可植入式神经刺激装置制造方法及图纸

一种可植入式电刺激装置包括导电电极和多孔基底，所述导电电极被配置用于与脉冲发生器装置耦合并且发射被配置成在靶组织周围生成期望电场的电信号，而所述多孔基底由生物相容性且生物耐久性材料构造而成，所述多孔基底具有嵌入并支撑所述导电电极的模仿细胞外基质的结构。所述可植入式装置还包括也被嵌入、沉浸并支撑在所述多孔基底内的脉冲发生器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可植入式神经刺激装置相关申请本申请要求2015年6月27日提交的题为“AMethodandApparatusforProvidingParaesthesiaPainReliefbyNeuromodulation”的澳大利亚临时专利申请号201590902501以及2015年4月17日提交的题为“ASystemandMethodofManufactureforaPeripheralNervousSystemNeurostimulation”的澳大利亚临时专利申请号2015901380的权益，上述申请均通过引用并入本文。
本公开内容涉及用于治疗益处的神经调节或神经刺激领域，并且具体地涉及：一种在多孔基底中制造可植入式神经刺激引线的结构和方法；一种可植入式周围神经调节系统及其制造方法；一种提供复杂治疗结果的方法和设备；以及一种用于神经回路处理的方法和设备。
技术介绍
神经调节或神经刺激是通过使用微电极递送电刺激而对神经系统的部分进行治疗性激活。出于治疗益处而使用神经刺激的历史悠久。自从Melzack和Wall于1965年提出“闸门控制学说(gatecontroltheory)”以来，已经实施使用神经刺激来通过选择性地刺激脊髓中的神经来缓解慢性顽固性疼痛。阀门控制学说提出，传送疼痛刺激的神经(归类为“C”纤维)和传送诸如触觉、压力和振动感觉等非疼痛刺激的神经(归类为传入“A-β”纤维)均终止于它们相互作用的脊髓背角或“闸门”。学说进一步提出，当传入A-β纤维被激活时，其将会对C纤维具有“关闭闸门”的作用，并从而降低或减轻疼痛的感觉。国际神经调节学会(InternationalNeuromodulationSociety)将术语“神经调节”定义为“通过向身体的靶部位递送电刺激或化学剂来改变神经活动”。因此，电神经调节疗法可以被定义为向患者提供治疗益处的、通过递送电刺激而实现的神经活动的任何改变。电神经调节疗法可以使用放置在靶神经之上/附近的皮肤上的电极从外部提供，或者使用皮下放置在一个或多个靶神经附近或直接放置在靶神经上的植入式电极从内部提供，所述电极连接到可植入式脉冲发生器(implantablepulsegenerator，IPG)。可植入式神经调节装置在20世纪80年代投入现代使用，并且该技术的技巧和应用不断得到发展和扩大。脊髓刺激(spinalcordstimulation，SCS)是从20世纪80年代以来使用的一种形式的神经调节疗法。其主要用途是作为一种向脊髓递送温和电脉冲的、用于慢性疼痛管理的可逆性非药物疗法。另一种在20世纪80年代开发的神经调节治疗是深部脑刺激(deepbrainstimulation，DBS)，其可用于帮助限制帕金森病、肌张力障碍或特发性震颤中的运动障碍症状。由于神经系统的单元可大致分类为属于中枢神经系统或者周围神经系统，因此电神经调节疗法也可以分类为中枢神经系统刺激(centralnervoussystemstimulation，CNSS)和周围神经系统刺激(peripheralnervoussystemstimulation，PNSS)。脊髓刺激(SCS)和深部脑刺激(DBS)(当今使用的最久远的和最常用的电神经调节疗法)均是CNSS的实例。神经调节疗法的其他已知应用包括作为PNSS实例的枕神经刺激(occipitalnervestimulation，ONS)、周围神经刺激(peripheralnervestimulation，PNS)、迷走神经刺激(vagusnervestimulation，VNS)、骶神经刺激(sacralnervestimulation，SNS)。附图说明图1是根据本公开内容教导的用于神经刺激系统的可植入式引线组装件10的示例性实施方式的示意图；图2是根据本公开内容教导的用于神经刺激系统的可植入式引线组装件20的更详细示例性实施方式的分解示意图；图3是根据本公开内容教导的、用于神经刺激系统的具有针对枕神经刺激(ONS)优化的电极结构的可植入式引线结构30的示例性实施方式的示意图；图4是根据本公开内容教导的用于神经刺激系统的可植入式引线结构40的另一示例性实施方式的示意图，该可植入式引线结构40适合于枕神经刺激(ONS)；图5是根据本公开内容教导的示例性电极构造50的图解说明；图6是根据本公开内容教导的示例性静电纺丝系统60的示意图；图7是根据本公开内容教导的用于制造可植入式神经刺激引线组装件或可植入式神经刺激系统的示例性过程的流程图；图8是根据本公开内容教导的用于神经刺激的桨形引线结构90的示例性实施方式的图解说明；图9是根据本公开内容教导的贴片引线结构100的另一示例性实施方式的图解说明；图10是根据本公开内容教导的用于神经刺激的另一贴片引线结构110的示例性实施方式的图解说明；图11是根据本公开内容教导的用于神经刺激的袖带引线结构120的示例性实施方式的图解说明；图12是根据本公开内容教导的用于神经刺激的导管式引线结构130的示例性实施方式的图解说明；图13是根据本公开内容教导的用于神经刺激的螺旋引线结构140的示例性实施方式的图解说明；图14是根据本公开内容教导的具有场成形元件的可植入式引线组装件150的示例性实施方式的分解图；图15是根据本公开内容教导的具有中间层或特征的可植入式引线组装件160的示例性实施方式的分解图；图16是根据本公开内容教导的具有暂时或永久机械性质的可植入式引线组装件170的示例性实施方式的分解图；图17是根据本公开内容教导的用于神经刺激的可植入式经静脉引线结构180的示例性实施方式的图解说明；图18是根据本公开内容教导的可植入式神经刺激系统210的示例性实施方式的示意图；图19是根据本公开内容教导的可植入式神经刺激系统220的示例性实施方式的图解；图20是根据本公开内容教导的用于ONS应用的可植入式神经刺激系统230的示例性实施方式的图解说明；图21是根据本公开内容教导的用于ONS应用的可植入式神经刺激系统203的优选放置位置的图解说明；图22和图23A-图23D是根据本公开内容教导的并入了可穿戴式外部发射装置的神经刺激系统240的示例性实施方式的图解说明；图24是根据本公开内容教导的用于建立多个刺激模式并将其组合成用于神经刺激系统的复合刺激模式的示例性过程的流程图；图25是根据本公开内容教导的用于神经刺激的示例性复合波形的图解说明，该示例性复合波形包括叠加到CBDC(charged-balanceddirectcurrent，电荷平衡直流)波形的一个相位上的CBAC(charged-balancedalternatingcurrent，电荷平衡交流)波形；图26是根据本公开内容教导的用于神经刺激的独立生成的示例性CBAC波形和示例性CBDC波形的图解说明；图27是根据本公开内容教导的用于神经刺激的示例性复合波形的图解说明，该示例性复合波形包括叠加到CBDC波形的一个相位上的CBAC波形；图28是神经回路的图解说明；图29是根据本公开内容教导的响应于神经弧的输入神经元的电刺激的、神经弧的输出神经元上的代表性输出信号的图解说明；图30是根据本公开内容教导的用以可靠地测量中间神经元单元的影响的代表性互相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入式电刺激装置，包括：至少一个导电电极，其被配置用于与脉冲发生器耦合并且发射电信号，所述电信号被配置成在靶组织周围生成期望电场；以及多孔基底，所述多孔基底由生物相容性且生物耐久性材料构造而成，并且所述多孔基底具有模仿细胞外基质的结构，该结构嵌入并支撑所述导电电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.17 AU 2015901380;2015.06.27 AU 20159025011.一种可植入式电刺激装置，包括：至少一个导电电极，其被配置用于与脉冲发生器耦合并且发射电信号，所述电信号被配置成在靶组织周围生成期望电场；以及多孔基底，所述多孔基底由生物相容性且生物耐久性材料构造而成，并且所述多孔基底具有模仿细胞外基质的结构，该结构嵌入并支撑所述导电电极。2.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中所述多孔基底由无纺纤维构造而成。3.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括安设在所述多孔基底内的至少一个不导电内含物，所述至少一个不导电内含物不透电解质渗透。4.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括安设在所述多孔基底内的至少一个中间无孔层。5.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括导电场成形元件，所述导电场成形元件嵌入在所述多孔基底内并被配置用于使所述导电电极生成的所述电场成形。6.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括电绝缘埋置引线，所述电绝缘埋置引线嵌入在所述多孔基底内并被配置用于使所述导电电极生成的所述电场成形。7.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括导电内含物，所述导电内含物被配置成用作安设在所述多孔基底内的电连接元件。8.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括生物相容性且可吸收性内含物，所述生物相容性且可吸收性内含物被配置成用作安设在所述多孔基底内的结构元件。9.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括生物相容性且不可吸收性内含物，所述生物相容性且不可吸收性内含物被配置成用作安设在所述多孔基底内的结构元件。10.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括生物相容性内含物，所述生物相容性内含物被配置成用作至少部分地安设在所述多孔基底内的锚固结构。11.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括倒刺结构形式的生物相容性内含物，所述生物相容内含物被配置成用作至少部分地安设在所述多孔基底内的锚固结构。12.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中至少一个所述多孔基底的至少一个选定区域的孔隙大小不同于所述多孔基底的其余部分。13.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中所述多孔基底的至少一个选定区域不透电解质渗透。14.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中出于使所述电场成形目的，用不导电材料涂覆所述多孔基底的至少一个选定区域。15.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中出于改变引线组装件的表面性质的目的，用不导电材料涂覆所述多孔基底的至少一个选定区域。16.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括在至少一些引线结构的周围构造而成的第二多孔基底，以允许所述引线结构在植入后的缩回和移除。17.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中所述引线组装件具有贴片引线、桨形引线、袖带引线、螺旋引线、经静脉引线和导管引线中之一的形式和结构。18.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，其中所述引线组装件被配置用于在靶神经周围生成电场。19.根据权利要求1所述的可植入式电刺激装置，还包括脉冲发生器电路，该脉冲发生器电路被封闭在一密封外壳中并且被配置用于生成电信号，所述密封外壳也嵌入于所述多孔基底内。20.根据权利要求19所述的可植入式电刺激装置，其中所述脉冲发生器电路还包括电源。21.根据权利要求19所述的可植入式电刺激装置，其中所述脉冲发生器电路还包括感应线圈，所述感应线圈被配置成由身体外部的能量源所发射的能量供电。22.根据权利要求21所述的可植入式电刺激装置，其中所述外部能量源并入一可穿戴配件中，所述可穿戴配件选自帽子、头带、项链、眼镜、运动耳机状结构、钱包、衣领和魔术贴。23.一种制造可植入式神经刺激装置的方法，包括：使用生物相容性且生物耐久性材料在合适形状的心轴上形成多孔基底的第一部分，所述多孔基底具有模仿细胞外基质的结构；将至少一个导电的生物相容性且生物耐久性元件安设在所述多孔基底内，所述至少一个导电的生物相容性且生物耐久性元件被配置用于与脉冲发生器装置相耦合并且发射电信号，所述电信号被配置成在靶神经周围生成期望电场；以及形成所述多孔基底的最终部分以嵌入、沉浸和支撑所述至少一个导电元件。24.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述多孔基底内安设至少一个导电的生物相容性且生物耐久性元件，所述至少一个导电的生物相容性且生物耐久性元件被配置用于赋予引线组装件期望的机械和电性质。25.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述多孔基底内安设至少一个不导电的生物相容性且生物耐久性元件，所述至少一个不导电的生物相容性且生物耐久性元件被配置用于赋予引线组装件期望的机械和电性质。26.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述多孔基底包括以随机图案铺设细纤维股以形成无纺材料。27.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述多孔基底内形成至少一个中间无孔层。28.根据权利要求23所述的方法，还包括形成导电场成形元件，所述导电场成形元件被配置用于使所述多孔基底内的所述导电元件生成的电场成形。29.根据权利要求23所述的方法，还包括形成导电内含物，所述导电内含物被配置成用作所述多孔基底内的电连接元件。30.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述多孔基底内形成不透电解质渗透的不导电内含物。31.根据权利要求23所述的方法，还包括形成生物相容性且可吸收性内含物，所述生物相容性且可吸收性内含物被配置成用作所述多孔基底内的结构元件。32.根据权利要求23所述的方法，还包括形成生物相容性且不可吸收性内含物，所述生物相容性且不可吸收性内含物被配置成用作所述多孔基底内的结构元件。33.根据权利要求23所述的方法，还包括形成生物相容性内含物，所述生物相容性内含物被配置成用作至少部分地位于所述多孔基底内的锚固结构。34.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述多孔基底包括将所述多孔基底的至少一个选定区域的孔隙大小形成为不同于所述多孔基底的其余部分。35.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述多孔基底包括将所述多孔基底的至少一个选定区域形成为不透电解质渗透。36.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述多孔基底包括出于使所述电场成形目的，用不导电材料涂覆所述多孔基底的至少一个选定区域。37.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述多孔基底包括出于改变引线组装件的表面性质的目的，用不导电材料涂覆所述多孔基底的至少一个选定区域。38.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述导电元件的至少一部分周围形成第二多孔基底以允许其在植入后缩回和移除。39.根据权利要求23所述的方法，其中以贴片引线、桨形引线、袖带引线、螺旋引线、经静脉引线和导管引线中之一的形式和结构制造所述引线组装件。40.根据权利要求23所述的方法，还包括在所述多孔基底内安设脉冲发生器，以及形成所述多孔基底的最终部分，从而将所述脉冲发生器嵌入、沉浸和支撑在所述多孔基底内。41.一种可植入式电刺激装置，包括：至少一个导电电极，其被配置用于与脉冲发生器装置耦合并发射电信号，所述电信号被配置成在靶组织周围生成期望电场；脉冲发生器电路，其封闭在一密闭外壳中并被配置用于生成电信号；由生物相容性且生物耐久性材料构造而成的多孔基底，所述多孔基底具有模仿细胞外基质的结构，所述结构嵌入并支撑所述导电电极和所述脉冲发生器电路。42.一种制造可植入式神经刺激装置的方法，包括：使用生物相容性且生物耐久性材料在合适形状的心轴上形成多孔基底的第一部分，所述多孔基底具有模仿细胞外基质的结构；将至少一个导电的生物相容性且生物耐久性元件安设在所述多孔基...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·罗宾逊，欧内斯特·曼特斯，特蕾西·卡梅伦，
申请(专利权)人：穆贾拉医疗私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU