具有水凝胶覆盖物的电极触点制造技术

一种耳蜗植入电极，其包括由弹性材料制成的可植入电极阵列，该可植入电极阵列具有中心纵向轴线和外表面。多个电极触点沿着该纵向轴线分布在电极阵列的外表面上，用于向邻近的神经组织施加电刺激信号。至少一个生物相容性的水凝胶层仅通过机械连接而固定到电极阵列，并适于在接触耳蜗内的外淋巴液时发生膨胀而不脱离电极阵列的外表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月6日提交的美国临时专利申请61/874,388的优先权，该美国临时专利申请通过引用的方式并入本文。
本专利技术涉及用于医疗装置的可植入电极，尤其涉及水凝胶覆盖物在电极触点上的机械固定。
技术介绍
正常的耳朵像图1所示的那样通过外耳101向鼓膜102传送声音，该鼓膜102使中耳103的骨头移动，从而使耳蜗104的卵圆窗孔和圆窗孔振动。耳蜗104是绕其轴线螺旋缠绕大约两周半的狭长管道。它包括通过耳蜗管连接的被称为前庭阶的上部通道和被称为鼓室阶的下部通道。耳蜗104形成竖直的螺旋锥，其具有被称作蜗轴的中心，听神经113的螺旋神经节细胞位于该处。响应于所接收到的由中耳103传送的声音，充满液体的耳蜗104用作换能器，以产生被传送到耳蜗神经113并最终传送到大脑的电脉冲。当在沿着耳蜗104的神经基质将外部声音换能成有意义的动作电位的能力方面存在问题时，听力就受损了。为了改善受损的听力，已开发了听觉假体。例如，当该损伤与中耳103的工作有关时，可以使用常规的助听器以放大声音的形式向听觉系统提供声-机械刺激。或者，当该损伤与耳蜗104相关时，具有植入式电极的耳蜗植入物能够通过由沿着该电极分布的多个电极触点传递的小电流来电刺激听觉神经组织。图1还示出了典型的耳蜗植入物系统的一些部件，其中，外部麦克风将音频信号输入提供给其中能够实现各种信号处理方案的外部信号处理器111。经处理的信号然后被转换成数字数据格式，以通过外部传输线圈107传送到植入物108中。除了接收经处理的音频信息之外，植入物108还执行诸如误差校正、脉冲形成等的附加信号处理，并且(基于所提取的音频信息)产生通过电极引线109发送到植入式电极阵列110的刺激模式(stimulationpattern)。通常，该电极阵列110的表面上包括提供对耳蜗104的选择性刺激的多个电极触点112。当电极阵列被植入后，身体会通过在该阵列周围形成纤维组织而作出反应。这不利地影响了电极触点的阻抗和从电极触点的电荷传递(chargetransfer)，因此应当避免或将其减到最小。这样做的一种方式是在电极触点上形成一层水凝胶材料。这种水凝胶材料是生物相容性的且导电，以便允许所期望的从电极触点到邻近组织的电荷传递。但该水凝胶材料也阻止了电极触点的金属材料(例如铂)与耳蜗组织的直接接触，从而避免了在电极触点上形成非期望的纤维组织。例如，参见美国专利5,786,439、美国专利7,519,435、美国专利7,519,435、美国专利8,190,271，这些美国专利通过引用的方式并入本文。当水凝胶材料接触耳蜗内的外淋巴液时，该水凝胶材料会膨胀，从而吸收多于其自身干重的重量。随着这种膨胀的发生，水凝胶基质中的聚合物分支(polymerbranches)生长得更大，从而迫使水凝胶材料离开其紧贴的电极表面。通常用来将水凝胶材料连接到电极阵列的化学键合经常不够强，难以抵抗这种膨胀所引起的力。当膨胀发生时，水凝胶材料从电极阵列脱离，且可能非期望地离开所述植入式阵列。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种耳蜗植入电极，其包括由弹性材料制成的可植入电极阵列，该可植入电极阵列具有中心纵向轴线和外表面。多个电极触点沿着该纵向轴线分布在电极阵列的外表面上，用于向邻近的神经组织施加电刺激信号。至少一个生物相容性的水凝胶层仅通过机械连接而固定到所述电极阵列，并适于在接触到耳蜗内的外淋巴液时发生膨胀而不脱离所述电极阵列的外表面。在电极阵列的外表面可存在至少一个固定凹槽，该至少一个固定凹槽适于固定地连接到所述水凝胶层的一部分，用于将所述水凝胶层机械地固定到电极阵列。该固定凹槽可以平行于或垂直于所述中心纵向轴线。该固定凹槽的一部分可以被底切(undercut)，以将水凝胶层的所述一部分机械地锁定在该固定凹槽中。可以存在多个固定凹槽。在一些实施例中，可以存在通过电极阵列的内部相互连通的至少两个开口，该至少两个开口被水凝胶层的水凝胶材料填充，从而将水凝胶层机械地连接到电极阵列。可设有在每个电极触点上围绕电极阵列的外表面配合的多个水凝胶套。并且，还设有在每个水凝胶套上的聚合物网，该聚合物网适于在水凝胶套膨胀时在水凝胶套上产生紧缩力。在一些实施例中，所述水凝胶层可适于在延长的治疗时期内释放治疗药物。附图说明图1示出了具有耳蜗植入系统的人耳的解剖结构。图2A-2B示出了根据本专利技术实施例的具有水凝胶层的耳蜗植入电极的顶端的侧视图。图3A-3C示出了根据本专利技术实施例的具有水凝胶层的耳蜗植入电极的一部分的侧视图。图4示出了根据本专利技术实施例的具有水凝胶层的耳蜗植入电极的顶端的侧视图。图5示出了具有用于机械固定该水凝胶层的表面开口的耳蜗植入电极阵列的侧视截面图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及一种用于医疗植入系统(例如耳蜗植入系统)的植入电极，该植入电极包括在电极触点上的水凝胶层，该水凝胶层被机械地固定到电极阵列材料。这种机械固定防止了水凝胶层从植入电极脱离。在一些实施例中，该水凝胶层还可适于在延长的治疗时期内释放治疗药物。有各种不同的具体方式将该水凝胶层机械地固定到植入电极。图2A示出了一种方案，其中，多个导电的生物相容性水凝胶套202在每个电极触点112上围绕可植入电极阵列110的外表面紧密地配合，这些电极触点112沿着中心纵向轴线201分布在电极阵列110的外表面上，以向耳蜗104内的邻近的神经组织施加电刺激信号。水凝胶套202与纵向轴线201垂直地紧密配合在每个电极触点112上。在制造过程中，形成水凝胶套202，并将水凝胶套202在电极阵列110上推动到每个电极触点112上的期望位置。当由于植入在耳蜗内而暴露于外淋巴液时，该水凝胶材料膨胀。通过将水凝胶套202的几何形状选择为闭环的形式，这种膨胀会缩小水凝胶套202的内径，从而产生使其固定到电极阵列110上的紧缩力。图2B所示的实施例示出了在每个水凝胶套202上添加一个聚合物网203的另一实施例，该聚合物网203适于在水凝胶套202膨胀时在水凝胶套202上产生紧缩力。另外或替代前述方式，可设有在电极阵列的外表面上的至少一个固定凹槽，该至少一个固定凹槽适于固定地连接到水凝胶层的一部分，用于将水凝胶层机械地固定到电极阵列。图3A-3C示出了根据本专利技术实施例的具有水凝胶套20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耳蜗植入电极，包括：由弹性材料制成的可植入电极阵列，所述可植入电极阵列具有中心纵向轴线和外表面；多个电极触点，所述多个电极触点沿着所述纵向轴线分布在所述电极阵列的外表面上，用于向邻近的神经组织施加电刺激信号；以及至少一个生物相容性的水凝胶层，所述水凝胶层仅通过机械连接而固定到所述电极阵列，并适于在接触耳蜗内的外淋巴液时发生膨胀而不脱离所述电极阵列的外表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/874,3881.一种耳蜗植入电极，包括：
由弹性材料制成的可植入电极阵列，所述可植入电极阵列具有中
心纵向轴线和外表面；
多个电极触点，所述多个电极触点沿着所述纵向轴线分布在所述
电极阵列的外表面上，用于向邻近的神经组织施加电刺激信号；以及
至少一个生物相容性的水凝胶层，所述水凝胶层仅通过机械连接
而固定到所述电极阵列，并适于在接触耳蜗内的外淋巴液时发生膨胀
而不脱离所述电极阵列的外表面。
2.根据权利要求1所述的电极，还包括：
在所述电极阵列的外表面上的至少一个固定凹槽，所述至少一个
固定凹槽适于固定地连接到所述水凝胶层的一部分，用于将所述水凝
胶层机械地固定到所述电极阵列。
3.根据权利要求2所述的电极，其中，所述固定凹槽的一部分被
底切，以将所述水凝胶层的所述一部分机械地锁定在所述固定凹槽中。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿南丹·达纳辛格，克劳德·尤利，
申请(专利权)人：MEDEL电气医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT