具有水凝膠覆蓋物的電極觸點的制作方法
【專利說明】具有水凝膠覆蓋物的電極觸點
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月6日提交的美國臨時專利申請61/874，388的優(yōu)先權，該美國臨時專利申請通過引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]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】
[0004]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，其具有被稱作蝸軸的中心，聽神經113的螺旋神經節(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，以產生被傳送到耳蝸神經113并最終傳送到大腦的電脈沖。
[0005]當在沿著耳蝸104的神經基質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)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)的助聽器以放大聲音的形式向聽覺系統(tǒng)提供聲-機械刺激?；蛘?，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組織。
[0006]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實現(xiàn)各種信號處理方案的外部信號處理器111。經處理的信號然后被轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)格式，以通過外部傳輸線圈107傳送到植入物108中。除了接收經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(stimulat 1npattern)。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。
[0007]當電極陣列被植入后，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)，因此應當避免或將其減到最小。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。
[0008]當水凝膠材料接觸耳蝸內的外淋巴液時，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。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的實施例涉及一種耳蝸植入電極，其包括由彈性材料制成的可植入電極陣列，該可植入電極陣列具有中心縱向軸線和外表面。多個電極觸點沿著該縱向軸線分布在電極陣列的外表面上，用于向鄰近的神經組織施加電刺激信號。至少一個生物相容性的水凝膠層僅通過機械連接而固定到所述電極陣列，并適于在接觸到耳蝸內的外淋巴液時發(fā)生膨脹而不脫離所述電極陣列的外表面。
[0010]在電極陣列的外表面可存在至少一個固定凹槽，該至少一個固定凹槽適于固定地連接到所述水凝膠層的一部分，用于將所述水凝膠層機械地固定到電極陣列。該固定凹槽可以平行于或垂直于所述中心縱向軸線。該固定凹槽的一部分可以被底切(undercut)，以將水凝膠層的所述一部分機械地鎖定在該固定凹槽中?？梢源嬖诙鄠€固定凹槽。在一些實施例中，可以存在通過電極陣列的內部相互連通的至少兩個開口，該至少兩個開口被水凝膠層的水凝膠材料填充，從而將水凝膠層機械地連接到電極陣列。
[0011]可設有在每個電極觸點上圍繞電極陣列的外表面配合的多個水凝膠套。并且，還設有在每個水凝膠套上的聚合物網，該聚合物網適于在水凝膠套膨脹時在水凝膠套上產生緊縮力。在一些實施例中，所述水凝膠層可適于在延長的治療時期內釋放治療藥物。
【附圖說明】
[0012]圖1示出了具有耳蝸植入系統(tǒng)的人耳的解剖結構。
[0013]圖2A-2B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有水凝膠層的耳蝸植入電極的頂端的側視圖。
[0014]圖3A-3C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有水凝膠層的耳蝸植入電極的一部分的側視圖。
[0015]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有水凝膠層的耳蝸植入電極的頂端的側視圖。
[0016]圖5示出了具有用于機械固定該水凝膠層的表面開口的耳蝸植入電極陣列的側視截面圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明的實施例涉及一種用于醫(yī)療植入系統(tǒng)(例如耳蝸植入系統(tǒng))的植入電極，該植入電極包括在電極觸點上的水凝膠層，該水凝膠層被機械地固定到電極陣列材料。這種機械固定防止了水凝膠層從植入電極脫離。在一些實施例中，該水凝膠層還可適于在延長的治療時期內釋放治療藥物。
[0018]有各種不同的具體方式將該水凝膠層機械地固定到植入電極。圖2A示出了一種方案，其中，多個導電的生物相容性水凝膠套202在每個電極觸點112上圍繞可植入電極陣列110的外表面緊密地配合，這些電極觸點112沿著中心縱向軸線201分布在電極陣列110的