一種開口型人工耳蝸電極及其製備方法
2023-05-02 08:09:56
專利名稱：一種開口型人工耳蝸電極及其製備方法
技術領域：
本發明屬生物醫學工程仿生學領域，涉及人工耳蝸電極，具體涉及一種開口型人 工耳蝸電極及其製備方法。
背景技術：
人耳可分為內耳、中耳和外耳三個部分。在正常的聆聽過程中，聲波穿過外耳道， 振動鼓膜，引起聽骨鏈的振動，這種振動引起內耳或耳蝸內的液體產生波動，從而使成千上 萬的被稱為內毛細胞的微小聽覺神經細胞產生電信號，該信號順著聽神經傳入大腦，在大 腦中轉化成有意義的聽覺信息。對於重度或極重度感音神經性聾的患者，耳蝸中的內毛細胞受到了損壞，其原因 既有先天性的，即嬰兒出生就先天性內毛細胞功能缺失；也有後天性的，通常是藥物中毒或 其他損傷導致內毛細胞壞死，這就意味著傳入耳蝸內的振動再不能轉化成使聽神經和大腦 產生聽覺所需要的電信號，就出現耳聾的症狀。全球有數千萬雙耳重度或極重度感音神經 性聾患者，植入人工耳蝸是這些患者目前重獲聽力的唯一手段。多道人工耳蝸(又名仿生耳、電子耳蝸、耳蝸植入)是聽覺科學、信息工程、醫學、 聽力學、生物醫學、電子學、微電子技術和微加工技術相結合的跨多學科的現代高新技術產 品。它以人耳語音分析理論為基礎，利用聲電換能裝置取代患者耳蝸內喪失功能的毛細胞， 以編程控制電流直接刺激聽覺神經，重現耳蝸聽覺感官機制，使聾殘人恢復接近正常的聽 覺。人工耳蝸是恢復全聾人聽覺的唯一有效裝置。在全世界範圍內，目前已有數十萬重度 感音神經性聾患者接受了電子耳蝸植入，康復訓練後重新回到有聲世界，他們之中大部分 成人甚至可以通過電話與人交流，大部分兒童可以與正常兒童一同接受正規教育。人工耳蝸電極是電脈衝信號與殘餘聽神經纖維的連接裝置，植入於人的內耳耳蝸 內，是人工耳蝸的核心部件之一，也是人工耳蝸植入手術最關鍵的部分。它實際上是一線性 排列的電極束，由矽膠載體和多個電極單體組成，軟而富有彈性，電極單體一般採用全鉬金 材料製成。目前，世界上各國採用人工耳蝸刺激電極品種繁多，技術呈多元化趨勢，現有的電 極結構形式主要有①環狀結構形式；②片狀體結構形式；③點狀結構形式。環狀結構電極 的方向性好，澳大利亞人工耳蝸的直電極系統就是採用環狀結構，但這種結構的能量損耗 較大，同時電極加工和批量生產難度大，容易互相交叉，纏繞。而片狀體結構形式，電極加工 和批量生產時可以將電極預製呈弧形，抱緊耳蝸蝸軸，耗電量小，優點是成品率較高，損耗 及能耗相對較小，澳大利亞的Contour Advance電極(有專利保護)採用片狀體結構，但這 種結構電極方向性相對較差。另外點狀體電極能耗最小，加工容易，如美國和奧地利人工耳 蝸的電極，但是由於電極呈點狀，點狀體電極方向極性相對最差，影響傳遞效率。
發明內容
本發明的目的是為臨床應用提供一種新的多導人工耳蝸刺激電極，具體涉及一種開口型人工耳蝸電極及其製備方法。尤其涉及一種「C」形結構，開口型人工耳蝸電極及其 製備方法。本發明的多導人工耳蝸的刺激電極在環狀體結構的基礎加以改進，設計呈開口 狀的「C」形結構電極環，其優點是能耗與片狀結構體一樣，刺激面積與方向接近於環狀結 構體，既保留了環形電極的方向性好，片狀電極能耗小的優點，又簡化了電極的加工製作工 藝，同時擁有點狀電極加工容易的優點，提高了電極產品生產加工效率，提升了電極產品質 量，有利於國產人工耳蝸的批量標準化製作。具體而言，在第一方面，本發明提供了一種「C」形結構開口型人工耳蝸刺激電極， 本發明的開口型人工耳蝸刺激電極的結構形式為由依次排列的22 24個鉬金「C」形開 口電極環與22 24個鉬金「C」形開口電極環內壁焊接相連的22 24根帶絕緣層的鉬銥 電極絲，通過醫用矽膠串接封裝在一起組成開口型人工耳蝸刺激電極。所述的22 24個鉬金「C」形開口電極環之間相互絕緣(如圖2所示)。在第二方面，本發明提供了所述的「C」形結構開口型人工耳蝸刺激電極的製備方 法，其包括1)製作電極絲採用鉬、銥兩種材料熔融混合製作電極絲，用金剛石拉絲模，拉製成直徑Φ0. 03mm 左右的鉬銥絲，其表面塗覆絕緣材料。本發明具體的實施例中，採用塗覆一層生物相溶性好 的絕緣材料，厚度為為5 μ m左右；2)製作「C」形結構開口電極環在環狀結構構電極環上切口，製作「C」形結構開口形狀電極環，使電流不在電極整 體上回流。所述的電極環可採用現有技術或本領域技術人員所知悉的環狀結構電極環製備 開口形狀電極環，所述電極環體積微小。本發明的具體實施例中，優選電極環尺寸為外徑 0. 5mmX寬度0. 3mmX壁厚0. 05mm,內徑0. 4mm，切口尺寸0. Imm 0. 2mm左右(如圖1，2 電極環)；3)在「C」形結構開口電極環內壁焊接電極絲利用絲、環焊接裝置(如圖4)將電極絲焊接在電極環內壁，形成人工耳蝸刺激電 極單體(如圖3)；4)加工合成22 24道電極束通過顯微鏡將焊接後的22 24個電極單體電極絲依次線性排列，通過「C」形結 構開口電極環切口，逐一放入電極環內；5)封裝成「C」形結構開環型人工耳蝸刺激電極利用矽膠載體，在電極封裝模具上，將加工合成22 24道電極束通過矽膠扣環 ⑷封裝成「C」形結構開口型人工耳蝸刺激電極。本發明具體的實施例中，「C」形結構開口 型人工耳蝸刺激電極環環距為0. 5mm-0. 6mm。本發明的有益效果在於，本發明的「C」形結構開口型人工耳蝸刺激電極的優點 有1.改進後的電極絲直徑為Φ0. 03mm，整體刺激電極軟、柔，並富有一定的彈性，更 便於植入手術。2.由於電極的整體組裝只需要通過「C」形結構開口電極環的切口，逐一放入電極
4環內不需要將電極絲穿過每一個電極環，能夠提高數十倍的組裝效率，並且不會互相纏繞， 交叉，同時電極絲的絕緣層不會被破壞，提高了產品的質量。3.既保留了環形電極的方向性好的優點，又簡化了電極的加工製備工藝，擁有點 狀體電極加工容易優點，有利於國產人工耳蝸的批量標準化製作。4.由於「C」形的小開口結構，既具有片狀電極耗能小的特點，又具有環狀電極刺 激效果好的優點。為了便於理解，以下將通過具體的附圖和實施例對本發明的進行詳細地描述。需 要特別指出的是，具體實例和附圖僅是為了說明，顯然本領域的普通技術人員可以根據本 文說明，在本發明的範圍內對本發明做出各種各樣的修正和改變，這些修正和改變也納入 本發明的範圍內。
圖1是本發明所述的22 24道電極束三維結構示意圖其中1、電極環，2、電極絲，3、矽膠。圖2是本發明所述的「C」形結構開環型人工耳蝸刺激電極三維結構示意圖，其中1、電極環，2、電極絲，3、矽膠，4、矽膠扣環。圖3是本發明所述的電極絲焊接在「C」型開口環內壁後的電極單體三維示意圖其中1、電極環，2、電極絲，5、焊點。圖4是本發明所述的電極環定位放置用模具示意圖，其中6、上模，7、下模，8、電極束，9、定位模一，10、定位模二。
具體實施例方式實施例1如圖1 4所示，在環狀體結構鉬金圓環上切開0. Imm小口，形成「C」型開口電極 環，利用如圖3所示的絲、環焊接裝置，將電極絲焊接在「C」型開口電極環內壁，形成如圖2 所示人工耳蝸「C」型開口電極單體，通過顯微鏡將焊接製得的22個電極單體依次線性排 列，將與其相連的電極絲通過「C」型結構開口電極環切口，在電極環定位放置模具幫助下， 逐一放入「C」型開口電極環內，合成22道電極束，封裝成如圖2所示的人工耳蝸刺激電極， 修整後形成人工耳蝸「C」形結構開環型人工耳蝸電極。實施例2如圖1 4所示，在環狀體結構鉬金圓環上切開0.2mm小口，形成「C」型開口電極 環，利用如圖3所示的絲、環焊接裝置，將電極絲焊接在「C」型開口電極環內壁，形成如圖3 所示人工耳蝸「C」型開口電極單體，通過顯微鏡將焊接製得的22個電極單體依次線性排 列，將與其相連的電極絲通過「C」型結構開口電極環切口，在電極環定位放置模具幫助下， 逐一放入「C」型開口電極環內，合成22道電極束，封裝成如圖2所示的人工耳蝸刺激電極， 修整後形成人工耳蝸「C」形結構開環型人工耳蝸電極。實施例3如圖1 4所示，在環狀體結構鉬金圓環上切開0. Imm小口，形成「C」型開口電極 環，利用如圖3所示專用的絲、環焊接裝置，將電極絲焊接在「C」型開口電極環內壁，形成如圖3所示人工耳蝸「C」型開口電極單體，通過顯微鏡將焊接製得的24個電極單體依次線性 排列，將與其相連的電極絲通過「C」型結構開口電極環切口，在電極環定位放置模具幫助 下，逐一放入「C」型開口電極環內，合成24道電極束，封裝成如圖2所示的人工耳蝸刺激電 極，修整後形成人工耳蝸「C」形結構開環型人工耳蝸電極。
權利要求
一種開口型人工耳蝸電極，其特徵在於，包括22～24個鉑金開口電極環(1)和22～24根鉑銥電極絲(2)，由醫用矽膠(3)串接封裝；其中，開口電極環依次排列，鉑銥電極絲帶絕緣層並與所述開口電極環內壁焊接相連，所述的22～24個鉑金開口電極環之間相互絕緣。
2.根據權利要求1所述的開口型人工耳蝸電極，其特徵在於，所述的開口型人工耳蝸 電極為「C」形結構開口型人工耳蝸電極。
3.根據權利要求1所述的開口型人工耳蝸電極，其特徵在於，所述的鉬銥絲其直徑為 Φ0. 03mm，其表面的絕緣層為具有生物相溶性的絕緣材料，層厚5 μ。
4.根據權利要求2所述的開口型人工耳蝸電極，其特徵在於，所述的「C」形結構開口 型人工耳蝸電極的電極環，其外徑0. 5mmX寬度0. 3mmX壁厚0. 05mm，「C」形開口 0. Imm 0. 2mm。
5.一種製備權利要求1的開口型人工耳蝸電極的方法，其特徵是包括以下步驟1)製作電極絲採用鉬、銥兩種材料熔融混合製作電極絲，用金剛石拉絲模，拉製成直徑Φ0.03πιπι的 鉬銥絲，其表面塗覆絕緣材料；2)製作「C」形結構開口電極環在環狀結構構電極環上切口，製作「C」形結構開口形狀電極環；3)在「C」形結構開口電極環內壁焊接電極絲，形成人工耳蝸刺激電極單體；4)加工合成22 24道電極束通過顯微鏡將焊接後的22 24個電極單體電極絲依次線性排列，通過「C」形結構開 口電極環切口，逐一放入電極環內，製得電極束；5)封裝成「C」形結構開環型人工耳蝸刺激電極利用矽膠載體，在電極封裝模具上，將製得的22 24道電極束通過矽膠扣環(4)封裝 成「C」形結構開口型人工耳蝸刺激電極。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵是所述電極絲其表面塗覆的絕緣材料層厚 為 5 μ m0
7.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵是所述「C」形電極環為外徑0.5mmX寬 度 0. 3_X 壁厚 0. 05mm,內徑 0. 4mm, 「C」 形切 口 0. Imm 0. 2_。
8.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵是所述「C」形電極環環距為0.5mm-0. 6mm。
全文摘要
本發明屬生物醫學工程仿生學領域，具體涉及一種開口型人工耳蝸電極及其製備方法。本發明採用「C」形結構開口型電極，由依次排列的22～24個鉑金「C」形開口電極環、與22～24個鉑金「C」形開口電極環內壁焊接相連的22～24根帶絕緣層的鉑銥電極絲，利用矽膠將其串接封裝在一起組成，所述的22～24個鉑金「C」形開口電極環之間相互絕緣。既保留了環形電極的方向性好、片狀電極能耗小的優點，又簡化了電極的加工製作工藝，同時擁有點狀電極加工容易的優點，提高了電極產品生產加工效率，提升了電極產品質量，有利於國產人工耳蝸的批量標準化製作。
文檔編號A61F2/18GK101879107SQ200910050699
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月6日 優先權日2009年5月6日
發明者吳擁真, 康厚墉, 江曄, 沈廣波, 遲放魯, 高娜 申請人:復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院