ES2632601T3 - Manguito implantable y procedimiento para la estimulación eléctrica y el control funcional - Google Patents

Abstract

Manguito implantable (10) que comprende: un collar elástico (12) que define una abertura interna configurada para recibir un tejido corporal interno, incluyendo al menos una parte de dicho collar elástico (12) al menos una zona de rigidización que tiene una rigidez mayor que una segunda zona de dicho collar elástico (12), donde dicho collar elástico (12) comprende un primer y un segundo elemento de brazo (46, 48), que están dispuestos uno frente a otro y que están unidos entre sí de manera flexible a través de una zona de articulación (50), teniendo dicho primer elemento de brazo (46) una parte terminal distal (58) configurada para su sujeción a una parte terminal distal (58) de dicho segundo elemento de brazo (48) a través de un mecanismo de sujeción (34), donde cada uno de dichos elementos de brazo primero y segundo (46, 48) incluye una primera y una segunda parte (52, 54) de contacto con el tejido, respectivamente, que están separadas una de otra por dicha zona de articulación (50), incluyendo dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido uno o más de dichos, al menos uno, segmentos conductivos (14) y una o más de dichas, al menos una, zonas de rigidización (70), donde dicha parte terminal distal (58) de cada uno de dichos elementos de brazo primero y segundo (46, 48) está separada de dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido por una primera y una segunda zona (60, 62) que puede doblarse, respectivamente, teniendo cada una de dichas zonas primera y segunda (60, 62) que pueden doblarse una flexibilidad mayor que la flexibilidad de cada una de dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido, y donde al menos una de dichas zonas (52, 54) que pueden doblarse incluye una sección debilitada configurada para romperse a una presión interna predeterminada de dicho collar elástico (12), al menos un segmento conductivo (14) dispuesto sobre dicho collar elástico (12) o dentro del mismo, al menos un conductor (78) en comunicación eléctrica con dicho, al menos uno, segmento conductivo (14), estando dicho, al menos uno, conductor (78) configurado para estar acoplado en cuanto al funcionamiento con un aparato configurado para suministrar estimulación eléctrica al tejido corporal interno y/o registrar una actividad eléctrica de este último.

Description

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DESCRIPCION

Manguito implantable y procedimiento para la estimulacion electrica y el control funcional

Campo tecnico

La presente descripcion se refiere en general a interfaces biomedicas implantables y, mas en particular, a un manguito implantable para tejido blando biologico que puede utilizarse como interfaz de electrodo para la estimulacion selectiva y/o la vigilancia de grupos de nervios.

Antecedentes

Segun aumenta el nivel de sofisticacion de las tecnicas biomedicas, se van realizando avances en las terapias de implantacion. Se han desarrollado terapias que implican la aplicacion precisa de estfmulos, incluyendo la medicacion estimulante electrica. La estimulacion electrica funcional del sistema nervioso puede emplearse, por ejemplo, para ayudar a restablecer o mantener cierto grado de perdida de funcion sensorial y motora en individuos con trastornos neurologicos. Ademas, existen ciertas aplicaciones especializadas, tales como el tratamiento de la apnea del sueno e interfaces naturales para protesis de amputados, donde es necesario vigilar y generar simultaneamente senales electricas y qmmicas en los nervios. Con este fin, se han desarrollado diversos dispositivos implantables destinados a suministrar una estimulacion electrica a nervios perifericos con el fin de influir en la funcion nerviosa.

Estan disponibles comercialmente varios tipos de electrodos de manguito para nervios. Los electrodos de manguito convencionales, por ejemplo, incluyen electrodos de proximidad que se cosen en su posicion. Estos electrodos requieren una cantidad relativamente grande de corriente. Los electrodos de semimanguito tienen en general forma de C, mientras que los electrodos cilmdricos pueden tener forma espiral, helicoidal, de cilindro hendido o de cilindros compartimentados. Los electrodos en forma de C o de cilindro hendido incluyen normalmente un cilindro de material dielectrico con un taladro cuyo diametro es suficiente para alojar un tronco nervioso. En la superficie interior del taladro pueden colocarse electrodos anulares simples o multiples para aplicar estfmulos electricos. Los estfmulos electricos pueden utilizarse, por ejemplo, para proporcionar una estimulacion electrica funcional con el fin de bloquear impulsos nerviosos neurales que viajen a lo largo del tronco nervioso o de causar otros efectos.

El tipo espiral de electrodo de manguito incluye generalmente una hoja auto-enrollable de material no conductivo, predispuesta a enrollarse para formar una espiral. Sobre la hoja auto-enrollable se disponen tiras o almohadillas conductivas que se extienden perifericamente alrededor de la superficie interior del manguito. Los segmentos conductivos pueden ser conductores de la electricidad para aplicar impulsos electricos, o conductores de fluidos a introducir por infusion o para extraer medicaciones. Para su uso, un primer borde de una hoja auto-enrollable puede disponerse adyacente a un tronco nervioso alrededor del cual este colocado el manguito. Se deja que la hoja auto-enrollable se enrolle alrededor del nervio, formando un manguito anular. Los electrodos helicoidales se enrollan alrededor del nervio como un muelle, permitiendo al nervio doblarse e intercambiar fluidos con el tejido circundante.

Otro planteamiento para la estimulacion electrica del sistema nervioso implica pequenos electrodos de alambre que penetran en la membrana del perineurio interno y se hacen avanzar al interior de un fasdculo del nervio dentro del endoneurio fascicular. Este procedimiento es altamente invasivo.

Un aspecto de la presente descripcion incluye un manguito implantable como se define en la reivindicacion 1.

El documento US 2003/040785 describe un conjunto de electrodo para la instalacion en un nervio de un paciente, que comprende un soporte circumneural delgado, flexible y electricamente aislante, con una configuracion circunferencial hendida, unido longitudinalmente a un hilo conductor en su extremo distal.

El documento US 2008/172116 describe un dispositivo y un sistema para el registro y/o la estimulacion y/o el bloqueo de un nervio utilizando un electrodo de manguito para nervios moldeado, en el que uno o mas electrodos estan colocados en uno o mas armazones dentro de una carcasa, estando la superficie exterior de la carcasa envuelta en un material aislante y estando la carcasa envuelta colocada dentro de un tubo protector.

El documento US 5.634.462 describe una hoja corrugada de material biocompatible no conductivo en la que se influye para que se contraiga circunferencialmente alrededor de un nervio u otro tejido corporal, estando unos elementos conductivos dispuestos sobre unas partes que sobresalen hacia dentro de la hoja corrugada conformada como un cilindro alrededor del nervio.

El documento US 5.938.596 describe un hilo conductor electrico medico para establecer una conexion electrica con un tejido del cuerpo, teniendo el hilo conductor un cuerpo de hilo conductor y un manguito semicilmdrico que esta provisto de uno o mas electrodos y una aleta larga envuelta alrededor del manguito y una aleta corta envuelta alrededor de la aleta larga. El manguito semicilmdrico es relativamente ngido en comparacion con la aleta corta, que tiene aproximadamente la misma rigidez que la aleta larga; la rigidez de cada aleta se puede modificar.

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El documento US 6.308.105 describe un sistema para proporcionar estimulacion electrica al nervio trigemino a traves de un hilo conductor, incluyendo el hilo conductor un cuerpo de hilo conductor, un acoplamiento para conectar un hilo conductor a un estimulador medico y un conjunto de electrodo distal, incluyendo el conjunto de electrodo un par de manguitos semicirculares curvos dispuestos uno frente al otro de manera que conforman un lumen a su traves.

La invencion esta definida en la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes estan definidos otros aspectos y formas de realizacion preferidas. Los aspectos, formas de realizacion y ejemplos de la presente descripcion que no caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas no forman parte de la invencion y se facilitan solamente con fines ilustrativos. Ademas, los procedimientos presentados en la presente descripcion se facilitan solo con fines ilustrativos y no forman parte de la presente invencion.

Breve descripcion de las figuras

Las anteriores caractensticas y otras caractensticas de la presente descripcion se haran evidentes para el tecnico en la materia a la que se refiere al leer la descripcion siguiente con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

Fig. 1A: vista en perspectiva que muestra una configuracion abierta de un manguito implantable

construido segun un aspecto de la presente descripcion;

Fig. 1B: vista en perspectiva que muestra el manguito implantable de la Fig. 1A en una configuracion

cerrada;

Fig. 2: vista en seccion transversal de un haz de nervios compuesto de nervios encerrados dentro de

multiples fasdculos que se mantienen unidos mediante un tejido estructural;

Fig. 3A: vista lateral del manguito implantable de la Fig. 1A;

Fig. 3B: vista lateral del manguito implantable de la Fig. 1B;

Fig. 4A: vista superior que muestra una superficie interior del manguito implantable de las Fig. 1A-B;

Fig. 4B: vista superior que muestra una superficie exterior del manguito implantable de las Fig. 1A-B;

Fig. 4C: vista superior que muestra el manguito implantable de las Fig. 4A-B en la configuracion cerrada;

Fig. 5A: vista en perspectiva que muestra una parte del manguito implantable de las Fig. 1A-B;

Fig. 5B: vista en perspectiva que muestra una configuracion alternativa del manguito implantable de la

Fig. 5A;

Fig. 6: diagrama de flujo de proceso que ilustra un procedimiento para formar un manguito implantable

segun otro aspecto de la presente descripcion;

Fig. 7: ilustracion esquematica que muestra la disposicion de piezas A-E utilizadas para formar el

manguito implantable segun un paso del procedimiento (Fig. 6);

Fig. 8: ilustracion esquematica que muestra las piezas A-E de la Fig. 7 dispuestas con una pluralidad

de contactos de electrodo;

Fig. 9: ilustracion esquematica que muestra un manguito implantable formado segun el procedimiento

de la Fig. 6;

Fig. 10: diagrama de flujo de proceso que ilustra un procedimiento para la estimulacion electrica funcional

y/o para la vigilancia de un tejido corporal interno segun otro aspecto de la presente descripcion; Fig. 11: vista en seccion transversal que muestra el manguito implantable de las fig. 1A-B colocado

alrededor de un haz de nervios en una configuracion abierta;

Fig. 12: vista en seccion transversal que muestra el manguito implantable de la Fig. 11 en una

configuracion cerrada;

Fig. 13: vista en seccion transversal que muestra una configuracion alternativa del manguito implantable

de las Fig. 1A-B colocado alrededor de un haz de nervios en una configuracion abierta;

Fig. 14: vista en seccion transversal que muestra el manguito implantable de la Fig. 13 en una

configuracion cerrada;

Fig. 15: serie de curvas de reclutamiento captadas de un manguito de 16 canales implantado en el nervio

mediano derecho, 3 meses despues del implante. Los contactos 1, 11 y 15 activan selectivamente el flexor comun superficial de los dedos de la mano, el flexor comun profundo de los dedos de la mano y el musculo palmar mayor, respectivamente;

Fig. 16: grafico que muestra funciones selectivas producidas a traves de una estimulacion de canal unico

de manguitos implantados de manera cronica en el brazo derecho de primates no humanos; y Fig. 17: grafico que muestra cargas umbral a traves de todos los manguitos de alta densidad en los

respectivos nervios del brazo derecho, hasta 2 meses despues del implante.

Descripcion detallada

A no ser que se defina algo distinto, todos los terminos tecnicos utilizados en la presente memoria tienen el mismo significado que el entendido comunmente por los especialistas en la materia con la que esta relacionada la presente descripcion.

En el contexto de la presente descripcion, las formas en singular “un”, “una”, “el” y “la” pueden incluir tambien las formas en plural, a no ser que el contexto indique claramente algo distinto. Se entiende ademas que los

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terminos “comprende” y/o “que comprende” utilizados en la presente memoria pueden especificar la presencia de caractensticas, pasos, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o adicion de una o varias otras caractensticas, pasos, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de estos.

Tal como se emplea en la presente memoria, el termino “y/o” puede incluir todas y cada una de las combinaciones de uno o mas de los items enumerados asociados.

Tal como se emplean en la presente memoria, las expresiones tales como “entre X e Y” y “entre aproximadamente X e Y” pueden interpretarse como que incluyen X e Y.

Tal como se emplean en la presente memoria, las expresiones tales como “entre aproximadamente X e Y” pueden significar “entre aproximadamente X y aproximadamente Y”.

Tal como se emplean en la presente memoria, las expresiones tales como “de aproximadamente X a Y” pueden significar “de aproximadamente X a aproximadamente Y”.

Se entiende que si se dice que un elemento esta “sobre”, “unido” a, “conectado” a, “acoplado” con, “en contacto” con, etc., otro elemento, puede estar directamente sobre, unido a, conectado a, acoplado con o en contacto con el otro elemento, o pueden estar presentes tambien elementos intermedios. En cambio, si se dice que un elemento esta, por ejemplo, “directamente sobre”, “directamente unido” a, “directamente conectado” a, “directamente acoplado” con o “directamente en contacto” con otro elemento, no esta presente ningun elemento intermedio. El tecnico en la materia entendera tambien que las referencias a una estructura o caractenstica que esta dispuesta “adyacente” a otra caractenstica pueden tener partes solapadas o subyacentes a la caractenstica adyacente.

Los terminos espacialmente relativos, tales como “bajo”, “debajo”, “inferior”, “encima”, “superior” y similares pueden utilizarse en la presente memoria, con el fin de facilitar la descripcion, para describir una relacion de un elemento o de una caractenstica con otro u otros elementos u otra u otras caractensticas, como se ilustra en las figuras. Se entiende que los terminos espacialmente relativos pueden abarcar diferentes orientaciones del aparato en uso o en funcionamiento, ademas de la orientacion representada en las figuras. Por ejemplo, si el aparato de las figuras esta invertido, los elementos descritos como “bajo” o “debajo de” otros elementos o caractensticas estanan entonces orientados “encima” de los otros elementos o caractensticas.

Se entiende que, aunque en la presente memoria pueden emplearse los terminos “primero”, “segundo”, etc. para describir diversos elementos, estos elementos no debenan verse limitados por estos terminos. Estos terminos se emplean solamente para distinguir un elemento de otro. Asf pues, un “primer” elemento del que se hable mas abajo podna denominarse tambien “segundo” elemento sin apartarse de las ensenanzas de la presente descripcion. La secuencia de operaciones (o pasos) no esta limitada al orden mostrado en las reivindicaciones o figuras, a no ser que se indique espedficamente algo distinto.

Tal como se emplea en la presente memoria, el termino “sujeto” puede referirse a cualquier organismo de sangre caliente incluyendo, pero sin limitarse a, seres humanos, cerdos, ratas, ratones, perros, cabras, ovejas, caballos, monos, simios, conejos, ganado, etc.

Tal como se emplean en la presente memoria, los terminos “modular” o “de modulacion” pueden referirse a causar un cambio en la qmmica, el metabolismo y/o la actividad neuronal. El cambio puede referirse a un aumento, a una disminucion o incluso a un cambio en un patron de actividad neuronal. Los terminos pueden referirse a una estimulacion o excitadora o inhibidora, o a una combinacion de las mismas, y esta puede ser al menos electrica, magnetica, optica o qmmica, o una combinacion de dos o mas de estas. Los terminos “modular” o “de modulacion” pueden emplearse tambien para referirse a un enmascaramiento, una modificacion, una neutralizacion o una restauracion de la actividad neuronal.

Tal como se emplea en la presente memoria, el concepto “comunicacion electrica” puede referirse a la capacidad de un campo electrico generado para ser transferido a, o producir un efecto en, uno o mas componentes de la presente descripcion. En algunos casos, el campo electrico generado puede transferirse directamente a un componente (por ejemplo a traves de un alambre o hilo conductor). En otros casos, el campo electrico generado puede transferirse de manera inalambrica a un componente. En un ejemplo, el concepto “comunicacion electrica” puede referirse a la capacidad de un campo electrico de ser transferido a, o producir un efecto neuromodulador, dentro de y/o sobre al menos un nervio, una neurona y/o tejido nervioso de un sujeto.

Tal como se emplean aqm, los terminos “ngido” o “rigidez” pueden referirse a la resistencia de un cuerpo elastico a la deformacion por una fuerza aplicada. La rigidez, k, de un cuerpo es una medida de la resistencia ofrecida por un cuerpo elastico a la deformacion. Para un cuerpo elastico con un grado de libertad, por ejemplo, la rigidez puede definirse como:

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donde F es la fuerza aplicada al cuerpo; y 5 es el desplazamiento producido por la fuerza a lo largo del mismo grado de libertad.

A este respecto, la rigidez no es lo mismo que el modulo de flexion o de elasticidad. Por ejemplo, la rigidez se refiere a una propiedad del cuerpo solido, mientras que el modulo de flexion o de elasticidad se refiere a una propiedad de un material del cuerpo solido. Asf pues, puede buscarse un modulo de elasticidad grande cuando no se desee una desviacion, mientras que puede requerirse un modulo de elasticidad pequeno cuando se necesite flexibilidad (vease por ejemplo Handbook of Biomaterials evaluation, Scientific, Technical, and Clinical Testing of Implant Materials, 2a edicion, editado por Andreas F. von Recum, (1999); y Ratner et al., Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine, Academic Press (1996)).

Tal como se emplean en la presente memoria, los terminos “flexible” o “flexibilidad” pueden referirse a la capacidad de un material o cuerpo para deformarse elasticamente y volver a su forma original cuando se retira una carga aplicada.

Tal como se emplea en la presente memoria, el termino “elastico” puede referirse al comportamiento de un material u objeto en el que, cuando se somete a un esfuerzo de deformacion aplicado, al menos una parte del material u objeto se extiende en la direccion del esfuerzo de deformacion y, cuando se libera el esfuerzo de deformacion aplicado, el material u objeto vuelve (en cierto grado) a su estado previo al esfuerzo de deformacion.

Tal como se emplea en la presente memoria, el termino “interfaz” puede referirse a un punto de transferencia de informacion o energfa, tal como qmmica, electrica, fuerza, etc.

La presente descripcion se refiere en general a interfaces biomedicas implantables y mas en particular a un manguito implantable para tejido blando biologico que puede utilizarse como interfaz de electrodo para la estimulacion selectiva y/o la vigilancia de grupos de nervios. Como representativo de un aspecto de la presente descripcion, las Fig. 1A-B ilustran un manguito implantable 10 para la estimulacion electrica funcional y/o la vigilancia de un tejido corporal interno. El manguito implantable 10 presenta diversas ventajas con respecto a los manguitos de electrodo convencionales, que incluyen, pero sin limitarse a, el hecho de que: (1) el diseno del manguito implantable permite al manguito enrollarse facilmente formando una seccion transversal alargada alrededor de un tejido corporal diana, minimizando al mismo tiempo el volumen del manguito implantable y disminuyendo el riesgo de lesiones relacionadas con una compresion del nervio; (2) el diseno y el proceso de fabricacion del manguito implantable ofrecen un alto grado de compatibilidad con tecnicas de microfabricacion, que permiten una densidad de contactos de electrodo mucho mayor; (3) ciertas zonas del manguito implantable estan configuradas para ser altamente flexibles, mientras que otras estan configuradas para ser mas inflexibles (o mas ngidas), lo que permite asf una amplia serie de diferentes configuraciones de manguito cambiando el tamano, la forma y los materiales que comprenden estas zonas; y (4) modificando la rigidez en multiples zonas del manguito implantable, el manguito puede configurarse o adaptarse de forma selectiva para proporcionar diferentes perfiles de presion a un tejido diana o dentro del mismo.

El cuerpo aplica naturalmente pequenas fuerzas a tejidos corporales internos, que tienen como resultado un aplanamiento u otros cambios de forma en los tejidos. La presente descripcion hace que el tejido corporal interno imite su reaccion natural a fuerzas aplicadas dentro del cuerpo. Mas en particular, y como se explica mas abajo con mayor detalle, la presente descripcion esta destinada a aplicar a lo largo del tiempo una pequena fuerza no circunferencial cuando esta implantada alrededor de un tejido corporal interno, lo que tiene como resultado una presion no danina dentro del tejido, que afecta a la forma del tejido, pero no ocluye ni obstruye el flujo de sangre dentro del mismo. En otras palabras, el manguito implantable 10 de la presente descripcion puede implantarse sin danos al tejido corporal interno y permitir al mismo tiempo que el tejido se hinche y se mueva.

El manguito implantable 10 comprende un collar elastico 12, al menos un segmento conductivo 14, dispuesto sobre el collar elastico o dentro del mismo y al menos un conductor 16 en comunicacion electrica con el o los segmentos conductivos. En algunos casos, el manguito implantable 10 esta configurado de manera similar al manguito dado a conocer en la patente US n° 6.456.866 de Tyler et al. (en lo que sigue “la patente '866”). Como se describe mas abajo con mayor detalle, la configuracion del manguito implantable 10 puede adaptarse a una aplicacion deseada concreta. En algunos casos, por ejemplo, el manguito implantable 10 puede estar configurado espedficamente para estimular un tejido corporal interno diana. En otros casos, el manguito implantable 10 puede estar configurado espedficamente para registrar o vigilar un parametro fisiologico del tejido corporal interno diana. En otros casos, el manguito implantable 10 puede estar configurado espedficamente para tanto estimular como registrar (o vigilar) un tejido corporal interno diana. Se entiende que el manguito implantable 10 puede incluir un circuito o sistema de control parcial o completo (por ejemplo en bucle cerrado) para coordinar las funciones de estimulacion y deteccion/registro. En cualquiera de las configuraciones anteriormente mencionadas, el manguito implantable 10 puede incluir una alta densidad de segmentos conductivos 14 (por ejemplo electrodos 74) capaces de estimular y/o registrar (o vigilar) el tejido corporal interno diana.

Mas abajo se hara referencia a implantar el manguito 10 alrededor de un haz 18 de nervios, tal como el mostrado en la Fig. 2. En general, un haz 18 de nervios esta rodeado por una membrana suelta denominada

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membrana epineurio 20. El haz 18 de nervios esta organizado generalmente en varios grupos de axones denominados fasdculos 22. Cada fasdculo 22 esta rodeado por una membrana denominada membrana perineurio 24. Dentro de cada fasdculo 22 se halla el endoneurio 23, que contiene los axones (no mostrados en detalle). Se entiende no obstante que el manguito 10 (Fig. 1A-B) puede implantarse alrededor de tejidos corporales internos que no sean los haces 18 de nervios, tales como fibras musculares (no mostradas).

En otro aspecto, el collar elastico 12 tiene una forma similar a una tira y puede moverse de una configuracion abierta (Fig. 1A) a una configuracion cerrada (Fig. 1B). En la configuracion cerrada, el collar elastico 12 define una abertura interna que esta conformada y dimensionada para recibir un tejido corporal interno, tal como un haz 18 de nervios. Tambien en la configuracion cerrada, el collar elastico 12 esta conformado, dimensionado y configurado para rodear un haz 18 de nervios, por ejemplo, y aplicar a lo largo del tiempo suavemente y de forma no invasiva una fuerza exterior definida, para redefinir la geometna del haz de nervios, por ejemplo aplanandolo. Se entiende que el cambio de forma puede ser en cualquier direccion (por ejemplo radial o axial) a lo largo del haz 18 de nervios, lo que puede ser beneficioso para mejorar la funcion del manguito implantable 10.

El collar elastico 12 incluye unas superficies exteriores e interiores 26 y 28 opuestas que definen un espesor T. En algunos casos, el collar elastico 12 puede tener un espesor T de aproximadamente 0,05 mm a aproximadamente 1,5 mm. En otros casos, el collar elastico 12 puede tener un espesor T de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 mm. En un ejemplo, el collar elastico 12 puede tener un espesor T de aproximadamente 0,3 mm. En la configuracion abierta, el collar elastico 12 incluye tambien un primer y un segundo extremo libre 30 y 32, que pueden ponerse en contacto uno con otro para mover el collar elastico a la configuracion cerrada. Como se describe mas abajo con mayor detalle, los extremos libres primero y segundo 30 y 32 pueden unirse a traves de un mecanismo de sujecion 34 (Fig. 12), tal como una presilla o una sutura, para envolver de forma segura el collar elastico 12 alrededor de un tejido corporal interno.

El collar elastico 12 incluye una anchura W y una longitud L, cada una de las cuales puede modificarse dependiendo del tejido corporal interno concreto al que vaya destinado el implante. Como se muestra en la Fig. 1A, la longitud L del collar elastico 12 es menor que la anchura W. Se entiende que, en algunos casos, la longitud L puede ser igual que la anchura W. En otros casos, la longitud L puede ser mayor que la anchura W. El espesor T, la anchura W, la longitud L y el perfil en seccion transversal del collar elastico 12 determinaran la magnitud de la fuerza que se aplicara al tejido corporal interno al implantar el manguito 10. Y, como se tratara mas abajo con mayor detalle, la presencia y el o los patrones de la o las zonas de rigidizacion 70 determinaran la magnitud de la fuerza que se aplicara al tejido corporal interno.

En otro aspecto, el collar elastico 12 tiene una configuracion multicapa. Como se muestra en las Fig. 3A-B, el collar elastico 12 incluye una hoja de soporte 36, una primera hoja no conductiva 38 y una segunda hoja no conductiva 38. La hoja de soporte 36 incluye una primera y una segunda superficie principal 42 y 44 opuestas. La hoja de soporte 36 puede tener una configuracion flexible o semiflexible y puede formarse, por ejemplo, a partir de un material polimerico biocompatible (por ejemplo un plastico transparente). Cada una de las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40 puede formarse a partir de uno o mas materiales polimericos biocompatibles, como silicona. Cada una de las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40 puede tener un espesor de aproximadamente 0,00254 a aproximadamente 0,02286 cm (de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 0,009 pulgadas), y por ejemplo de aproximadamente 0,0127 cm (aproximadamente 0,005 pulgadas). La primera hoja no conductiva 38 puede intercalarse entre la segunda superficie principal 44 de la hoja de soporte 36 y la segunda hoja no conductiva 40. Como se describe mas abajo con mayor detalle, cada una de las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40 incluye una serie de partes no contiguas que definen unas zonas altamente flexibles, que permiten al collar elastico 12 doblarse facilmente y enrollarse alrededor de un tejido corporal interno.

La configuracion multicapa del collar elastico 12 reduce ventajosamente el volumen del manguito implantable 10. El manguito dado a conocer en la patente '866, por ejemplo, se fabrica empleando tecnicas de moldeo por inyeccion. Tales tecnicas ofrecen una capacidad limitada de minimizar el espesor del manguito y sus componentes. Por ejemplo, las tecnicas de moldeo por inyeccion limitan el espesor del manguito dado a conocer en la patente '866 a no menos de 1,5 mm. Adicionalmente, las tecnicas de moldeo por inyeccion necesarias para fabricar el mecanismo de articulacion y corchete del manguito aumentan enormemente el volumen del manguito. Como resultado de este volumen, cuando se implanta el manguito de la patente '866 existe una mayor probabilidad de que el tejido que rodea el manguito presione las paredes exteriores del manguito y cause una presion excesiva no deseada en el tejido (por ejemplo el nervio). En comparacion con el manguito de la patente '866, el espesor T considerablemente reducido del manguito implantable 10 reduce el volumen del collar elastico 12 y disminuye asf la probabilidad de consecuencias adversas relacionadas con la presion sobre el nervio.

El collar elastico 10 (Fig. 4A-C) comprende un primer y un segundo elemento de brazo 46 y 48 dispuestos uno frente a otro y unidos entre sf de manera flexible a traves de una zona de articulacion 50. Cada uno de los elementos de brazo primero y segundo 46 y 48 incluye tambien una primera y una segunda parte 52 y 54 de contacto con el tejido, respectivamente, que estan separadas una de otra por la zona de articulacion 50. La zona de articulacion 50 esta definida por una parte de la segunda superficie 44 de la hoja de soporte 36 y un

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primer borde 56 de cada una de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido. En algunos casos, la zona de articulacion 50 tiene una longitud Lh que es igual que, o aproximadamente igual que, la longitud L del collar elastico 12. En otros casos, la zona de articulacion 50 tiene una anchura Wh que puede modificarse dependiendo, por ejemplo, de las dimensiones del tejido corporal interno. Dado que la zona de articulacion 50 es esencialmente una estructura monocapa (es decir que incluye una parte de la hoja de soporte 36), la zona de articulacion es altamente flexible en comparacion con las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido, lo que permite al collar elastico 12 doblarse facilmente y enrollarse alrededor de un tejido corporal interno (por ejemplo un haz 18 de nervios).

Una parte terminal distal 58 de cada uno de los elementos de brazo primero y segundo 46 y 48 esta separada de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido por una primera y una segunda zona 60 y 62, respectivamente, que pueden doblarse. Las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse son altamente flexibles (en comparacion con cada una de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido y las partes terminales distales 58). Las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse estan configuradas para doblarse facilmente y permitir que los extremos libres primero y segundo 30 y 32 del collar elastico 12 entren en contacto uno con otro. Cada una de las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse esta definida por una parte de la segunda superficie principal 44 de la hoja de soporte 36, asf como por un segundo borde 64 de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido (respectivamente). En algunos casos, las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse tienen una configuracion similar o identica a la de la zona de articulacion 50. Por ejemplo, cada una de las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse puede tener una longitud Lb que sea igual que, o aproximadamente igual que, la longitud L del collar elastico 12. En otros casos, cada una de las zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse puede tener una anchura Wb que sea menor que, igual que o mayor que la anchura Wh de la zona de articulacion 50.

En la Fig. 5B se muestra una configuracion alternativa de una zona 60 y 62 que puede doblarse, que incluye un mecanismo a prueba de fallos. Cuando se implantan cuerpos extranos en humanos, el cuerpo responde frecuentemente con inflamacion, hinchazon e infiltracion por tejido de granulacion adicional. Estos efectos pueden hacer que la cantidad de tejido abarcada por un manguito para nervios (u otro dispositivo similar) aumente. En algunos casos, tal hinchazon y acumulacion aumentada de tejido de granulacion puede producir danos duraderos en el nervio. Un aspecto de la presente descripcion incluye ventajosamente un mecanismo a prueba de fallos para asegurar que el manguito implantable 10 pueda liberarse de alrededor de un tejido corporal interno (por ejemplo un haz 18 de nervios) para aliviar el aumento de presion potencialmente danino causado por la inflamacion. Con este fin, una o las dos zonas primera y segunda 60 y 62 que pueden doblarse pueden incluir una seccion debilitada 66 configurada para romperse a una presion predeterminada del collar elastico 12. En algunos casos, la seccion debilitada 66 puede incluir al menos una lmea perforada (por ejemplo producida mediante un corte por laser fino) que se extienda a lo largo de toda la longitud Lb de una o de las dos zonas 60 y 62 que pueden doblarse. En caso de que se produzca una inflamacion en el lugar de implante, la lmea perforada (o las lmeas perforadas) puede(n) romperse a una presion interna predeterminada del collar elastico 12 y liberar asf el manguito implantable 10 de alrededor del tejido corporal interno para evitar un dano duradero en el tejido.

En referencia de nuevo a las Fig. 4A-C, cada parte terminal distal 58 de los elementos de brazo primero y segundo 46 y 48 tiene una configuracion multicapa. En algunos casos, cada parte terminal distal 58 consiste en una parte de la primera hoja no conductiva 38, que esta intercalada entre una parte de la hoja de soporte 36 y una parte de la segunda hoja no conductiva 40. Cada parte terminal distal 58 incluye una longitud Ld que puede ser igual que, o aproximadamente igual que, la longitud L del collar elastico 12. Adicionalmente, cada parte terminal distal 58 incluye una anchura Wd que puede ser menor que, igual que o mayor que la anchura Wb de las zonas 60 y 62 que pueden doblarse. Cada parte terminal distal 58 tiene una rigidez que es mayor que la rigidez de la zona 60 y 62 que puede doblarse adyacente.

Cada una de las partes terminales distales 58 incluye tambien al menos una abertura o canal 68 que se extiende entre las superficies interior y exterior 28 y 26 del collar elastico 12. En algunos casos, la abertura o canal 68 esta configurada(o) para recibir un mecanismo de sujecion 34, tal como una presilla, una sutura, un corchete, una junta torica o similar. Como se describe mas abajo con mayor detalle, puede pasarse una sutura a traves de una abertura o canal 68 de cada una de las partes terminales distales 58 para sujetar el manguito implantable 10 alrededor de un tejido corporal interno. La o las aberturas o canales 68 pueden tener un perfil de seccion transversal circular, ovoide o cualquier otro perfil de seccion transversal suficiente para recibir un mecanismo de sujecion 34. Aunque cada parte terminal distal 58 se ilustra como si tuviera dos aberturas o canales 68, se entiende que pueden incluirse como parte de cada parte terminal distal cualquier numero de aberturas y configuraciones superpuestas.

En otro aspecto, el manguito implantable 10 puede incluir una o mas zonas de rigidizacion 70 que tengan una rigidez mayor que una segunda zona (o zonas) del collar elastico 12. La presencia de una o mas zonas de rigidizacion 70 significa que el manguito implantable 10 puede adaptarse facilmente para que tenga una rigidez modelable; es decir que ciertas zonas del collar elastico 12 pueden estar configuradas para que sean altamente flexibles, mientras que otras zonas del collar elastico estan configuradas para ser menos flexibles. Las zonas flexibles permiten al collar elastico 12 doblarse facilmente y enrollarse alrededor de un tejido corporal interno,

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mientras que las zonas de rigidizacion 70 permiten al collar elastico mantener una forma ovoide en seccion transversal. Cambiando el tamano, la forma y la composicion del material de la o las zonas de rigidizacion 70 son posibles una amplia gama de configuraciones de manguito implantable con diferentes distribuciones espaciales de la rigidez. Como se describe mas abajo con mayor detalle, las zonas de rigidizacion 70 pueden disponerse en diversas configuraciones (por ejemplo en serpentina, a cuadros, a modo de rejilla, etc.), dependiendo de la aplicacion prevista para el manguito implantable 10.

Uno o los dos elementos de brazo primero y segundo 46 y 48 incluye(n) una zona de rigidizacion 70. En algunos casos, una zona de rigidizacion 70 puede consistir en uno o mas elementos de rigidizacion 72. En otros casos, un elemento de rigidizacion 72 puede consistir en un material que tenga un modulo de elasticidad mayor que el modulo de elasticidad de un material adyacente que comprenda el collar elastico 12. En un ejemplo, un elemento de rigidizacion 72 puede estar formado a partir de un material polimerico biocompatible, tal como una polietercetona (PEEK) u otro material que tenga un modulo de flexion grande. Cada elemento de rigidizacion 72 puede estar dispuesto sobre el collar elastico 12 o dentro del mismo. En un ejemplo, un elemento de rigidizacion 72 puede estar dispuesto entre las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40 del collar elastico 12.

Las dimensiones de cada elemento de rigidizacion 72 pueden modificarse segun sea necesario. En algunos casos, un elemento de rigidizacion 72 puede tener una longitud Ls que sea igual o menor que la longitud L del collar elastico 12. En otros casos, un elemento de rigidizacion 72 puede tener una anchura Ws que sea igual o menor que la anchura W del collar elastico 12. En un ejemplo, cada una de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido puede incluir un elemento de rigidizacion 72 que tenga una longitud Ls que sea aproximadamente un tercio de la longitud total L del collar elastico 12. En esta configuracion, las zonas adyacentes R de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido (que no incluyen un elemento de rigidizacion 72) tienen una rigidez menor que las zonas de rigidizacion 70, pero mayor que la rigidez de la zona de articulacion 50 y de las zonas 60 y 62 que pueden doblarse. La mayor rigidez de las zonas adyacentes R (en comparacion con la rigidez de la zona de articulacion 50 y de las zonas 60 y 62 que pueden doblarse) puede atribuirse, al menos en parte, a su configuracion de capas multiples, es decir que comprenden partes respectivas de las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40.

La capacidad para adaptar el manguito implantable 10 con diferentes distribuciones espaciales de la rigidez puede dar como resultado un gradiente de presion transversal decreciente hacia las superficies opuestas de un tejido corporal interno. Cuando el manguito implantable 10 se implanta alrededor de un haz 18 de nervios, por ejemplo, las areas del haz de nervios que no estan abarcadas por el manguito no experimentan ninguna presion transversal, las areas del haz de nervios situadas debajo de las zonas adyacentes R experimentan un primer grado de presion y las areas del haz de nervios situadas debajo de las zonas de rigidizacion 70 experimentan un segundo grado de presion, que es mayor que el primer grado de presion. El gradiente de presion transversal decreciente creado por el manguito implantable 10 contrasta con el manguito dado a conocer en la patente '866, que no incluye zonas de rigidez variable y, por tanto, transmite una presion uniforme a lo largo de las superficies opuestas del tejido corporal interno cuando esta implantado. Adicionalmente, la capacidad de adaptar el manguito implantable 10 con diferentes distribuciones espaciales de la rigidez puede dar como resultado un manguito implantable con un perfil de presion predeterminado. A la hora de adaptar el manguito implantable 10 con una distribucion espacial concreta de la rigidez pueden tenerse en cuenta importantes consideraciones fisiologicas y anatomicas, tales como el correcto mantenimiento del flujo sangumeo.

El manguito implantable 10 incluye al menos un segmento conductivo 14 dispuesto sobre el collar elastico 12 o dentro del mismo. En algunos casos, un segmento conductivo 14 puede comprender un electrodo 74 configurado para suministrar energfa electrica a un tejido corporal interno y/o vigilar (es decir registrar) un parametro (por ejemplo la actividad electrica) del tejido corporal interno. Los electrodos 74 pueden estar hechos de cualquier material capaz de conducir la energfa electrica, tales como platino (por ejemplo una lamina de platino), oro (por ejemplo una lamina de oro), platino-iridio, polfmeros electricamente conductores o similares. Cuando se utilicen tecnicas de microfabricacion para formar el manguito implantable 10, el o los segmentos conductivos 14 pueden comprender contactos de electrodo microfabricados.

El manguito implantable 10 puede incluir cualquier numero deseado de electrodos 74. Como se muestra en las Fig. 4A-B, cada una de las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido puede incluir cuatro electrodos 74. El numero y la posicion de los electrodos 74 puede modificarse segun sea necesario para optimizar los parametros de estimulacion y/o vigilancia para un suministro eficaz de terapia y/o fines de diagnostico. El numero de electrodos 74, por ejemplo, puede determinarse por el tamano de los electrodos, el tamano del collar elastico 12 y la densidad de electrodos deseada. La posicion de los electrodos 74 puede modificarse dependiendo del tipo de estimulacion empleada, la anatoirna del tejido corporal interno diana y el campo energetico deseado. En algunos casos, los electrodos 74 pueden disponerse entre las hojas no conductivas primera y segunda 38 y 40 que comprenden las partes primera y segunda 52 y 54 de contacto con el tejido. Con el fin de facilitar el suministro de energfa electrica y/o la vigilancia, puede disponerse una ventana o abertura 76 adyacente a cada uno de los segmentos conductivos 14 (por ejemplo electrodos 74), para exponer la totalidad de los segmentos conductivos o solo parte de los mismos. En un ejemplo, la ventana o

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abertura 76 puede tener un perfil de seccion transversal circular y extenderse a traves de la segunda hoja no conductiva 40.

El manguito implantable 10 incluye al menos un conductor 78 que esta en comunicacion electrica con uno o mas de los segmentos conductivos 14. El o los conductores 78 estan configurados para acoplarse en cuanto al funcionamiento con un aparato (no mostrado) capaz de suministrar estimulacion electrica a un tejido corporal interno y/o vigilar la actividad electrica de este ultimo.

Los conductores 78 pueden formarse a partir de cualquier material capaz de conducir la energfa electrica. En un ejemplo, un conductor 78 puede incluir un alambre metalico delgado. Como se muestra en la Fig. 4B, cada uno de los electrodos 74 se halla en comunicacion electrica directa con un conductor 78 separado, que se extiende longitudinalmente desde cada electrodo hasta un area de salida comun dentro de un hilo conductor (no mostrado). Allf, el hilo conductor puede extenderse alejandose de un tejido corporal interno rodeado, para su posterior union al o a los dispositivos de vigilancia o de senal electrica asociados operativamente.

Se entiende que la configuracion del o de los electrodos 74 puede modificarse dependiendo de las dimensiones del o de los elementos de rigidizacion 72. Por ejemplo, pueden modelarse en el o los elementos de rigidizacion 72 contactos (y conductores) de electrodo microfabricados. En este caso puede formarse en la segunda hoja no conductiva 40 una sola ventana o abertura 76 adyacente a cada uno de los elementos de rigidizacion 72 modelados, para exponer los contactos de electrodo. Si el o los elementos de rigidizacion 72 son diffciles de adherir a la primera hoja no conductiva 38 y/o a la segunda hoja no conductiva 40, pueden cortarse a traves del o de los elementos de rigidizacion 72 unos pequenos agujeros (no mostrados), a traves de los cuales puede sujetarse la primera hoja no conductiva a la segunda hoja no conductiva. Tales “islas” de las hojas no conductivas 38 y 40 pueden entonces servir de “clavijas” para sujetar el o los elementos de rigidizacion 72 en su posicion.

Como se senala mas arriba, un aspecto de la presente descripcion puede incluir un manguito implantable 10 configurado para registrar (o vigilar) un parametro fisiologico (o parametros fisiologicos) de un tejido corporal interno diana. En un ejemplo, el manguito implantable 10 puede estar configurado para registrar una fuente de senales procedente de un haz 18 de nervios. Para ello, el manguito implantable 10 puede incluir uno o mas electrodos 74 de registro. Adicional u opcionalmente, el manguito implantable 10 puede incluir uno o mas electrodos de referencia. El manguito implantable 10 puede estar configurado con uno o varios electrodos de referencia 74 para reducir el ruido o aumentar una senal registrada por uno o varios electrodos de registro.

Un electrodo de registro 74 puede incluir cualquier electrodo capaz de captar o detectar energfa o una senal producida por un haz 18 de nervios (o sus constituyentes) o asociada al mismo. Un electrodo de registro 74 puede consistir en cualquier material, o una combinacion de materiales, capaz, o capaces, de generar un cambio en una o mas caractensticas mensurables en respuesta a la energfa o senal producida por un haz 18 de nervios o asociada al mismo. Ejemplos de caractensticas mensurables pueden incluir, sin limitarse a, cambios en el potencial electrico, la corriente electrica, la reflectancia optica, la impedancia, la composicion qmmica, o similares. Como alternativa, el o los electrodos de registro 74 pueden estar configurados de manera que el manguito implantable 10 pueda medir un cambio en una senal impuesta resultante de un cambio en el entorno que se esta midiendo. Por ejemplo, un electrodo de registro 74 puede medir los cambios en la corriente inducidos durante una tension impuesta, de manera que pueden producirse interferencias en cuanto a la composicion qmmica e ionica de los constituyentes que rodean el punto de registro.

El o los electrodos de registro (74) pueden configurarse de diversas maneras para mejorar la calidad de registro. En un ejemplo, el manguito implantable 10 puede estar configurado de manera que uno o mas electrodos de registro 74 se extiendan a lo largo de una longitud de un haz 18 de nervios que sea mayor que la longitud de un electrodo de estimulacion. En otro ejemplo, el manguito implantable 10 puede estar configurado de manera que uno o mas electrodos de registro 74 esten espaciados en una lmea a lo largo de la anchura del haz 18 de nervios. En otro ejemplo mas, el manguito implantable 10 puede estar configurado de manera que uno o mas electrodos de registro 74 esten espaciados a lo largo de la longitud del haz de nervios (por ejemplo para medir la velocidad de conduccion) o, como alternativa, el o los electrodos de registro pueden tener una distribucion totalmente diferente adaptada al lugar espedfico y al comportamiento de la o las senales electricas de interes.

Como tambien se senala mas arriba, el manguito implantable 10 puede estar configurado para incluir una o mas zonas de alta densidad de contactos electricos, tales como electrodos de estimulacion o electrodos de registro, utilizando una o mas tecnicas de microfabricacion. Una zona de alta densidad en particular puede incluir solo electrodos de estimulacion, solo electrodos de registro o una combinacion de los mismos. Una zona de alta densidad puede cubrir la totalidad del collar elastico 12 o solo una parte del mismo. En algunos casos, el manguito implantable 10 puede incluir una primera zona de alta densidad de electrodos de estimulacion y una segunda zona de alta densidad de electrodos de registro adyacente. Se entiende que son posibles diversos patrones de alta densidad diferentes, dependiendo de la aplicacion prevista para el manguito implantable 10.

En algunos casos, los contactos de electrodo pueden modelarse sobre un sustrato biocompatible empleando una tecnica de microfabricacion por deposicion de metal. El sustrato para este modelado puede comprender el elemento de rigidizacion 72 ya en uso en el manguito 10 o, como alternativa, el sustrato puede incluir una capa adicional. Los conductores 16 (por ejemplo trazos metalicos) modelados sobre el sustrato pueden ser muy

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delgados y estar espaciados muy cerca unos de otros, lo que permite a los contactos de electrodo asociados (por ejemplo al final de estos trazos) ser muy pequenos y estar densamente apretados. Esta configuracion permite que la disposicion en cuanto al tamano de los contactos de electrodo pueda modificarse facilmente y fabricarse con precision.

En otros casos puede colocarse una capa aislante (no mostrada) encima de los conductores 16 y el sustrato (por ejemplo sobre la superficie interior 28 del collar elastico 12). La capa aislante puede modelarse selectivamente para evitar que los conductores 16 en su totalidad entren en contacto con el tejido corporal interno asociado. La capa aislante modelada asegura que solo entren en contacto con el tejido interno diana los puntos de contacto de electrodo previstos y que los conductores 16 esten electricamente aislados del tejido.

Una vez fabricados el sustrato, los conductores 16 (por ejemplo trazos metalicos) y la capa aislante, el conjunto en su totalidad puede insertarse en el collar elastico 12 (por ejemplo en un paso de produccion intermedio), de manera que el conjunto quede sujeto (por ejemplo encapsulado) dentro del collar elastico. En las zonas no estimulantes del conjunto pueden cortarse unos agujeros pasantes, de manera que el collar elastico 12 pueda formarse a traves del conjunto para mantener este en su posicion (por ejemplo sobre la superficie interior 28 del collar elastico). Se entiende que pueden modelarse canales para fluidos (no mostrados), moleculas organicas y/u otros mecanismos de transferencia de energfa (por ejemplo utilizando tecnicas litograficas) para producir una formacion densa de contactos de interfaz o de electrodo.

En la Fig. 6 se ilustra otro aspecto de la presente descripcion, que incluye un procedimiento 80 para formar un manguito implantable 10. En la actualidad, la mayona de los electrodos de manguito utilizan alambres muy pequenos y contactos de hojas metalicas soldados por puntos a mano para suministrar un estfmulo electrico de un estimulador electrico a un tejido corporal interno, tal como un nervio. A diferencia de este tipo de tecnica de macrofabricacion, el manguito implantable 10 de la presente invencion es altamente compatible con las tecnicas de microfabricacion y, por tanto, puede producirse con estas. El manguito implantable 10 es altamente compatible con la tecnologfa de microfabricacion porque: (1) la configuracion multicapa del manguito permite una “intercalacion” facil de contactos de electrodo y conductores microfabricados; y (2) los elementos de rigidizacion 72 utilizados para formar las zonas de rigidizacion 70 pueden consistir en un polfmero biocompatible (o polfmeros biocompatibles), que puede(n) utilizarse como sustrato para modelar los contactos de electrodo y conductores sobre el mismo.

Aunque el procedimiento 80 se describe mas abajo utilizando una tecnica de macrofabricacion, se entiende que la tecnica es simplemente un ejemplo y, como se menciona mas arriba, pueden utilizarse tecnicas de microfabricacion para producir el manguito implantable 10. Ciertos aspectos del procedimiento 80 pueden ser identicos o similares al procedimiento de fabricacion dado a conocer en la patente US n° 4.602.624 de Mortimer et al. (en lo que sigue “la patente '624”). En el paso 82, por ejemplo, se proporciona un sustrato estratificado se forma esencialmente similar a la dada a conocer en la patente '624. En un ejemplo, una hoja delgada de silicona (por ejemplo de aproximadamente 0,0127 cm (aproximadamente 0,005 pulgadas) de espesor), que es mayor que las dimensiones finales del manguito implantable 10, se sujeta a una pieza plana de soporte de plastico delgado (por ejemplo un material transparente), de tamano similar, mediante fuerzas de adherencia estaticas. A continuacion, este sustrato de silicona/plastico se coloca, con la parte del plastico hacia abajo, sobre el centro de una placa de moldeo de acero inoxidable, de manera que la placa de acero inoxidable se extienda mas alla de la silicona por todos los lados. A continuacion, se pega el sustrato de silicona/plastico en su posicion con cinta adhesiva.

Despues se mezcla bien una cantidad suficiente de un elastomero de silicona de dos componentes y se coloca este en una camara de vado. Una vez activada la bomba de vado, las burbujas de aire atrapadas en la silicona pueden salir “burbujeando” de la mezcla. Cuando todas las burbujas visibles han abandonado la mezcla, el elastomero de silicona se coloca en un refrigerador hasta que sea necesario. En este punto del procedimiento 80, el proceso de fabricacion de la presente descripcion es esencialmente identico al dado a conocer en la patente '624.

En el paso 84 se prepara un patron de elementos de rigidizacion. En primer lugar se corta un material de rigidizacion delgado (por ejemplo de aproximadamente 0,0127 cm (aproximadamente 0,005 pulgadas) de espesor), tal como PEEK, en las formas siguientes: una primera pieza rectangular A que corresponde a las dimensiones de la cara superior del elemento de rigidizacion 72; una segunda pieza rectangular B que corresponde a las dimensiones de la cara inferior del elemento de rigidizacion; una tercera pieza rectangular C que corresponde a las dimensiones de la zona de articulacion 50; una cuarta pieza rectangular D que corresponde a las dimensiones de la cara superior de una parte terminal distal 58; y una quinta pieza rectangular E que corresponde a las dimensiones de la cara inferior de la parte terminal distal.

A continuacion, en el paso 86, se utiliza el adhesivo de silicona de dos componentes para pegar las piezas A- E a la lamina de silicona (Fig. 7). Despues de limpiar todo el exceso de adhesivo de silicona, se endurece la silicona colocandola en un horno. El conjunto de manguito resultante puede entonces retirarse del horno y enfriarse. Aunque en la Fig. 7 se muestran piezas rectangulares, se entiende que las piezas pueden tener cualquier forma, dependiendo de la forma del elemento de rigidizacion 72 deseada.

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En el paso 88 se proporcionan al menos un segmento conductivo 14 y al menos un conductor 78. Por ejemplo, una vez enfriado el conjunto de manguito, puede utilizarse un adhesivo de silicona para sujetar el o los segmentos conductivos 14 (por ejemplo contactos de electrodo) y los conductores 78 (por ejemplo alambres conductores) del conjunto de manguito. A continuacion, el adhesivo de silicona puede endurecerse en otro paso de coccion en horno. La fabricacion de los alambres conductores y contactos de electrodo implica un soldeo por puntos y una eliminacion de aislamiento por calor. Sin embargo, como se menciona mas arriba, se entiende que la adicion de contactos de electrodo y alambres conductores sena innecesaria empleando contactos de electrodo microfabricados, porque los contactos y trazos de metal ya se habnan moldeado en las piezas A y B del elemento de rigidizacion 72.

A continuacion, en el paso 90, se sigue preparando el conjunto de manguito. Para ello se sujeta una segunda hoja de lamina de silicona delgada (por ejemplo de aproximadamente el mismo tamano que la primera hoja de silicona) a una segunda pieza de plastico de soporte delgado (por ejemplo de aproximadamente el mismo tamano que el primer plastico de soporte) empleando adherencia estatica. Luego puede aplicarse al conjunto de electrodo una capa gruesa de adhesivo de silicona de dos componentes. Despues puede colocarse el segundo conjunto de hoja de silicona/plastico, con la parte de la silicona hacia abajo, sobre el conjunto de electrodo. A continuacion, se coloca una segunda placa de acero inoxidable sobre la parte superior del conjunto de electrodo, que entonces se mete en el horno. Se colocan aproximadamente 4,5 kg (10 libras) de peso sobre la parte superior de la placa de acero inoxidable para evacuar del conjunto de electrodo todo el exceso de silicona. Una vez endurecido el conjunto de electrodo puede retirarse este del horno. Cuando se ha enfriado, se retira la placa superior de acero inoxidable junto con la capa superior de plastico de soporte para obtener un conjunto de electrodo con la configuracion mostrada en la Fig. 8.

En el paso 92 se conforma y se modifica el conjunto de electrodo para formar el manguito implantable 10. Utilizando un escalpelo, por ejemplo, se corta el cuerpo de silicona rectangular y se voltea a su dorso. A continuacion, se corta solo la capa superior de silicona situada sobre el elemento de rigidizacion 72 (es decir que entonces se retiran selectivamente las piezas C, D y E). Esto expondra las piezas C, D y E. Despues se desprenden las piezas C, D y E. En los lugares en los que una vez estuvieron las piezas C, D y E quedara solo la capa inferior de silicona. El proposito de embutir las piezas C, D y E en el paso B es impedir que las capas superior e inferior de silicona se adhieran una a otra en estas zonas. Asf es como se forman las zonas muy flexibles del collar elastico 12 (por ejemplo la zona de articulacion 50 y las zonas 60 y 62 que pueden doblarse). Finalmente, puede utilizarse una herramienta de corte cilmdrica (por ejemplo un tubo hipodermico) para perforar ventanas de contacto (por ejemplo a traves de la capa interior de silicona encima de cada uno de los contactos de electrodo), de manera que se expongan todos los contactos de electrodo. Despues puede utilizarse el tubo hipodermico para perforar un agujero 68 en cada uno de los cuatro lugares de sutura. El manguito implantable 10 resultante se muestra en la Fig. 9 (no se muestran ni los hilos conductores ni las ventanas de contacto).

En la Figura 10 se ilustra otro aspecto de la presente descripcion, que incluye un procedimiento 94 para la estimulacion electrica funcional y/o la vigilancia de un tejido corporal interno. El procedimiento 94 es similar al procedimiento neuromodulador dado a conocer en la patente '866, excepto en cuanto a lo que se describe mas abajo. En el paso 96 del procedimiento 94 se proporciona un manguito implantable 10. El manguito implantable 10 puede tener una construccion identica o similar a la del manguito implantable mostrado en las Fig. 1A-B y descrito mas arriba. Por ejemplo, el manguito implantable 10 puede comprender un collar elastico 12, al menos un segmento conductivo 14 (por ejemplo una pluralidad de electrodos 74), dispuesto sobre el collar elastico o dentro del mismo, y al menos un conductor 78 (por ejemplo una pluralidad de alambres metalicos delgados) en comunicacion electrica con el o los segmentos conductivos. El manguito implantable 10 puede comprender ademas una pluralidad de zonas de rigidizacion 70, cada una de las cuales puede incluir uno o mas elementos de rigidizacion 72 hechos, por ejemplo, de PEEK.

En el paso 98 se coloca el manguito implantable 10 quirurgicamente alrededor de un tejido corporal interno, tal como un haz 18 de nervios. Para colocar el manguito implantable 10 puede emplearse un procedimiento quirurgico abierto; sin embargo, se entiende que adicional u opcionalmente pueden emplearse tecnicas mmimamente invasivas y/o percutaneas. Para implantar el manguito 10, primero se pone el manguito en la configuracion abierta. A continuacion, se coloca el primer extremo libre 30 del collar elastico 12 alrededor de un lado del haz 18 de nervios. Por ejemplo, el manguito 10 puede colocarse alrededor del haz 18 de nervios de manera que la primera parte 52 de contacto con el tejido este directamente debajo de una parte del haz de nervios (Fig. 11).

Una vez colocado adecuadamente el manguito implantable 10 alrededor del haz 18 de nervios, se manipula el manguito para mover el manguito a la posicion cerrada. Como se muestra en la Fig. 11, por ejemplo, el segundo elemento de brazo 48 del collar elastico 12 puede plegarse cuidadosamente sobre la parte no cubierta del haz 18 de nervios, de manera que la segunda parte 54 de contacto con el tejido cubra una parte del haz de nervios. Con el manguito implantable 10 enrollado esencialmente alrededor del haz 18 de nervios, pueden ponerse en contacto una con otra la parte terminal distal 58 de cada uno de los elementos de brazo primero y segundo 46 y 48. Por ejemplo, las partes terminales distales 58 pueden ponerse en contacto una con otra de manera que las aberturas o canales 68 de cada parte terminal distal esten alineadas entre sf. Una vez alineadas entre sf las aberturas o canales 68, puede pasarse a traves de cada una de las aberturas o canales un mecanismo de

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sujecion 34 (por ejemplo una sutura) y atarse este para sujetar de manera segura el manguito implantable 10 alrededor del haz 18 de nervios (Fig. 12).

La puesta en contacto de una parte terminal distal 58 con otra hace que el haz 18 de nervios se deforme de un perfil esencialmente circular en seccion transversal a un perfil esencialmente ovalado o aplanado en seccion transversal, como resultado de la presion transversal aplicada a superficies opuestas del haz de nervios por el manguito implantable 10. La aplicacion del manguito 10 extiende los fasdculos 22 del haz de nervios y aplana la membrana epineurio 20 (y en ultima instancia la membrana perineurio 24 con un correspondiente cambio de forma de los fasdculos mismos). Esta accion de aplanamiento permite eficazmente a los segmentos conductivos 14 ponerse en contacto con fasdculos 22 concretos a traves de la membrana epineurio 20 sin perforar ni la membrana perineurio 24 ni el epineurio. En lugar de ello, los fasdculos 22 se desplazan con un subsiguiente cambio de forma de la membrana epineurio 20 en lugares correspondientes a la interfaz de manguito.

Una vez unido el manguito implantable 10 de forma segura al haz 18 de nervios, puede hacerse funcionar un aparato para suministrar estimulacion electrica al haz de nervios y/o vigilar una actividad electrica de este ultimo. El suministro de una estimulacion electrica a los elementos conductivos 14, por ejemplo, puede tener como resultado la activacion de zonas separadas y definidas del haz 18 de nervios, a lo largo tanto del eje longitudinal como del eje radial del haz de nervios. Los elementos conductivos 14 son tambien capaces de captar pequenas senales neurales con mejores relaciones senal-ruido debido a la estrecha proximidad de cada uno de los elementos conductivos con los axones que comprenden los fasdculos 22. En algunos casos, la estimulacion y la vigilancia pueden efectuarse simultaneamente. En otros casos, la estimulacion y la vigilancia pueden efectuarse a intervalos.

Resulta ventajoso que, para la misma area en seccion transversal, la periferia de la geometna del haz de nervios aplanado sea mayor y, por tanto, permita colocar mas elementos conductivos 14 alrededor del haz 18 de nervios. Adicionalmente, la distancia maxima de cualquiera de los axones a un elemento conductivo 14 es menor que para un electrodo circular, moviendo de hecho tejido central a la superficie del haz 18 de nervios. Ademas, la geometna plana del manguito implantable 10 alinea los fasdculos nerviosos 22 para aumentar la selectividad y acceder a todos los fasdculos.

En las fig. 13-14 esta ilustrado otro aspecto de la presente descripcion. Mas en particular, las fig. 13-14 ilustran un procedimiento para la estimulacion electrica funcional y/o la vigilancia de un tejido corporal interno empleando un manguito implantable 10' que tiene una configuracion similar a la del manguito implantable 10 arriba descrito. Como se muestra en la Fig. 13, por ejemplo, el manguito implantable 10' puede comprender un collar elastico 12, al menos un segmento conductivo 14, dispuesto sobre el collar elastico o dentro del mismo, y al menos un conductor 78 en comunicacion electrica con el o los segmentos conductivos. El collar elastico 12 puede incluir un primer y un segundo elemento de brazo 46 y 48, cada uno de los cuales tiene una parte terminal distal 58'. El primer elemento de brazo 46 puede tener una longitud total mayor que el segundo elemento de brazo 48, lo que permite que las partes terminales distales 58' se solapen una a otra (abajo descrito). El manguito implantable 10' puede comprender ademas una pluralidad de zonas de rigidizacion 70, como se describe mas arriba.

El manguito implantable 10' puede colocarse quirurgicamente alrededor de un tejido corporal interno, tal como un haz 18 de nervios (como se describe mas arriba). Una vez colocado adecuadamente el manguito implantable 10' alrededor del haz 18 de nervios, se manipula el manguito para moverlo a la posicion cerrada. Como se muestra en la Fig. 14, por ejemplo, el segundo elemento de brazo 48 puede plegarse cuidadosamente sobre la parte no cubierta del haz 18 de nervios, de manera que la segunda parte 54 de contacto con el tejido cubra una parte del haz de nervios, y una primera superficie interior 100 de la parte terminal distal 58' entre en contacto con el haz de nervios. A continuacion, se dobla el primer elemento de brazo 46 alrededor del haz 18 de nervios, de manera que una superficie interior 102 del mismo entre en contacto con una superficie exterior 104 del segundo elemento de brazo 48. Si es necesario, la posicion de la parte terminal distal 58' de cada uno de los elementos de brazo primero y segundo 46 y 48 puede ajustarse de manera que las aberturas o canales 68 esten alineadas entre sf. Una vez alineadas entre sf las aberturas o canales 68, puede pasarse a traves de cada una de las aberturas o canales un mecanismo de sujecion 34 (por ejemplo una sutura) y atarse este para sujetar de manera segura el manguito implantable 10' alrededor del haz 18 de nervios. Una vez sujetado el manguito implantable 10' de forma segura al haz 18 de nervios, puede hacerse funcionar un aparato para suministrar estimulacion electrica al haz de nervios y/o vigilar la actividad electrica de este ultimo (como se describe mas arriba).

Los ejemplos siguientes tienen solo fines ilustrativos y no estan destinados a limitar el alcance de las reivindicaciones que se adjuntan a la presente memoria.

Ejemplo 1

Se implantaron un total de 12 manguitos en tres gatos durante distintos periodos de 90, 84 y 88 dfas. Los manguitos teman una construccion identica a la del manguito 10 arriba descrito y mostrado, excepto por el hecho de que ninguno de los manguitos implantados inclrna electrodos. Los manguitos se implantaron bilateralmente sobre los nervios ciaticos en la fosa poplftea y los nervios medianos solo en posicion distal con

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respecto al plexo braquial. Inmediatamente despues de recuperarse de la anestesia, los gatos no mostraron ninguna senal de dolor o debilidad y, desde un punto de vista cualitativo, teman una fisiologfa normal. A lo largo del periodo de implante, los gatos se controlaron tres veces a la semana en cuanto a cualquier senal de dolor, debilidad o cojera. Para los nervios ciaticos se controlaron cuidadosamente los deficits motores observando toda hiperextension del tarso, apoyo en los nudillos o traslacion sobre el corvejon de la pata, toda posicion en cuclillas dificultosa (por ejemplo mientras se utiliza un lecho de arena higienica), todo trote dificultoso, todo arrastre de patas o cojera. Se controlo ademas la sensacion que implicaba los nervios ciaticos comprobando la retirada en respuesta a una presion en la pata. Para los nervios medianos se controlaron los deficits motores observando toda cojera o trote dificultoso, asf como observando la extraccion y retraccion de las garras de la extremidad delantera y el “amasado”. Se controlo ademas la sensacion que implicaba los nervios medianos comprobando la retirada en respuesta a una presion en la almohadilla del primer dedo de la garra de la extremidad delantera.

Durante el periodo de implante no se observaron anormalidades ni cambios. Se midio la velocidad de conduccion nerviosa (NCV, por sus siglas en ingles) a traves de toda la zona del nervio donde se habfan implantado manguitos. Esto se realizo en procedimientos tanto de implante como de explante. Los valores NCV estaban dentro de los lfmites normales conocidos para los gatos. Durante el explante se observo manifiestamente una encapsulacion minima para manguitos en los nervios ciaticos. La encapsulacion alrededor de los manguitos implantados en los nervios medianos tambien fue pequena, a pesar de las significativas flexion y extension normales en la zona del implante y el espacio mas restrictivo alrededor del electrodo. Entre las estructuras circundantes cercanas a la posicion del nervio mediano existen vasos muy importantes y otros nervios. No se observaron deficits que indicasen efectos adversos en algun tejido circundante.

Ejemplo 2

Se implantaron manguitos identicos a los del ejemplo 1 en los nervios de las extremidades superiores de tres primates no humanos. Se insertaron electrodos de aguja bipolares de electromiograffa (EMG) en musculos de la mano inervados por los nervios radial, mediano y cubital. Se registraron las senales EMG utilizando amplificadores programables (Tucker Davis Technologies, Alachua, FL). Se filtraron los datos EMG con un filtro de paso bajo de 1.000 Hz y se muestrearon a 2,4 kHz. Un estimulador externo de 32 canales (Tucker Davis Technologies) aplico estimulacion a contactos individuales en el electrodo del manguito para nervios. Un paquete de software MATLAB a medida controlo el registro de datos y la salida del estimulador para la amplitud de impulso y la anchura de impulso. Se rectifico y se integro la respuesta de contraccion nerviosa EMG para cada impulso de estimulacion. Se generaron curvas de reclutamiento manteniendo estatica bien la anchura de impulso, bien la amplitud de impulso, mientras se modificaba la otra (Fig. 15). La curva de reclutamiento de cada musculo se normalizo al reclutamiento maximo para el musculo en cuestion. La selectividad de la activacion muscular se definio como el porcentaje de activacion de un musculo concreto antes de que cualquier otro musculo alcanzase un 20% de activacion.

Se implanto con precision en dos primates no humanos un manguito de seis canales en los nervios medianos, radiales y cubitales. La carga umbral necesaria para activar los musculos a un 10% se calculo que era de 17 ± 15 nC. En un primate no humano se implanto de forma cronica un manguito de 16 canales de alta densidad en el nervio cubital en posicion distal con respecto a la muneca, el nervio mediano en posicion distal con respecto al codo y el nervio radial en posicion proximal con respecto al codo en el brazo derecho durante tres meses y en el brazo izquierdo durante un mes. Se implantaron electrodos EMG en 20 musculos para medir senales EMG provocadas por la estimulacion. Despues de la recuperacion de la cirugfa de implante, se anestesio al animal a intervalos semanales con propofol con el fin de eliminar la activacion muscular voluntaria. Obtuvimos registros de un extensor de los dedos (EDC), un abductor del pulgar (APL), extensores de la muneca (ECRB, ECRL), un flexor del codo (BR), flexores de los dedos (FDS, FDP), flexores de la muneca (FCR, PL), un rotador del antebrazo (PT) y varios musculos intrmsecos de la mano (ADM, LUM1, FDI, FPB, OP, FDMB).

Todos los electrodos de manguito para nervios de alta densidad activaban al menos dos musculos de manera selectiva en el brazo derecho arriba (Fig. 16). Pudimos activar la oposicion del pulgar y la abduccion del quinto dedo de manera selectiva utilizando el implante en el nervio cubital, los flexores de los dedos y de la muneca con el implante en el nervio mediano, y los extensores de los dedos y el abductor del pulgar con el implante en el nervio radial. Umbrales estabilizados 2 semanas despues del implante (Fig. 17). La media de los umbrales de carga de estimulacion 9 semanas despues del implante fueron 12 ± 8 nC, 25 ± 10 nC y 26 ± 12 nC, para los implantes en el nervio cubital, mediano y radial, respectivamente. Los manguitos de alta densidad produjeron una activacion estable y selectiva de siete musculos que representaban siete funciones diferentes cnticas para el agarre con la mano en un brazo.

A partir de la descripcion anterior, los tecnicos en la materia percibiran la posibilidad de realizar mejoras, cambios y modificaciones. Por ejemplo, se entiende que uno o mas componentes del manguito implantable 10 pueden modificarse para que se conviertan en conductores de medicacion o fluidos, por ejemplo formando conductos o canales (no mostrados). Tales mejoras, cambios y modificaciones se incluyen entre las habilidades del tecnico en la materia y la intencion es que queden cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

1. Reivindicaciones

   1. Manguito implantable (10) que comprende:

   un collar elastico (12) que define una abertura interna configurada para recibir un tejido corporal interno, incluyendo al menos una parte de dicho collar elastico (12) al menos una zona de rigidizacion 5 que tiene una rigidez mayor que una segunda zona de dicho collar elastico (12),

   donde dicho collar elastico (12) comprende un primer y un segundo elemento de brazo (46, 48), que estan dispuestos uno frente a otro y que estan unidos entre sf de manera flexible a traves de una zona de articulacion (50), teniendo dicho primer elemento de brazo (46) una parte terminal distal (58) configurada para su sujecion a una parte terminal distal (58) de dicho segundo elemento de brazo (48) 10 a traves de un mecanismo de sujecion (34),

   donde cada uno de dichos elementos de brazo primero y segundo (46, 48) incluye una primera y una segunda parte (52, 54) de contacto con el tejido, respectivamente, que estan separadas una de otra por dicha zona de articulacion (50), incluyendo dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido uno o mas de dichos, al menos uno, segmentos conductivos (14) y una o mas de dichas, 15 al menos una, zonas de rigidizacion (70),

   donde dicha parte terminal distal (58) de cada uno de dichos elementos de brazo primero y segundo (46, 48) esta separada de dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido por una primera y una segunda zona (60, 62) que puede doblarse, respectivamente, teniendo cada una de dichas zonas primera y segunda (60, 62) que pueden doblarse una flexibilidad mayor que la flexibilidad 20 de cada una de dichas partes primera y segunda (52, 54) de contacto con el tejido, y

   donde al menos una de dichas zonas (52, 54) que pueden doblarse incluye una seccion debilitada configurada para romperse a una presion interna predeterminada de dicho collar elastico (12),

   al menos un segmento conductivo (14) dispuesto sobre dicho collar elastico (12) o dentro del mismo,

   al menos un conductor (78) en comunicacion electrica con dicho, al menos uno, segmento conductivo 25 (14),

   estando dicho, al menos uno, conductor (78) configurado para estar acoplado en cuanto al funcionamiento con un aparato configurado para suministrar estimulacion electrica al tejido corporal interno y/o registrar una actividad electrica de este ultimo.
2. 2. Manguito implantable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicho mecanismo de sujecion

   30 (34) incluye una o mas suturas.
3. 3. Manguito implantable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicho collar elastico (12) tiene una configuracion multicapa.
4. 4. Manguito implantable segun la reivindicacion 3, caracterizado porque dicho collar elastico (12) incluye una primera hoja no conductiva (38) intercalada entre una hoja de soporte (36) y una segunda hoja no

   35 conductiva (40).
5. 5. Manguito implantable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha al menos una zona de rigidizacion (70) incluye uno o mas elementos de rigidizacion (72).
6. 6. Manguito implantable segun la reivindicacion 5, caracterizado porque los uno o mas elementos de rigidizacion (72) tienen un modulo de elasticidad mayor que el modulo de elasticidad de un material

   40 adyacente que comprende dicho collar elastico (12).
7. 7. Manguito implantable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha al menos una zona de rigidizacion (70) esta configurada para mantener la forma del collar elastico (12), mientras que dicha zona de articulacion (50) y dicha zona que puede doblarse confieren al collar elastico (12) una flexibilidad suficiente para doblarse alrededor del tejido corporal interno.

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