聚酰亚胺封装涂层中水的传输行为以及涂层对水阻滞能力的劣化机制研究
2021-12-09张杨都诗瑶孟美江李瑛
表面技术 2021年11期
张杨,都诗瑶,孟美江,李瑛,3
(1.中国科学院金属研究所,沈阳 110016;2.中国科学技术大学,沈阳 110016;3.东北大学,沈阳 110819)
植入式电子设备(IEDs)是出于医学诊断或治疗的目的而植入到生物体或人体中的电子设备。IEDs可以替代生物体失去的功能,诸如心律不齐、耳聋、中风和癫痫等疾病都可以从IEDs 中受益[1-2]。目前,大多数IEDs 采用电池供能,然而有限的电池容量会限制植入器件的使用寿命[3]。在临床应用中,更换耗尽的电池是不可避免的,这不仅增加了患者的经济负担,还为患者带来更多的痛苦和手术风险[4]。幸运的是,一种可以通过体内微小运动获取能量的装置——能量收集器,已被证明可以代替电池,不断为IEDs 供能[5],电池问题在未来终将被解决,那时电子封装的可靠性就将成为限制IEDs 永久性使用的关键因素。
有效的封装可以避免IEDs 直接与体液接触[6],从而达到保护设备的目的。目前常见的封装材料包括陶瓷、金属和高分子材料[7]。为了确保IEDs 的长期可靠性和稳定性,封装材料必须满足以下几点要求:良好的生物相容性[8]、对水和离子优异的阻滞性能[9]以及良好的力学性能。虽然诸如钛等金属由于其优异的性能,已广泛应用于IEDs 中,但其坚硬的质地和笨重的体积会大大降低患者的舒适度。作为替代品的有机材料(如环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺、聚氨酯和聚对二甲苯),由于其低渗透性、良好的生物相容性以及对体液中粒子优异的阻滞性能而得到广泛关注[10-11]。其中,聚酰亚胺具有良好的生物相容性、柔性、化学稳定性和力学性能,表现出在植入电子封装领域应用的巨大潜力[12]。……
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