[發(fā)明專利]具有液態(tài)金屬合金的耳蝸植入電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480049148.2
• 申請日: 2014-09-08
• 公開（公告）號: CN105658272B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 斯特凡·施特拉爾;阿南丹·達納辛格;克勞德·尤利
• 申請（專利權(quán)）人: MED-EL電氣醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61N1/05
• 分類號: A61N1/05
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11219
• 代理人: 陸弋,金潔

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年9月6日提交的美國臨時專利申請60/874,388的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專利申請通過引用的方式并入本文。

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及用于醫(yī)療裝置的可植入電極，尤其涉及水凝膠覆蓋物在電極觸點上的機械固定。

背景技術

正常的耳朵像圖1所示的那樣通過外耳101向鼓膜102傳送聲音，該鼓膜102使中耳103的骨頭移動，從而使耳蝸104的卵圓窗孔和圓窗孔振動。耳蝸104是繞其軸線螺旋纏繞大約兩周半的狹長管道。它包括通過耳蝸管連接的被稱為前庭階的上部通道和被稱為鼓室階的下部通道。耳蝸104形成豎直的螺旋錐，其具有稱作蝸軸的中心，聽神經(jīng)113的螺旋神經(jīng)節(jié)細胞位于該處。響應于所接收到的由中耳103傳送的聲音，充滿液體的耳蝸104用作換能器，以產(chǎn)生被傳送到耳蝸神經(jīng)113并最終傳送到大腦的電脈沖。

當在沿著耳蝸104的神經(jīng)基質(zhì)將外部聲音換能成有意義的動作電位的能力方面存在問題時，聽力就受損了。為了改善受損的聽力，已開發(fā)出了聽覺假體。例如，當該損傷與中耳103的工作有關時，可以使用常規(guī)的助聽器以放大的聲音的形式向聽覺系統(tǒng)提供聲-機械刺激。或者，當該損傷與耳蝸104相關時，具有植入式電極的耳蝸植入物能夠通過由沿著該電極分布的多個電極觸點傳遞的小電流來電刺激聽覺神經(jīng)組織。

圖1還示出了典型的耳蝸植入物系統(tǒng)的一些部件，其中，外部麥克風將音頻信號輸入提供給其中能夠?qū)崿F(xiàn)各種信號處理方案的外部信號處理器111。經(jīng)處理的信號然后被轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)格式，以通過外部傳送線圈107傳送到植入物108中。除了接收經(jīng)處理的音頻信息之外，植入物108還執(zhí)行諸如誤差校正、脈沖形成等的附加信號處理，并且(基于所提取的音頻信息)產(chǎn)生通過電極引線109發(fā)送到植入式電極陣列110的刺激模式(stimulation pattern)。通常，該電極陣列110的表面上包括提供對耳蝸104的選擇性刺激的多個電極觸點112。

當電極陣列被植入之后，身體會通過在該陣列周圍形成纖維組織而作出反應。這不利地影響了電極觸點的阻抗和從電極觸點的電荷傳遞(charge transfer)，因此應當避免或?qū)⑵錅p到最小。這樣做的一種方式是在電極觸點上形成一層水凝膠材料。這種水凝膠材料是生物相容性的且導電，以便允許所期望的從電極觸點到鄰近組織的電荷傳遞。但該水凝膠材料也阻止了電極觸點的金屬材料(例如鉑)與耳蝸組織的直接接觸，從而避免了在電極觸點上形成非期望的纖維組織。例如，參見美國專利5,786,439、美國專利7,519,435、美國專利7,519,435、美國專利8,190,271，這些美國專利通過引用的方式并入本文。

當水凝膠材料接觸耳蝸內(nèi)的外淋巴液時，該水凝膠材料會膨脹，從而吸收多于其自身干重的重量。隨著這種膨脹的發(fā)生，水凝膠基質(zhì)中的聚合物分支(polymer branches)生長得更大，從而迫使水凝膠材料離開其緊貼的電極表面。通常用來將水凝膠材料連接到電極陣列的化學鍵合經(jīng)常不夠強，難以抵抗這種膨脹所引起的力。當膨脹發(fā)生時，水凝膠材料從電極陣列脫離，且可能非期望地離開所述植入式陣列。在優(yōu)先權(quán)申請(2013年9月6日提交的美國臨時專利申請61/874,388)中描述了針對該問題的一種解決方案，該美國臨時申請的全部內(nèi)容在此通過引用的方式并入。

耳蝸植入物系統(tǒng)展示了高度的整體可靠性。這種系統(tǒng)中的罕見錯誤的一個原因是電極陣列中發(fā)生了斷路。參見Carlson等人的“Prevalence and Timing of Individual Cochlear Implant Electrode Failures”(Otol Neurotol，2010年8月31日(6)：893-8)；該文獻的全部內(nèi)容在此通過引用的方式并入。耳蝸電極陣列中的斷路的主要原因是外部向硅膠陣列載體內(nèi)的金屬線施力。由于意外，這些力會短暫地以大幅度發(fā)生，或者由于肌肉運動導致的微運動而長時間以小幅度發(fā)生。施加到電極線的金屬結(jié)構(gòu)上的這些力會導致材料疲勞并最終導致機械損壞，即，線破裂。