(57)【要約】  装着可能なデバイスは少なくとも１つの取り付け面を規定するポリマーに埋め込まれた生体適合構造を含む。生体適合構造は、生体適合材料の第１の層により規定される第１の側面と、生体適合材料の第２の層により規定される第２の側面と、センサ電極を規定する導電パターンを有する。センサ電極が露出される第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するため、生体適合材料の第２の層の一部はエッチングにより除去される。エッチングは更に生体適合材料の第１の層の一部を除去し第２の側面の少なくとも１つの開口に連結された第１の側面に少なくとも１つの開口を形成する。この開口の配置により、検体は生体適合構造の第１の側面または第２の側面の何れかからセンサ電極に到達できる。
2016514543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着可能なデバイスを作製する方法であって、
第１の側面および前記第１の側面と反対の第２の側面を有し、電子部品および導電パターンを有する生体適合構造を作製することを備え、前記生体適合構造を作製することは、
生体適合材料の第１の層を形成することであって、前記生体適合材料の前記第１の層は前記生体適合構造の前記第１の側面を規定する、前記形成することと、
前記生体適合材料の前記第１の層上に前記導電パターンを形成することであって、前記導電パターンはセンサ電極、電気接点、および前記センサ電極と前記電気接点との間の電気的相互接点を規定する、前記形成することと、
前記電子部品を前記電気接点に取り付けることと、
前記生体適合材料の前記第１の層、前記導電パターン、および前記電子部品に亘り前記生体適合材料の第２の層を形成することであって、前記生体適合材料の前記第２の層は前記生体適合構造の前記第２の側面を規定する、前記形成することと、
前記生体適合構造の前記第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第２の層の一部を除去すること、および、前記生体適合構造の前記第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第１の層の一部を除去すること、を行い、その結果前記センサ電極が前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に露出され、前記第１の側面の前記少なくとも１つの開口が前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に連結されることと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記生体適合材料の前記第１の層を形成することは、加工基板上に前記生体適合材料の前記第１の層を形成することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生体適合構造を作製することは更に、前記生体適合材料の前記第１および第２の層の前記一部を除去した後、前記生体適合材料の前記第１の層を前記加工基板から解放することと、
前記生体適合構造をポリマーで囲むことであって、前記ポリマーは前記装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け面を規定する、前記囲むことと、
を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記生体適合構造を作製することは更に、
前記生体適合材料の前記第１および第２の層の前記一部を除去した後、前記生体適合材料の前記第１および第２の層が共にシールされるように前記第１および第２の層にアニール処理を行うことを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アニール処理を行うことは、前記センサ電極を除いて、前記生体適合構造を前記生体適合材料で完全に封入する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記生体適合構造の前記第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部を除去することは、
前記生体適合材料の前記第２の層上にマスキング層を形成することであって、前記マスキング層は前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部を露出する、前記形成することと、
前記生体適合構造の前記第２の側面に前記少なくとも１つの開口を形成するために前記マスキング層により露出された前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部をエッチングすることであって、前記生体適合構造の前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口は前記センサ電極および前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部を露出させ、前記センサ電極は、前記センサ電極の真下の前記生体適合材料の前記第１の層の除去を阻止する、前記エッチングすることと、
を備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記生体適合構造の前記第１の側面の少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部を除去することは、
前記生体適合構造の前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口を通して前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部をエッチングすることであって、前記少なくとも１つの開口は前記センサ電極に隣接する、前記エッチングすることを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記導電パターンを形成することは、
前記生体適合材料の前記第１の層に亘りシード層を形成することと、
前記シード層の一部の上部に犠牲層を形成して前記導電パターンを規定することと、
前記シード層の露出された部分の上部に金属層を電気めっきすることと、
前記犠牲層を除去することと、
前記金属層に被覆されていない前記シード層の一部をエッチングすることと、
を備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シード層は金を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサ電極は、作用電極と、電気化学的センサの基準電極とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記生体適合可能な構造を作製することは更に、
前記生体適合構造の前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に試薬層を形成することを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電パターンは更に、アンテナ、追加の電気接点、および前記アンテナと前記追加の電気接点との間の電気的相互接点を規定する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体適合構造はリング形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記生体適合材料はパリレンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記装着可能なデバイスは、眼に装着可能なデバイスであって、前記ポリマーは、前記装着可能なデバイスを角膜表面に取り付けるように構成された凹面と、前記凹面がそのように取り付けられた際に目蓋の動きに適合するよう構成された凸面とを規定する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
装着可能なデバイスであって、
前記装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け面を規定するポリマーと、
第１の側面および前記第１の側面と反対の第２の側面を有する、前記ポリマーに埋め込まれる生体適合構造であって、電子部品および前記電子部品に電気的に接続されたセンサ電極を備え、生体適合材料が前記生体適合構造を前記センサ電極を除いて完全に封入し、前記生体適合構造は前記センサ電極に亘って前記第２の側面に少なくとも１つの開口を有し、前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に連結された前記第２の側面に少なくとも１つの開口を有する、前記生体適合構造と、
を備える、装着可能なデバイス。
【請求項１７】
前記生体適合構造は更に、前記電子部品に電気的に接続されたアンテナを備える、請求項１６に記載の装着可能なデバイス。
【請求項１８】
前記生体適合構造は更に、前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に試薬層を備える、請求項１６に記載の装着可能なデバイス。
【請求項１９】
生体適合構造を作製する方法であって、
生体適合材料の第１の層を形成することであって、前記生体適合材料の前記第１の層は前記生体適合構造の第１の側面を規定する、前記形成することと、
前記生体適合材料の前記第１の層上に導電パターンを形成することであって、前記導電パターンは、センサ電極、アンテナ、第１の電気接点、第２の電気接点、前記センサ電極と前記第１の電気接点との間の第１の電気的相互接点、および前記アンテナと前記第２の電気接点との間の第２の電気的相互接点を規定する、前記形成することと、
電気部品を前記第１の電気接点および前記第２の電気接点に取り付けることと、
前記生体適合材料の前記第１の層、前記導電パターン、および前記電気部品に亘り前記生体適合材料の第２の層を形成することであって、前記生体適合材料の前記第２の層は前記生体適合構造の第２の側面を規定する、前記形成することと、
前記生体適合構造の前記第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第２の層の一部を除去すること、および、前記生体適合構造の前記第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第１の層の一部を除去すること、を行い、その結果前記センサ電極が前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に露出され、前記第１の側面の前記少なくとも１つの開口は前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口に連結されることと、
前記生体適合材料の前記第１の層および前記第２の層にアニール処理をして、前記センサ電極を除いて前記生体適合構造を前記生体適合材料で完全に封入することと、
を備える方法。
【請求項２０】
前記生体適合構造の前記第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部を除去することは、
（ｉ）前記生体適合材料の前記第２の層にマスキング層を形成することであって、前記マスキング層は前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部を露出させる、前記形成することと、（ｉｉ）前記生体適合構造の前記第２の側面に前記少なくとも１つの開口を形成するために前記マスキング層により露出された前記生体適合材料の前記第２の層の前記一部をエッチングすることであって、前記生体適合構造の前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口は前記センサ電極および前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部を露出させる、前記エッチングすることを備え、
前記生体適合構造の前記第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するために前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部を除去することは、前記生体適合構造の前記第２の側面の前記少なくとも１つの開口を通して前記生体適合材料の前記第１の層の前記一部をエッチングすることを備え、前記センサ電極は前記センサ電極の真下の前記生体適合材料の前記第１の層の除去を阻止する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において別段の指示がない限り、このセクションに記載される材料は本願における請求項に対する従来技術ではなく、このセクションに含まれることにより従来技術と認められない。
【背景技術】
【０００２】
装着可能なデバイスは、装着可能なデバイスを着用するユーザから検知される少なくとも１つの検体に基づく健康に関する情報を監視するように構成され得る。装着可能なデバイスが眼に装着可能なデバイスである場合、眼に装着可能なデバイスは１つまたは複数の検体を検知するように構成されたセンサ装置を含むコンタクトレンズの形態であり得る。センサ装置は、例えばブドウ糖レベルのような、眼に装着可能なデバイスのユーザの健康に関する情報を監視し得る。更に、センサ装置は健康に関する情報の様々な他の種類を監視し得る。
【発明の概要】
【０００３】
１つの態様において、例となる装着可能なデバイスが開示される。装着可能なデバイスは、装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け表面を規定するポリマーと、ポリマーに埋め込まれる生体適合構造を含む。生体適合構造は第１の側面および第１の側面と反対の第２の側面を有し、電子部品および電子部品に電気的に接続されたセンサ電極を含む。生体適合材料が生体適合構造をセンサ電極を除いて完全に封入し、生体適合構造はセンサ電極に亘って第２の側面に少なくとも１つの開口を有し、第２の側面の少なくとも１つの開口に連結された第２の側面に少なくとも１つの開口を有する。
【０００４】
他の態様において、例となる装着可能なデバイスを作製する方法が開示される。方法は、第１の表面および第１の表面と反対の第２の表面を有する電子部品および導電パターンを有する生体適合構造を作製することを含む。生体適合構造を作成することは、生体適合材料の第１の層を形成することであって、生体適合材料の第１の層は生体適合構造の第１の側面を規定する、形成することと、生体適合材料の第１の層に導電パターンを形成することであって、導電パターンはセンサ電極、電気接点、およびセンサ電極と電気接点との間の電気的相互接点を規定する、形成することと、電気部品を電気接点に取り付けることと、生体適合材料の第１の層、導電パターン、および電子部品に亘り生体適合材料の第２の層を形成することであって、生体適合材料の第２の層は生体適合構造の第２の側面を規定する、形成することと、生体適合構造の第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために生体適合材料の第２の層の一部を除去すること、および、生体適合構造の第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するために生体適合材料の第１の層の一部を除去すること、を行い、その結果センサ電極が第２の側面の少なくとも１つの開口に露出され、第１の側面の少なくとも１つの開口が第２の側面の少なくとも１つの開口に連結されることと、生体適合構造をポリマーで囲むことと、を含む。ポリマーは装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け表面を規定する。
【０００５】
更に他の態様において、生体適合構造を作製する例としての方法が開示される。方法は、生体適合材料の第１の層を形成することであって、生体適合材料の第１の層は生体適合構造の第１の側面を規定する、形成することと、生体適合材料の第１の層に導電パターンを形成することであって、導電パターンはセンサ電極、アンテナ、第１の電気接点、第２の電気接点、センサ電極と第１の電気接点との間の第１の電気的相互接点、およびアンテナと第２の電気接点との間の第２の電気的相互接点を規定する、形成することと、電気部品を第１の電気接点および第２の電気接点に取り付けることと、生体適合材料の第１の層、導電パターンおよび電気部品に亘り生体適合材料の第２の層を形成することであって、生体適合材料の第２の層は生体適合構造の第２の側面を規定する、形成することと、生体適合構造の第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するために生体適合材料の第２の層の一部を除去すること、および、生体適合構造の第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するために生体適合材料の第１の層の一部を除去すること、を行い、その結果センサ電極が第２の側面の少なくとも１つの開口に露出され、第１の側面の少なくとも１つの開口は第２の側面の少なくとも１つの開口に連結されることと、生体適合材料の第１の層および第２の層にアニール処理をして、センサ電極を除いて生体適合構造を生体適合材料で完全に封入することと、を含む。
これらのおよび他の態様、利点および代替物は、適切な場合に添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより当業者に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】外部リーダーを有するワイヤレス通信における眼に装着可能なデバイスを含む例としてのシステムのブロック図である。
【図２Ａ】例としての眼に装着可能なデバイスの底面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの例としての眼に装着可能なデバイスの側面図である。
【図２Ｃ】眼の角膜表面に取り付けられた図２Ａの例としての眼に装着可能なデバイスの側面断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｃに示される例としての眼に装着可能なデバイスの部分拡大断面図である。
【図３Ａ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｂ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｃ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｄ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｅ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｆ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｇ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｈ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｉ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｊ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｋ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｌ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｍ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図３Ｎ】電子モジュールが生体適合材料に封入される例としての生体適合構造を作製する段階を示す図である。
【図４Ａ】装着可能なデバイスを作製する例としてのプロセスのフローチャートを示す図である。
【図４Ｂ】生体適合構造を作製する例としてのプロセスのフローチャートを示す図である。
【図５】例としての実施形態により構成されたコンピュータ可読媒体を描く図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の詳細な説明は、添付の図面を参照して開示されたシステムおよび方法の様々な特徴および機能を記載し、図面において、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、通常同一の符号は同一の要素を示す。本明細書に記載された例としての実施形態は制限することを意図していない。本開示のある態様は、全てが本明細書において考慮される様々な構成において配置および組み合わされ得ることが容易に理解されるであろう。
【０００８】
Ｉ．概要
装着可能なデバイスは、装着可能なデバイスを着用するユーザから検知された少なくとも１つの検体に基づき、健康に関連する情報を監視するように構成され得る。装着可能なデバイスは少なくとも１つの検体を検知するように構成された感知プラットフォームを含み得る。感知プラットフォームはセンサ装置、制御電子回路およびアンテナを含み得、装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け表面を規定するポリマー材料に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。制御電子回路は、センサ装置を操作して検体の濃度を示す読み込みを実行し、またアンテナを操作して読み込みと外部リーダーとのワイヤレス通信を実行する。
【０００９】
いくつかの例において、装着可能なデバイスは眼に装着可能なデバイスであり得る。眼に装着可能なデバイスは眼の角膜表面に取り付けるように構成された丸いレンズの形態であり得る。感知プラットフォームは角膜の中央領域の近くで受信される入射光との干渉を避けるため眼に装着可能なデバイスの周囲の近くに埋め込まれる。この開示全体で使用されるように、眼に装着可能なデバイスの前方側は、着用者の眼に接触しない眼に装着可能なデバイスの外側に向いている側を示し、一方、眼に装着可能なデバイスの後方側は着用者の眼に接触する眼に装着可能なデバイスの内側に向いている側を示す。
センサ装置は、検体の電気化学的酸化または還元反応を通して発生する電流を計測することにより検体の濃度を計測する電気化学のアンペロメトリセンサであり得る。検体はセンサの作用電極へ拡散し得、電気化学反応を起こし得る。還元反応は電子が作用電極から検体へ移動する時に生じ、一方酸化反応は電子が検体から作用電極に移動する時に生じる。電子の移動方向は作用電極に付着する電位に依存する。センサの反応（即ち、解析信号）は作用電極と対電極および／または基準電極との間に流れ、作用電極と共に回路を完成させるのに使用される生成電流である。作用電極に適切にバイアスがかけられている時、生成電流は反応速度に比例し得、その結果作用電極を取り囲む検体の濃度の計測を提供できる。
【００１０】
いくつかの例では、感知プラットフォームは生体適合構造の形態をとる。生体適合構造は、電気化学センサのセンサ電極を除いて生体適合材料に封入され得る。生体適合材料は、免疫反応を引き起こさずに周囲の環境の流体または他の材料から感知プラットフォーム内の電子回路を保護し得、検体は露出したセンサ電極に到達し得る。
【００１１】
生体適合構造は、生体適合材料の第１の層を形成し、第１の層にセンサ電極、アンテナおよび生体適合材料の第１の層に各電気接点への各電気相互接点を規定する導電パターンを形成し、電気接点に電子部品を搭載し、電子部品および導電パターンに生体適合材料の第２の層を形成することにより製造され得る。生体適合材料の第１の層は生体適合構造の第１の側面を規定し、生体適合材料の第２の層は生体適合構造の第２の側面を規定する。センサ電極は例えばエッチング等により生体適合材料の第２の層の一部を取り除き、生体適合構造の第２の側面に少なくとも１つの開口を形成することにより露出され得る。エッチングは更にその下の生体適合材料の第１の層の一部を取り除くことができ、その結果第２の側面の少なくとも１つの開口に連結される生体適合構造の第１の側面に少なくとも１つの開口を形成できる。この開口の配置により、検体はセンサ電極に生体適合構造の第１の側面または第２の側面のどちらからでも到達することができる。
【００１２】
ＩＩ．例としての感知プラットフォーム
図１は外部リーダー１２０とワイヤレス通信する眼に装着可能なデバイス１１０を含むシステム１００のブロック図である。眼に装着可能なデバイス１１０は、角膜表面に取り付けるための適切な形状を取り得、かつ感知プラットフォームが少なくとも部分的に埋め込まれるポリマー材料であり得る。感知プラットフォームは電源１４０、コントローラ１５０、生体相互作用電子回路１６０およびアンテナ１７０を含み得る。
【００１３】
いくつかの例としての実施形態において、感知プラットフォームは眼に装着可能なデバイス１１０の中心から離れて配置され得、よって眼の中央の、光に敏感な領域への光の伝達の干渉を避ける。例えば、眼に装着可能なデバイス１１０が湾曲した円盤形をしている場合、感知プラットフォームは円盤の周囲（例えば、外周の近く）に埋め込まれ得る。他の例としての実施形態において、感知プラットフォームは眼に装着可能なデバイス１１０の中心領域またはその近くに位置し得る。例えば感知プラットフォームの一部は、眼への光透過の干渉を緩和するため、入射する可視光を実質的に透過させ得る。更にいくつかの実施形態では、生体相互作用電子回路１６０は、表示指示に従い眼が受信する光を発信および／または伝達する画素配列１６４を含み得る。よって、生体相互作用電子回路１６０は、例えば画素配列１６４の表示情報（例えば文字、記号、フラッシュパターン）等の眼に装着可能なデバイス１１０の着用者が感知できる視覚的合図を生成するように眼に装着可能なデバイスの中央に配置されてもよい。
電源１４０は周囲のエネルギーを収穫してコントローラ１５０と生体相互作用電子回路１６０に電力を供給するように構成され、エネルギー収穫アンテナ１４２および／または太陽電池１４４を含み得る。エネルギー収穫アンテナ１４２は入射する無線放射からエネルギーを捕獲し得る。太陽電池１４４は入射する紫外線、可視、および／または赤外線放射からエネルギーを捕獲するように構成された光電池を含み得る。
整流器／調整器１４６が捕獲したエネルギーを、コントローラを操作するのに適切なレベルで安定した直流供給電圧１４１へ調整し、電圧をコントローラ１５０に供給するのに使用され得る。整流器／調整器１４６は、周囲エネルギー集積アンテナ１４２および／または太陽電池１４４の高い周波数変動を緩和するために１つまたは複数のエネルギー蓄積デバイスを含み得る。例えば、１つまたは複数のエネルギー蓄積デバイス（例えば、コンデンサまたはインダクタ）が直流供給電圧１４１を調節するために整流器１４６の出力を超えて平行に連結され得、低域フィルタとして機能するように構成され得る。
【００１４】
コントローラ１５０は生体相互作用電子回路１６０およびアンテナ１７０を操作するための指示を実行するように構成される。コントローラ１５０は、眼に装着可能なデバイス１１０の生物環境と相互作用するため生体相互作用電子回路１６０を操作するように構成された論理回路を含む。相互作用は、生物環境からの入力を得るため、例えば生体相互作用電子回路１６０の検体バイオセンサ１６２等の１つまたは複数の要素の使用を含み得る。追加としてまたは代替的に、相互作用は、生物環境への出力を提供するため、例えば画素配列１６４等の１つまたは複数の要素の使用を含み得る。
【００１５】
１つの例において、コントローラ１５０は検体バイオセンサ１６２を操作するように構成されたセンサインターフェースモジュール１５２を含む。検体バイオセンサ１６２は、例えばセンサインターフェースにより駆動される作用電極および基準電極を含むアンペロメトリ電気化学センサ等であってもよい。電圧が作用電極と基準電極との間に付与され、検体に作用電極において電気化学反応（例えば還元および／または酸化反応）を行わせる。電気化学反応は作用電極を通して計測され得るアンペロメトリ電流を生成する。アンペロメトリ電流は検体の濃度に依存し得る。よって、作用電極を通して計測されるアンペロメトリ電流の量は検体の濃度を示すことを提供し得、いくつかの実施形態では、センサインターフェースモジュール１５２は、作用電極を通して電流を計測しながら作用電極と基準電極の間の電圧差を付与するように構成された定電位電解装置であり得る。
【００１６】
いくつかの例では、電気化学センサを１つまたは複数の望ましい検体に対して敏感にさせるために試薬が含まれてもよい。例えば、作用電極に近接するブドウ糖酸化酵素（「ＧＯＤ」）の層は過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を生成するためブドウ糖酸化を触媒し得る。過酸化水素は作用電極で電気的に酸化され、それは電子を作用電極に解放し、結果として作用電極を通して計測され得るアンペロメトリ電流をもたらす。
【数１】
2016514543.tif 000003
【００１７】
還元また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ほぼ比例する。更に、反応速度は、定常状態において、直接または試薬を通して触媒的に、還元または酸化反応を煽る電気化学的センサ電極に到達する検体分子の速度に依存し、検体分子が追加の検体分子が周囲の領域からサンプル領域に拡散する速度とほぼ同じ速度でサンプルの領域から電気化学的センサ電極に拡散する場合、反応速度は検体分子の濃度にほぼ比例する。よって作用電極を通して計測された電流は検体の濃度を示すことを提供する。
コントローラ１５０はまた、画素配列１６４を操作するための表示ドライバモジュール１５４を含んでもよい。画素配列１６４は別々にプログラム可能な行と列に配置された光透過、光反射および／または発光画素の配列である。個々の画素回路は表示ドライバモジュール１５４からの情報に従い選択的に光を透過、反射および／または発信するための液晶技術、微小電気機械技術、放射性ダイオード技術等を含んでもよい。そのような画素配列１６４はまた、ビジュアルコンテンツをカラーにするために１色以上の画素（例えば赤、緑および青の画素）を含んでもよい。表示ドライバモジュール１５４は、例えばプログラミング情報を画素配列１６４の別個にプログラムされたピクセルに提供する１つまたは複数のデータ回線およびそのようなプログラミング情報を受信するための画素の群を設定する１つまたは複数のアドレス回線を含み得る。眼に位置するそのような画素配列６４はまた、光を画素配列から眼で感知可能な焦点面へ向ける１つまたは複数のレンズを含み得る。
【００１８】
コントローラ１５０はまた、アンテナ１７０を経由して情報を送信および／または受信する通信回路１５６を含み得る。通信回路１５６は、アンテナ１７０により送信および／または受信される搬送周波数に関する情報を変調および／または復調するため、１つまたは複数の発振器、混合器、周波数インジェクタ等を含んでもよい。いくつかの例としての実施形態では、眼に装着可能なデバイス１１０はアンテナ１７０のインピーダンスを外部リーダー１２０により感知できる方法で変調することによりバイオセンサからの出力を表示するように構成されている。例えば、通信回路１５６はアンテナ１７０からの後方散乱放射の振幅、位相および／または周波数の変化を引き起こし得、そのような変化はリーダー１２０により検知される。
コントローラ１５０は相互接点１５１を経由して生体相互作用電子回路１６０およびアンテナ１７０に連結される。相互接点１５１はパターンのある導体材料（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、それらの組合せ等）を含んでもよい。
【００１９】
図１に示すブロック図は、描画の便宜上、機能性モジュールに関連して記載されることに注目されたい。しかし、眼に装着可能なデバイス１１０の実施形態は単一のチップ、集積回路および／または物理的構成要素において実施される１つまたは複数の機能的モジュール（「サブシステム」）と共に配置され得る。
【００２０】
追加または代替として、エネルギー収穫アンテナ１４２および通信アンテナ１７０は同一の、二重目的アンテナ１７０において実行され得る。例えば、ループアンテナは発電のための入射放射線の収穫と、後方散乱放射を経由した情報の通信の両方を実行できる。
【００２１】
外部リーダー１２０は、眼に装着可能なデバイス１１０とワイヤレス信号１７１を送信および受信するアンテナ１２８（または複数のアンテナ群）を含む。外部リーダー１２０はまた、メモリ１２２と通信するプロセッサ１２６を使用したコンピュータシステムを含む。メモリ１２２は、これに制限されないが、プロセッサ１２６により読み出し可能な磁気ディスク、光学ディスク、有機メモリおよび／または如何なる他の揮発性（例えばＲＡＭ）または不揮発性（例えばＲＯＭ）記憶システムを含み得る非一時的コンピュータ可読媒体である。メモリ１２２は、例えばセンサ読み出し（例えば検体バイオセンサ１６２から）、プログラム設定（例えば眼に装着可能なデバイス１１０および／または外部リーダー１２０の動作を調整する）等のデータの表示を記憶するためのデータストレージ１２３を含む。メモリ１２２はまた、プロセッサ１２６による実行のためのプログラム命令１２４を含む。例えばプログラム命令１２４は、外部リーダー１２０に、眼に装着可能なデバイス１１０から通信される情報（例えば検体バイオセンサ１６２からのセンサ出力）の引き出しを可能にするユーザインターフェースを提供させるようにしてもよい。外部リーダー１２０はまた、眼に装着可能なデバイス１１０とワイヤレス信号１７１を送信および受信するアンテナ１２８を操作するための１つまたは複数のハードウェアコンポーネントを含んでもよい。例えば、発振器、周波数インジェクタ、エンコーダ、デコーダ、増幅器およびフィルタがプロセッサ１２６からの命令に従いアンテナ１２８を駆動できる。
外部リーダー１２０は、スマートフォン、デジタル補助装置またはワイヤレス通信リンク１７１を提供するのに十分な無線接続性を有する他の可搬のコンピュータデバイスであってもよい。外部リーダー１２０はまた、例えば通信リンク１７１が可搬のコンピュータデバイスに通常用いられない搬送周波数で動作する例のように可搬のコンピュータデバイスに接続され得るアンテナモジュールとして実行されてもよい。いくつかの例において、外部リーダー１２０はワイヤレス通信リンク１７１にほとんどないまたは低い電力で動作させるために着用者の眼の比較的近くで着用されるよう構成された特殊用途のデバイスである。例えば、外部リーダー１２０は例えばネックレス、イヤリング等の宝石への組み込み、または例えば帽子、ヘッドバンド等の頭部の近くで着用される衣料品に組み込まれることができる。
【００２２】
眼に装着可能なデバイス１１０が検体バイオセンサ１６２を含む例において、システム１００は眼の表面の涙液膜の検体濃度を監視するように動作され得る。涙液膜の検体モニタとして構成されるシステム１００を使用して読み込みを行うため、外部リーダー１２０は電源１４０を通して眼に装着可能なデバイス１１０に電力を付与するために収穫される無線周波数放射１７１を発することができる。エネルギー収穫アンテナ１４２（および／または通信アンテナ１７０）により捕獲される無線周波数電気信号は整流器／調整器１４６内で整流および／または調整され、調節された直流供給電圧１４７がコントローラ１５０に提供される。よって無線周波数放射１７１は眼に装着可能なデバイス１１０内の電子部品のスイッチを入れる。スイッチが入ると、コントローラ１５０は検体バイオセンサ１６２を作動させて検体濃度レベルを計測する。例えばセンサインターフェースモジュール１５２は、検体バイオセンサ１６２内の作動電極と基準電極の間に電圧を付与することができる。付与された電圧は検体に作動電極において電気化学反応を起こすのに十分であり得、よって作動電極を通して計測され得るアンペロメトリ電流を生成する。計測されたアンペロメトリ電流は検体濃度を示すセンサ読み込み（「結果」）を提供できる。コントローラ１５０はアンテナ１７０を作動させてセンサ読み込みを外部リーダー１２０に戻す（例えば通信回路１５６を介して）ことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、システム１００は、コントローラ１５０および電子回路１６０に電力を与えるため眼に装着可能なデバイス１１０に非継続的に（「間欠的に」）エネルギーを供給するため動作可能である。例えば、無線周波数放射１７１は涙液膜検体濃度測定を行いかつ結果を伝えるのに十分長く眼に装着可能なデバイス１１０に電力供給するために供給され得る。例えば、供給された無線周波数放射は、作用電極で電気化学反応を誘発し、得られるアンペロメトリ電流を計測し、かつアンテナインピーダンスを調整して後方散乱放射を計測されたアンペロメトリ電流を表示する方法で調節するのに十分な作用電極と基準電極の間の電位を付与するのに十分な電力を提供し得る。そのような例において、供給された無線周波数放射１７１は計測を要求するために外部リーダー１２０から眼に装着可能なデバイス１１０への問い合わせ信号と見なされる。定期的に眼に装着可能なデバイス１１０に問い合わせする（例えばデバイスを一時的にオンにするため無線周波数放射１７１を供給する等）およびセンサ結果を記憶する（例えばデータストレージ１２３を経由して）ことにより、外部リーダー１２０は、継続的に眼に装着可能なデバイス１１０に電力供給せずに経時的に一組の検体濃度計測を蓄積できる。
【００２４】
図２Ａは例としての眼に装着可能なデバイス２１０の底面図である。図２Ｂは例としての眼に装着可能なデバイス２１０の側面図である。尚、図２Ａおよび図２Ｂの相対的な寸法は必ずしも拡大されている訳ではないが、例としての眼に装着可能なデバイス２１０の配置を記載する説明の目的のみで提供されている。
【００２５】
眼に装着可能なデバイス２１０は、入射光を眼に伝達するほぼ透過性材料であるポリマー材料２２０を含み得る。ポリマー材料２２０は、例えばポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）、ポリメチルメタクリレート（「ＰＭＭＡ」）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（「ｐｏｌｙＨＥＭＡ」）、シリコーンヒドロゲルまたはこれらの組合せ等の検眼の視力矯正および／または美容のコンタクトレンズを形成するために使用されるものと同様の１つまたは複数の生体適合材料を含み得る。他のポリマー材料も想定され得る。ポリマー材料２２０は例えばヒドロゲル等の角膜表面を湿らせるように構成された材料を含み得る。いくつかの例において、ポリマー材料２２０は着用者の快適さを高めるため変形可能な（「非剛性の」）材料である。
コンタクトの装着を容易にするため、眼に装着可能なデバイス２１０は、（例えば角膜表面を覆う涙液膜を使用した毛細血管の力により）湿らせた角膜表面に接着する（「取り付ける」）ように構成された凹面２２６を含み得る。図２Ａの底面図は凹面２２６に対向する。眼に対する凹面と共に取り付けられる一方、眼に装着可能なデバイス２１０の凸面２２４が、眼に装着可能なデバイス２１０が眼に取り付けられる間の目蓋の動きに干渉しないように形成される。図２Ａに示される底面図から、眼に装着可能なデバイス２１０の外周近くの外周２２２は凹曲形を有し、一方眼に装着可能なデバイス２１０の中心付近の中心領域２２１は凸曲形を有する。
【００２６】
眼に装着可能なデバイス２１０は、例えば約１センチメートルの直径と約０．１〜約０．５ミリメートルの厚さ等の視力矯正および／または美容のコンタクトレンズと同様の寸法を有し得る。しかし、直径と厚さの値は説明の目的のみで提供される。いくつかの実施形態において、眼に装着可能なデバイス２１０の寸法は着用者の眼の角膜表面の大きさおよび／または形状に応じて選択されてもよい。いくつかの実施形態において、眼に装着可能なデバイス２１０は、例えば処方されたコンタクトレンズにより提供される等の所定の、視力を矯正する屈折力を提供するような形状を有する。
【００２７】
感知プラットフォーム２３０は眼に装着可能なデバイス２１０に埋め込まれる。感知プラットフォーム２３０は中央領域２２１から離れて、外周２２２の近くまたはそれに沿って位置するように埋め込まれ得る。そのような位置は眼に装着可能なデバイス２１０が着用者の眼に取り付けられた時に感知プラットフォーム２３０が着用者の視界に干渉しないことを確実にする、その理由は入射光が着用者の眼において眼が感知する部分に伝達される中央領域２２１から離れて位置するからである。更に、感知プラットフォーム２３０の一部は、視覚の効果を更に緩和するための透過材料から形成され得る。
【００２８】
感知プラットフォーム２３０は平坦な、円形のリング（例えば中央に穴のあるディスク等）の形状を取り得る。感知プラットフォーム２３０の平坦な表面（例えば径方向の幅に沿った）は例えばチップ等（例えばフリップチップ取り付けを介して等）の電子回路を取り付け、かつ電極、アンテナおよび／または相互接点を形成するために導体材料をパターン化することを可能にする。感知プラットフォーム２３０およびポリマー材料２２０は共通の中央軸についてほぼ円筒形に対称であり得る。感知プラットフォーム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（例えば内径より１ミリメートル大きい外径）および約５０マイクロメートルの厚さを有し得る。これらの寸法は例示の目的のみで提供され、本開示を制限することは決してない。
【００２９】
ループアンテナ２７０、コントローラ２５０および生体相互作用電子回路２６０が感知プラットフォーム２３０に含まれる。コントローラ２５０は生体相互作用電子回路２６０およびループアンテナ２７０を作動させるように構成された論理要素を含むチップでもよく、図１に関連して議論したコントローラ１５０と同じまたは類似していてもよい。コントローラ２５０は感知プラットフォーム２３０にも位置する相互接点２５７によりループアンテナ２７０に電気的に接続される。同様に、コントローラ２５０は相互接点２５１により生体相互作用電子回路２６０に電気的に接続される。相互接点２５１、２５７、ループアンテナ２７０および如何なる導電性電極（例えば電気化学的検体バイオセンサ等のための）は、如何なる種類の導体材料から形成されてもよく、例えば堆積またはフォトリソグラフィー等のそのような材料をパターン化するのに使用される如何なるプロセスによりパターン化され得る。感知プラットフォーム２３０でパターン化された導体材料は、例えば金、プラチナ、パラジウム、チタン、炭素、アルミニウム、銅、銀、塩化銀、貴材料から作られた導体、金属またはこれらの材料の如何なる組合せであってもよい。他の材料もまた考慮され得る。
図２Ａに示すように、生体相互作用電子回路モジュール２６０は凸面２２４に対向する感知プラットフォーム２３０の一側に位置する。例えば生体相互作用電子回路モジュール２６０が検体バイオセンサを含む場合、そのようなバイオセンサを凸面２２４の近くになるように感知プラットフォーム２３０に取り付けることはバイオセンサに凸面２２４を通して拡散された、または凸面２２４内のチャネルを通してバイオセンサに到達した検体を感知することを可能にする（図２Ｃおよび２Ｄはチャネル２７２を示す）。
【００３０】
ループアンテナ２７０は平坦な導体リングを形成するために感知プラットフォーム２３０の平坦な面に沿ってパターン化された導体材料の層である。ループアンテナ２７０は図１に関連して記載されたアンテナ１７０と同じまたは類似していてもよい。いくつかの例としての実施形態において、ループアンテナ２７０は完全なループを形成しない。例えば、ループアンテナ２７０は図２Ａに示されるように、コントローラ２５０および生体相互作用電子回路２６０の場所を空けるための切り取りを含み得る。しかし、他の例としての実施形態では、ループアンテナ２７０は感知プラットフォーム２３０全体の周りを１回以上巻く導体材料の連続した細長い片として配置され得る。そのような巻かれたアンテナ（例えばアンテナリード）の端部間の相互接点は感知プラットフォーム２３０内のコントローラ２５０に接続され得る。
【００３１】
感知プラットフォーム２３０はいくつかのまたは全ての要素が生体適合材料に封入される生体適合構造であってもよい。一例では、コントローラ２５０、相互接点２５１、２５７、生体相互作用電子回路２６０およびループアンテナ２７０は、生体相互作用電子回路２６０内のセンサ電極を除いて生体適合材料により完全に封入される。
【００３２】
図２Ｃは眼２８０の角膜表面２８４に取り付けられた例としての眼に装着可能な電子デバイス２１０の側面断面図である。図２Ｄは、図２Ｃに示された例としての眼に装着可能なデバイスの部分拡大断面図である。尚、図２Ｃおよび図２Ｄの相対的な寸法は必ずしも拡大されている訳ではないが、例としての眼に装着可能な電子デバイス２１０の配置を記載する説明の目的のみで提供されている。いくつかの態様は例示を可能にするためおよび説明を容易にするために誇張される。
【００３３】
眼２８０は上側の目蓋２８６と下側の目蓋２８８を眼２８０の表面上で合わせることにより覆われる角膜２８２を含む。入射光が角膜２８２を通して眼２８０により受信され、眼において光は視覚を刺激するために眼２８０の光感知要素に光学的に方向付けられる。上側および下側の目蓋２８６、２８８の動きは眼２８０の露出した角膜表面２８４に亘り涙液膜を分配する。涙液膜は眼２８０を保護し潤すための涙腺により分泌された水溶液である。眼に装着可能なデバイス２１０が眼２８０に取り付けられると、涙液膜は内側層２９０（凹面２２６に沿った）および外側層（凸面２２４に沿った）を提供する凹面２２６および凸面２２４の両方を覆う。角膜表面２８４の内側層２９０はまた、凹面２２６と角膜表面２８４の間の毛細血管の力により眼に装着可能なデバイス２１０の取り付けを容易にする。いくつかの実施形態において、眼に装着可能なデバイス２１０はまた、凹面２２６の湾曲による角膜表面２８４に対する真空の力により部分的に眼２８０の上に保持され得る。涙液膜層２９０、２９２は約１０マイクロメートルの厚さでもよく、合わせて約１０マイクロリットルの流体を構成してもよい。
涙液膜は眼の構造の毛細血管を通して血液供給に接触し、個人の健康状態を診断するために分析される血液に見られる多くの生体指標を含む。例えば、涙液膜はブドウ糖、カルシウム、ナトリウム、コレステロール、カリウム、他の生体指標等を含む。涙液膜の生体指標濃度は血液中の対応する生体指標の濃度と体系的に異なり得るが、２つの濃度レベルの関係は血液の濃度レベルに対する涙液膜の生体指標濃度を描くために確立され得る。例えば、ブドウ糖の涙液膜濃度は対応する血液ブドウ糖濃度のおよそ１０分の１になるよう確立（例えば実験的に決定）され得る。しかし、他の比率の関係および／または比率でない関係も使用され得る。よって、涙液膜の検体濃度レベルの計測はある体積の血液をランセットで開き人体の外で分析することにより実行される採血技術と比較して生体指標のレベルを監視するための非侵襲性の技術を提供する。
図２Ｃおよび図２Ｄにおける断面図に示されるように、感知プラットフォーム２３０は凸面２２４の隣接する部分にほぼ平行になるように傾斜され得る。上述の通り、感知プラットフォーム２３０は内側に向く面２３２（ポリマー材料２２０の凹面２２６に近い）および外側に向く面２３４（凸面２２４に近い）を有する平らなリングである。感知プラットフォーム２３０は面２３２、２３４の一方または両方に隣接する電子部品および／またはパターン化された導体材料を含み得る。
【００３４】
図２Ｄに示すように、生体相互作用電子回路２６０、コントローラ２５０および導電性相互接点２５１は、生体相互作用電子回路２６０が凸面２２４に対向するように外側に向く面２３４に取り付けられる。この配置により、生体相互作用電子回路２６０はチャネル２７２を通して涙液膜２９２内の検体濃度を受信できる。しかし、他の例では、生体相互作用電子回路２６０は生体相互作用電子回路２６０が凹面２２６に対向するように感知プラットフォーム２３０の内側に向く面２３２に取り付けられ得る。
【００３５】
ＩＩＩ．例としての生体適合構造の製造
図３Ａ〜図３Ｎは、例えば感知プラットフォーム２３０等の生体適合構造を製造するプロセスの段階を例示する。図３Ａ〜３Ｎに示された例は全体として、電子回路を封入する生体適合構造を生成するために開発された、連続形成された層を例示する断面図として示される。層は、例えば電気めっき、フォトリソグラフィー、堆積および／または蒸発製造プロセス等の微細加工および／または製造技術により成長され得る。様々な材料が、例えば電線、電極、連結パッド等を形成する目的で、特定の配置における材料のパターン化のためフォトレジストおよび／またはマスクを使用したパターンにより形成され得る。更に、電気めっき技術はまた、電極の配置を金属めっきで被覆するために使用され得る。例えば、堆積および／またはフォトリソグラフィープロセスにより形成された導体材料の配置は金属材料でめっきされ得、望ましい厚さの導電性構造を生成する。しかし、封入された電子回路構造を生成するための図３Ａ〜図３Ｎに関連して例示され記載された様々な層の相対的な厚さを含む寸法は、拡大されて示されていない。代わりに、図３Ａ〜図３Ｎの図面は説明の目的のみで、様々な層の順番を概略的に示す。
【００３６】
図３Ａは生体適合材料の第１の層３１０に覆われた加工基板３０２を示す。加工基板３０２は封入された電子構造の層が組み立てられる如何なる平坦な面でもよい。例えば、加工基板３０２は半導体装置および／またはミクロ電子工学の製造に使用されるのと同じウェハ（例えばシリコーンウェハ）であってもよい。
【００３７】
生体適合材料の第１の層３１０は、例えばパリレンＣ（例えばジクロロジ−ｐ−キシリレン等）、ポリエチレンテレフタレート（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および／または他の生体適合ポリマー材料等のポリマー材料を含んでもよい。生体適合性は一般的に、生物学的宿主と共存するための材料またはデバイスの能力を指す。生体適合材料は一般的に、生物学的宿主または材料の何れかに有害な影響を与えることになる宿主反応（例えば免疫反応等）をもたらさない材料である。生体適合性があることに加え、生体適合材料の第１の層３１０は封入した電子回路を周囲の環境（例えば導電粒子および／または流体）から隔離する電気絶縁材料であり得る。
生体適合材料の第１の層３１０は例えば加工基板３０２の上部の蒸着等の微細加工プロセスにより形成され得、封入された電子構造が形成され得る表面を提供する。生体適合材料の第１の層３１０は加工基板３０２に対向する生体適合材料３１０の表面が平坦な面を形成するようほぼ均一な厚さを有する加工基板３０２に堆積され得る。１つの例としての実施形態において、生体適合材料の第１の層３１０は１〜１０マイクロメートルの範囲の厚さを有し得、以下に議論するように、様々な要素を組み立てるための基板として使用されるのに十分な構造的剛性を有し得る。
図３Ｂに示すように、第１の犠牲層３２０は、例えば１つまたは複数のセンサ装置等の要素の形状を形成するために生体適合材料の第１の層３１０に亘りパターン化され得る。いくつかの例において、第１の犠牲層３２０はフォトレジストである。１つまたは複数のセンサ装置は例えばセンサアレイ等の多数の種類のセンサを含み得る。
【００３８】
次に、図３Ｃに示すように、第１の金属層３２５がパターン化された第１の犠牲層３２０と生体適合材料の第１の層３１０の露出された部分の両方に亘って堆積される。金属層３２５は例えば金、プラチナ、パラジウム、チタン、炭素、アルミニウム、銅、銀、塩化銀、貴材料から作られた導体、またはこれらの材料の如何なる組合せであってもよい。他の金属でない導体材料もまた考慮され得る。
その後、第１の犠牲層３２０が除去される。第１の犠牲層３２０は例えばフォトリソグラフィー等のリフトオフ法を使用して除去され得る。犠牲層３２０の上に直接形成される第１の金属層３２５の一部はリフトオフプロセスにおいて犠牲層３２０に沿って除去される。よって、生体適合材料の第１の層３１０の残りはパターン化された犠牲層３２０の上に形成されなかった第１の金属層３２５の一部である。これらの第１の金属層３２５の部分は図３Ｄに示すように１つまたは複数のセンサ電極３２６を形成する。
【００３９】
次に、図３Ｅに示すように、シード層３３０が生体適合材料の第１の層３１０と１つまたは複数のセンサ電極３２６の両方に亘って堆積され得る。そのようなシード層３３０は、以下に記載するように、生体適合材料の第１の層３１０、１つまたは複数のセンサ電極３２６およびシード層３３０に亘ってパターン化された如何なる追加の金属構造の両方に接着するように使用され得る。例えば、シード層３３０は、生体適合材料に良好に接着し、かつ要素を形成する金属構造の残りを電気めっきするためのガイドの役割を果たす材料を含み得る。シード層３３０は１つの例としての実施形態において、金の層であり得る。いくつかの例において、クロム接着層（図示せず）がシード層３３０を生体適合材料に接着させるために更に使用されてもよい。
【００４０】
図３Ｆに示されるように、第２の犠牲層３４０が、第２の金属層３５０で充填された露出領域を残してシード層３３０に亘ってパターン化され得る。第２の金属層３５０は第１の金属層３３０の上に電気めっきされてもよい。いくつかの例としての実施形態において、第２の金属層３５０の厚さは約５〜２０マイクロメートルであり得る。第２の金属層３５０は接触パッド３５２、アンテナ３５４および接触パッド３５２をアンテナ３５４とセンサ電極３２６のそれぞれに連結する相互接点を含む要素を形成する。第２の金属層３５０は例えばプラチナ、銀、金、パラジウム、チタン、炭素、クロム、ニッケル、アルミニウム、他の金属または導体材料、およびこれらの組合せ等の導体材料を含んでもよい。いくつかの例としての実施形態は少なくともいくつかの要素（例えばインジウムスズ酸化物等の材料）のためのほぼ透明な導体材料を使用してもよい。
【００４１】
アンテナ３５４は、例えば単一の回転、複数の回転、星形等の多数の種類のアンテナデザインを含み得る。
次に、図３Ｇに示すように、第２の犠牲層３４０が除去され、シード層３３０が電気めっきの部分を残してエッチングされる。第２の犠牲層３４０は例えばフォトリソグラフィー等の第１の犠牲層３２０を除去するのに使用されたリフトオフ法と同様のリフトオフ法を使用して除去され得る。
また図５Ｇに示すように、チップ３６０が連結パッド３５２に取り付けられる。チップ３６０は、例えば１つまたは複数の集積回路（ＩＣ）および／または図１のコントローラ１５０と同様のコントローラのような１つまたは複数の別個の電子部品を含み得る。例えば熱、圧力、ピックアンドプレース器具および結合剤（異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、異方性導電膜（ＡＣＦ）、半田およびフラックス、半田ペースト、半田の後のアンダーフィル等）、またはフリップチップ接続等がチップ３６０の第１の表面３６２を連結パッド３５２に接着させるために使用され得る。チップ３６０は第１の表面３６２と反対側の第２の表面３６４を有する。
【００４２】
図３Ｈに示すように、その後、生体適合材料の第２の層３７０が全ての要素および生体適合材料の第１の層３１０の露出部分に亘り形成される。生体適合材料の第２の層３７０は生体適合材料の第１の層３１０に対するものと同一またはほぼ類似する材料で形成されてもよく、または生体適合および電気的絶縁である異なるポリマー材料であってもよい。よって生体適合材料の第２の層３７０は要素を封止および絶縁する役割を果たす。生体適合材料の第２の層３７０の堆積は組み立てられた電子部品に亘り等角の被覆を行うことになる。いくつかの例としての実施形態において、生体適合材料の第２の層３７０は約１〜２０マイクロメートルの厚さの範囲であり得る。
生体適合材料の第２の層３７０は好ましくは、組み立てられた電子部品の全体に及ぶ連続した層を生成するために堆積される。生体適合材料の第２の層３７０は組み立てられた電子部品の設置面積を超えて延伸する領域に及び得る。その結果、電子部品は生体適合材料の第１の層３１０に直接載る生体適合材料の第２の層３７０の一部により囲まれ得る。
【００４３】
図３Ｉに示されるように、マスキング層３８０が生体適合材料の第２の層３７０に亘って堆積され、パターン化された第３の犠牲層３８５に被覆される。マスキング層３８０は金属のマスクであり、例えばアルミニウム、チタンまたは他の種類の金属を含み得る。いくつかの例において、マスキング層３８０はフォトリソグラフィーまたは金属付着（蒸発またはスパッタリング）を使用して形成され得る。第３の犠牲層３８５のパターンはマスキング層３８０を露出する領域を残す。例えば、センサ電極３２６の直接上にある領域の少なくとも一部は犠牲層３８５により被覆されず、領域３８２として描かれる。更に、センサ電極３２６に隣接する領域（図示せず）は第３の犠牲層３８５により被覆されなくてもよい。第３の犠牲層３８５はまた、例えば上記の図２Ａに関連して例示されかつ記載された感知プラットフォーム２３０の形状と同様の平坦なリングの形状を形成してもよい。
【００４４】
マスキング層３８０の露出した部分（即ち、第３の犠牲層３８５により被覆されない部分）はその後エッチングされる。エッチングプロセスが完了すると、図３Ｊに示されるように、第３の犠牲層３８５は剥ぎ取られ、第３の犠牲層３８５と同じパターンで形成されたマスキング層３８０を露出する。よって、図３Ｊはエッチングするために露出されたままの領域３８２がマスキング層３８０を通してエッチングされたこと示す。
【００４５】
加工基板３０２および加工基板３０２上の材料はその後プラズマに曝される。プラズマはプラズマアッシャー、反応性イオンエッチャー、誘導結合プラズマ等を含み得る。プラズマは生体適合材料の露出された層をエッチングし、そのような層を通して加工基板３０２に到達する。しかし、プラズマはマスキング層３８０またはセンサ電極３２６をエッチングしない。よってマスキング層３８０は、付与されたプラズマがマスキング層３８０の真下にあるものをエッチングすることを阻止する役割をし、センサ電極３２６もマスクの役割をし、またセンサ電極の真下の生体適合材料の第１の層３１０がエッチングされることを防ぐ。
図３Ｋに示すように、領域３８２において、プラズマは生体適合材料の第２の層３７０をエッチングしてセンサ電極３２６に到達し、開口３８４を形成する。よって、センサ電極３２６はセンサ電極３２６に覆われた生体適合材料の第１の層３１０の一部がプラズマによりエッチングされることを防ぐエッチング防止の役割をする。しかし、センサ電極３２６により被覆されない生体適合材料の第１の層３１０の部分も存在する。例えば、センサ電極３２６は生体適合材料の第１の層３１０に形成された多数の個々の電極（例えば作用電極、対電極および基準電極等）からなる。センサ電極３２６の個々の電極間のスペースは生体適合材料の第１の層３１０の一部を露出したままにし、それらの部分はエッチングにより除去され更なる開口３８６を形成する。図３Ｎに示されるように、生体適合材料の第１の層３１０の更なる開口３８６は生体適合材料の第２の層３７０の開口３８４に連結される。よって、エッチングプロセスはマスキング層３８０により露出された生体適合材料の第２の層３７０の一部に対応する開口３８４を生成し、マスキング層３８０により露出されてセンサ電極３２６により被覆されていない生体適合材料の第１の層３１０の一部に対応する更なる開口３８６を生成する。
【００４６】
次に、図３Ｌに示すように、マスキング層３８０がウェットエッチングを使用して除去され、その結果生体適合構造が加工基板３０２から解放される。１つの例において、アニーリングプロセスに続いて生体適合構造は加工基板３０２から剥がされる。生体適合構造はまた、構造を剥ぎ取る前に余分な生体適合材料を除去するために、（例えば酸素プラズマを適用して）エッチングされ得る。例えば、生体適合材料は、堆積プロセスかアニーリングプロセスのどちらか、またはその両方の間、加工基板３０２の周りに少なくとも部分的に巻き付いてもよい。
【００４７】
図３Ｌに示すように、デバイスは埋め込まれた電気部品を有する薄い柔軟性のある回路を含む。生体適合材料の第２の層３７０はセンサ電極３２６の少なくとも一部に亘る開口３８４を除いて一方の側面で要素を被覆し、生体適合材料の第１の層３１０は追加の開口３８６を除いて他方の側面で要素を被覆する。更に、上記に論じたように、第２の犠牲層はマスキング層３８０を平坦なリング形状に形成し、よってリング形状に形成されず、真上に金属要素を有さなかった生体適合材料の様々な層はプラズマにより除去された。
【００４８】
生体適合材料の生体適合構造を封入するため、生体適合材料の第１の層３１０と第２の層３７０はアニール処理され、その結果それらの層が共にシールされた。アニール処理は、加工基板３０２を含む組み立てた構造の全体を、生体適合材料の第１の層３１０と第２の層３７０をアニール処理するのに十分な温度のオーブンに配置することにより行われ得る。例えば、パリレンＣ（例えばジクロロジ−‐ｐ−キシリレン等）が約１５０〜２００℃の温度でアニール処理され得る。他の生体適合ポリマー材料（例えばＰＥＴ，ＰＤＭＳ等）はより高いまたはより低いアニール温度を必要とし得る。冷却されると、結果としてシールされた連続した生体適合材料の層が、センサ電極３２６を除いて組み立てられた電子回路を中に封入する生体適合構造が得られる。
【００４９】
結果として得られる可能性のあるデバイスのリング形状の例としての上面図を図３Ｍの生体適合構造３９０として示す。生体適合構造３９０は例えば図２Ａ〜図２Ｄを参照して記載された感知プラットフォーム２３０等のプラットフォームであり得る。図３Ｍに示すように、感知する生体適合構造３９０は平坦なリングの形状である。
図３Ｎは図３Ｍの生体適合構造３９０断面Ａ−Ａでの拡大断面図を示す。図３は生体適合材料の第１の層３１０、生体適合材料の第２の層３７０、３つのセンサ電極３２６およびチップ３６０を示す。また、生体適合構造３９０の第２の側面（生体適合材料の第２の層３７０により規定された側）の開口３８４に連結された生体適合構造３９０の第１の側面（生体適合材料の第１の層３１０により規定された側）の開口３８６が示されている。この開口の配置は、検体が開口３８６を経由する生体適合構造３９０の第１の側面、または開口３８４を経由する生体適合構造３９０の第２の側面からセンサ電極３２６に到達することを可能にする。
いくつかの例において、試薬層がセンサ電極３２６の近位に（例えば少なくともセンサ電極３２６の作用電極を被覆する）形成されてもよい。試薬層はセンサ電極３２６を特定の検体に対して敏感にさせるために使用される物質を含み得る。例えば、試薬層はブドウ糖の検知のためのブドウ糖酸化酵素を含んでいてもよい。図３Ｎに示すように、試薬層３２８は開口３８４のセンサ電極３２６を被覆し、また開口３８６に延伸する。
生体適合構造は、例えば眼に装着可能なデバイスまたは植え込み可能な医療デバイス内等の生物環境に組み込むのに適している。生体適合可能な材料を封入することにより、周囲環境は埋め込まれた電子回路からシールされる。例えば、構造が生物学的宿主に植え込まれる、または眼に装着可能なデバイスに配置されて涙液膜に曝される場合、構造は生物学的宿主の流体（例えば涙液、血液等）に曝されることができる。その理由は、センサ電極３４０が露出されて流体内の１つまたは複数の検体を検知できることを除いて、外部表面の全体が生体適合材料で被覆されているからである。
【００５０】
図３Ａ〜図３Ｎの記載は、眼に装着可能なデバイスに埋め込まれ得る生体適合構造を製造するプロセルの一例を説明する。しかし、図３Ａ〜図３Ｎを参照して記載されるプロセスは、例えば他の植え付け可能な電子医療デバイスへの応用等の、他の応用を目的とする生体適合構造を生成するために使用されてもよい。そのような植え付け可能な電子医療デバイスは、情報を通信する（例えばセンサの結果等）および／または誘導的に収穫されたエネルギー（例えば無線周波数放射等）のためのアンテナを含み得る。植え付け可能な電子医療デバイスはまた電子化学的センサを含み得るか、または他の電子デバイスを含み得る。図３Ａ〜図３Ｎを参照して記載されるプロセスは、例えば皮膚または口腔内等の体の他の部分上またはその中に取り付けられるのに適した生体適合構造を生成するのに使用されてもよい。例として、生体適合構造は、例えば腹部または上腕部の中等の皮膚の下、口腔内の組織または電気信号を読み取るために脳の中に取り付けられまたは植え付けられてもよい。上記に記載した生体適合構造は生体指標を検知する如何なる植え付け可能なデバイスに適用されてもよい。
【００５１】
生体適合構造は上記に記載した機能の追加またはその代替として機能を実行するように構成された電子回路を含み得る。例えば、生体適合構造は光センサ、温度センサ、および／または眼科のおよび／または植え付け可能な応用における診断上関連のある情報を検知するのに有用な他のセンサを含み得る。電子回路は、例えば温度読み出しを得て温度情報を伝達、または温度情報を使用して電気化学的センサを使用した計測手順を修正し得る。更に、電子回路は電圧レベルを調整および／または他の電子モジュールとの連結を制御するためのコンデンサ、スイッチ等の組合せを含み得る。
【００５２】
図４Ａは装着可能なデバイスを製造するための例としての方法４００のフローチャートである。装着可能なデバイスは、例えば図１に示した眼に装着可能なデバイス１１０または図２Ａ〜図２Ｄに示した眼に装着可能なデバイス２１０等の眼に装着可能なデバイスであり得る。
例としての方法４００は電子部品および導電パターンを含む生体適合構造を作製することを含む（ブロック４０２）。生体適合構造は図３Ａ〜図３Ｎを参照して上記のように、または図４Ｂを参照して以下のように製造され得る。
【００５３】
その方法は生体適合構造を少なくとも１つの取り付け面を規定するポリマーで囲むことを含む（ブロック４０４）。図２Ａ〜図２Ｄを参照して記載されるように、眼に装着可能なデバイスのため、ポリマーは透明なポリマーであり得、ディスクまたはレンズの形態を取り得る。よって、ポリマーは角膜表面に取り付けられるように構成された凹面を規定する。他の例において、ポリマーは皮膚または口腔内の組織に取り付けられるように構成される表面を規定し得る。他の種類の取り付け面も可能である。
生体適合構造は様々な方法でポリマーにより囲まれ得る。１つの例では、２段階の射出成形プロセスが使用され得る。第１の段階において、ポリマーの第１の層が型に形成され、生体適合構造が第１のポリマー層に配置される。第２の段階において、第１のポリマー層の生体適合構造を被覆するためにポリマーの第２の層が型に形成される。生体適合構造をポリマーで囲む他の方法も可能である。
【００５４】
図４Ｂは生体適合構造を製造する例としての方法４１０のフローチャートである。図４Ａを参照して上記に記載されるように、製造されると、生体適合構造は取り付け面を規定するポリマーにより囲まれ得る。代替的に、生体適合構造は植え付け可能なデバイスにおいて使用されるか、または他の方法で使用され得る。
例としての方法４１０において、生体適合構造は電子部品と導電パターンを含む。電子部品は集積回路、個別の要素（例えばトランジスタ、抵抗器またはコンデンサ等）、またはいくつかの他の種類の電子部品であり得る。電子部品は、例えば図１を参照して記載されたコントローラ１５０であり得る。この例において、電子部品は、例えば図３Ｇ〜３Ｌを参照して記載されたチップ３２０のように、第１の面および第１の面と反対の第２の面を有する。
【００５５】
例としての方法４１０は生体適合材料の第１の層を形成することを含む（ブロック４１２）。生体適合材料の第１の層は生体適合構造の第１の側面を規定する。生体適合材料の第１の層は、例えば図３Ａ〜３Ｌを参照して記載されるような生体適合材料の第１の層３１０と同一または類似していてもよい。１つの例としての実施形態において、生体適合材料の第１の層は、図３Ａ〜３Ｋを参照して記載された加工基板３０２のような加工基板上に形成されてもよい。
【００５６】
方法４１０は更に生体適合材料の第１の層上に導電パターンを形成することを含み（ブロック４１４）、導電パターンはセンサ電極、電気接点、およびセンサ電極と電気接点の間の電気的相互接点を規定する。導電パターンはまた、アンテナおよびアンテナと電子部品の追加の電気接点との間の電気的相互接点を規定し得る。導電パターンは他の種類の相互接点、ワイヤまたは導電性構造も規定し得る。導電パターンは図３Ｂ〜図３Ｆを参照した記載に示されたように形成され得る。
導電パターンは本明細書に記載された方法の何れかを使用して形成され得る。センサ電極は、図３Ｄ〜図３Ｌを参照して記載されたようなセンサ電極３２６のセンサ電極と同様であり得る。電気的相互接点は図３Ｆ〜図３Ｌを参照して記載された相互接点と同一または類似していてもよい。例えば図３Ｆ〜図３Ｌを参照して上記に記載されたアンテナ３５４のような追加の要素が生体適合材料の第１の層に配置されてもよい。
【００５７】
方法４１０は更に電気部品を電気接点に取り付けることを含む（ブロック４１６）。電気部品は図５Ｇを参照して示されかつ記載されたように取り付けられ得る。
方法４１０は更に生体適合材料の第２の層を生体適合材料の第１の層、導電パターンおよび電子部品に亘って形成することを含む（ブロック４１８）。生体適合材料の第２の層は生体適合構造の第２の側面を規定し、例えば図３Ｈ〜３Ｌを参照して記載された生体適合材料の第２の層３７０と同一または類似していてもよい。
方法４１０は更に生体適合構造の第２の側面に少なくとも１つの開口を形成するため生体適合材料の第２の層の一部を除去することと、生体適合構造の第１の側面に少なくとも１つの開口を形成するため生体適合材料の第１の層の一部を除去することを含む（ブロック４２０）。それによりセンサ電極は第２の側面の少なくとも１つの開口において露出され、第１の側面の少なくとも１つの開口は第２の側面の少なくとも１つの開口に連結される。生体適合材料の第２の層の一部を除去することは、例えば図３Ｊ〜３Ｋを参照して記載された金属マスク３８５等の構造の所定の部分に金属マスクを付与し、構造をプラズマに曝して第２の層の露出された部分を除去することを含み得る。露出されたセンサ電極は、センサ電極の下のプラズマによる生体適合材料の第１の層の除去を阻止する役割を果たす。生体適合材料の第１および第２の層の露出された部分はセンサ電極の１つまたは複数の側面に開口を形成し、検体が生体適合構造の第１の側面または第２の側面の何れかからセンサ電極に到達できるようにする。
方法４１０は更に生体適合構造をポリマーで囲むことを含む（ブロック４２２）。ポリマーは装着可能なデバイスの少なくとも１つの取り付け面を規定する。アニール処理が生体適合材料の３つの層をシールし、上記のように生体適合構造を完全に封入可能にする。
【００５８】
更に、組み立てられた封入された構造は、図３Ｉ〜図３Ｌを参照して記載されたように、金属マスクを経由してリング形状の構造を形成しその後プラズマを付与するためエッチングされてもよい。例えば、封入された構造は上記の図２Ａ〜図２Ｄに関連して示されかつ記載されたリング形状の感知プラットフォーム２３０と同様の平坦なリング形状を形成するためにエッチングされてもよい。封入された構造はまた、組み立てられた電子回路がシールされた生体適合材料により封入される全体が平坦な構造を形成するために例えば矩形、円形（例えばディスク）、楕円形等の他の形状にエッチングされてもよい。
【００５９】
生体適合構造はその後、装着可能なデバイスのポリマー材料に埋め込まれ得る。生体適合構造が平坦なリング形状を与えられた場合、構造は例えば眼に接触して取り付けられる形状の全体に円形のポリマー材料の周辺の領域の周りに埋め込まれ得る。そのようなポリマー材料は、例えば眼の角膜表面、および角膜表面に取り付けられて目蓋の動きに適合するよう構成された凹面と反対側の凸面に亘って取り付けられるよう構成された凹面を有してもよい。例えば、ヒドロゲル材料（または他のポリマー材料）が射出成形プロセスにおいて生体適合構造の周りに形成され得る。
他の実施形態において、解放された封入された構造は、例えば皮膚または口腔内等の体の他の部分に取り付けられる装着可能なデバイスに埋め込まれ得る。例として、生体適合構造は、例えば腹部または上腕部の中等の皮膚の下、口腔内の組織または電気信号を読み取るために脳の中に取り付けられまたは植え付けられてもよい。上記に記載した生体適合構造は生体指標を検知する如何なる植え付け可能なデバイスに適用されてもよい。
【００６０】
図５は例としての実施形態により構成されるコンピュータ可読媒体を描く。例としての実施形態において、例としてのシステムは１つまたは複数のプロセッサ、１つまたは複数のメモリの形態、１つまたは複数の入力デバイス／インターフェース、１つまたは複数の出力デバイス／インターフェース、および１つまたは複数のプロセッサにより実行された時にシステムに上記の様々な機能、タスク、性能等を実行させる機械可読の命令を含み得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、開示された技術は、機械可読のフォーマット内の非一時的コンピュータ可読の記憶媒体、または他の非一時的媒体や製品でエンコードされるコンピュータプログラムの命令により実行され得る。図５は本明細書に記載された何れかの方法を実行するために、コンピュータデバイスで計算プロセスを実行するためのコンピュータプログラムを含む例としてのコンピュータプログラム製品の部分的概念図を概略的に示す。
１つの実施形態において、例としてのコンピュータプログラム製品５００が信号搬送媒体５０２を使用して提供される。信号搬送媒体５０２は、１つまたは複数のプロセッサにより実行された時、図１〜図４Ｂに関して上記に記載された機能または機能の一部を提供し得る１つまたは複数のプログラミング命令５０４を含み得る。いくつかの例では、信号搬送媒体５０２は、例えばこれに限らないが、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、メモリ等の非一時的コンピュータ可読媒体５０６を含み得る。いくつかの実施において、信号搬送媒体５０２は、例えばこれに限らないが、メモリ、読み出し／書き込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ  ＤＶＤ等のコンピュータ記録可能媒体５０８であり得る。いくつかの実施において、信号搬送媒体５０２は、例えばこれに限らないが、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、ワイヤレス通信リンク等）等の通信媒体５１０であり得る。よって、例えば、信号搬送媒体５０２はワイヤレスの形態の通信媒体５１０により搬送され得る。
【００６２】
１つまたは複数のプログラミング命令５０４は、例えばコンピュータで実行可能および／または論理で実行される命令であり得る。いくつかの例において、コンピュータデバイスは、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体５０６、コンピュータ記録可能媒体５０８および／または通信媒体５１０によりコンピュータデバイスに搬送されるプログラミング命令５０４に応じて、様々な動作、機能または作用を提供するよう構成される。
【００６３】
非一時的コンピュータ可読媒体５０６はまた、互いに離れて配置され得る多数のデータ記憶要素間で分配され得る。記憶された命令のいくつかまたは全て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または他のコンピュータプラットフォームであり得る。代替的に、記憶された命令のいくつかまたは全てを実行するコンピュータデバイスは、例えばサーバ等の、離れて配置されたコンピュータシステムであり得る。
【００６４】
本明細書において様々な態様および実施形態が開示されたが、他の態様および実施形態も当業者に明らかになるであろう。本明細書に開示された様々な態様および実施形態は例示の目的であり制限する意図はなく、正しい範囲は以下の請求項に示される。
【図１】
2016514543.tif 000004
【図２Ａ】
2016514543.tif 000005
【図２Ｂ】
2016514543.tif 000006
【図２Ｃ】
2016514543.tif 000007
【図２Ｄ】
2016514543.tif 000008
【図３Ａ】
2016514543.tif 000009
【図３Ｂ】
2016514543.tif 000010
【図３Ｃ】
2016514543.tif 000011
【図３Ｄ】
2016514543.tif 000012
【図３Ｅ】
2016514543.tif 000013
【図３Ｆ】
2016514543.tif 000014
【図３Ｇ】
2016514543.tif 000015
【図３Ｈ】
2016514543.tif 000016
【図３Ｉ】
2016514543.tif 000017
【図３Ｊ】
2016514543.tif 000018
【図３Ｋ】
2016514543.tif 000019
【図３Ｌ】
2016514543.tif 000020
【図３Ｍ】
2016514543.tif 000021
【図３Ｎ】
2016514543.tif 000022
【図４Ａ】
2016514543.tif 000023
【図４Ｂ】
2016514543.tif 000024
【図５】
2016514543.tif 000025
【国際調査報告】
2016514543.tif 000026
2016514543.tif 000027