CN116421882A - 一种人工耳蜗圆环直电极阵列及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种人工耳蜗圆环直电极阵列，包括有若干个电极触点，所述电极触点均为圆环状且端口外圆处连接有一根电极丝，所述电极丝从所述电极触点的内部穿过，所述电极丝从连接点到穿过所述电极触点的部分固定为U型。其中，电极触点设计为圆环形、电极丝连接点到穿过电极触点的部分固定为U型，能够有效改善植入电极阵列的柔韧性，提高缓冲抗拉力性，从而提高产品质量和产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学工程仿生学技术领域，具体而言，涉及一种人工耳蜗圆环直电极阵列及制备方法。
背景技术
人工耳蜗一般由体内装置和体外装置组成，体外装置接收声音，转换成声音信号传送给体内装置，体内装置把声音信号处理成电刺激，通过传送到电极触点，刺激听觉神经细胞，从而产生听觉。
目前，现有技术中的人工耳蜗直电极阵列通常由电极丝和电极触点组成，电极丝与电极触点通过焊接相连，电极丝往往从焊点开始保持直线的状态，这样组成的一串直电极阵列是刚性、无缓冲的，弹性作用较小，生产时硅橡胶固化产生的拉伸、制造过程中脱模产生的受力拉伸、手术中扭转拉伸等其他受力拉伸都容易导致电极丝与电极触点的焊点受到一定的损伤甚至是断裂，造成电极电流变小，甚至是电极触点间短路的问题，从而会影响产品的质量。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种人工耳蜗圆环直电极阵列，其中电极触点为圆环形，电极丝从圆环内部穿过与电极触点连接，且从连接点到穿过电极触点的部分固定为U型，能够有效改善植入电极阵列的柔韧性，提高缓冲抗拉力性，从而提高产品质量和产品合格率。
为实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明公开了一种人工耳蜗圆环直电极阵列，包括有若干个电极触点，所述电极触点均为圆环状且端口外圆处连接有一根电极丝，所述电极丝从所述电极触点的内部穿过，所述电极丝从连接点到穿过所述电极触点的部分固定为U型。
将电极丝穿过电极触点的部分设置为U型的弧形状态，在电极丝或电极触点收到拉力时，U型段的电极丝会延缓焊接点的受力，保证受力点不会先是焊接点，起到缓冲的作用，从而不容易断裂。
另一方面，电极丝的外部包裹有绝缘涂层，在将电极丝与电极触点进行焊接时或多或少会对绝缘涂层造成损伤，通过圆环形的电极触点和U型的电极丝配合，延长了焊点与后一电极触点的距离，解决了焊接时对电极丝的损伤问题。
优选地，所述电极触点与所述电极丝的连接处为一棱切的V型槽口，所述V型槽口的尺寸与所述电极丝的尺寸相适应，以实现所述电极丝嵌入所述V型槽口中。
开设V型槽口能够使焊接时焊点不会突出在电极触点表面，电极丝嵌入V型槽口后再焊接能够保证电极丝的根部完全焊透，提高电极整体的抗拉力性。
优选地，所述电极触点的个数为6-30个。
优选地，所述电极丝之间、所述电极触点之间、所述电极丝与非相连的所述电极触点之间均设置有医用硅橡胶进行分隔，以实现彼此绝缘。
优选地，还包括有封装模具，所述封装模具包括上模具、下模具，所述上模具和下模具的外表面开设有相同的固定孔和销钉孔，内表面开设有相同的半型腔，所述半型腔的两侧开设有溢料槽。封装模具简单易于操作，无需复杂繁琐的制备过程和昂贵的模具治具。
优选地，所述下模具的半型腔中标识有所述电极触点放置位置的刻度线。用于在半型腔中辅助排列电极，保证电极间的间隔距离相等、排列整齐。
本发明的第二目的在于提供上述人工耳蜗圆环直电极阵列的制备方法，包括以下步骤：
在所述电极触点一端口外圆棱切V型槽口，利用微激光将所述电极丝焊接在所述V型槽口上，组成一个电极；
将若干个所述电极按顺序在所述下模具的中排列，使其与所述刻度线对齐，并用硅胶固定；
所述电极排列完成后向所述下模具的半型腔中注入硅胶，在真空度为(-0.08)-(-0.1)MPa环境下脱泡得到下模，在所述上模具的半型腔中同样注入硅胶，真空脱泡后得到上模；
将所述上模和下模合并后进行硫化，硫化温度为145-155℃，硫化时间为25-35min，硫化完成后脱模去除飞边得到圆环直电极阵列。
优选地，排列所述电极时，后排列的所述电极的电极丝穿过所有已排好的所述电极的电极触点。
通过此种排列方法组合成的直电极阵列，可避免由于电极丝U型段受到损伤，产生电极漏电、电流变小，甚至是电极触点间短路的问题。
优选地，排列所述电极时，所述电极丝在所述电极触点内部的两侧交替分布。电极丝交替排列使得整个电极阵列的硬度降低，并增强电极阵列的柔韧性。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)使用圆环形的电极触点和U型的电极丝相互配合，在受到拉力时能够起到缓冲作用，提高产品的抗拉力性和柔韧性。
(2)采用电极丝穿过所有在前排列的电极触点、电极丝在电极触点内部两侧交替分布的排列方式，进一步改善了直电极阵列的柔韧性，同时保护电极丝的U型段不受损伤。
(3)直电极阵列的制作工艺简单易行，不需要复杂昂贵的模具治具。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例所提供的圆环直电极阵列结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的电极触点与电极丝连接的结构示意图；
图3为现有技术中直电极的连接结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的直电极连接结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的封装模具结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的下模具的结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的电极排列时的示意图。
其中，100-圆环直电极阵列，101-电极触点，102-电极丝，103-V型槽口，104-U型段，105-焊接点，106-医用硅橡胶，201-上模具，202-下模具，203-固定孔，204-销钉孔，205-半型腔，206-溢料槽，207-固定螺丝，208-定位销，209-刻度线，301-第22道电极，302-第21道电极，303-第1道电极。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种人工耳蜗圆环直电极阵列，主要由若干个电极排列组成。
单个电极如图2所示，由电极触点101和电极丝102组成。其中，电极触点101为圆环形，圆环的一端面外圆棱切有V型槽口103，电极丝102从圆环内部穿过电极触点101并焊接在V型槽口103中，电极丝102穿过电极触点101到V型槽口103之间的部分固定设置为U型段104。
与本发明相对的，现有技术中的直电极如图3所示，电极丝102从电极触点101的焊点开始保持直线的状态，整体结构偏硬，无缓冲作用，因此在人工耳蜗的生产、加工和使用过程中受到各个方面的受力拉伸后，电极丝102与电极触点101的焊接点105容易受到损伤甚至是断裂，造成漏电、短路等问题；而如图4所示，由于本发明电极丝102的前端为U型段104，降低了直电极的刚性和硬度，因此在受力拉伸时具有一定的缓冲效果，保证焊接点105不会首先受力，使其不容易断裂，从而起到保护焊接点105、提高产品稳定性和合格率的效果。
另一方面，本发明V型槽口103的尺寸与电极丝102相适配，使电极丝102能够嵌入V型槽口103中，在V型槽口103处焊接能够使焊接点105不会突出在电极触点101表面，从另一方面提高了焊接点105的抗拉力水平。
本发明组成直电极阵列的电极的个数为6-30个，在本实施例中为22个电极触点101以及对应的电极丝102组成。其中电极丝102与电极丝102之间相互绝缘，电极丝102与其他电极丝102的电极触点101相互绝缘，电极触点101与电极触点101之间相互绝缘，由医用硅橡胶106进行隔开。
如图5所示，为本发明制备直电极阵列的封装模具，主要由上模具201和下模具202组成。其中上模具201和下模具202结构对应，在外表面两侧设置有相同的固定孔203，固定孔203的上下两侧设置有销钉孔204，以保证上模具201和下模具202在合并时稳固牢靠、封装紧密。如图6所示，上模具201和下模具202的内表面设置有相同的半型腔205，下模具201的半型腔205内部设置有辅助电极触点101排列的刻度线209，以保证电极触点之间的间距相等，在排列电极时能方便地使其保持整齐有序；半型腔205的两侧开设有溢料槽206。
本发明的人工耳蜗圆环直电极阵列100在具体制备时，包括有以下步骤：
一、制作电极
首先用特制V型刀具在电极触点101的一端面外圆棱切出V型槽口103，再将电极丝102的一头从电极触点101的无槽口侧穿过电极触点101，而后回弯形成U型段104，嵌入V型槽口103中，而后利用微激光进行焊接，焊点为V型槽口103处，使电极丝102与电极触点101连成一个整体，即可得到一道电极。
二、排列电极
排列之前首先在上模具201和下模具202的半型腔205中均涂上脱模剂，以保证产品表面的光滑平整。
如图7所示，将制作好的电极在下模具202半型腔205中排列，且按照电极的排列顺序从最后一道电极开始，即先将第22道电极301下放进下模具202的半型腔205中，使其与刻度线209的对应位置对齐，点适量的硅胶固定住电极触点；接着将第21道电极302下放进下模具202的半型腔205中，第21道电极302的电极丝从第22道电极301的电极触点中穿过，适当旋转第21道电极302的电极触点，使第21道电极302的电极丝与第22道电极301的电极丝分别位于电极触点内部的两侧，点适量的硅胶固定住电极触点……依次重复上述步骤排列至第1道电极303，保证后排列的电极的电极丝要穿过先排好的所有电极的电极触点，并且使单数电极的电极丝排列在电极触点中的一侧，双数电极的电极丝排列在电极触点的另一侧，形成交替分布，这样排列能进一步降低电极阵列的硬度，增强其柔韧性，更好地对电极阵列整体形成保护。
三、封装电极
电极排列完成后，在下模具202的半型腔205中注入适量的硅胶，同样的，在上模具201的半型腔205中也注入适量硅胶，将两者均放入真空干燥箱中，开启真空阀进行真空脱泡，其中，真空脱泡时间为8-10分钟，真空度保持在-0.1MPa。而后关闭真空阀，开启平衡阀，让真空箱与外界压力平衡，得到半型腔205外形的上模和下模。
将上模具201和下模具202通过固定孔203用固定螺丝207进行合并，通过销钉孔204用定位销208锁紧上模具201和下模具202，放入真空干燥箱中进行固化，真空干燥箱的温度设置在145-155℃，固化时间设置在30min，而后取出上、下模具202进行脱模，去除飞边后得到产品圆环直电极阵列100。
综上所述，本发明不仅提供了一种对电极焊接点有缓冲保护作用的圆环直电极阵列结构，改善了植入电极直电极阵列的柔韧性，解决了电极焊接时对电极丝损伤的问题，提高了产品质量和合格率，同时还提供了制备其的模具和制备方法，制备工艺简单易行，制备模具不复杂昂贵，成本较低，便于生产加工。
最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种人工耳蜗圆环直电极阵列，其特征在于，包括有若干个电极触点，所述电极触点均为圆环状且端口外圆处连接有一根电极丝，所述电极丝从所述电极触点的内部穿过，所述电极丝从连接点到穿过所述电极触点的部分固定为U型。
2.根据权利要求1所述的直电极阵列，其特征在于，所述电极触点与所述电极丝的连接处为一棱切的V型槽口，所述V型槽口的尺寸与所述电极丝的尺寸相适应，以实现所述电极丝嵌入所述V型槽口中。
3.根据权利要求1所述的直电极阵列，其特征在于，所述电极触点的个数为6-30个。
4.根据权利要求1所述的直电极阵列，其特征在于，所述电极丝之间、所述电极触点之间、所述电极丝与非相连的所述电极触点之间均设置有医用硅橡胶进行分隔，以实现彼此绝缘。
5.根据权利要求1所述的直电极阵列，其特征在于，还包括有封装模具，所述封装模具包括上模具、下模具，所述上模具和下模具的外表面开设有相同的固定孔和销钉孔，内表面开设有相同的半型腔，所述半型腔的两侧开设有溢料槽。
6.根据权利要求5所述的直电极阵列，其特征在于，所述下模具的半型腔中标识有所述电极触点放置位置的刻度线。
7.权利要求1-6任一项所述的直电极阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述电极触点一端口外圆棱切V型槽口，利用微激光将所述电极丝焊接在所述V型槽口上，组成一个电极；
将若干个所述电极按顺序在所述下模具的中排列，使其与所述刻度线对齐，并用硅胶固定；
所述电极排列完成后向所述下模具的半型腔中注入硅胶，在真空度为(-0.08)-(-0.1)MPa环境下脱泡得到下模，在所述上模具的半型腔中同样注入硅胶，真空脱泡后得到上模；
将所述上模和下模合并后进行硫化，硫化温度为145-155℃，硫化时间为25-35min，硫化完成后脱模去除飞边得到圆环直电极阵列。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，排列所述电极时，后排列的所述电极的电极丝穿过所有已排好的所述电极的电极触点。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，排列所述电极时，所述电极丝在所述电极触点内部的两侧交替分布。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |