、かかる非侵襲性装置からの間接的なＩＯＰ測定は、不適切な診断及び／又はフォローアップ治療という結果をもたらし得る、眼内部の実際のＩＯＰとは異なる可能性がある（例えば、過大評価される又は過小評価される）。更にＩＯＰ測定のため厳密な定期的スケジュールで眼科を訪問するのは、患者にとって多くの場合不都合かつ非実際的である。
【０００６】
埋め込み型ＩＯＰ装置は日常的なＩＯＰの直接測定のために提案されてきたが、これらの第１世代のインプラントは、それによりＩＯＰの間接及び／又は不正確な測定、並びに緑内障の不適切な治療をもたらす、いくつかの欠点が生じる可能性もある。例えばＩＯＰの直接測定において、眼の所望の位置若しくは構造内に完全に、安全かつ効果的に配置される寸法、サイズ若しくは形状では、ＩＯＰ装置は大きすぎる又は嵩高すぎる可能性がある。更にいくつかの装置は極度に侵襲性であり得て、埋め込みのための大きな手術及び／又は眼の異なる構造又は領域にそれぞれ埋め込まれる複数の構成要素の複雑な位置決めを必要として、それは患者に危険性及び／又は損傷、並びに総医療費を不必要に増大させる。
【０００７】
更にいくつかのＩＯＰ埋め込み型装置は、不正確な検出を受けやすい圧力孔を利用する、又は予期しない合併症に至り得る眼の前房、後房、上脈絡膜腔又は角膜など特定の解剖学的部位内への直接の埋め込みを必要とする可能性がある。更にこれらのいくつかの装置は、水の侵入及び／又は熱応力のＩＯＰ埋め込み設計問題のため（例えばポリマーのパッケージと関係している）長期埋め込みに十分適していない可能性があり、それによりＩＯＰの常時監視を不可能にする。かかる提案された可撓性センサも安定性の劣化の問題を有する。場合によってはいくつかのＩＯＰ装置は更に質の悪い較正を受ける、及び／又は監視は更に不正確なＩＯＰ検出レベルをもたらすように調節可能でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって少なくともいくつかの上述した欠点を克服する改良されたインプラント装置及び埋め込み方法を提供することが、望ましい。特にＩＯＰレベルを正確に、連続的に及び調節可能に監視する超小型の埋め込み型ＩＯＰ装置を開発することが、望ましい。理想的にはかかる装置はＩＯＰ圧力レベルを直接測定することが望ましく、侵襲的な大手術をせずに医師のオフィスなど外来患者環境において、迅速かつ容易に眼内の所望の位置内に完全に、安全かつ効果的に埋め込むことができる。更にかかる装置は、長期の安定的及び連続的ＩＯＰ測定プロファイルを適切な診断及びフォローアップ治療に提供するように、長期的埋め込みを可能にするはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は、緑内障の適切な治療のための連続的又は頻繁なＩＯＰなど生理学的信号の正確な測定のための、改良した微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）系圧力センサインプラントを提供する。本発明の具体的な利点は、インプラント形状要素（例えば寸法、サイズ、形状、容積など）が著しく低減されるのを可能にするインプラント構造設計及び構成である。この超小型形状要素はいくつかの理由で重要である。
【００１０】
例えば超小型形状要素は、１９ゲージ（例えば約６９０マイクロメートルの内径）若しくはそれ以上（例えば最高２８若しくは２９ゲージ）を有する注入器、注射器など又は送達システムによる、ＭＥＭＳインプラントの埋め込みを可能にする。これはそれにより、医師のオフィスなど外来患者環境（例えば５〜１０分の外科手術時間）で侵襲的な大手術をせずに、比較的迅速、容易及び安全な埋め込み手順を可能にして、それは保健システムの大幅な節約及び患者の合併症の減少をもたらすことができる。更に注入可能な圧力センサインプラントの侵襲性の減少は、緑内障患者だけでなく、プレ緑内障患者の診断も可能にする。早期の診断及びフォローアップ治療は、近年の複雑な緑内障手術（例えばレーザー手術、線維柱帯切除術、弁インプラント）、視野障害及び／又は失明を予防できる。多くの眼科医は、加齢関連の黄斑変性症の治療と関連した抗ＶＥＧＦ薬の注射など薬物治療用の注入可能医薬品についてよく訓練されており、注入可能な圧力センサインプラントの採用も比較的良好に受け入れられるはずである。
【００１１】
超小型形状要素の他の利点はそれによって、ＭＥＭＳインプラントが直接ＩＯＰレベルを測定するように、眼内の所望の位置内に完全に、安全かつ効果的に埋め込まれるのを可能にするということである。正確なＩＯＰプロファイルは、緑内障の制御及び管理のための適切、安全及び有効な治療を導くために有益であり、それは治療用医薬品、埋め込み型シャント、排液装置などを含むことができる。かかる埋め込み型ＩＯＰ圧力センサは、所定の治療に継続的に適合できるように患者を更に監視して、それは特に医学的に制御されたＩＯＰ患者において効果的であり得る。
【００１２】
しかし、本発明のインプラント装置が単に眼科領域並びに緑内障の診断及び治療のみに限定されず、複数の他の医学分野で有益な用途を得ることができることは理解されよう。その際、正確に、連続的に及び調節可能に診断変換器測定を提供する、超小型の注入可能なインプラントを有することは望ましい。例えばかかる他の生理学的用途としては、頭蓋内圧、肺動脈などの位置での心臓血管圧を感知すること、及びグルコース、膀胱圧により診断される腹部コンパートメント症候群などの泌尿器科学パラメータ、水平性、垂直性又は回旋性眼振のような条件によって制御可能な又は制御できない眼の運動、又は腕、脚などの筋組織内の閉鎖空間内部で過剰な圧力が蓄積することにより生じる、脚の骨折など重篤な外傷状態下に患者がいるときの急性コンパートメント症候群などを監視することが挙げられるが、これらに限定されない。これらの生理学的センサのうち少なくともいくつかは、埋め込み型センサ装置上の１つ以上の追加センサを利用できる。
【００１３】
本発明の多くの実施形態において、患者又は動物の生理学的信号を測定する垂直に積層しかつ気密封止された埋め込み型圧力センサ装置が記載されている。埋め込み型装置は第１のウエハ及び第２のウエハを含む。第１のウエハは、生理学的信号を測定するように構成される少なくとも１つの圧力センサを含む。第２のウエハは、少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む。第１のウエハは、密封封止を形成するために第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている。特にウエハの垂直積層部は、第１のウエハと第２のウエハとの間に気密封止した空洞を作成するように構成されている。
【００１４】
以下にて更に詳細に記載するこの垂直積層構造の設計及び構成は、注入可能物として及び眼内の所望の位置内に容易に埋め込まれるように、インプラントがそれ自身の気密なパッケージを画定して、その形状要素を著しく低減するのを可能にする。特に埋め込み型装置は、１９ゲージ以上を有する注入器又は注射器による埋め込みが可能なサイズ又は形状を含むことができる。埋め込み型装置は、眼の生理学内の安全な領域を提供する硝子体液のＩＯＰを測定するために、眼の硝子体内に配置可能であるようにサイズ決め又は成形されることもできる。眼房水が蓄積される前房などの他の位置も直接監視され得るが、患者の視野を損なうより高い危険性がある。前房を直接監視することは、視野に著しく影響を及ぼす危険性又は関連する責任を負うことにはならない。硝子体液内で測定するときＩＯＰの軽微な降下又は低下があった場合でも、増加した圧力は、圧力の増加を十分に定量化する連続圧力プロファイルによって検出できる。提案された測定位置は動物モデルの範囲全体で直ちに有効であり得て、それは必要に応じてセンサ感度を調整するために用いることもできる。
【００１５】
埋め込み型装置の圧力センサは、容量性圧力変換器を含むことができる。いくつかの実施形態では、装置は変換器内に真空による絶対基準を含み、検知及び基準それぞれのための２つのコンデンサを使用する差動モードを含むことができる。しかし第１のウエハは、測定及び検知のための所望の生理学的信号に応じて、加速度計又は圧電など他の種類のセンサ又は変換器を組み込むことができることは理解されよう。容量性圧力変換器は少なくとも１つの第１の空洞構造及び１つの第２の空洞構造を含み、少なくとも第１の空洞は少なくとも第２の空洞の遠位である。少なくとも第１の空洞は、ＩＯＰのような生理学的信号を測定するように真空下にあり、一方少なくとも第２の空洞構造は、少なくとも第１の空洞によって測定される実際のＩＯＰから独立しているように、ＩＯＰ以外の１つ以上のパラメータの基準圧力を測定するように構成されている。第２の空洞もまた真空を有するけれども、その膜は圧力への感度を著しく低減する低減領域を有するが、同じ電気特性（例えば容量）を備える。
【００１６】
第２のウエハは無線周波数リンク、電力貯蔵部、及びデータ格納部を更に含む。あるいはかかる要素は少なくとも１つの第２のデジタル化集積回路を含む第３のウエハ内に組み込まれることができ、第２のウエハは第３のウエハ上に垂直に積層又は配設されている。各ウエハは約２００マイクロメートル以下の最大厚さ、及びより具体的には約１２５マイクロメートル以下の最大厚さを含む。いくつかの例で第１のウエハは圧力センサの十分な堅さを提供するように第２のウエハより大きな厚みを有する一方で、他の例で各ウエハは実質的に同じ厚みを有することができる。埋め込み型装置は約６５０マイクロメートル以下の最大厚さ、約４ｍｍ以下の最大長さ、及び６５０マイクロメートル以下の幅を有しており、並びにより具体的には約６００マイクロメートル以下の最大厚さ、約３ｍｍ以下の最大長さ、及び６００マイクロメートル以下の幅を有する。いくつかの実施形態では、装置寸法は幅約５２０μｍ及び厚さ４５０μｍであって、それはより小さなゲージの注射器のために少なくとも２０％低減できる。一態様において、センサ装置は強膜を通って挿入されるような寸法にされて、それは毛様体扁平部で約０．５ｍ厚＋／−０．２ｍｍであり、硝子体液内で完全にセンサ（例えば検知コンデンサ）を露出させるように硝子体液内に約２ｍｍ突出する。しかしいくつかの実施形態では、幅及び厚みはほぼ同じでもよいが、幅は厚みから独立していてもよい。例えばいくつかの実施形態では、センサ装置は、センサ装置の集積回路ウエハの回路領域を最大にするように、幅より少ない厚みを有することができる。
【００１７】
第１のウエハ及び第２のウエハは、適合した又は非適合の膨張温度係数を有する基材材料から形成され得る。更に両方のウエハが異なる熱膨張係数を有する場合、少なくとも１つの応力絶縁機能は第１のウエハ内に組み込まれ、圧力センサを第２のウエハから機械的に分離することができる。通常、全ての電気接続は、変換器（容量性装置）と電子処理信号の入力段との間に、又は誘導装置（コイル）と外部収集システムを有するテレメトリ回路転送データと電力の入出力との間に適切な電気的インターフェイスを提供するように、第１のウエハ及び第２のウエハの底面上又は裏面上に位置している。
【００１８】
上述のようにウエハの垂直積層部は、第１のウエハと第２のウエハとの間に気密封止した空洞を作成するように構成されている。一例において封止リングは第１のウエハと第２のウエハとの間に配設されており、第１のウエハ及び第２のウエハを気密封止するように構成されている。誘電体層は、第１のウエハ及び第２のウエハを電気的に絶縁かつ封入して及び接着層を提供するために、埋め込み型装置上に配設することができる。加えて又は別の方法では、チタンバリアは、第１のウエハ及び第２のウエハを更に気密に封入するように、誘電体層上又は埋め込み型装置上に配設することができる。生体適合性ポリマーコーティングは、チタンバリア上に配設されることができる。本発明は過剰な気密封止を提供して、長期の安定的かつ連続的ＩＯＰ測定値及びプロファイルを数か月から数年（例えば１、５、１０又は１５年）の期間提供するように、長期的な埋め込みを確実にする。変換器の感度への影響の可能性が原因で、隔膜を有する検知領域の上面に堆積又はコーティングされる層の厚さは、制御及び／又は最小化されなければならない（例えばより薄い酸化Ｔｉ層及び官能化ポリマー層）。これは、機械的感度を示さず、必要な電気特性（例えば分路コンデンサなど）に対処するように設計された基準コンデンサ及び誘導アンテナコイル（例えば差動ダイポール）など他の領域では当てはまらない。
【００１９】
眼のＩＯＰを直接測定するための垂直に積層した埋め込み型装置は、第１のウエハ及び第２のウエハを含む。第１のウエハは、直接眼のＩＯＰを測定するように構成される少なくとも１つの圧力変換器を含む。第２のウエハは、少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む。第１のウエハは、第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている。埋め込み型装置は、硝子体液のＩＯＰを測定するために眼の硝子体内に配置可能であるようにサイズ決め又は成形されている。
【００２０】
圧力変換器の第１の空洞（例えば検知隔膜）が露出したままである一方で、少なくとも１つの電力受信又はデータ転送コイルは圧力変換器の第１のウエハ及び第２の空洞（例えば、基準隔膜）上に垂直に積層又は配設されている。通常、圧力変換器は、気圧周辺における−２０ｋＰａ〜３３ｋＰａ（−１５０ｍｍＨＧ〜２５０ｍｍＨＧ）の動作範囲（フルスケールのコモンモードとも言う）を有し、それは０〜４ｋＰａ（０〜＋３０ｍｍＨｇ）のゲージ圧を測定する（特に−１３ｋＰａ〜２７ｋＰａ（−１００ｍｍＨＧ〜＋２００ｍｍＨＧ）のコモンモード範囲で絶対ＩＯＰ圧マイナス外部気圧として定義）。いくつかの実施形態では、インターポーザは第２のウエハの下に配設されてもよい。インターポーザは、固着手段、遠位組織貫通先端部、及び／又は抽出機能を含む。インターポーザはまた、本明細書に記載される４つのウエハ設計（例えばＭＥＭＳ／ＡＳＩＣ／Ｓｕｐｅｒｃａｐ／Ｂａｔｔｅｒｙ）などのウエハの３Ｄ積層体を支持若しくは保持するのに適したボート層又は支持体として作用する、底部ウエハとしても構成されることができる。いくつかの実施形態では、ボート層は積層体を強膜に固着するように機能し、電気的機能を提供する必要がない機械的層として含まれる。インターポーザは、補助エネルギー貯蔵用の少なくとも１つのコンデンサ、並びに／又は電力を受け取る及び／若しくはデータを送信するように構成される少なくとも１つのコイルを更に含む。この超コンデンサは、領域容量密度を上昇させることができるように複数層によって画定され得る、誘電体層及び上部／底部プレートによって画定されることができる。
【００２１】
注入可能な眼圧センサシステムは、流体を充填した注射器又は注入器、及び埋め込み型ＩＯＰセンサ装置を含む。ＩＯＰ装置は第１のウエハ及び第２のウエハを含む。第１のウエハは、眼の眼圧を直接測定するように構成される少なくとも１つの圧力変換器を含む。第２のウエハは、少なくとも１つのデジタル化集積回路を含む。第１のウエハは、第２のウエハ上に垂直に積層又は配設されている。注入器又は注射器は１９ゲージ以上を含んでおり、生理食塩水など生体適合性の流体で充填され得る。
【００２２】
１つ以上の実施態様の詳細は、以下の添付図面及び明細書に記載される。他の特徴は、明細書及び図面により、並びに請求の範囲により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の実施形態による垂直に積層された埋め込み型装置の等角図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による垂直に積層された埋め込み型装置の等角図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態による垂直に積層された埋め込み型装置の等角図である。
【図１Ｄ】本発明の実施形態による垂直に積層された埋め込み型装置の等角図である。
【図１Ｅ】図１Ａの垂直に積層された埋め込み型装置の断面側面図を示す。
【図１Ｆ】図１Ａの垂直に積層された埋め込み型装置の断面側面図を示す。
【図１Ｇ】図１Ａの垂直に積層された埋め込み型装置の上面図を示す。
【図２Ａ】膜層を備える及びそれを備えない図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ系圧力センサの上面図を示す。
【図２Ｂ】膜層を備える及びそれを備えない図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ系圧力センサの上面図を示す。
【図２Ｃ】図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ容量性圧力変換器を示す。
【図２Ｄ】図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ容量性圧力変換器の断面図を示す。
【図３Ａ】図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ系圧力センサの底面図を示す。
【図３Ｂ】図１Ａの埋め込み型装置のＭＥＭＳ系圧力センサの底面図を示す。
【図４Ａ】図１Ａの埋め込み型装置の固着部材を例示する。
【図４Ｂ】図１Ａの埋め込み型装置の固着部材を例示する。
【図４Ｃ】図１Ａの埋め込み型装置の固着部材を例示する。
【図４Ｄ】例示のコイル、及び種々の構成要素それぞれの位置を表す図１Ａの埋め込み型装置の全体図を示す。
【図４Ｅ】例示のコイル、及び種々の構成要素それぞれの位置を表す図１Ａの埋め込み型装置の全体図を示す。
【図５】電力受信及び／又はデータ転送コイルを備える、図１Ａの垂直に積層された埋め込み型装置の断面側面図を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態による、垂直に積層された埋め込み型装置の断面正面図を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による、垂直に積層された埋め込み型装置の断面正面図を示す。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、垂直に積層された埋め込み型装置の別の設計の複数の図を示す。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、垂直に積層された埋め込み型装置の別の設計の複数の図を示す。
【図７Ｃ】本発明の実施形態による、垂直に積層された埋め込み型装置の別の設計の複数の図を示す。
【図８】本発明の実施形態によるセンサ装置の製造プロセスを示す。
【図９】本発明の実施形態によるセンサ装置の組み立てのフローチャートを示す。
【図１０Ａ】本発明の実施形態によるセンサ装置の幅の減少した設計の概略図を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態によるセンサ装置の幅の減少した設計の概略図を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ａのセンサ装置のセンサ及び基準コンデンサの膜の置換モデルを示す。
【図１０Ｄ】図１０Ａのセンサ装置の設計のダイ設計を示す。
【図１１Ａ】本発明の実施形態によるセンサ装置の幅を減らした別の設計の概略図を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ａのセンサ装置のセンサ及び基準コンデンサの膜の置換モデルを示す。
【図１２】本発明の実施形態による垂直に積層したウエハからなるセンサ装置の、超コンデンサ及び薄膜電池の層に関連する電気接続の概略図を示す。
【図１３】本発明の実施形態によるセンサ装置のための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のブロック図を示す。
【図１４】本発明の実施形態によるセンサ装置のための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態は、眼の治療において有益であり得る、例えば緑内障の治療において有益であり得るＩＯＰの正確かつ連続的測定のための改良されたＭＥＭＳ系圧力センサインプラントを提供する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態によるＩＯＰを測定するための、垂直に積層された埋め込み型圧力センサ装置１０の等角図を示す。埋め込み型装置１０は、垂直に積層された異種の構成要素、すなわち第１のＭＥＭＳウエハ又はダイ１２、及び第２のＣＭＯＳウエハ又はダイ１４を含む。第１のウエハ１２は、頻繁な又は所望の頻度（例えば１時間毎に１つのサンプル、１日毎に２〜４つのサンプルなど）でのＩＯＰを測定するように構成される、少なくとも１つの圧力センサを含む。第２のウエハ１４は、少なくとも１つのデジタル化ＡＳＩＣを含む。いくつかの実施形態では、ＡＳＩＣは、インプラントのファームウェアアップデート、サンプリング機能（速度／窓、精度、分解能など）のカスタマイズ、測定圧力に対する自動適応サンプリング、組み込み自己テスト、エラーの検出及び修正、組み込み診断、オンデマンドのサンプルを備える幅広い使用モデル、ストリーミングデータ及び自律モードを可能にするマイクロコントローラを含む。第１のＭＥＭＳウエハ１２は、第１の密封封止を形成するために第２のＣＭＯＳウエハ１４上に垂直に積層又は配設されている。特にウエハの垂直積層部は、埋め込み型装置１０のＭＥＭＳ１２とＣＭＯＳウエハ１４との間に気密封止した空洞１６（図５参照）を作成するように構成されている。いくつかの実施形態では、積層体は１つ以上の追加のウエハ、例えば電源として使用するために構成される１つ以上のウエハを含む。このような実施形態は、超コンデンサを含む第３のウエハを含むことができる。いくつかの実施形態では、積層体は、電池を含む第４のウエハを更に含む。このような実施形態は、ＬｉＰＯＮ電池など高インピーダンス薄膜電池からのより効率的な出力を証明するために、超コンデンサと電池との間で切り替わる電力管理方式を利用できる。このような構成の例を図７Ａの実施形態に示す。図７Ｂ及び図７Ｃそれぞれの断面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂでわかるように、図７Ａの積層センサ装置は、ＭＥＭＳ１２及びＣＭＯＳウエハ１４、デカップリングコンデンサウエハ１３及び薄膜電池／エネルギー貯蔵ウエハ１５を含む。一態様において、積層体のウエハは低温金−インジウム（Ａｕ−Ｉｎ）結合によって互いに結合され、一方空洞はシリコン対シリコン溶融結合を使用して形成される。この構成は、改良された熱履歴管理を提供するが、シリコン対シリコン溶融結合は長期の真空安定性（例えば２０年超）をもたらす。インターポーザ層１８よりもこの実施形態では、積層装置は支持構造体又はボート１９内に配置される。
【００２５】
ウエハ又はダイ積層のこの手法は、電気業界内で「チップスケールパッケージ」と呼ばれることもあるチップスケールパッケージはＭＥＭＳ／ＣＭＯＳ製造業の当業者に十分理解されており、製造がより容易で、改良された性能を提供し、より低価格な、より小型な集積ウエハアセンブリの製造を可能にする際に、本発明に特定の利点である。特にこの垂直積層方法に基づく埋め込み型装置１０を作成することは、インプラント形状要素（例えば寸法、サイズ、形状、容量など）が著しく低減される（例えば１０倍で）のを可能にする。従来のインプラントは通常チタン、セラミック、ガラスなど外装を必要とし、それはこのような従来のインプラントの全体のサイズ及び嵩高を増すものである。本発明は、有利には垂直積層を利用して、すべての電子機器を封入するそれ自体の気密なパッケージを画定する。このように、インプラント１０構造及び得られる形状要素は、それが注入可能なものして、及び患者の眼内の所望の位置内に容易に埋め込まれるのを可能にする。
【００２６】
名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ」の同時係属米国特許出願第１４／７８９，４９１号（代理人整理番号９６９３３−０００１１０ＵＳ−９４７２５９）により詳細に記載されているように、埋め込み型装置１０は、硝子体液のＩＯＰを測定するために眼の硝子体内で配置可能であるように、サイズ決め及び／又は成形されている。しかしインプラントは、前房、後眼房、上脈絡膜腔、強膜及び／若しくは角膜、又はＩＯＰ以外の生理学的信号の測定のため眼の外側の他の解剖学的部位など別の眼構造に配置され得ることは理解されよう。図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、固着インターポーザウエハ又はダイ１８は、ＣＭＯＳウエハ１４の下に配設されることができる。インターポーザ１８は、埋め込み部位での外傷及び／又は瘢痕組織の形成を最小化にするために、硝子体内にインプラント装置１０の最終的な位置決めを容易にするのを助ける遠位組織貫通先端部２０を有してもよい。
【００２７】
図１Ｅ及び１Ｆを参照すると、垂直に積層された埋め込み型装置１０の断面側面図が示され、一方図１Ｇは上面図を示す。一般に、埋め込み型装置１０は、注入目的用に１９ゲージ以上を有する注射器の内径に対応するように寸法決め（例えば、厚み、幅）されている。更に、埋め込み型装置１０は、埋め込み型装置１０が、それが固着されている部位から組織の厚みを通して所望の検知位置に達するのを可能にするように、一般に寸法決め（例えば、長さ）されている。例えば硝子体内に埋め込み型装置１０を配置して、強膜に対してインプラントを固着することは、約４ｍｍのインプラント長さを必要とする。一般的に、埋め込み型装置１０は、約６９０マイクロメートル以下の最大厚さＴ、約４ｍｍ以下の最大長さＬ１、及び６９０マイクロメートル以下の幅Ｗを含むことができる。特にインターポーザウエハ１８のない装置は、約４ｍｍ以下の最大長さＬ２を有することができる（図５）。ＭＥＭＳウエハ１２は、圧力センサの十分な堅さを提供するように、ＡＳＩＣウエハ１４及び／又はインターポーザウエハ１８より大きな厚みを有することができる。あるいは各ウエハは、実質的に同じ厚みを有することができる。ＭＥＭＳウエハ１２は約２００マイクロメートル以下の第１の厚みＴ１を有することができ、ＡＳＩＣウエハ１４は約２００マイクロメートル以下の第２の厚みＴ２を有することができ、及びインターポーザウエハ１８は約２００マイクロメートル以下の第３の厚みＴ３を有することができる。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、埋め込み型装置１０の圧力センサ１２は、容量性圧力変換器の形態で活性電極を有することができる。図２Ａは隔膜層２２を備える埋め込み型装置１０のＭＥＭＳウエハ１２の上面図を示す一方で、図２Ｂは除去された隔膜層２２を備えるＭＥＭＳウエハ１２を示す。容量性圧力変換器は、少なくとも１つの第１の空洞構造２４（例えば検知コンデンサ）及び第２の空洞構造２６（例えば基準コンデンサ）を含み、検知コンデンサ２４は基準コンデンサ２６の遠位である。図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、検知コンデンサ２４（又は基準コンデンサ２６）は、測定のため利用可能な表面積を増加させて内部応力領域を減らすように、複数の空洞３０（例えば、４〜６の空洞）を有する基本のハニカム構造２８を含むことができる。
【００２９】
検知コンデンサ２４の各空洞３０はＳＯＩ装置層の結合による真空下３２（例えば気圧より低いガス圧）にあり、その結果、真空下の膜２２の変形は正確なＩＯＰ測定値を提供する。いくつかの実施形態では、基準コンデンサ２６は、ＩＯＰ以外のもう１つのパラメータの基準圧力を測定するために（例えば、応力、温度などによる変化）真空なしであり（例えば酸化物を充填した空洞）、その結果、検知コンデンサ２４で測定される実際のＩＯＰから独立している。他の実施態様において検知及び基準空洞は真空を有するが、機械的に異なる。例えば、真空を有する基準コンデンサ２６で感度を圧力へ移すために、膜はより小さくなって剛性を増加させることができるが、差動モード（Ｃｓｅｎｓｅ／Ｃｒｅｆ）で使用するとき容量はより緊密なマッチングに関して同じである。減少した幅の基準電極を有するこのような構成の例は、図１０Ａ及び図１１Ａの実施形態に示される。図１０Ａ及び図１１Ａの実施形態に示される寸法は単に装置寸法の例であると理解されており、このような装置は本発明の実施形態による種々の他の寸法に従って製作されることができることを留意するべきである。例えば、示される任意の寸法は特定用途の所望どおりに、上方へ又は下方へ増減されることができる（例えば５％、１０％、２０％などで）。図１０Ｃ及び図１１Ｂの置換モデルでわかるように、幅の減少した基準電極の膜は剛性を増加させて、その結果圧力の変化に応じたその変位は、圧力センサ電極を大きく下回る。基準コンデンサ２６は、検知測定値を変えるノイズ信号又は他のアーチファクトを正確に打ち消すために、検知コンデンサ２４周辺内に配置されている。そのうえ基準及び／又は検知コンデンサ２４、２６は、上面の基準及び／又は検知膜２２がベース構造２８に接触するのを防止するように、その中で中心にある支柱３４を有することができる。圧力変換器は、バルクウエハ１２など共通ノードを備える検知コンデンサ２４及び基準コンデンサ２６を有する。通常圧力変換器は、１０１ｋＰａ（１Ａｔｍ（７６０ｍｍＨｇ））と比べて、及びより具体的には８８ｋＰａ〜１２８ｋＰａ（６６０ｍｍＨｇ〜９６０ｍｍＨｇ）（絶対値）の範囲内に、−１３ｋＰａ〜２７ｋＰａ（−１００ｍｍＨｇ〜２００ｍｍＨｇ）のフルスケール範囲を有する。図１０Ｄは、１つ以上の動力源／エネルギー貯蔵ウエハへのセンサ電極と基準電極との間の電気接続を示す、ダイ設計概略図を示す。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂは、埋め込み型装置１０のＭＥＭＳ系圧力センサ１２の底面図を示す。特に電気パッド３６は共通ノード接続を提供して、接地点にＭＥＭＳウエハ１２をＡＳＩＣウエハ１４に電気的に接続する。通常、垂直の電気接続（例えば（ＴＳＶ）を介してシリコンにより絶縁）はすべての構成要素（例えば、圧力センサ１２、デジタル化ＡＳＩＣ  １４及び／又はインターポーザ１８）の間に提供されて、適切なインターフェイスを測定される媒質（例えば硝子体液）に提供して渦流効果を最小化するように、ウエハの底面又は裏面上にある。
【００３１】
図４Ａ〜図４Ｃの実施形態をここで参照すると、埋め込み型装置１０の固着インターポーザウエハ１８を更に示す。固着ウエハ１８はＣＭＯＳウエハ１４の下に配設されることができ、並びに固着手段３８、遠位組織貫通先端部２０、及び／又は抽出機能４０を含むことができる。固着手段３８は、自己展開固着足部、ばね式固定要素などを含むことができる。本発明の装置は、眼の短期（例えば数日若しくは数か月）及び／若しくは長期（例えば、数か月〜１０年以上まで）の両方のＩＯＰ監視に有用であり得る、一時的又は恒久的インプラント１０でもよい。短期監視又は有害事象の場合、埋め込み型装置１０は、固着ウエハ１８上の抽出機能４０を介して容易に体外に取りはずすことができる。固着ウエハ１８は、埋め込み型装置１０のエネルギー貯蔵を延長するための少なくとも１つのエネルギー貯蔵コンデンサ（図４Ｄ中の２９）、並びに／又は外部基地装置でワイヤレスで電力を受け取る及び／若しくはデータを送信するように構成される、少なくとも１つのコイル若しくはアンテナ（図示せず）を更に含むことができる。エネルギー貯蔵コンデンサは固着ウエハに形成されることができ、若しくは別個の層に形成されることができ、又は別途に形成されて、種々の位置で装置に取り付けられることができる。埋め込み型シャント、弁、ステント、又は排液装置など治療構造内に直接組み込まれる場合、インターポーザウエハ１８は埋め込み型圧力積層体１０から省かれ得ることは理解されよう。
【００３２】
いくつかの実施形態では、固着構造体は別個の支持構造体又は「ボート」に形成されており、そこに細切りの複数ウエハ積層体は配置されて、低温金属合金により取り付けられる。かかる「ボート」の例は、図７Ａの実施形態に示すことができる。いくつかの実施形態では、この支持構造体又はボートは更に、埋め込み中、強膜を通過する浸透を容易にする遠位に先細りの先端２０を含むことができ、及び１つ以上の固着機能３８も含むことができる。かかる機能は、強膜上へしっかり固定する機械的機能を有する構成要素として含まれることができる（例えば強膜の反対側上に近位及び遠位固着）。固着機能はまた、固着ループ又は延長部を含むこともできる。かかる固着機能は、ケイ素、チタン、形状記憶合金、又は他の好適な材料から形成されることができる。いくつかの実施形態では、ボートはモノリス材料により形成されて、積層センサ装置１０の厚さ寸法に沿って上方に、少なくとも部分的に延在する側壁を含む。遠位に先細りの先端２０並びに近位及び遠位の固着特徴３８を有するボート構成要素を用いたセンサ装置の製造／組み立ては、図８Ａ〜図８Ｅに示される。
【００３３】
組み立ての単純化したフローチャートを図９に示す。この方法で各ウエハの製造プロセスフローは実行されて、ウエハは示されるシーケンスで組み立てられる。この例でセンサ及びＡＳＩＣは共有フロー７１を利用することができる、又は平行する７１ａ、７１ｂのフローを利用できると共に、固着構造フロー７２及びエネルギー貯蔵フロー７３は別個の構造又はウエハ上の別個のプロセスフローで製造される。センサ、ＡＳＩＣ及びエネルギー貯蔵ウエハは組み立てられて（７４）、固着構造で組み立てられて、完全に組み立てられたＩＰＯセンサ装置７５を形成する。
【００３４】
図５をここで参照すると、垂直に積層された埋め込み型装置１０の断面側面図を示す。特に少なくとも１つのコイル又は回路４２は、電池なしインプラント及び外部基地局とのデータ通信（例えば眼鏡、電話など）の無線充電を示す。無線インターフェイスの詳細は、名称「Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｉｍｐｌａｎｔ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｗｉｔｈ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ」の同時出願米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号（代理人整理番号９６９３３−０００３１０ＵＳ−９４７２６２）に更に詳細に記載されている。この図において、少なくとも１つのコイル４２は第１のウエハ１２及び基準コンデンサ２６上に垂直に積層又は配設されていると共に、遠位に配置される検知コンデンサ２４（図２Ｂ）は、正確かつ直接的ＩＯＰ測定のため、露出したままで硝子体内で完全に配設されている。コイル４２は、埋め込みの深さ及びエネルギー転送効率に依存している最高のインダクタンスを提供するためにトポロジにより画定されてもよい。操作の第１段階はインプラント１０の再充電でもよく、一方で第２段階はログデータを回復及び記録するためのデータ転送でもよい。図１Ａの例示の埋め込み型装置の概要模式図は図４Ｅに示されており、それは装置上のコイル４２、基準コンデンサ２６及び検知コンデンサ３６の位置を表す。種々の他の構造は、本明細書に記載されている本発明の態様に従って使用される得ることは理解されている。
【００３５】
上述のようにインプラント１０の垂直積層部は、ＭＥＭＳとＡＳＩＣウエハ１２、１４との間に気密封止した空洞１６を作成するように構成されている。例えば金の封止リング４６又はフランジは第１のウエハと第２のウエハとの間に配設されて、ＭＥＭＳ  １２ウエハとＡＳＩＣ  １４ウエハとの間にこの第１の封止シールを作成することができる。インプラントは、二酸化ケイ素などの誘電体層を埋め込み型装置上に、及びチタンバリアを第３の密封バリアのための堆積した誘電体層上に堆積させることによって、第２の気密封止を更に組み込むことができる。この過剰な密封封止は長期的な埋め込みを確実にして、強化された検知安定性を提供する。そのうえ更に、パリレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリマーなどの生体適合性ポリマーコーティングはチタンバリア上に配設されて、任意の免疫系反応（例えばインプラントの拒絶）を最小化できる。
【００３６】
ＡＳＩＣウエハ１４は、その長さに沿ってウエハトポロジを最大にして、積層インプラント１０の製造の複雑さ及び費用を減らすように、無線周波数リンク、電力貯蔵部、及び／又はデータ格納部を更に含むことができる。図１３は、信号処理、ＡＤＣ、エネルギー／電力管理、データ収集及び記録、無線周波数リンク、較正などＡＳＩＣウエハ１４の種々の機能を示しているＡＳＩＣブロック図を示す。埋め込み型装置１０は同じ基材材料、好ましくはシリコンウエハ又はダイから完全に形成されることができて、及び丸められた又は抗外傷性の端を有して、位置決め又は埋め込み中、任意の間接的組織破壊を最小化できる。ウエハ積層体（ＭＥＭＳ  １２、ＡＳＩＣ  １４、インターポーザ１８）全体にシリコン材料を使用するアプローチは、層間での熱膨張係数（ＣＴＥ）のマッチングを提供し、それは全体のインプラント１０の機械的安定性を可能にして、測定ドリフトを減らす。圧力変換器１２は更に、機械的応力絶縁機能４４が埋め込まれ、垂直積層構造、特にＴＳＶ電気接続及び／又は封止リング４６に関連する任意の内在応力を分離することもできる。特に少なくとも１つの応力絶縁機能４４はＭＥＭＳウエハ１２内に組み込まれ、圧力センサをＡＳＩＣウエハ１４から機械的に分離することができる。図１４は、本明細書に記載される実施形態による薄膜固体電池１５を備えるセンサ装置のＡＳＩＣ  １４により実行される機能ブロック図を示す。
【００３７】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施形態による垂直に積層された埋め込み型装置４８の断面正面図を示す。図６Ａは、インプラントの所望の位置及び／又は固着に応じてより小さいインプラント跡を提供するための別のオプションとして、二重ＡＳＩＣ積層体５０、５２上の圧力変換器ウエハ１２を示す。第１のＡＳＩＣウエハ５０は、ＡＤＣなどの構成要素、較正、並びにデータ収集及び記録を含むことができる。第２のＡＳＩＣ  ５２は、無線周波数リンク、電力貯蔵部、及び／又はデータ格納部を含むことができる。固着インターポーザ１８は、第１及び第２のＡＳＩＣウエハ５０、５２の間に配設されることができる。埋め込み型装置４８は、第２のＡＳＩＣ  ５２又は図４Ｄに示されるものなど交互配置二重コイルの下に配設される、２つの垂直に積層されたコイル５８、６０を更に含む。例示のコイルはガラス基材で示される一方で、通常高アスペクト比の誘電性ポリマー（ポリイミド、パリレンなど）は金の導電体周辺にコイル形状を形成するために使用されるが、コイル（複数可）は種々の他の材料を使用して、他の構造に一致して形成され得ることは理解されている。二重コイルを利用した特定の実施形態では、第１のコイル５８は受電のために利用でき、一方第２のコイル６０はデータ転送のために構成されてもよい。一態様において、より大きな誘導性コイルは、より高い環境発電を可能にするために、改良された結合のためのアンテナ側を増加させるように、必要に応じて取り付けられることができる。その配置が検知コンデンサによって圧力測定を妨げない限り、このようなコイルは装置の裏側上に取り付けられることができ、又はセンサ装置上の種々の異なる位置に含まれることができる。
【００３８】
図６Ｂは、眼内への注入による埋め込みのための流体充填送達注射器５４内の、埋め込み型装置４８を示す。いくつかの実施形態では、埋め込み型装置４８は、それが１９ゲージ以上を有する注入器又は注射器５４の内径による埋め込みを可能にするように、サイズ決めされている。好ましくは注射器５４は生理食塩水など生物学的適合性の流体５６を充填されており、それは埋め込み中、ＭＥＭＳウエハ１２の壊れやすい圧力センサ膜２２を任意の不注意な損傷から保護するのを助け、及び眼内の所望の埋め込み部位に埋め込み型装置４８を配置することを更に助ける。
【００３９】
上記の明細書において、本発明は具体的な実施形態を参照して説明されるが、当業者は本発明がそれらに限定されないことを認識するであろう。上記の発明の様々な特徴及び態様は、個別に又は組み合わせて使用され得る。更に本発明は、本明細書のより広範な趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書において記載されるものを超える、任意の数の環境及び用途において使用することができる。したがって本明細書及び図面は制限的ではなく、例示的であるものとみなされる。本明細書で使用されるとき、用語「含む（comprising）」「含む（including）」「有する（having）」は、具体的には、オープンエンドの技術用語として読まれることを意図していることが認識されるであろう。
【図１Ａ】
2017527329.tif 000003
【図１Ｂ】
2017527329.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
2017527329.tif 000010
【図２Ｂ】
2017527329.tif 000011
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2017527329.tif 000013
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
2017527329.tif 000021
【図６Ａ】
2017527329.tif 000022
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2017527329.tif 000024
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
2017527329.tif 000027
【図９】
2017527329.tif 000028
【図１０Ａ】
2017527329.tif 000029
【図１０Ｂ】
2017527329.tif 000030
【図１０Ｃ】
2017527329.tif 000031
【図１０Ｄ】
2017527329.tif 000032
【図１１Ａ】
2017527329.tif 000033
【図１１Ｂ】
2017527329.tif 000034
【図１２】
2017527329.tif 000035
【図１３】
2017527329.tif 000036
【図１４】
2017527329.tif 000037
【国際調査報告】
2017527329.tif 000038