DE3006472A1

DE3006472A1 - Prothesenelektrode

Info

Publication number: DE3006472A1
Application number: DE19803006472
Authority: DE
Inventors: Theodore R Beck; Robert T Ruggeri
Original assignee: Electrochemical Technology Corp
Current assignee: Electrochemical Technology Corp
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2043453A; US4336811A

Description

Prothesenelektrode

Die Erfindung betrifft Prothesenelektroden zur Stimulierung und' Anregung von Nervengewebe oder Muskelgewebe im Körper.

Für therapeutische Zwecke ist es zuweilen erwünscht, Körpergewebe elektrisch zu stimulieren oder zu erregen. Dies geschieht mit einer Elektrode, die in den Körper unmittelbar an dem zu erregenden Körpergewebe implantiert wird. Diese Praxis wirft jedoch Probleme auf.

Die Elektrode besteht typischerweise aus Metall, und die elektrische Ladung wird durch Elektronen im Metall und durch Ionen in den Flüssigkeiten des Körpergewebes transportiert. Wenn Gleichstrom zur Erregung des Körpergewebes durch die Elektrode geleitet wird, findet eine elektrochemische Reaktion an der Grenzfläche zwischen der Metallelektrode und dem Körpergewebe statt. Diese Reaktion führt zu Abbau oder Korrosion der Elektrode und zur Erzeugung von Reaktionsprodukten im Körpergewebe. Diese Reaktionsprodukte können giftig sein, besonders wenn sie sich im Körpergewebe anhäufen oder anreichern können.

In dem Bemühen, die sich aus der Anwendung von Gleichstrom ergebenden unerwünschten Ergebnisse zu vermeiden, wurden zweiphasige ausgewogene elektrische Wellenformen verwendet. Diese bestehen aus abwechselnden positiven und negativen Impulsen, die keinen Gleichstrom über einen vollen Zyklus und eine reine Ladungsübertragung von Null zur Folge haben.

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Dieser Weg vermindert theoretisch elektrochemische Schäden, indem im zweiten Teil der Wellenform einige der während des ersten Teils stattfindenden elektrochemischen Reaktionen umgekehrt werden. Aber auch unter diesen Bedingungen können sich noch schädliche Mengen der Reaktionsprodukte im Laufe der Zeit anhäufen, so daß es erwünscht ist, elektrochemische Reaktionen vollkommen zu vermeiden. Dies kann geschehen, indem die auf einen Einfachimpuls aufgegebene Ladung auf die zum Laden der sog.elektrischen Doppelschicht erforderliche Ladung begrenzt wird. Diese Ladung ist niedriger als die Ladung, die elektrochemische Reaktionen verursachen würde. Die letzteren finden statt, wenn die Ladung die Durchschlagspannung für die zwischen der Metallelektrode und der Flüssigkeit des Körpergewebes (ein natürlicher Elektrolyt) zwangsläufig gebildete Kapazität übersteigt.

Prothesenclektroden sind verhältnismäßig klein, und die Ladung, die ohne elektrochemische Reaktion übertragen werden kann, ist proportional der Oberflächengröße der Elektrode. Demgemäß sind der Größe der Ladung, die gespeichert werden kann, durch die Oberflächengröße Grenzen gesetzt. Es wurden Versuche durchgeführt, die effektive Oberflächengröße der Ganzmetallelektrode durch Aufrauhen beispielsweise durch Hämmern, Ätzen oder Platinieren(elektrolytische Abscheidung einer Schicht kleiner Platinteilchen) aufzurauhen.

Ein anderer Weg zur Vermeidung der unerwünschten Ergebnisse, die sich aus der Verwendung von Ganzmetal1elektroden ergeben, war die Verwendung von Kondensatorelektroden, in denen das Metall mit einer dünnen Schicht eines dielektrischen Materials, beispielsweise eines organischen Polymerisats, umhüllt ist, wodurch das Metall vom Körpergewebe vollständig isoliert wird. Eine zweiphasige ausgewogene Wellenform wird an diese. Elek-

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trode gelegt.

Im allgemeinen ist die Kapazität solcher Elektroden zu gering, um nutzbar zu sein. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Ladung hoch genug sein muß, um das Körpergewebe zu erregen oder zu stimulieren. Wenn jedoch zur Erreichung der Reizladung die Durchschlagspannung des Kondensators überschritten wird, fließt Strom von der Elektrode zum Körpergewebe, wodurch die unerwünschten elektrochemischen Reaktionen ausgelöst werden.

Eine der bekannten Prothesenelektroden vom Kondensatortyp besteht aus Tantal, das mit einer dünnen Schicht von Tantalpentoxid als dielektrisches Material überzogen ist. Das letztere ist jedoch ein guter Isolator für Tantal nur für eine Polarität der angelegten Spannung. Daher müßte die stimulierende Elektrode immer positiv zum Kcrpergewebe sein, um Reduktion des Tantalpentoxidüherzuges und die Bildung von Wasserstoffgas, die unerwünscht ist, zu verhindern. Außerdem ist die Stärke der durch diesen Elektrodentyp gelieferten Ladung für viele Anwendungen der Prothesenelektrode zu gering.

Gegenstand der Erfindung ist eine Prothesenelektrode, die die Nachteile der bekannten Elektroden vermeidet. Sie weist hohes Ladungsübertragungsvermögen und Stabilität über lange Zeiträume auf und vermeidet die Bildung. und Anreicherung von toxischen Reaktionsprodukten im Körpergewebe.

Diese Prothesenelektrode weist eine Metallspitze auf, die mit einer dünnen Schicht eines nicht-metallischen Überzuges bedeckt ist, der seinerseits von einer Ionen-Übertragungsmembran bedeckt ist, die aus einem Material besteht, das für Körpergewebe nicht toxisch ist. Der nicht-metallische Überzug besteht vorzugsweise aus einem Kation, das dem Metall in der Elektrodenspitze entspricht, und einem Anion, das einem Anion in der Flüssigkeit des

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Körpergewebes entspricht. Der Überzug könnte auch ein Anion enthalten, das kein toxisches Reaktionsprodukt bildet, wenn es mit einem Kation in der Flüssigkeit des Körpergewebes vereinigt wird. Bei jeder dieser Alternativen für das Anion sollte die Membran eine Anionenübertragungsmembran sein, die während des Pulsierens zwangsläufig die Bewegung des Anions im Überzug durch die Membran gestattet, während es die Bewegung des Kations im Überzug durch die Membran verhindert.

Bei einer anderen Ausführungsform eignet sich als Membran eine Kationenübertragungsmembran, und in diesem Fall sollte das Kation im nicht-metallischen Überzug (und das Metall, aus dem die Elektrode besteht) ein Kation sein, das, wenn es mit einem Anion in der Flüssigkeit des Körpergewebes vereinigt wird, eine Verbindung bildet, die nicht toxisch ist oder sich nicht in toxischen Mengen im Körpergewebe anhäuft (weil sie beispielsweise in der Flüssigkeit des Körpergewebes unlöslich ist).

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung wird die positive Ladung mit Hilfe einer im Überzug stattfindenden elektrochemischen Reaktion des Metalls der Spitze durch die Elektrode geleitet, wodurch ein zusätzlicher Überzug gebildet oder die Wertigkeitsstufe des Kations im Überzug verändert wird. Das Umgekehrte findet bei der Durchleitung der negativen Ladung statt. Die Ionenübertragungsmembran verhindert oder hemmt die Bewegung löslicher Ionen des Üherzuges, die Toxizität gegenüber dem Körpergewebe aufweisen können, in die Flüssigkeit des Körpergewebes.

Demgemäß kann ohne Sorge um die Überschreitung einer Durchschlagspannung der Kondensatorelektrode jede beliebige Ladung, die zur Stimulierung des Körpergewebes notwendig ist, an die Elektrode gelegt werden, und es sind keine besonderen Herstellungs- und Bearbeitungs— stufen notwendig, die effektive Oberfläche der Elektrode

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zu vergrößern, damit sie eine Ladung ohne Überschreitung einer Durchschlagspannung aufnehmen kann.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich erläutert.

Fig.l zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Prothesenelektrode gemäß der Erfindung.

Fig.2 und Fig.3 zeigen ähnlich wie Fig.l Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen der Prothesenelektrode gemäß der Erfindung.

Fig.4 zeigt im vergrößerten Maßstab fragmentarisch einen Schnitt durch einen Teil der in Fig.l dargestellten Elektrode.

Fig.5 ist eine vergrößerte, fragmentarische schematische Darstellung, die die Reaktionen veranschaulicht, die während des Betriebs der Prothesenelektrode stattfinden.

Fig.l zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Ausführungsform einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Prothesenelektrode. Sie ist mit einem dünnen Metalldraht zur Leitung eines elektrischen Signals versehen. Der Draht 11 ist in einem Elektroisoliermaterial 15 eingeschlossen. Am Ende des Drahts 11 ist eine Metallspitze in Form einer Scheibe angeordnet. Die Stirnseite der Metall scheibe 12 ist mit einem nicht-metallischen Überzug 13 versehen, der im allgemeinen eine anodisch oxidierte Schicht ist. Der Überzug 13 besteht aus einer Verbindung des Metalls in der Spitze (z.B. einem Salz oder Oxyd des Metalls). Die Spitze ist von einer ionenleitenden Membran 14 umhüllt, die verhindert, daß die Metallspitze 12 und der nicht-metallische Überzug 13 mit Körpergewebe in Berührung kommen. Ferner verhindert sie eine elektrochemische Reaktion zwischen dem Körpergewebe und der Metallspitze, wenn die Elektrode unmittelbar neben dem Körpergewebe implantiert wird. Die

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Membran 14 besteht aus einem Werkstoff, der für das Körpergewebe nicht toxisch ist.

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform der Prothesenelektrode besteht die Elektrode 20 aus einem dünnen Draht 21, der von der Isolierung 25 umgeben ist und an einer Metallspitze 22 in Form eines Zylinders endet, der in eine Schicht eines nicht—metallischen Überzuges 23 eingebettet ist, die ihrerseits von einer ionenleitenden Membran 24 umgeben ist.

Eei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform ist die Prothesenelektrode 30 mit einem dünnen Draht 31 versehen, der im Isoliermaterial 35 eingeschlossen ist. Der Draht 31 endet an einer Metallspitze 32 in Form einer Kugel, die in eine Schicht eines nicht-metallischen Überzuges 33 eingeschlossen ist, die ihrerseits von einer ionenleitenden Membran 34 umgeben ist.

Wie in Fig.4 veranschaulicht, ist nach dem Implantieren der Elektrode in Berührung mit dem Körpergewebe 16 die ionenleitende Membran 14 zwischen Körpergewebe 16 auf der einen Seite und der Metallspitze 12 und dem nicht-

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metallischen Überzug auf der anderen Seite eingefügt, wodurch verhindert wird, doß die Spitze 12 und der Überzug 13 mit Körpergewebe 16 in Berührung kommen, und ferner eine elektrochemische Reaktion zwischen Körpergewebe 16 und der Metallspitze 12 verhindert wird.

In der Praxis wird beim Implantieren der Prothesenelektrode in Berührung mit dem Körpergewebe der Draht (z.B. 11 in Fig.l) an eine Seite eines Signalgenerators angeschlossen, und der Kreislauf wird durch eine andere Elektrode geschlossen, die in das Körpergewebe in der Nähe der ersten Elektrode implantiert werden kann und an die andere Seite des Signalgenerators angeschlossen ist. Der Signalgenerator erzeugt abwechselnd positive und negative elektrische Impulse.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ionenübertragungsmembran eine anionenleitende Membran, und der nicht-metallische Überzug enthält ein Anion, das dem Anion in der Flüssigkeit des Körpergewebes entspricht, und ein Kation, das dem Metall in der Spitze entspricht. Beispielsweise würde im Falle einer Metallspitze aus Silber (die besonders bevorzugte Ausführungsform) der Metallüberzug beispielsweise aus Silberchlorid bestehen. Das Chloridion ist ein Ion, das einem Ion in der Flüssigkeit des Körpergewebes entspricht, nämlich dem Chloridion in Natriumchlorid, ein Bestandteil, das in wesentlichen Mengen in der Flüssigkeit des Körpergewebes vorkommt. Der Betrieb einer aus diesen Materialien bestehenden Prothesenelektrode wird schematisch in Fig.5 dargestellt, die die elektrochemischen Reaktionen und den Ionentransport durch die Membran zum umgebenden Gewebe, die während der abwechselnden positiven und negativen Impulse stattfinden, veranschaulicht.

Im einzelnen findet bei einem positiven Impuls die folgende Reaktion an der Grenzfläche 17 zwischen der Silberspitze 12 und dem Überzug 13 aus Silberchlorid statt:

Ag + Ag + e-

Die Silberionen (Ag ) wandern durch die Silberchloridschicht 13 zur Grenzfläche 18 zwischen der Silberchloridschicht 13 und der Membran 14. An der Grenzfläche 18 reagieren die Silberionen mit Chloridionen (Cl") unter Bildung eines weiteren Silberchloridfilms. Gleichzeitig werden Chloridionen von der Grenzfläche 19 zwischem dem Körpergewebe 16 und der Membran 14 zur Grenzfläche 18 zwischen der Membran 14 und dem Silberchloridüberzug transportiert, wo die Chloridionen sich mit den durch die Silberchloridschicht 13 wandernden Silberionen vereinigen. Innerhalb des Körpergewebes 16 tragen sowohl die Anionen als auch die Kationen die Ladung. Zur Ver-

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anschaulichung sind Natrium-(Na⁺) und Chloridionen angedeutet, da sie die höchste Konzentration in der Flüssigkeit des Körpergewebes haben. Bei einem positiven Impuls wandern die Chloridionen vom Körpergewebe 16 in die Membran 14 und die Natriumionen in das umgebende Gewebe an der Grenzfläche 19.

Bei einem negativen Impuls sind die vorstehend für einen

... _T ·, i_ Jteaktionen und die, , . ., positiven Impuls bescnrieDenenvTonentransportrichtungen umgekehrt. Demgemäß kehrt das System während einer vollständigen Periode, die aus gleichen positiven und negativen Impulsen besteht, zum Ausgangszustand zurück, wobei die AgCl-Verbindung als Reaktion auf den zweiphasigen Impuls oxidiert und reduziert worden ist.

Während eines positiven Impulses führt die Reaktion von Silberionen und Chloridionen an der Grenzfläche 18 zur Bildung zusätzlicher Molekülschichten von Silberchlorid auf dem Überzug 13, wodurch die Ladung an der Spitze der Elektrode erhöht wird.

Wie bereits erwähnt, besteht die Metallspitze Vorzugs— weise aus Silber. Wenn die Metallspitze scheibenförmig ist, wie bei 12 in Fig.l dargestellt, hat sie im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 1 mm. Die Dicke der Metallscheibe 12 kann derjenigen einer Metallfolie entsprechen, und wenn die Metallfolie nicht starr genug ist, kann sie durch ein Versteifunqselement, das aus einem nichtleitenden, physiologisch indifferenten Material besteht, verstärkt werden. Zu diesem Zweck eignen sich, beispielsweise Polyäthylen oder Epoxyharze.

Wenn die Metallspitze die Form einer Kugel hat, wie bei 32 in Fig.3 dargestellt, kann die Kugel ebenfalls einen Durchmesser von etwa 1 mm haben. Wenn die Metallspitze die Form eines Zylinders hat, wie bei 22 in Fig.2 dargestellt, kann sie einen Durchmesser von etwa 0,025 mm haben.

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η-

Ein nicht-metallischer Überzug auf der Metalispitze hat im allgemeinen eine Dicke im Bereich von IO bis 100.000 Molkülschichten. Dies gilt für alle Ausführungsformen des nicht-metallischen Überzuges (13, 23 und 33).

Die ionenleitende Membran hat im allgemeinen eine Dicke zwischen 1 und 100 um. Dies gilt für alle Ausführungsformen der ionenleitenden Membran (14, 24 und 34).

'.vie bereits erwähnt, besteht der nicht-metallische Überzug vorzugsweise aus Silberchlorid, wenn die Metallspitze aus Silber besteht. Bei allen Ausführungsformen, bei denen die ionenleitende Membran anionenleitend ist, sollte jedoch der nicht-metallische Überzug ein Anion enthalten, das einem Anion in der Flüssigkeit des Körpergewebes entspricht oder nicht toxisch ist, wenn es sich mit einem Kation in der Flüssigkeit des Körpergewebes vereinigt.

Als anderes Metall kann Quecksilber in der Metallspitze verwendet werden, wenn die Membran anionenleitend ist. In diesem Fall würde der nicht-metallische Überzug für die Elektrode aus Quecksilberchlorid bestehen.

Wenn die ionenleitende Membran kationenleitend ist, müssen die Voraussetzungen im vorletzten Absatz durch den Anionenteil des nicht-metallischen Überzuges nicht erfüllt werden, jedoch müssen durch das Kation im nichtmetallischen Überzug zusätzliche Voraussetzungen erfüllt werden. In einem solchen Fall muß es sich um ein Kation handeln, das bei Vereinigung mit einem Anion in der Flüssigkeit des Körpergewebes eine Verbindung bildet, die nicht-toxisch ist oder sich nicht in Mengen anhäuft oder anreichert, die für das Körpergewebe toxisch sind.

Unter der Annahme einer kationenleitenden Membran muß somit das Kation im nicht—metallischen Überzug dem Metall

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in der Metallspitze (z.B. Silber) entsprechen. Wenn das Kation Silber und die Membran eine kationenleitende Membran ist, wandert eine gewisse Menge Silberion durch die Membran in das Körpergewebe. Die Menge des hierbei wandernden Silbers ist jedoch sehr begrenzt, weil die Löslichkeit des Silberions in der Flüssigkeit des Körper-

npläres gewebes, die normalerweise etwa 0,1 Natriumchlorid enthält, sehr gering ist. Unter diesen Bedingungen würde die Löslichkeit des Silberions in der Flüssigkeit des Körpergewebes nicht höher sein als 1/10 Teil pro Milliarde. Daher wird auch bei einer kationenleitenden Membran der größte Teil des Stroms durch das Natriumion transportiert, und nur wenig Silberion wandert in das Körpergewebe, besonders wenn bei einem zweiphasigen Impuls der negative Impuls zuerst auftritt. Ein anderes Metall, das in der Metallspitze der Elektrode verwendet werden kann, wenn die Membran kationenleitend ist, ist Wolfram (W) . Bei einer solchen Elektrode würde der nicht-metallische Überzug aus Wolframoxiden (V/0ρ und Vj„O,-) bestehen.

Bei dieser Elektrode findet bei einem positiven Impuls die folgende Reaktion im nicht-metallischen Überzug statt:

2WOp + HpO + WpO₅ + kH + 2e-

Das HpO wird bei dieser Reaktion aus der Flüssigkeit des Körpergewebes in den Überzug absorbiert oder kann vor der Implantation der Elektrode in das Körpergewebe im Überzug gewesen sein. Die H -Kationen aus der Reaktion wandern nicht durch die kationenleitende Membran. Nur Na -Kationen wandern durch die Membran in Richtung der Körpergewebeflüssigkeit (aus der die Na⁺-Kationen stammen). Eine Wanderung von H -Kationen findet nicht statt, weil die Impulse eine so kurze Dauer haben (im allgemeinen 10 bis 400 Hz), daß die H⁺-Kationen sich nie sehr weit von der Grenzfläche zwischen Überzug und Membran hinweg bewegen. Lediglich eine Schwankung in der

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Konzentration der H -Kationen findet neben dieser Grenzfläche statt. Das Wolfram wird nicht zu W⁺-Kationen ionisiert, sondern bildet WO.=-Anionen an der Grenzfläche zwischen Metall und Überzug. Da das WO.= Anionen darstellt, bewegt es sich nicht durch die Membran, weil diese kationenleitend ist.

In der Körpergewebeflüssigkeit wandern während eines positiven Impulses Na -Kationen von der Membran/Körpergewebe-Grenzfläche hinweg und Cl -Anionen zu dieser Grenzfläche hin. Cl"-Anionen bewegen sich nicht durch die Membran, die kationenleitend ist.

Bei einem negativen Impuls sind die vorstehend für den positiven Impuls beschriebenen Reaktionen ebenso wie die Wanderungsrichtungen der verschiedenen Ionen umgekehrt.

Als Beispiele anionenleitender Membranmaterialien sind organische Polymerisate, die sekundäre, tertiäre oder quaternäre Amingruppen enthalten, z.B. vernetztes Styrol, zu nennen:

• · · χ_·11' "~^xl λ · · ·

und

V χ

Als kationenleitendes Membranmaterial eignet sich beispielsweise vernetztes Polystyrol mit Sulfonsäuregruppen:

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-ΐ

Eine anionenleitende Membran ist eine Membran mit hoher Anionenüberführungszahl. Ideal ist eine Anionenüberführungszahl von 1,0. Eine hohe Anionenüberführungszahl im Rahmen der Erfindung liegt im Bereich von 0,6 bis 1,0. Eine Membran mit hoher Anionenüberführungszahl läßt Anionen durch, verhindert aber den Durchgang von Kationen. Ebenso hat eine Membran mit hoher Kationenüberführungszahl genau die entgegengesetzte Wirkung.

Eine Membran mit einer Ionenüberführungszahl von 0,5 ist in gleichem Maße für Anionen und Kationen leitfähig. Ein Beispiel hierfür ist eine aus Celluloseacetat bestehende Membran. Eine solche Membran kann mit einer Elektrode verwendet werden, die sowohl in der Metall— spitze als auch im nicht-metallischen Überzug so zusammengesetzt ist, daß entweder Kationen- oder Anionenkonduktanz zum Körpergewebe in Kauf genommen werden kann. Ein Beispiel einer Elektrode, für die diese Eigenschaften angenommen werden, ist eine Elektrode mit Silberspitze, die mit Silberchlorid überzogen ist.

Weitere Beispiele für ionenleitende Materialien werden in "Encyclopedia of Chemical Technology" von Kirk-Othmer, 2.Auflage, Band 11, Seite 874-877, genannt.

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Claims

Patentansprüche

Prothesenelektrode für die elektrische Stimulierung und Anregung von Körpergewebe, gekennzeichnet durch einen Draht (11, 21, 31) für die Leitung eines elektrischen Signals, eine Metallspitze (12, 22, 32) am Ende des Drahts, einen auf die Metallspitze aufgebrachten nicht-metallischen Überzug (13, 23, 33), der aus einer Verbindung besteht, die als Reaktion auf einen zwei— phasigen Impuls zyklisch oxidiert und reduziert werden kann, und eine ionenleitende Membran (14, 24, 34), die die Spitze (12, 22, 32) umgibt und verhindert, daß die Spitze und der Überzug (13, 23, 33) mit dem Körpergewebe (16) in Berührung kommen, und die Bewegung löslicher Ionen des Überzuges, die für das Körpergewebe toxisch sein können, in die Körpergewebeflüssigkeit hemmt, wobei der Überzug in Form einer zwischen der Spitze (12, 22, 32) und der Membran (14, 24, 34) eingefügten Schicht vorliegt und die Membran (14, 24, 34) aus einem Material besteht, das für Körpergewebe nicht toxisch ist.

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2) Prothesenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14, 24, 34) anionenleitend ist.
3) Prothesenelektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-metallische Überzug'(13, 23, 33) ein Anion enthält, das einem Anion in der Körpergewebeflüssigkeit entspricht.
4) Prothesenelektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-metallische Überzug (13, 23, 33) ein Kation enthält, das dem Metall in der Spitze (12, 22, 32) entspricht.
5) Prothesenelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (12, 22, 32) aus Silber und der Überzug (13, 23, 33) aus Siiberchlorid besteht.
6) Prothesenelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (12, 22, 32) aus Quecksilber und der Überzug (13, 23, 33) aus Quecksilberchlorid besteht.
7) Prothesenelektrode nach Anspruch 1 bis 6, die für die Verwendung mit einem Signalgenerator, der abwechselnd positive und negative elektrische Impulse erzeugt, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-metallische Überzug (13, 23, 33) ein dem Metall in der Spitze (12, 22, 32) entsprechendes Kation und ein dem Anion in der Körpergewebeflüssigkeit entsprechendes Anion enthält und die Elektrode (10) mit Mitteln zum Zusammenwirken mit der Körpergewebeflüssigkeit versehen ist und als Reaktion auf einen positiven elektrischen Impuls auf dem nicht-metallischen Überzug (13, 23, 33) zusätzliche Molekülschichten des Überzuges aufbaut und hierdurch die Ladung an der Spitze (12, 22, 32) der Elektrode verstärkt.

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8) Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14, 24, 34) kationenleitend ist und der nicht-metallische Überzug (13, 23, 33) ein Kation enthält, das in der Körpergewebeflüssigkeit im wesentlichen unlöslich ist.
9) Prothesenelektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-metallische Überzug (13, 23, 33) ein Kation enthält, das in der Körpergewebeflüssigkeit eine Löslichkeit von nicht mehr als 0,1 Teilen pro Milliarde Teile (ppb) hat.
10) Prothes'enelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14, 24, 34) kationenleitend ist.
11) Prothesenelektrode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (12, 22, 32) aus Wolfram und der Überzug (13, 23, 33) aus einem Wolframoxid besteht.
12) Prothesenelektrode nach Anspruch IC, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspitze (12, 22, 32) aus Silber besteht.
13) Prothesenelektrode nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14, 24, 34) eine Dicke im Bereich von 1 bis 100 um hat.
14) Prothesenelektrode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-metallische Überzug (13, 23, 33) eine Dicke im Bereich von 10 bis 100.000 Molekülschichten hat.

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