CN104688433A - 一种用pedot/cnt涂层修饰的人工耳蜗预弯电极 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术的不足：1现有裸露的铂金电极触点植入耳蜗组织后容易堆积电荷，造成界面阻抗增大；2容易发生电化学腐蚀，电极的稳定性不高；3刺激电流阈值大；公开了一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，包括电极金属丝引线、硅胶载体、电极触点和PEDOT/CNT涂层，使用PEDOT/CNT涂层修饰电极触点表面，使每个金属电极触点的表面都涂有一层均匀的PEDOT/CNT涂层。极大地降低了界面阻抗，增大了电荷注入能力，阻碍电极表面包裹的形成，减小刺激阈值电流和减小电荷堆积。

Description

一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，特别涉及一种人工耳蜗电极。

背景技术

人耳由内耳、中耳和外耳组成。在正常的聆听过程中，声波穿过外耳道，引起鼓膜的震动。进而引起鼓膜和中耳内的三块听小骨的振动。这种振动引起内耳或耳蜗内的液体产生波动，从而促使内毛细胞的微小听觉神经细胞产生电信号，该电信号顺着听神经传入大脑，在大脑内相应部位的处理，形成听觉。

对于重度或极重度感音神经性聋的患者，耳蜗内的微小的内毛细胞受到损坏，其原因既有先天性的，也有后天性的。所谓先天性的，即是婴儿出生就先天性内毛细胞缺失，所谓后天性的，一般是药物过敏或外力损伤导致内毛细胞坏死。这就意味着传入耳蜗内的波动不能转换为使听神经和大脑产生听觉所需要的电信号，这样就出现耳聋的症状。

人工耳蜗利用植入内耳的电极，绕过内耳受损的部分，用电流直接刺激听神经，使聋残人恢复接近正常的听觉。目前，人工耳蜗是恢复全聋人听觉的唯一有效装置。

人工耳蜗是由耳蜗内的植入体、言语处理器、麦克风及传送装置所组成。声音由麦克风接收后转换成电信号再传送到言语处理器将信号放大、过滤，并由传送器传送到刺激器，产生的电脉冲送至相应的电极触点，从而刺激耳蜗内听神经产生兴奋并将声音信息传入大脑，产生听觉。在整个人工耳蜗系统中，人工耳蜗电极是人工耳蜗中植入体非常重要的组成部分。

传统形式的电极触点是纯金属组成的，植入耳蜗组织后，组织环境容易对电极造成腐蚀。且在电刺激过程中会形成一个微小电极-电解质界面，容易堆积电荷，在电极表面形成纤维包裹，造成界面阻抗增大。而阻抗特性是电极基本的电化学特性之一，刺激电极的阻抗直接反映了电荷注入能力的大小，在同样频率下，阻抗越小，电荷注入能力越大，电极越不容易发生电化学腐蚀，电极的稳定性越高。电极表面阻抗增大，会造成刺激阈值电流和阈值电荷增大，而高阈值电荷密度会导致长期植入的电极发生电化学腐蚀，并对生物组织造成伤害。

发明内容

本发明的目的就是针对现在技术的不足，提供了一种使用导电离子层作为耳蜗电极表面涂层的方法。所述的导电离子层由纯净的碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)和聚3,4-乙烯二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene,PEDOT)混合组成，使用这两种材料构成的涂层沉积在裸露的铂金电极触点的表面，从而改善电极表面的特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，包括电极金属丝引线、硅胶载体、电极触点和PEDOT/CNT涂层，其中所述电极金属丝引线与电极触点焊接，若干焊接好的电极金属丝引线和电极触点构成电极阵列，将所述电极阵列用硅胶封装在硅胶载体内，使电极触点裸露在硅胶载体表面，所述电极触点的表面涂有PEDOT/CNT涂层。所述电极阵列是预弯型电极阵列。

本发明的一个具体实施例中，所述PEDOT/CNT涂层由聚3,4-乙烯二氧噻吩和碳纳米管混合而成,碳纳米管与3,4-乙烯二氧噻吩按照一定的比例混合，二者配比可根据需要选择,当二者的混合物中3,4-乙烯二氧噻吩的含量比较高时，涂层的稳定性比较差，长期植入，涂层容易出现断裂或裂痕。当碳纳米管的含量比较高时，涂层稳定性高，且碳纳米管有助于神经细胞的生长。所述PEDOT/CNT涂层是通过浸涂或刷涂的方式沉积在电极触点表面上的。

本发明的有益效果如下：碳纳米管具有很好的导电特性和柔韧特性，PEDOT透明度高，稳定性高，而且易于加工。与裸露的铂金电极相比，使用PEDOT/CNT作为涂层的铂金电极，极大地降低了界面阻抗，增大了电荷注入能力，阻碍电极表面包裹的形成，减小刺激阈值电流和减小电荷堆积，且涂层材料是无毒性的，不会对组织造成伤害，能够促进神经细胞的生长。与使用其他涂层相比，该涂层在电极表面不会造成明显的裂痕，具有良好的稳定性。

附图说明

图1为本发明人工耳蜗植入体的主要部分；

图2为本发明耳蜗电极阵列的部分放大图；

图3为带PEDOT/CNT涂层耳蜗电极截面示意图；

图中：1-线圈；2-钛外壳；3-回路参考电极；4-电极金属丝引线；5-硅胶载体；6-预弯电极阵列；7-电极触点；8-PEDOT/CNT涂层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

参见图1，本发明所述一种使用PEDOT/CNT涂层的人工耳蜗电极包括线圈1、内含刺激器单元的钛外壳2、回路参考电极3、电极金属丝引线4、硅胶载体5、电极触点7和PEDOT/CNT涂层8，其中所述线圈1为接收线圈，它接收来自发射线圈的信号，经导线连接到刺激钛外壳2内的刺激器；电极触点7与电极金属丝引线4焊接在一起，回路参考电极3与电极金属丝引线4均与钛外壳2内的刺激器连接，电极触点7与人体耳蜗组织接触，回路参考电极3与电极触点7在人体中通过人体的体液形成回路；所述电极金属丝引线4与电极触点7焊接，若干焊接好的电极金属丝引线4和电极触点7构成预弯型电极阵列6，将所述电极阵列用硅胶封装在硅胶载体5内，使电极触点7裸露在硅胶载体5表面，所述电极触点7的表面涂有PEDOT/CNT涂层8。电极阵列设置为如图1和图2所示的预弯型电极阵列6。由此形成了如图1所示带涂层的预弯型人工耳蜗电极。

所述电极触点7阵联后，与涂有特氟龙绝缘涂层的电极金属丝引线4焊牢，电极金属丝引线4与电极金属触点7焊接的那一端不涂绝缘涂层，电极金属丝引线4整理好后用硅胶封装如图3所示，封装成预弯型电极阵列6，方便电极的植入。

如图3所示PEDOT/CNT涂层8由CNT和PEDOT材料混合而成，所述PEDOT/CNT涂层8通过浸涂或刷涂的方式沉积在裸露在硅胶载体5外的电极触点7的表面上。所述PEDOT/CNT涂层8具有良好导电性和生物相容性，所述PEDOT/CNT涂层8要均匀覆盖整个电极触点7的表面，所述PEDOT/CNT涂层8的厚度可以根据需要而定，确保PEDOT/CNT涂层8与电极触点7表面的良好接触，保正表面的平滑。

Claims (4)

1.一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，其特征在于：包括电极金属丝引线(4)、硅胶载体(5)、电极触点(7)和PEDOT/CNT涂层(8)，其中所述电极金属丝引线(4)与电极触点(7)焊接，若干焊接好的电极金属丝引线(4)和电极触点(7)构成电极阵列，将所述电极阵列用硅胶封装在硅胶载体(5)内，使电极触点(7)裸露在硅胶载体(5)表面，所述电极触点(7)的表面涂有PEDOT/CNT涂层(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，其特征在于：所述电极阵列是预弯型电极阵列(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，其特征在于：所述PEDOT/CNT涂层(8)由聚3,4-乙烯二氧噻吩和碳纳米管材料混合而成。

4.根据权利要求3所述的一种用PEDOT/CNT涂层修饰的人工耳蜗预弯电极，其特征在于：所述PEDOT/CNT涂层(8)是通过浸涂或刷涂的方式沉积在电极触点(7)表面上的。