(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。生体適合構造は電気接点、センサ電極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有する電子部品を含む。生体適合構造は、センサ電極を除いて完全に生体適合材料に封入されるように作製される。作製において、電子部品が生体適合材料の第１の層に配置され、生体適合材料の第２の層が生体適合材料の第１の層および電子部品に亘って形成される。電気接点は第２の層の一部を除去することにより露出され、導電パターンがセンサ電極と電気的相互接点を規定するために形成され、生体適合材料の第３の層が導電パターンに亘って形成される。センサ電極は第３の層の一部を除去することにより露出される。
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【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、
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であって、前記電子部品は、第１の表面および前記第１の表面と反対の第２の表面を有し、前記第２の表面に電気接点を含む、前記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、
前記電子部品の前記第１の表面を前記生体適合材料の前記第１の層に配置すること、
前記生体適合材料の第２の層を前記生体適合材料の前記第１の層および前記電子部品の前記第２の表面に亘って形成すること、
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により前記電気接点を前記電子部品の前記第２の表面に露出させること、
前記電子接点を露出させた後、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前記生体適合材料の前記第２の層のセンサ電極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、
前記生体適合材料の第３の層を前記導電パターンに亘って形成すること、ならびに
前記生体適合材料の前記第３の層の一部を除去することにより前記センサ電極を露出させることを備え、
前記方法は更に、
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、
前記センサ電極を露出させた後、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、
前記センサ電極を露出させた後、前記生体適合材料の前記第１、第２および第３の層が共にシールされるように前記第１、第２の層および第３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】
前記生体適合材料の前記第２の層の一部を除去することは、
マスキング層を前記生体適合材料の前記第２の層上に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、
前記マスキング層に被覆された前記第２の層の残りの部分を提供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と、
前記マスキング層を前記第２の層の前記残りの部分から除去することと、を備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記生体適合材料の前記第２の層の前記残りの部分は、前記電子部品の前記第２の表面とほぼ面一である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記生体適合材料の前記第３の層の前記一部を除去することは更に、
マスキング層を前記生体適合材料の前記第３の層に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３の層の前記一部を露出させる、前記形成することと、
前記マスキング層により被覆された前記第３の層の残りの部分を提供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３の層の前記一部をエッチングすることと、
前記マスキング層を前記第３の層の前記残りの部分から除去することと、
を備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記生体適合材料の前記第３の層の前記残りの部分は、前記センサ電極を除いて全ての前記導電パターンを被覆する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサ電極は、電気化学センサの作用電極、基準電極、および対電極を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記生体適合構造を作製することは更に、
前記センサ電極の近位にある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】
前記電子部品は更に、前記第２の表面に追加の電気接点を含み、前記導電パターンは更に、前記生体適合材料の前記第２の表面のアンテナ、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、
前記ポリマーに埋め込まれた生体適合構造とを備え、
前記生体適合構造は、接触面上の電気接点、センサ電極、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含む電子部品を備え、前記生体適合材料は、前記センサ電極を除いて前記生体適合構造を完全に封入し、前記センサ電極は、前記電子部品の前記接触面とほぼ面一の前記生体適合材料の表面に配置される、装着可能なデバイス。
【請求項１７】
前記生体適合構造は更に、アンテナ、および前記アンテナと前記電子部品の前記接触面の追加の電気接点との間の電気的相互接点を備える、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、厚さ１００マイクロメートル未満の最も厚い部分を有する、請求項１６に記載の装着可能なデバイス。
【請求項１９】
方法であって、
生体適合材料の第１の層を形成することと、
前記生体適合材料の前記第１の層に、第１の表面および前記第１の表面と反対の第２の表面を有しかつ前記第２の表面に第１の電気接点および第２の電気接点を含む電子部品を配置し、その結果前記第１の表面が前記生体適合材料の前記第１の層に接触することと、
前記生体適合材料の第２の層を、前記生体適合材料の前記第１の層および前記電子部品の前記第２の表面に亘り形成することと、
前記電子部品の前記第２の表面の前記第１の電気接点および前記第２の電気接点を露出させ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と、
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、前記生体適合材料の前記第２の層のセンサ電極およびアンテナ、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、
前記生体適合材料の第３の層を前記導電パターンに亘り形成することと、
前記センサ電極を露出させるために、前記生体適合材料の前記第３の層の一部を除去することと、
前記電子部品と前記導電パターンを含む生体適合材料を提供するために、前記生体適合材料の前記第１の層、前記第２の層、および前記第３の層にアニール処理を行うことであって、前記生体適合材料は、前記センサ電極を除いて前記生体適合構造を完全に封入する、前記アニール処理を行うことと、
を備える方法。
【請求項２０】
前記生体適合材料の前記第１の層を形成することは、前記生体適合材料の前記第１の層を加工基板上に形成することを備え、前記方法は更に、
リング形状の構造を形成するために、前記加工基板上の前記生体適合材料の前記第１の層をエッチングすることと、
前記リング形状の構造を前記加工基板から解放することと、
を備える請求項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】
【課題を解決するための手段】
【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、その接触面上の電気接点、センサ電極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有する電子部品を含み、生体適合材料はセンサ電極を除いて完全に生体適合構造を封入する。センサ電極は電子部品の接触面とほぼ面一の生体適合材料の表面に配置される。
【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。その方法は電子部品と導電パターンを含む生体適合構造を作製することを含み、ここで、電子部品は第１の表面および第１の表面と反対の第２の表面を有し、第２の表面に電子接点を含む。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と、電子部品の第１の表面を生体適合材料の第１の層に配置することと、生体適合材料の第２の層を生体適合材料の第１の層および電子部品の第２の表面に亘って形成することと、生体適合材料の第２の層の一部を除去することにより電子部品の第２の表面の電気接点を露出させることと、電気接点を露出させた後、生体適合材料の第２の層のセンサ電極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ために導電パターンを形成することと、生体適合材料の第３の層を導電パターンに亘って形成することと、生体適合材料の第３の層の一部を除去することによりセンサ電極を露出させることと、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つの取り付け面を規定する。
【０００５】
更に他の態様において、例としての方法が開示される。その方法は、生体適合材料の第１の層を形成することと、生体適合材料の第１の層に、第１の表面および第１の表面と反対の第２の表面を有しかつ第２の表面に第１の電気接点および第２の電気接点を含む電子部品を配置し、その結果第１の表面が生体適合材料の第１の層と接触することと、生体適合材料の第２の層を生体適合材料の第１の層および電子部品の第２の表面に亘り形成することと、電子部品の第２の表面の第１の電気接点および第２の電気接点を露出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と、生体適合材料の第２の層のセンサ電極およびアンテナ、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導電パターンを形成することと、導電パターンに亘って生体適合材料の第３の層を形成することと、センサ電極を露出させるために生体適合材料の第３の層の一部を除去することと、電子部品および導電パターンを含む生体適合構造を提供するために生体適合材料の第１の層、第２の層および第３の層をアニール処理することとを含む。生体適合材料はセンサ電極を除いて生体適合構造を完全に封入する。
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に拡散し、作用電極に吸収される。その後、電気化学的反応が発生する。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。
生体適合構造は、電子部品を生体適合材料の第１の層に配置し、電子部品に亘り、かつセンサ電極、アンテナ、および電子部品のそれぞれの電気接点に対するそれぞれの電気的相互接点を規定する導電パターンに亘り１つまたは複数の生体適合材料の層を形成することにより作製され得る。その後、センサ電極に亘る生体適合材料の一部が、例えばエッチングにより除去され得る。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
2016517716.tif 000003
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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は基板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。基板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）。
【００２９】
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基板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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
ＩＩＩ．例としての生体適合構造の製造
図３Ａ〜図３Ｋ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〜３Ｋ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３Ｋ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３Ｋ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。
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（例えばシリコンウェハ）であってもよい。
【００３５】
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１〜５０マイクロメートルの範囲の厚さを有し得る。
【００３６】
図３Ｂは生体適合材料の第１の層に取り付けられたチップ３２０を示す。チップ３２０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、またはフリップチップ接続等がチップ３２０の第１の表面３２２を生体適合材料３１０の第１の層に接着させるために使用され得る。チップ３２０は第１の電気接点３２６および第２の電気接点３２８を含む第１の表面３２２と反対側の第２の表面３２４を有する。
【００３７】
図３Ｃに示すように、生体適合材料の第２の層３３０は生体適合材料の第１の層３１０およびチップ３２０に亘って形成される。生体適合材料の第２の層３３０は、第１の層３１０の真上に形成された層の部分のそれぞれの厚さがチップ３２０の第２の表面３２４とほぼ面一になるまで添加される。生体適合材料の第２の層３３０は露出された第１の層と第１の層の上部に配置されたチップ３２０の両方に亘って均一に添加され得、その結果第２の層３３０の一部はチップ３２０の第２の表面３２４の上部に形成されるであろう。そのようなチップ３２０の上部に形成された第２の層３３０の一部は、図３Ｃに部分３３２として示される。
【００３８】
図３Ｄに示されるように、次にマスキング層３３５がチップ３２０の第２の表面３２４の上部に形成された第２の層３３０の一部３３２を除いて第２の層３３０の全体に亘り形成される。いくつかの例において、マスキング層３３５は金属マスクであり、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。
シリコンウェハおよびウェハの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任意の露出された層を通してエッチングし、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またはチップ３２０をエッチングしない。よってマスキング層は、付与されたプラズマがマスキング層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する。例えばチップ３２０のような様々な他の要素もマスクの役割をし、プラズマが要素の真下の生体適合材料の層をエッチングすることを阻止する。よって、図３Ｅに示すように、プラズマは生体適合材料の第２の層３３０の一部３３２をエッチングし、チップ３２０に到達する。生体適合材料の第２の層３３０の残りの部分はマスキング層によりプラズマエッチングから保護される。
プラズマの付与の後、図３Ｆに示すようにマスキング層が除去される。マスキング層はいくつもの数の方法によって除去され得る。例えば、マスキング層が金属マスクであれば、除去はウェットエッチングを付与することを含み得る。プラズマの付与およびマスキング層の除去の後に残るものが図３Ｆに示される。それは、チップ３２０の露出された第２の表面３２４と同じ高さの上部表面３３４を有する生体適合材料の第２の層３３０である。
【００３９】
次に、図３Ｇに示すように、導電パターンが生体適合材料の第２の層３３０、第１の電気接点３２６および第２の電気接点３２８の真上に作成される。例えば、図１に関連して上記に記載された例としての実施形態と同様に、収穫された無線周波数エネルギーにより電力供給された電気化学的バイオセンサ回路のための要素を生成するために、金属は生体適合材料の第２の層３３０にパターン化され得る。そのような例としての実施形態において、金属はセンサ電極３４０、アンテナ３５０および相互接点３５２、３５４を含む要素を形成するためにパターン化され得る。例えば図１に関連して議論されたように、センサ電極３４０は電気化学的センサの作用電極、ならびに基準および／または対電極を含み得る。
アンテナ３５０は電子回路に電力供給を行うために収穫された無線周波数放射を受信するのに適切なループアンテナであり得る。アンテナ３５０は、例えば、上記の図１および図２Ａから図２Ｄに関連して例示されかつ記載されたアンテナと同様、眼に装着可能なデバイスの周辺に配置されるのに適した約５ミリメートルの半径を有するループであってもよい。センサ電極３４０、相互接点３５２、３５４およびアンテナ３５０はそれぞれ、例えば約５マイクロメートルの厚さで形成され得る。
【００４０】
相互接点３５２、３５４は、フォトリソグラフィー、蒸発および／または電気めっきにより形成されるワイヤであり得る。相互接点３５２は、センサ電極３４０をチップ３２０の第１の電気接点３２６に電気的に接続する。相互接点３５４はアンテナ３５０をチップ３２８の第２の電気接点に電気的に接続する。
【００４１】
生体適合材料の第２の層３３０は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含み得る。要素は例えばプラチナ、銀、金、パラジウム、チタン、銅、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から形成されてもよい。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電子回路（例えばインジウムスズ酸化物等）のためのほぼ透明な導体材料を使用してもよい。
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１の層３１０の上にパターン化された１つまたは複数の要素は、生体適合材料の第２の層３３０の真上にパターン化されたシード層（または接着層）を含む多層配置であってもよい。そのようなシード層は、生体適合材料およびシード層に亘ってパターン化された金属構造の大部分の両方に接着するように使用され得る。例えば、そのようなシード層は、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であってもよい。
【００４２】
次に、図３Ｈに示される生体適合材料の第３の層３６０が組み立てられた電子部品（即ち、チップ３２０、センサ電極３４０、アンテナ３５０および相互接点３５２、３５４）および露出された生体適合材料の第２の層３３０の残りに亘って形成される。生体適合材料の第３の層３６０は、生体適合外表面を生成しかつ電子回路を周囲環境から電気的に絶縁するために、生体適合材料の第１の層３１０と同様に機能する。更に、生体適合材料の第３の層３６０は組み立てられた電子回路を構造的にサポートし、様々な要素を定位置に保持する。生体適合材料の第３の層３５０はチップ３２０を囲んでチップ３２０の周りの隙間を埋める（よってチップの移動を防ぐ）ことによりチップ３２０を安定させ得る。いくつかの例において、生体適合材料の第３の層３６０の堆積は組み立てられた電子回路の等角の被覆を行うこととなる。生体適合材料の第３の層３６０は、例えば約１から５０マイクロメートルの範囲の厚さを有し得る。
生体適合材料の第３の層３６０は生体適合材料の第１の層３１０および第２の層３３０と同じまたはほぼ類似する材料から形成され得、生体適合性かつ電気的絶縁性の両方を有する異なるポリマー材料であってもよい。
好ましくは生体適合材料の第３の層３６０は堆積されて組み立てられた電子回路の全体に及ぶ連続した層を生成する。生体適合材料の第３の層３６０は組み立てられた電子回路の設置面積を超えて延伸する領域におよび得る。その結果、組み立てられた電子回路は生体適合材料の第２の層３３０の真上に存在する生体適合材料の第３の層３６０の一部により囲まれ得る。
【００４３】
次に、図３Ｉに示されるように、第２のマスキング層３７０が、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の生体適合材料の第３の層３６０の上部に添加される。第２のマスキング層３７０は組み立てられた電子回路をセンサ電極３４０の真上の領域の少なくとも一部を除いて被覆する。再び、いくつかの例において、マスキング層３７０は金属のマスクであり、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。
【００４４】
シリコンウェハおよびウェハの上の材料はその後再び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。プラズマは第２のマスキング層または例えばセンサ装置３４０等の露出された電子部品を通してエッチングしない。図３Ｊに示すように、プラズマは開口３６２を残して露出された生体適合材料の第３の層３６０をエッチングする。プラズマはまた第３の層の下の生体適合材料の全ての露出された層をエッチングし、加工基板３０２に到達する。生体適合材料の第３の層３６０の残りの部分は第２のマスキング層３７０によりプラズマエッチングから保護され、第１の層および第２の層の残りの部分はそれらの層の真上に存在する要素により保護され得る。
【００４５】
プラズマの付与の後、図３Ｋに示すように第２のマスキング層３７０が除去される。第２のマスキング層３７０はいくつもの数の方法によって除去され得る。例えば、第２のマスキング層３７０が金属であれば、除去はウェットエッチングを付与することを含み得る。プラズマの付与および第２のマスキング層３７０の除去の後に残るものが図３Ｋに示される。よって、生体適合材料の第３の層３６０はセンサ電極３４０の少なくとも一部に亘って開口３６２を除いた要素を被覆する。更に、上記に論じたように、第２のマスキング層３７０が平坦なリング形状に形成され、よってリング形状を形成しなかった、かつ真上に金属要素を有していなかった生体適合材料の様々な層がプラズマにより除去された。デバイスの可能性のある結果としてのリング形状の例としての上面図が図２Ａに感知プラットフォーム２３０として示される。
図３Ａから３Ｋに特に示されていないが、いくつかの作製プロセスはセンサ電極３４０の近位にある試薬層を形成する（例えばセンサ電極３４０の少なくとも作用電極を被覆する）ことを含み得る。試薬層はセンサ電極３４０の電極を特定の検体に敏感にさせるのに使用される物質を含み得る。例えば、ブドウ糖酸化酵素を含む層がブドウ糖の検知のためにセンサ電極３４０に付与されてもよい。
【００４６】
生体適合構造を生体適合材料に封入するために、生体適合材料の第１の層３１０、第２の層３３０および第３の層３６０がアニール処理され得、その結果これらの層が共にシールされる。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、第１の層３１０、第２の層３３０および第３の層３６０における生体適合材料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から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３４０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材料が得られる。
【００４７】
最後に、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から剥がされ得る。封入された電子回路構造はまた、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。
公開された生体適合構造は、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。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｋ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３Ｋ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３Ｋを参照して記載されるプロセスは、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。
【００４９】
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。
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３Ｋ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。
【００５０】
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。
【００５１】
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であってもよい。この例において、電子部品は第１の表面および第１の表面と反対の第２の表面を有し、例えば図３Ｂから図３Ｋを参照して記載されたチップ３２０等の１つまたは複数の電子接点を第２の表面に含む。
【００５２】
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、例えば図３Ａ〜３Ｋ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。
方法４１０は更に、電子部品の第１の表面を生体適合材料の第１の層に配置すること（ブロック４１４）と、生体適合材料の第２の層を生体適合材料の第１の層および電子部品の第２の表面に亘って形成すること（ブロック４１６）を含む。生体適合材料の第２の層は、例えば図３Ｃから図３Ｋを参照して記載された生体適合材料の第２の層３３０と同様に形成され得る。
【００５３】
方法４１０は更に、生体適合材料の第２の層の一部を除去することにより電気接点を電子部品の第２の表面に露出させること（ブロック４１８）を含む。生体適合材料の第２の層の一部を除去することは、金属マスクを例えば図３Ｄから図３Ｅを参照して記載された金属マスク３３５等の構造のある部分に付与し、その後第２の層の露出された部分を除去するために構造をプラズマに曝すことを含み得る。
【００５４】
方法４１０は更に、電気接点を露出させた後、導電パターンを形成すること（ブロック４２０）を含む。導電パターンは、少なくとも生体適合材料の第２の層のセンサ電極、およびセンサ電極と電子部品の電気接点と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、他の種類の相互接続、ワイヤまたは導電性構造も規定し得る。
【００５５】
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３Ｇを参照して記載されるようにセンサ電極３４０と同様であってもよい。電気的相互接点は図３Ｇを参照して記載されるように相互接点３５２と同一または類似していてもよい。更なる要素がまた、例えば図３Ｇを参照して上記に記載したアンテナ３５０および相互接点３５４等の第２のポリマー層に配置され得る。
方法は生体適合材料の第３の層を導電パターンに亘って形成すること（ブロック４２２）を含む。生体適合材料の第３の層は図３Ｈから図３Ｋを参照して記載された生体適合材料の層３６０と同様であってもよい。
方法４１０は更に生体適合材料の第３の層の一部を除去することによりセンサ電極を露出すること（ブロック４２６）を含む。第３の層の一部は、例えば図３Ｊから３Ｋを参照して記載されるようにプラズマの一部を露出することにより除去されてもよい。
アニール処理するプロセスは、上記のように生体適合構造を完全に封入するために、生体適合材料の３つの層をシールしてもよい。
更に、組み立てられた封入された構造は、図３Ｉ〜図３Ｋ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
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。
【００６０】
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】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図３Ｊ】
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【図３Ｋ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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