CN101342405B

CN101342405B - 一种植入式生物电极

Info

Publication number: CN101342405B
Application number: CN2008101507041A
Authority: CN
Inventors: 刘亚雄; 祁夏萍; 秦歌; 丁玉成; 卢秉恒; 杜如坤
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: CN101342405A

Abstract

本发明公开了一种面向治疗帕金森等疾病的植入式生物电极。在绝缘管的表面紧密缠绕金属引线形成螺旋结构的电极环骨架，代替传统的金属管作为电极骨架；然后通过在密绕的金属引线上电镀生物相容性金属，以增加电极厚度并将金属引线通过电镀形成整体管状电极，从而固定在绝缘管上；之后二次电镀生物相容性氧化物，以增加电极表面与周围神经核团的生物兼容性和粘附力。该方法能避免传统脑电极管与内部导线的焊接，从而避免焊接对绝缘管的烧蚀和对电极管的氧化。

Description

一种植入式生物电极

技术领域

本发明涉及一种生物电极，特别涉及一种植入式生物电极。

背景技术

通过植入电极放电刺激神经核团能够对人类许多重大疾病进行有效的治疗，目前临床中采用的植入式生物电极主要采用机械加工制作的金属管作为电极的放电端。这种机械加工的金属电极管不仅需要通过模具完成电极的封装，成本高，工艺复杂，而且需通过焊接与引线连接，容易造成周围密封绝缘管材料的烧蚀和电极管本身的氧化，一旦植入人体易引起电极管的腐蚀和电极绝缘失效，电极的失败给病人带来的不仅是治疗的中断而且是再次植入的手术，同时这种失败也可能造成其他的不良机理反应。

因此，如何使电极制造工艺简化，特别是如何避免电极管与金属引线的焊接造成的烧伤和氧化，成为进一步提高植入式生物电极的寿命和可靠性的关键。

一般电极材料选用铂或是铱，需要进一步改善其表面性能来增强其应用安全和效率。氧化铱这类惰性金属氧化薄膜，提高了电极的安全通过电荷密度，提高电刺激电流脉冲，同时由于氧化铱有着和神经纤维的较佳亲和力，由此制作的电极能大大增加使用的安全性和功效。

目前通常制备氧化铱薄膜的方法有热氧化法和电化学活化法以及电镀方法，其中热氧化法经高温形成氧化铱，会造成电极烧蚀。不适合电极制作。电化学活化法受限与基底材料，要求基底材料必须是铱。因此电镀方法是较实用的一种方法。

发明内容

为了克服上述现有技术不足，本发明的目的在于提供一种植入式生物电极，该电极能避免焊接，同时提高其生物相容性以及和神经亲和力。

本发明的技术方案是这样实现的：

在芯线上面缠绕有金属引线，在芯线和金属引线上套有绝缘套管，在绝缘套管外有金属引线引出，在绝缘套管的一端连接有绝缘管，在绝缘管上缠绕引出的金属引线，形成电极管骨架，在电极管骨架上电镀有金属层，在金属层上二次电镀有惰性金属氧化物。

金属引线的数目是一条，两条或多条。

绝缘管是通过注塑等封装方法形成的带凹凸台阶状管，凹台的个数和金属引线数目一致。

所述的金属层优选自铂，或铱，或金，或银，或镍，或其合金。

所述金属氧化物优选氧化铱，或氧化铑或铂其氧化物。

所述的绝缘套管和绝缘管材料为生物兼容性聚氨酯或硅橡胶或氟聚合物。

所述的电极端部的绝缘管外径为0.7～2mm，内径为0.5～1.8mm，台阶高度为金属丝直径的1～3倍；台阶宽度取0.3～2mm，台阶之间轴向距离为0.5～2mm。

金属引线采用具有绝缘层的不锈钢或铂铱合金丝或高弹性合金丝构成，绝缘层材料为氟聚合物或聚氨酯或硅橡胶，金属引线直径约为0.075～0.2mm，金属引线裸线直径在0.05～0.15mm，芯线材料为不锈钢丝或钨丝或记忆合金丝，直径为0.30～1.2mm。

本发明的植入式生物电极的制造方法是：

它包括下述步骤：

A、在芯线上缠绕带绝缘层的金属引线形成螺旋线，绕好线后，同时在封装的一端引出一定长度的引线(用于随后电极管骨架的制作)，套上绝缘管，之后进行密封封装从而形成带台阶的新绝缘管，封装后去除预留在绝缘管外的引线的绝缘层，将其在绝缘管的台阶之间凹部分密绕，则成为螺旋结构的电极环骨架；

B、对所述的螺旋结构的电极环骨架，所述的电极制作方法为电沉积金属层，通过电沉积金属层来固定密绕形成电极环骨架的引线，最终形成管状电极。最后再在该镀层上电沉积氧化物膜，例如氧化铱膜。

采用本发明能避免金属电极管和引线的焊接，从而提高了电极管的抗腐蚀性，同时也有利于保护绝缘管封装材料。工艺过程简单可靠。

附图说明

图1在芯线上缠绕的金属引线的结构示意图；

图2带台阶的绝缘管结构示意图；

图3是在绝缘管台阶间凹细处密绕的螺旋结构的电极管骨架图；

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

具体实施方案

参照图1、2、3所示，以金属引线1为四条为例。内部金属引线通过在芯线3上绕金属引线1形成多头螺旋线。金属引线1采用具有绝缘层的不锈钢或铂铱合金丝或高弹性合金丝构成，绝缘层材料为氟聚合物或聚氨酯或硅橡胶等，金属引线1直径约为0.075～0.2mm(含绝缘层)，其内部金属引线的裸线直径在0.05～0.15mm，且具有较好血液相容性和组织相容性。芯线3材料为不锈钢丝或钨丝或记忆合金丝，且具有较好刚性，直径为0.30～1.2mm。金属引线1数目和最终的图3中绕的电极数相对应。

环形电极管骨架1’由金属引线1的延伸部分去除绝缘层后密绕在绝缘管2’的凹处上而形成，由于电极管骨架1’是金属引线1的自然延伸，因此不需通过焊接连接电极管和内部螺旋引线。绝缘管2和2’材料采用聚氨酯或氟聚合物或硅橡胶，绝缘管2采用挤压成形方法制造，而在绝缘管2’的端部即其台阶部分则采用模具浇注或注塑成形后与绝缘管2粘合形成的。绝缘管2’成形时，由金属引线1所绕制的螺旋线和芯线3组合起来放置在模具内，金属引线1延伸部分应置于模腔外足够长度，用于成形后在绝缘管上密绕外螺旋线形成环形电极管骨架1’。绝缘管主体部分外径为0.7～2mm，内径为0.5～1.8mm，采用模具成形部分(即台阶部分)外径应和绝缘管2的外径一致。台阶高度为引线1金属裸线直径的1～3倍。两个台阶的轴向距离取0.5～2mm，台阶的宽度为0.3～2mm。在绝缘管2’上台阶的凹细部分密绕金属螺旋线形成电极管骨架1’时，应先去除金属引线1上的绝缘层，之后密绕于台阶凹细处。

最后通过对电极管骨架1’进行电镀，电镀时需选择生物相容性好的耐腐蚀金属，如铂、铱、钛或其合金如不锈钢等材料，之后为进一步改善生物相容性，二次电镀氧化铱镀层，氧化铱镀层提高了电极的生物相容性以及和神经纤维的亲和力。这样就完成了植入式生物电极的制作。

Claims

1.一种植入式生物电极，其特征在于：在芯线(3)上面缠绕有金属引线(1)，在芯线(3)和金属引线(1)上套有绝缘套管(2)，在绝缘套管(2)外有金属引线(1)引出，在绝缘套管(2)的一端连接有绝缘管(2’)，在绝缘管(2’)上缠绕引出的金属引线(1)，形成电极管骨架(1’)，在电极管骨架(1’)上电镀有金属层，在金属层上二次电镀有惰性金属氧化物，绝缘管(2’)是通过注塑封装方法形成的带凹凸台阶状管，凹台的个数和金属引线(1)数目一致。

2.根据权利要求1所述的植入式生物电极，其特征在于：金属引线(1)的数目是一条，两条或多条。

3.根据权利要求1所述的植入式生物电极，其特征在于：所述的金属层选自铂，或铱，或金，或银，或镍，或其合金。

4.根据权利要求1所述的植入式生物电极，其特征在于：所述金属氧化物选自氧化铱，或氧化铑或铂其氧化物。

5.根据权利要求1所述的植入式生物电极，其特征在于：所述的绝缘套管(2)和绝缘管(2’)材料为生物兼容性聚氨酯或硅橡胶或氟聚合物。

6.根据权利要求1或3所述的植入式生物电极，其特征在于：所述的电极端部的绝缘管(2’)外径为0.7～2mm，内径为0.5～1.8mm，台阶高度为金属丝直径的1～3倍；台阶宽度取0.3～2mm，台阶之间轴向距离为0.5～2mm。

7.根据权利要求1所述的植入式生物电极，其特征在于：金属引线(1)采用具有绝缘层的不锈钢或铂铱合金丝或高弹性合金丝构成，绝缘层材料为氟聚合物或聚氨酯或硅橡胶，金属引线(1)直径为0.075～0.2mm，金属引线(1)裸线直径在0.05～0.15mm，芯线(3)材料为不锈钢丝或钨丝或记忆合金丝，直径为0.30～1.2mm。