ES2640110T3

ES2640110T3 - Un implante de serie de microelectrodos basado en parileno para la estimulación de la médula espinal

Info

Publication number: ES2640110T3
Application number: ES12736491.7T
Authority: ES
Inventors: Yu-Chong Tai; Mandheerej S. NANDRA; Damien Craig Rodger; Andy Fong; Igor LAVROV; Claudia A. ANGELI; Joel BURDICK; Susan J. Harkema; Victor Reggie EDGERTON; Roland R. ROY; Yury GERASIMENKO
Original assignee: California Institute of Technology CalTech; University of California; University of Louisville Research Foundation ULRF
Current assignee: California Institute of Technology CalTech; University of California; University of Louisville Research Foundation ULRF
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2032-01-23
Also published as: CN103608067A; JP2014508581A; EP2665514A4; US20170157389A1; AU2012207115A1; US8805542B2; WO2012100260A2; EP2665514A2; US20140316503A1; KR20140038940A; EP2665514B1; US20130310911A1; US9409011B2; CA2824782A1; CA2824782C; WO2012100260A3; AU2012207115B2

Abstract

Un dispositivo implantable (100) para su uso con una médula espinal, el dispositivo comprende: una porción del cuerpo (110) que tiene una porción periférica y una primera capa (430) construida a partir de un material eléctricamente no conductor, la primera capa tiene una primera porción y una segunda porción, la primera porción se configura para colocarse junto a la médula espinal y comprender una primera pluralidad de aberturas (132), la segunda porción comprende una segunda pluralidad de aberturas (132); una pluralidad de electrodos (120) colocados dentro de la porción periférica y junto a la primera porción de la primera capa (430), al menos una de la primera pluralidad de aberturas es adyacente a cada uno de los electrodos (120) para proporcionar una trayectoria a través de la cual el electrodo (120) proporciona estimulación eléctrica a la médula espinal cuando la primera porción se coloca junto a la médula espinal; y una pluralidad de trazas (130) colocadas dentro de la porción periférica y junto a la primera capa (430) con al menos una de la segunda pluralidad de aberturas (132) adyacentes a cada una de las trazas (130) para proporcionar una trayectoria a través de la cual la traza (130) recibe estimulación eléctrica, una o más de las trazas (130) se conecta a cada uno de los electrodos (120) y se configura para llevar a cabo la estimulación eléctrica recibida por la una o más de las trazas (130) a los electrodos (120); en donde la primera capa (430) comprende una pluralidad de estructuras de rejilla (210) con una diferente de las estructuras de rejilla (210) adyacente a cada una de la pluralidad de electrodos (120), cada estructura de rejilla (210) comprende una pluralidad de celdas (212); en donde la porción del cuerpo (110) comprende además una segunda capa (420), la pluralidad de electrodos (120) y la pluralidad de trazas (130) se colocan entre las primera y segunda capas; caracterizado porque el dispositivo (100) comprende además un recubrimiento externo flexible (370) que recubre al menos una porción de la segunda capa (420) de la porción del cuerpo y una porción de la primera capa (430) entre la primera porción de la primera capa (430) y la segunda porción de la primera capa (430), y el recubrimiento externo flexible (370) comprende al menos uno de un epoxi de grado biomédico y un elastómero de silicona.

Description

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DESCRIPCION

Un implante de serie de microelectrodos basado en parileno para la estimulacion de la medula espinal Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente descripcion se dirige generalmente a una serie de electrodos implantables, y mas particularmente a una serie de electrodos implantables usados para suministrar estimulacion electrica a la medula espinal. La invencion se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Descripcion de la tecnica relacionada

Se estima que las lesiones de la medula espinal afectan a mas de 1.3 millones de individuos en Estados Unidos solamente, y se estima que las paralisis afectan a mas de 5 millones de individuos. Ver "One Degree of Separation: Paralysis y Spinal Cord Injury in the United States," Fundacion Christopher y Dana Reeve (2009). La naturaleza debilitante de la paralisis tiene un efecto profundo en la calidad de vida, haciendo incluso los tratamientos parcialmente efectivos metas muy deseables para la comunidad cientifica.

Afortunadamente, la investigacion experimental en animales ha demostrado que es posible cierto nivel de recuperacion de locomocion. En particular, se ha demostrado que la estimulacion epidural de la medula espinal induce dar pasos en ratas. Ver R. M. Ichiyama, G. Courtine, Y. P. Gerasimenko, G. J. Yang, R. Brand, I. Lavrov, H. Zhong, R. Roy, V. R. Edgerton, "Step Training Reinforces Specific Spinal Locomotor Circuitry in Adult Spinal Rats", J. Neuroscience, vol.29, pags. 7370 - 7375 (2008); y R.M. Ichiyama, Y.P. Gerasimenko, H. Zhong, R.R. Roy, V.R. Edgerton, "Hindlimb stepping movements in complete spinal rats induced by epidural spinal cord stimulation," Neuroscience Letters, vol.383, publicacion 3, pags. 339-344 (2005).En estos estudios, a las ratas se les implantaron hasta ocho electrodos de alambre. Cada electrodo de alambre implantado se extendio de un conector en la cabeza hacia abajo del cuello y a la medula espinal de la rata. Durante las pruebas, cada una de las ratas se suspendio en una camisa de manera que sus extremidades posteriores se colocaron en una cinta rodante. Aproximadamente dos semanas despues de la lesion de la medula espinal, claros patrones de pasos fueron evidentes cuando se estimulo la medula espinal. Esto sugirio que la estimulacion electrica activo un generador de patron central en la medula espinal.

Las siguientes publicaciones proporcionan ejemplos de trabajo relacionado con series de electrodos usados para aplicar estimulacion electrica a la medula espinal: D.C. Rodger, W. Li, A.J. Fong, H. Ameri, E. Meng, J.W. Burdick, R.R. Roy, V. Reggie Edgerton, J.D. Weiland, M.S. Humayun, Y.C. Tai, "Flexible microfabricated parylene multielectrode arrays for retinal stimulation and spinal cord field modulation," Proc.4ta Conferencia Internacional de Temas Especiales de la IEEE-EMBS en Microtecnologfas en Medicina y Biologfa, Okinawa, Japon, pags. 31-34 (2006); K. W. Meacham, R. J. Giuly, L. Guo, S. Hochman, S. P. DeWeerth, "A lithographically-patterned, elastic multi-electrode array for surface stimulation of the spinal cord", Microdispositivos Biomedicos, vol.10, num.2, pags. 259-269 (2008); y D. C. Rodger, Wen Li, H. Ameri, A. Ray, J.D. Weiland, M. S. Humayun, Y.C. Tai, "Flexible Parylene-based Microelectrode Technology for Intraocular Retinal Prostheses," Proc.IEEE-NEMS 2006, pags. 743-746 (2006).

Las publicaciones citadas anteriormente y otros trabajos han llevado a varios disenos de series de electrodos de alta densidad a mayor investigacion, pero desafortunadamente ninguno de estos disenos ha sido implantado con exito cronicamente. Existe una necesidad de implantes cronicos debido a que el implante cronico es necesario para muchas aplicaciones, tales como llevar a cabo investigaciones, ayudar a un paciente a moverse (por ejemplo, dar pasos, pararse, agarrar, y similares), mejorar el control de funciones voluntarias (por ejemplo, vaciar la vejiga), mejorar la funcionalidad de procesos autonomos (por ejemplo, el control de la temperatura), y similares. Existe ademas una necesidad de un ensamble de serie de electrodos configurado para entregar de manera mas precisa senales electricas a localizaciones seleccionadas a lo largo de la medula espinal. La presente solicitud proporciona estas y otras ventajas como sera evidente a partir de la siguiente descripcion detallada y figuras acompanantes.

El documento WO-A-2009/111142 describe un dispositivo implantable de acuerdo con el preambulo de las reivindicaciones 1 y 6.

Resumen de la invencion

Las modalidades de la descripcion incluyen un dispositivo implantable configurado para aplicar estimulacion electrica a una medula espinal de un sujeto (por ejemplo, un humano u otro mairnfero, tal como una rata).El dispositivo incluye una porcion del cuerpo y una primera capa. La porcion del cuerpo tiene una porcion periferica. Opcionalmente, la porcion periferica incluye un bastidor colocado adyacente a la primera capa. El bastidor puede construirse a partir de una o mas capas de un material electricamente no conductor de manera sustancial (por ejemplo, parileno-A, parileno-C, parileno- aM, parileno-F, parileno-N, parileno-D, y similares).La primera capa se construye a partir de un material electricamente no conductor de manera sustancial. En algunas modalidades, la primera capa se construye a partir de al menos uno de parileno-A, parileno-C, parileno-AM, parileno-F, parileno-N, y parileno-D. La primera capa tiene una primera porcion y

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una segunda porcion. La primera porcion se coloca junto a la medula espinal e incluye una primera pluralidad de aberturas. Por ejemplo, la primera porcion de la primera capa puede colocarse contra una duramadre de la medula espinal y el dispositivo configurarse para proporcionar estimulacion electrica a la duramadre. La segunda porcion incluye una segunda pluralidad de aberturas.

Una pluralidad de electrodos se coloca dentro de la porcion periferica y junto a la primera porcion de la primera capa. Al menos una de la primera pluralidad de aberturas es adyacente a cada uno de los electrodos para proporcionar una trayectoria a traves de la cual el electrodo puede proporcionar estimulacion electrica a la medula espinal cuando la primera porcion se coloca junto a la medula espinal. En algunas modalidades, mas de una de la primera pluralidad de aberturas es adyacente a cada una de la pluralidad de electrodos. En modalidades en las cuales la primera porcion de la primera capa se colocara contra la duramadre de la medula espinal, la pluralidad de electrodos se configura para proporcionar estimulacion electrica a la duramadre.

Una pluralidad de trazas se coloca dentro de la porcion periferica y junto a la primera capa con al menos una de la segunda pluralidad de aberturas adyacente a cada una de las trazas para proporcionar una trayectoria a traves de la cual la traza puede recibir estimulacion electrica. Una o mas de las trazas se conecta(n) a cada uno de los electrodos y se configura(n) para llevar a cabo la estimulacion electrica recibida por la una o mas de las trazas al electrodo. En algunas modalidades, dos de las trazas se conectan a cada uno de los electrodos. En modalidades particulares, la pluralidad de trazas se configuran para llevar a cabo diferente estimulacion electrica a diferentes de la pluralidad de electrodos. Ademas, la pluralidad de trazas puede configurarse para llevar a cabo la estimulacion electrica a menos de todos de la pluralidad de electrodos.

En algunas modalidades, la primera capa incluye una pluralidad de estructuras de rejilla con una diferente de las estructuras de rejilla adyacente a cada una de la pluralidad de electrodos. Cada estructura de rejilla define una pluralidad de celdas. Para cada una de la pluralidad de electrodos, cada una de la al menos una de la primera pluralidad de aberturas adyacente al electrodo se coloca dentro de una diferente de las celdas de la estructura de rejilla adyacente al electrodo.

En algunas modalidades, la porcion del cuerpo incluye una segunda capa. En dichas modalidades, la pluralidad de electrodos y la pluralidad de trazas pueden colocarse entre las primera y segunda capas. Las primera y segunda capas pueden construirse cada una a partir de al menos uno de parileno-A, parileno-C, parileno-AM, parileno-F, parileno-N, y parileno-D. Opcionalmente, un recubrimiento externo flexible puede recubrir al menos una porcion de la segunda capa de la porcion del cuerpo y una porcion de la primera capa entre la primera porcion de la primera capa y la segunda porcion de la primera capa. El recubrimiento externo puede incluir al menos uno de un epoxi de grado biomedico y un elastomero de silicona.

Las modalidades incluyen ademas un metodo de construccion de un ensamble de serie de electrodos implantable configurado para aplicar estimulacion electrica a la medula espinal de un sujeto (por ejemplo, un humano u otro mairnfero, tal como una rata). El metodo incluye formar una capa con patrones de material electricamente conductor que define una pluralidad de electrodos y una pluralidad de trazas, al menos una traza conectada a cada una de la pluralidad de electrodos. El metodo incluye ademas formar una primera capa de un material electricamente no conductor de manera sustancial adyacente a la capa con patrones. El metodo incluye ademas formar (por ejemplo, grabado al aguafuerte) una pluralidad de primeras aberturas y una pluralidad de segundas aberturas en la primera capa. Las primeras aberturas proporcionan acceso a la pluralidad de electrodos a traves de la primera capa. Una porcion que define una rejilla diferente de las primeras aberturas es adyacente a cada uno de los electrodos. Cada porcion que define una rejilla expone una pluralidad de contactos del electrodo a la cual la porcion que define una rejilla es adyacente. La pluralidad de segundas aberturas proporciona acceso a la pluralidad de trazas a traves de la primera capa.

En modalidades particulares, el metodo incluye ademas colocar una capa de proteccion (por ejemplo, una capa de material fotorresistente) en un sustrato (por ejemplo, una oblea de silicio), formar una segunda capa de un material electricamente no conductor de manera sustancial en la capa de proteccion, y retirar la capa de proteccion para liberar asf la segunda capa del sustrato. En dichas modalidades, la capa con patrones se coloca en la segunda capa. La capa con patrones puede formarse en la segunda capa mediante el uso de una tecnologfa de deposicion de metales (por ejemplo, evaporacion por haz de electrones).Opcionalmente, el metodo puede incluir formar una capa de bastidor en el sustrato. En dichas modalidades, la capa de bastidor esta debajo de la segunda capa y al menos define parcialmente un bastidor alrededor de la capa con patrones. Las primera y segunda capas pueden construirse cada una a partir de al menos uno de parileno-A, parileno-C, parileno-AM, parileno-F, parileno-N, y parileno-D. Las primera y segunda capas pueden formarse a partir del mismo material. Opcionalmente, el metodo puede incluir aplicar un recubrimiento a al menos una porcion de la segunda capa y al menos una porcion de la primera capa.

Otra modalidad incluye un sistema que incluye un generador de estimulacion, un ensamble de serie de electrodos implantable, una placa base, y una pluralidad de alambres. El generador de estimulacion se configura para generar estimulacion electrica. El ensamble de serie de electrodos implantable tiene una porcion de extremo proximal que puede conectarse a al menos una vertebra y una porcion de extremo distal que puede colocarse a lo largo de la medula espinal. La porcion de extremo proximal tiene una pluralidad de conexiones electricas a una pluralidad de electrodos

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colocados en la porcion de extremo distal. La placa base se configura para conectarse a la al menos una vertebra y para conectar el ensamble a la al menos una vertebra. La pluralidad de alambres se conecta a la placa base y al generador de estimulacion. La pluralidad de alambres se configura para llevar a cabo la estimulacion electrica generada por el generador de estimulacion a la placa base. La placa base se configura para llevar a cabo la estimulacion electrica a la pluralidad de conexiones electricas de la porcion de extremo proximal del ensamble. Opcionalmente, el sistema puede incluir una porcion sobresaliente conectada a la placa base y colocada para sobresalir al menos una porcion de la porcion proximal del ensamble para ayudar a proteger el ensamble del tejido externo movil.

La invencion se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripcion de las varias vistas de los dibujos

La Figura 1 es una vista de una parte inferior de un ensamble de serie de electrodos implantable.

La Figura 2 es una vista ampliada de una porcion del ensamble de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en seccion transversal de un sistema de cables que incorpora el ensamble de la Figura 1 implantado en una rata.

La Figura 4A es una ilustracion de una primera porcion de un metodo de construccion del ensamble de la Figura 1.

La Figura 4B es una ilustracion de una segunda porcion del metodo de construccion del ensamble de la Figura 1.

La Figura 4C es una ilustracion de una tercera porcion del metodo de construccion del ensamble de la Figura 1.

La Figura 4D es una ilustracion de una cuarta porcion del metodo de construccion del ensamble de la Figura 1.

La Figura 5A es una ilustracion de una rata espinalizada implantada con el ensamble de la Figura 1 suspendida encima de una cinta rodante y una porcion de un sistema de captura de movimiento usado para registrar el movimiento de pasos de la rata en la cinta rodante.

La Figura 5B es un diagrama de barras que ilustra un movimiento de arrastrado de las extremidades posteriores de la rata en la cinta rodante cuando no se aplica ninguna estimulacion a la medula espinal de la rata por el ensamble de la Figura 1.

La Figura 6A es un diagrama de barras que ilustra el movimiento de las extremidades posteriores cuando se aplico estimulacion bipolar a la medula espinal de la rata por un primer par de electrodos del ensamble de la Figura 1.

La Figura 6B es un diagrama de barras que ilustra el movimiento de las extremidades posteriores cuando se aplico estimulacion bipolar a la medula espinal de la rata por un segundo par diferente de electrodos del ensamble de la Figura 1.

La Figura 7A es una representacion grafica de un registro de electromiograffa ("EMG") registrado cuando se aplico estimulacion bipolar a la medula espinal de la rata por un primer par de electrodos del ensamble de la Figura 1.

La Figura 7B es una representacion grafica de un registro de EMG registrado cuando se aplico estimulacion bipolar a la medula espinal de la rata por un segundo par diferente de electrodos del ensamble de la Figura 1.

Descripcion detallada de la invencion

La Figura 1 ilustra un ensamble de serie de electrodos implantable 100.Aunque la modalidad del ensamble 100 ilustrada se configura para el implante en una rata 500 (ver la Figura 5A), las modalidades pueden construirse para su uso en otros sujetos, tales como otros mairnferos, que incluyen humanos, y dichas modalidades estan dentro del alcance de las presentes ensenanzas. El ensamble 100 es para su uso con un sujeto que tiene una medula espinal 330 (ver la Figura 3) con al menos un circuito espinal seleccionado (no mostrado) y una paralisis derivada neurologicamente en una porcion del cuerpo del sujeto. Por medio de un ejemplo no limitante, el ensamble 100 puede implantarse epiduralmente a lo largo de la medula espinal 330.El ensamble 100 puede colocarse en una o mas de una region lumbosacra, una region cervical, y una region toracica de la medula espinal 330.

Por medio de ejemplos no limitantes, cuando esta activo, el circuito espinal seleccionado puede (a) permitir el movimiento voluntario de musculos involucrados en al menos uno de pararse, dar pasos, alcanzar, agarrar, cambiar voluntariamente la posicion de una o ambas piernas, vaciar la vejiga del sujeto, vaciar los intestinos del sujeto, actividad postural, y actividad locomotora; (b) permitir o mejorar el control autonomo de al menos una de funcion cardiovascular, temperatura del cuerpo, y procesos metabolicos; y/o (c) ayudar a facilitar la recuperacion de al menos uno de una funcion autonoma, funcion sexual, funcion vasomotora, y funcion cognitiva. Sin estar limitado por la teona, se cree que el circuito espinal seleccionado tiene un primer umbral de estimulacion que representa una cantidad minima de estimulacion requerida para activar el circuito espinal seleccionado, y un segundo umbral de estimulacion que representa una cantidad de estimulacion por encima de la cual el circuito espinal seleccionado esta completamente activado y anadir las senales neurologicas inducidas no tiene ningun efecto adicional en el al menos un circuito espinal seleccionado.

La paralisis puede ser una paralisis motora completa o una paralisis motora incompleta. La paralisis puede haber sido causada por una lesion de la medula espinal clasificada como motora completa o motora incompleta. La paralisis puede haber sido causada por una lesion cerebral isquemica o traumatica. La paralisis puede haber sido causada por una lesion cerebral isquemica que resulto de un accidente cerebrovascular o trauma agudo. Por medio de otro ejemplo, la paralisis puede haber sido causada por una lesion cerebral neurodegenerativa. La lesion cerebral neurodegenerativa puede estar asociada con al menos una de enfermedad de Parkinson, enfermedad de Huntington, Alzheimer, isquemia, accidente cerebrovascular, esclerosis lateral amiotrofica (ALS), esclerosis lateral primaria (PLS), y paralisis cerebral.

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Si la paralisis fue causada por una lesion de la medula espinal en una primera localizacion a lo largo de la medula espinal 330, el ensamble 100 puede implantarse (por ejemplo, epiduralmente) en una segunda localizacion debajo de la primera localizacion a lo largo de la medula espinal con relacion al cerebro del sujeto (no mostrado).

El ensamble 100 se configura para aplicar estimulacion electrica a una porcion de una medula espinal 330 del sujeto. La estimulacion electrica puede incluir al menos una de estimulacion tonica y estimulacion intermitente. La estimulacion aplicada puede ser pulsada. La estimulacion electrica puede incluir estimulacion simultanea o secuencial de diferentes regiones de la medula espinal. La estimulacion electrica aplicada por el ensamble 100 puede ser por debajo del segundo umbral de estimulacion de manera que el al menos un circuito espinal seleccionado puede al menos parcialmente activarse por la adicion de senales generadas por el sujeto. A modo de ejemplo no limitante, dichas senales generadas por el sujeto pueden inducirse al someter al sujeto a entrenamiento o actividad ffsica (tal como caminar en una cinta rodante).Estas senales pueden inducirse en una porcion paralizada del sujeto. Por medio de otro ejemplo no limitante, las senales generadas por el sujeto pueden incluir senales supraespinales.

Como se menciono anteriormente, la modalidad del ensamble 100 ilustrada en las Figuras 1-3 se configura para el implante en la rata 500 (ver la Figura 5A).Por lo tanto, la modalidad del ensamble 100 ilustrada se mide (por ejemplo, aproximadamente 59 mm por aproximadamente 3 mm) y se conforma para el implante en la rata 500.Sin embargo, a traves de la aplicacion de habilidades ordinarias en la tecnica a las presentes ensenanzas, las modalidades pueden construirse para su uso con otros sujetos, tales como otros mairnferos, que incluyen humanos.

La Figura 2 ilustra una porcion ampliada 200 del ensamble 100 representado en la Figura 1.El ensamble 100 puede caracterizarse como un dispositivo de sistemas microelectromecanicos ("MEMS").Como se menciono anteriormente, el ensamble 100 se configura para el implante a lo largo de la medula espinal 330 (ver la Figura 3) y para proporcionar estimulacion electrica a esta. Por ejemplo, el ensamble 100 puede proporcionar estimulacion epidural a la medula espinal 330.El ensamble 100 permite un alto grado de libertad y especificidad en la seleccion del sitio de estimulacion en comparacion con implantes basados en alambres de la tecnica anterior, y desencadena diversas respuestas biologicas que pueden llevar a un mayor comprension de la medula espinal 330 y recuperacion de la locomocion para las vfctimas de lesion de la medula espinal.

Pasando a la Figura 1, el ensamble 100 incluye una porcion del cuerpo 110, una serie de electrodos 120, y una pluralidad de trazas electricamente conductoras 130.La porcion del cuerpo 110 incluye una porcion de extremo distal 112, una porcion de extremo proximal 114 (opuesta a la porcion de extremo distal), un bastidor 140, y una estructura de rejilla 210 (ver la Figura 2) para cada electrodo E11-E19, E21-E29, y E31-E39 de la serie de electrodos 120.Cada una de las estructuras de rejilla 210 define una pluralidad de celdas 212.A modo de ejemplo no limitante, las estructuras de rejilla 210 pueden construirse cada una a partir de parileno (por ejemplo, parileno-C).En la modalidad ilustrada, la estructura de rejilla 210 incluye 40 celdas.

Como se menciono anteriormente, la serie de electrodos 120 incluye la pluralidad de electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 (por ejemplo, 9x3 electrodos).Los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 se disponen en una serie bidimensional. Cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 incluye una pluralidad de contactos electricamente conductores 220.Los contactos 220 son sitios en los cuales el electrodo (por ejemplo, el electrodo E37 ilustrado en la Figura 2) contactara la medula espinal (por ejemplo, la duramadre).Los contactos 220 estan en comunicacion electrica entre sf. La modalidad del electrodo E37 ilustrado incluye 40 contactos 220. Sin embargo, esto no es un requisito. Como se menciono anteriormente, cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 corresponde a una unica de las estructuras de rejilla 210.En la modalidad ilustrada, para cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39, cada uno de los contactos 220 se coloca dentro de una diferente de las celdas 212 de la correspondiente estructura de rejilla 210.La estructura de rejilla 210 puede ayudar a evitar la separacion de las capas del ensamble 100 (ver la Figura 1).Como es evidente para los expertos en la tecnica y como se explicara mas abajo, la estructura de rejilla 210 y los contactos 220 pueden formarse al grabar al aguafuerte de manera selectiva una capa de material electricamente no conductor de manera sustancial (por ejemplo, parileno) adyacente a una almohadilla de material electricamente conductor (por ejemplo, metal) para definir la estructura de rejilla 210 y exponer las porciones del material electricamente conductor dentro de las celdas 212 de la estructura de rejilla para definir los contactos 220.

Aunque la serie de electrodos 120 ilustrado incluye 27 electrodos, en otras modalidades, el numero de electrodos puede variar de un electrodo a aproximadamente 100,000 electrodos o mas. En ciertas modalidades, la serie de electrodos 120 incluye al menos 10, al menos 15, al menos 20, al menos 25, al menos 50, al menos 100, al menos 250, al menos 500, o al menos 1000 electrodos. En varias modalidades, la separacion entre electrodos de electrodos adyacentes en la serie de electrodos 120 vana de aproximadamente 100 pm o aproximadamente 500 pm, o aproximadamente 1000 pm o aproximadamente 1500 pm a aproximadamente 2000 pm, o aproximadamente 3000 pm, o aproximadamente 4000 pm, o aproximadamente 4500 pm, o aproximadamente 5000 pm. En varias modalidades, la separacion entre electrodos vana de aproximadamente 100 pm, aproximadamente 150 pm, aproximadamente 200 pm, o aproximadamente 250 pm hasta aproximadamente 1,000 pm, aproximadamente 2000 pm, aproximadamente 3000 pm, o aproximadamente 4,000 pm. En algunas modalidades, el diametro (o ancho) de cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 vana de aproximadamente 50 pm, 100 pm, 150 pm, 200 pm, o 250 pm hasta aproximadamente 500 pm, aproximadamente 1000 pm, aproximadamente 1500 pm, o aproximadamente 2000 pm.

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La serie de electrodos 120 puede formarse en cualquier forma geometrica tal como una forma cuadrada, forma rectangular, o forma circular. Tfpicamente el tamano de la serie de electrodos 120 estara en el orden de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 2 cm, de ancho o diametro, dependiendo en parte en el numero de electrodos en la serie de electrodos 120.En varias modalidades, la longitud de la serie de electrodos 120 vana de aproximadamente 0.01 mm, o 0.1 mm hasta aproximadamente 10 cm o mayor.

Una o mas de lastrazas 130 se conecta a cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39.Con referencia a la Figura 2, en la modalidad ilustrada, dos trazas "T1" y "T2" se conectan a cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39.En modalidades alternas, mas de dos trazas 130 pueden conectarse a cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39.Conectar mas de una de las trazas 130 a cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31- E39 ayuda a asegurar que las senales alcanzan cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39.En otras palabras, la redundancia puede usarse para mejorar la fiabilidad. Para cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39, las trazas 130 se conectan a cada uno de los contactos 220 del electrodo y transportan senales a estos. Las aberturas 132 (ver la Figura 3) formadas (por ejemplo, grabado al aguafuerte) en la porcion del cuerpo 110 exponen las porciones de las trazas 130.

Las trazas 130 puede usarse para entregar de manera selectiva senales electricas (por ejemplo, senales de pulsos) a los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39.De esta manera, solo uno seleccionado o mas de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 puede entregar estimulacion a la medula espinal 330 (ver la Figura 3).Los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 estan unidos de manera que pueden operar por las trazas 130 a circuitos de control (no mostrados).Los circuitos de control (no mostrados) se configuran para seleccionar uno o mas de los electrodos E11- E19, E21-E29, y E31-E39 para activar/estimular y/o controlar los parametros (por ejemplo, frecuencia, ancho del pulso, amplitud, y similares) de la estimulacion electrica. En varias modalidades, la seleccion del electrodo, frecuencia, amplitud, y ancho del pulso pueden seleccionarse de manera independiente. Por ejemplo, en diferentes momentos pueden seleccionarse diferentes electrodos. En cualquier momento, diferentes electrodos pueden proporcionar estimulacion que tiene diferentes valores de parametros (por ejemplo, frecuencias, amplitudes, y similares).En varias modalidades, al menos una porcion de los electrodos puede operarse en un modo monopolar y/o un modo bipolar. En dichas modalidades, puede usarse corriente constante o voltaje constante para entregar la estimulacion.

En algunas modalidades, las trazas 130 pueden recibir senales de circuitos de control implantables (no mostrados) y/o una fuente de energfa implantable (no mostrada).Los circuitos de control implantables (no mostrados) pueden programarse y/o reprogramarse por un dispositivo externo (por ejemplo, mediante el uso de un dispositivo portatil que se comunica con los circuitos de control a traves de la piel).La programacion puede repetirse tan a menudo como sea necesario.

La Figura 3 ilustra un sistema de cables 300 que incorpora el ensamble 100.El sistema de cables 300 se ilustra implantado a lo largo de la columna vertebral 320 y la medula espinal 330 de la rata 500 (ver la Figura 5A).Debido a la dificultad al evitar infecciones en los conectores que atraviesan la piel (no mostrados), en experimentos cronicos, es a menudo muy conveniente pasar senales a traves de un conector 310 colocado en la cabeza (no mostrado) de la rata 500, donde la larga superficie del hueso, la ausencia de tejido muscular, y mmimo movimiento de la piel ayuda a minimizar el riesgo de infeccion. Debido a que algunos experimentos preliminares en animales vivos han mostrado que las deformaciones mecanicas impuestas por los movimientos de los animales pueden hacer no fiables algunas modalidades de un dispositivo totalmente MEMS configurado para extenderse desde el conector 310 a la medula espinal 330, el sistema de cables 300 se ideo para confinar las deformaciones impuestas en el ensamble 100 a lfmites aceptables.

La Figura 3 ilustra como se coloca el sistema de cables 300 (incluyendo el ensamble 100) a lo largo de la columna vertebral 320 del sujeto (por ejemplo, la rata 500 ilustrada en la Figura 5A) despues del implante. El sistema de cables 300 se compone de una placa base espinal 340, un rollo de alambre 350, y el conector 310.Otro conjunto de alambres (no mostrado) puede implantarse en la(s) pierna(s) 520 (ver la Figura 5A) del sujeto para registrar senales electromiograficas ("EMG"). La placa base 340 puede construirse a partir de un sustrato de PCB estandar FR-4.La placa base 340 se une (por ejemplo, mediante una sutura 342) a una vertebra seleccionada (por ejemplo, vertebra "L2").En la modalidad ilustrada, la placa base 340 se une a la vertebra "L2".El ensamble 100 se une (por ejemplo, mediante una sutura 344) a la medula espinal 300.En la modalidad ilustrada, la porcion de extremo distal 112 del ensamble 100 se une a la medula espinal 300 en una localizacion adyacente a la vertebra "T13". La porcion de extremo proximal 114 del ensamble 100 se une a la placa base 340 mediante el uso de un material conductor (por ejemplo, epoxi conductor) para puentear las conexiones electricas. A modo de ejemplo no limitante, la porcion de extremo proximal 114 del ensamble 100 puede asegurarse a la placa base 340 mediante el uso de epoxi del dispositivo medico Loctite M-121HP.

El rollo de alambre 350 incluye una pluralidad de alambres 352.A modo de ejemplo no limitante, los alambres 352 pueden incluir un alambre diferente para cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 (por ejemplo, 27 alambres en total para una serie de 9 x 3 electrodos).Cada uno de los alambres 352 puede fabricarse de oro e incluir un recubrimiento de teflon. Por ejemplo, pueden usarse alambres de oro de 75 pm (por ejemplo, alambre de oro recubierto de teflon fabricado por AM Systems).Los alambres 352 pueden soldarse a la placa base 340 y conectarse mediante conectores de alta densidad 360 al conector 310.Las trazas 130 se conectan a la placa base 340 mediante las aberturas

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132 formadas en la porcion del cuerpo 110 del ensamble 100.A modo de ejemplo no limitante, puede usarse epoxi de plata (no mostrado) para conectar las trazas 130 a la placa base 340.

El sistema de cables en su totalidad 300 (excepto por una porcion 368 del ensamble 100) puede recubrirse con un recubrimiento 370 configurado para aislar las conexiones electricas y proporcionar resistencia mecanica mientras que mantiene la flexibilidad donde sea necesaria. A modo de ejemplo no limitante, el recubrimiento 370 puede incluir un epoxi de grado biomedico y un elastomero de silicona (por ejemplo, silicona de grado biomedico MDX 4-4210).

Un tapon de silicona 380 (o porcion sobresaliente) se forma en el extremo de la placa base 340 para proteger el ensamble 100 del tejido externo movil. El tapon 380 puede formarse a partir del mismo material que el recubrimiento 370.A lo largo de las porciones del ensamble 100, puede implementarse el recubrimiento 370 como una capa fina de silicona (por ejemplo, aproximadamente 100 pm de grosor) para reducir la concentracion de estres a medida que el ensamble 100 se dobla con la columna vertebral del sujeto 320 durante el movimiento. Una capa mas gruesa de silicona aplicada al ensamble 100 puede ser perjudicial para la salud de la medula espinal 330 debido a la mayor presion que se aplica por un ensamble mas ngido a la medula espinal. En otras palabras, la flexibilidad puede ser una caractenstica importante de un ensamble de serie de electrodos implantable cronico exitoso.

Fabricacion

El ensamble 100 puede fabricarse mediante el uso de un metodo algo similar al descrito en D.C. Rodger, y otros, "Flexible microfabricated parylene multielectrode arrays for retinal stimulation and spinal cord field modulation," Proc.4ta Conferencia Internacional de Temas Especiales de la IEEE-EMBS en Microtecnologfas en Medicina y Biologfa, Okinawa, Japon, pags. 31-34 (2006), el cual describe un metodo de formacion de una estructura tipo sandwich de parileno-metal-parileno.

Pasando a las Figuras 4A-4D, el ensamble 100 puede construirse mediante el uso de un metodo 400.Para facilitar la ilustracion, el metodo 400 se describira con respecto al uso de parileno-C, el cual es electricamente no conductor de manera sustancial. El parileno-C es un material biocompatible de clase VI de la Convencion de la Farmacopea de Estados Unidos ("USP"), y sus propiedades mecanicas proporcionan la flexibilidad necesaria para hacer un buen contacto epidural con la medula espinal 330 (ver la Figura 3).Sin embargo, los expertos en la tecnica entienden que pueden usarse otros materiales en lugar de o en combinacion con parileno-C. Ejemplos de otros materiales incluyen materiales flexibles tales como parileno-A, parileno-AM, parileno-F, parileno-N, parileno-D, y similares. Ademas, las series de electrodos 120 se describiran como que incluyen metal, lo que puede implementarse mediante el uso de uno o mas metales biocompatibles (por ejemplo, oro, platino, cromo, titanio, iridio, tungsteno, y/o oxidos y/o aleaciones de estos).Para facilitar la ilustracion, el metodo 400 se describira con respecto al uso de platino (y titanio) para construir las series de electrodos 120.

El metodo 400 comienza en la parte superior de la Figura 4A. Un primer subensamble "SA1" se construye al aplicar (por ejemplo, por conformacion por rotacion) una primera capa opcional fotorresistente de proteccion 410 en un sustrato 412 (por ejemplo, una oblea de silicio).

Despues, un segundo subensamble "SA2" se construye al depositar (por ejemplo, mediante el uso de deposicion de vapor convencional) una primera capa (bastidor) de parileno-C 416 en la primera capa fotorresistente 410. A modo de ejemplo no limitante, la primera capa (bastidor) de parileno-C 416 puede ser de aproximadamente 10 pm de grosor.

Un tercer subensamble "SA3" se construye al aplicar (por ejemplo, por conformacion por rotacion) una segunda capa fotorresistente 422 en el segundo subensamble "SA2."

Despues, un cuarto subensamble "SA4" se construye al exponer y desarrollar la segunda capa fotorresistente 422 para definir el bastidor 140 (ver la Figura 1) mediante el uso de tecnicas fotorresistentes convencionales.

Pasando a la Figura 4B, un quinto subensamble "SA5" se construye al retirar (por ejemplo, grabado al aguafuerte) al menos una porcion de la primera capa (bastidor) de parileno-C 416 para definir la al menos una porcion del bastidor 140 que rodea la serie de electrodos 120.Despues, la segunda capa fotorresistente 422 se retira (por ejemplo, disuelta con el uso de acetona).

Despues, un sexto subensamble "SA6" se construye al depositar (por ejemplo, mediante el uso de deposicion de vapor convencional) una segunda capa (base) de parileno-C 420 en el quinto subensamble "SA5."Por medio de otro ejemplo no limitante, la segunda capa (base) de parileno-C 420 puede ser de aproximadamente 5 pm de grosor. La segunda capa (base) de parileno-C 420 forma una parte inferior para la porcion del cuerpo 110 (ver la Figura 1) del ensamble 100 (ver la Figura 1).La segunda capa (base) de parileno-C 420 puede caracterizarse ademas como que define al menos una porcion del bastidor 140 debido a que la primera capa (bastidor) de parileno-C 416 esta debajo de y ayuda a conformar la segunda capa (base) de parileno-C 420.En otras palabras, el bastidor 140 puede caracterizarse como que incluye la primera capa (bastidor) y la segunda capa (base) 416 y 420.Alternativamente, el bastidor 140 puede caracterizarse como que se define en su totalidad por la primera capa (bastidor) 416.

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Un septimo subensamble "SA7" se construye al aplicar (por ejemplo, por conformacion por rotacion) una tercera capa fotorresistente 424 sobre el sexto subensamble "SA6."

Un octavo subensamble "SA8" se construye al exponer y desarrollar la tercera capa fotorresistente 424 para definir un patron mediante el uso de tecnicas fotorresistentes convencionales. El patron define la serie de electrodos 120 y las trazas 130.

Pasando a la Figura 4C, un noveno subensamble "SA9" se construye al depositar (por ejemplo, mediante el uso de evaporacion por haz de electrones) una capa electricamente conductora 428 en el octavo subensamble "SA8."La capa electricamente conductora 428 puede construirse al depositar en primer lugar una capa de adhesion de un primer material (por ejemplo, 100A de titanio) y despues depositar una capa de electrodo de un segundo diferente material electricamente conductor (por ejemplo, 2000A de platino) adecuado para llevar a cabo la estimulacion electrica. Por lo tanto, la capa electricamente conductora 428 puede construirse mediante el uso de mas de una capa de material.

Un decimo subensamble "SA10" se construye al retirar (por ejemplo, al disolver) la tercera capa fotorresistente 424, lo que elimina porciones de la capa electricamente conductora 428 colocada sobre esta para formar la serie de electrodos 120 y las trazas 130.En otras palabras, se usa un proceso de despegado convencional para crear patrones en la capa electricamente conductora 428 para formar la serie de electrodos l2o y las trazas 130.

Despues, un undecimo subensamble "SA11" se construye al depositar (por ejemplo, mediante el uso de deposicion de vapor convencional) una tercera capa (superior) de parileno-C 430 en el decimo subensamble "SA10."Por medio de otro ejemplo no limitante, la tercera capa (superior) de parileno-C 430 puede ser de aproximadamente 5 pm de grosor.

Pasando a la Figura 4D, un duodecimo subensamble "SA12" se crea al aplicar (por ejemplo, por conformacion por rotacion) una cuarta capa fotorresistente 432 sobre el undecimo subensamble "SA11."

Un decimo tercer subensamble "SA13" se construye al exponer y desarrollar la cuarta capa fotorresistente 432 para definir un patron mediante el uso de tecnicas fotorresistentes convencionales. El patron define las aberturas 132, las cuales se forman en la tercera capa (superior) de parileno-C 430.

Un decimo cuarto subensamble "SA14" se crea al formar las aberturas 132 en la tercera capa (superior) de parileno-C 430 para exponer las porciones de la capa electricamente conductora 428.Las aberturas 132 pueden formarse mediante el uso de grabado al aguafuerte (por ejemplo, grabado al aguafuerte por plasma de oxfgeno).Para cada uno de los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39, al menos una porcion de las aberturas 132 proporciona acceso a los contactos 220 y define la estructura de rejilla 210.Los contactos 220 hacen contacto con la medula espinal 330 (ver la Figura 3) a traves de las aberturas 132.Una porcion diferente de las aberturas 132 proporciona acceso a las trazas 130 de manera que la placa base 340 puede conectarse electricamente a estas. El grabado al aguafuerte puede usarse ademas para definir la forma del ensamble 100.Despues, la cuarta capa fotorresistente 432 se retira (por ejemplo, disuelta con el uso de acetona o agua).

Un decimo quinto subensamble "SA15" se forma al retirar (por ejemplo, al disolver) la primera capa fotorresistente 410 para liberar las capas encima de la primera capa fotorresistente 410 del sustrato 412.A modo de ejemplo no limitante, la primera capa fotorresistente 410 puede disolverse con el uso de acetona o agua.

Finalmente, el ensamble 100 (ver la Figura 1) puede crearse al recocer el decimo quinto subensamble "SA15" en un horno al vacfo a 200 °C por 48 horas.

Resultados y debate

Las implementaciones del sistema de cables 300 (ver la Figura 3) se implantaron en ratas y funcionaron por hasta ocho semanas. Este nivel de fiabilidad hace el sistema de cables 300 (y ensamble 100) adecuado para el estudio de la capacidad de dar pasos con el tiempo. El sistema de cables 300 (y el ensamble 100) proporciona ademas la selectividad del sitio, permitido por la serie de electrodos microfabricado de alta densidad 120.

La Figura 5A es una ilustracion de la rata 500 suspendida sobre una cinta rodante 510 por una camisa 530.La rata 500 tiene una medula espinal completamente transeccionada y por lo tanto paralisis de las extremidades posteriores. El dar pasos por las extremidades posteriores se logro en la rata 500 al estimular la medula espinal de la rata 330 (ver la Figura 3) mientras la rata estaba suspendida sobre la cinta rodante 510.La Figura 5A ilustra ademas porciones de un sistema de captura de movimiento (por ejemplo, puntos D1-D5) usado para registrar la capacidad de dar pasos. La Figura 5B es un diagrama de barras 550 que representa el movimiento de las extremidades posteriores cuando la medula espinal de la rata 330 no se estimulo. Como se esperaba, la rata 500 arrastro sus patas cuando su medula espinal 330 no se estimulo debido a la paralisis de las extremidades posteriores.

La Figuras 6A y 6B representan un par de diagramas de barras 610 y 620, respectivamente, que ilustran el movimiento de las extremidades posteriores cuando se aplica la estimulacion bipolar a la medula espinal de la rata 330 por dos

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pares de electrodos diferentes. Se cree que los diagramas 610 y 620 ilustran los primeros pasos logrados por una rata espinalizada estimulada por una serie de electrodos MEMS. Debe notarse que los pares de sitios de la estimulacion para los dos diferente patrones de pasos ilustrados en las Figuras 6A y 6B estaban proximos entre sf en la serie de electrodos 120, lo que sugiere que la configuracion del electrodo de alta densidad del ensamble 100 es de gran valor en la comprension de los mecanismos biologicos que sustentan la locomocion y su aplicacion para la recuperacion despues de la lesion de la medula espinal.

El registro de EMG puede ser ademas muy valioso en la obtencion de informacion biologica. La Figuras 7A y 7B muestran dos registros de EMG para dos pares de estimulacion diferentes a tres diferente voltajes. En otras palabras, la Figura 7A representa un registro de EMG registrado cuando se aplico la estimulacion por un par de electrodos y la Figura 7B representa un registro de EMG registrado cuando se aplico la estimulacion por un par de electrodos diferente. La Figura 7A ilustra una respuesta monosinaptica "R1."Dichas respuestas monosinapticas generalmente ocurren en los primeros seis milisegundos de los registros, mientras que las respuestas polisinapticas (tales como las respuestas polisinapticas "P1") generalmente ocurren despues. Debe notarse que el registro representado en la Figura 7A incluye la respuesta monosinaptica "R1" y las respuestas polisinapticas "P1," mientras que el registro representado en la Figura 7B solo incluye las respuestas polisinapticas "P2."Esto demuestra que la alta densidad de la serie de electrodos 120 proporciona sitios de estimulacion de alta densidad (los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39) utiles para obtener diferente respuestas biologicas. Las senales EMG de las Figuras 7A y 7B se obtuvieron durante pruebas de reflejos (pulsos de estimulacion de 0.3 Hz), y los diagramas de barras de las Figuras 6A y 6B se obtuvieron durante las pruebas de pasos (40 Hz).

Se ha mostrado que el ensamble 100 dura en una rata viva por hasta ocho semanas y puede durar mucho mas, debido a que el impacto de dano mecanico observado en la funcionalidad del ensamble 100 es mmimo. El sistema de cables 300 proporciona un medio para estimular la medula espinal 330 y registrar respuestas provocadas. Opcionalmente, los electrodos E11-E19, E21-E29, y E31-E39 del ensamble 100 pueden usarse para detectar senales neurologicas en adicion a entregar la estimulacion. La estimulacion aplicada por el ensamble 100 puede usarse para inducir dar pasos en una rata con una medula espinal completamente transeccionada. El ensamble 100 proporciona un medio para controlar el sitio de estimulacion para producir diferentes respuestas de EMG y patrones de pasos. Este nivel de control es util para entender circuitos neurobiologicos dentro de la medula espinal 330 y desarrollar posibles tratamientos para la recuperacion de la locomocion en vfctimas de lesiones de la medula espinal.

Aunque el sistema de cables 300 que incluye el ensamble 100 se ha descrito con respecto a permitir dar pasos en un sujeto (por ejemplo, la rata 500), a traves de la aplicacion de habilidades ordinarias en la tecnica a las presentes ensenanzas, pueden construirse modalidades para permitir otros tipos de funcionalidades, tales como (a) permitir el movimiento voluntario de musculos involucrados en al menos uno de pararse, dar pasos, alcanzar, agarrar, cambiar voluntariamente la posicion de una o ambas piernas, vaciar la vejiga, vaciar los intestinos, actividad postural, y actividad locomotora; (b) permitir o mejorar el control autonomo de al menos una de funcion cardiovascular, temperatura del cuerpo, y procesos metabolicos; y/o (c) ayudar a facilitar la recuperacion de al menos uno de una funcion autonoma, funcion sexual, funcion vasomotora, y funcion cognitiva.

Las modalidades descritas anteriormente representan los diferentes componentes contenidos dentro de, o conectados con, otros componentes diferentes. Se entiende que esas arquitecturas representadas son meramente ilustrativas, y que de hecho otras muchas arquitecturas pueden implementarse y lograr la misma funcionalidad. En un sentido conceptual, cualquier serie de los componentes para alcanzar la misma funcionalidad se "asocia" efectivamente de modo que se alcance la funcionalidad deseada. De ah que, dos componentes cualquiera en la presente descripcion combinados para alcanzar una funcionalidad particular pueden observarse como "asociados" unos con otros de manera que se alcance la funcionalidad deseada, independientemente de las arquitecturas o componentes intermedios. Igualmente, dos componentes cualesquiera asf asociados pueden verse, ademas, como "operativamente conectados,” u "operativamente acoplados,” entre sf para lograr la funcionalidad deseada.

La invencion se establece en las reivindicaciones que siguen:

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Reivindicaciones

1. Un dispositivo implantable (100) para su uso con una medula espinal, el dispositivo comprende:

una porcion del cuerpo (110) que tiene una porcion periferica y una primera capa (430) construida a partir de un material electricamente no conductor, la primera capa tiene una primera porcion y una segunda porcion, la primera porcion se configura para colocarse junto a la medula espinal y comprender una primera pluralidad de aberturas (132), la segunda porcion comprende una segunda pluralidad de aberturas (132); una pluralidad de electrodos (120) colocados dentro de la porcion periferica y junto a la primera porcion de la primera capa (430), al menos una de la primera pluralidad de aberturas es adyacente a cada uno de los electrodos (120) para proporcionar una trayectoria a traves de la cual el electrodo (120) proporciona estimulacion electrica a la medula espinal cuando la primera porcion se coloca junto a la medula espinal; y una pluralidad de trazas (130) colocadas dentro de la porcion periferica y junto a la primera capa (430) con al menos una de la segunda pluralidad de aberturas (132) adyacentes a cada una de las trazas (130) para proporcionar una trayectoria a traves de la cual la traza (130) recibe estimulacion electrica, una o mas de las trazas (130) se conecta a cada uno de los electrodos (120) y se configura para llevar a cabo la estimulacion electrica recibida por la una o mas de las trazas (130) a los electrodos (120);

en donde la primera capa (430) comprende una pluralidad de estructuras de rejilla (210) con una diferente de las estructuras de rejilla (210) adyacente a cada una de la pluralidad de electrodos (120), cada estructura de rejilla (210) comprende una pluralidad de celdas (212);

en donde la porcion del cuerpo (110) comprende ademas una segunda capa (420), la pluralidad de electrodos (120) y la pluralidad de trazas (130) se colocan entre las primera y segunda capas;

caracterizado porque el dispositivo (100) comprende ademas un recubrimiento externo flexible (370) que recubre al menos una porcion de la segunda capa (420) de la porcion del cuerpo y una porcion de la primera capa (430) entre la primera porcion de la primera capa (430) y la segunda porcion de la primera capa (430), y el recubrimiento externo flexible (370) comprende al menos uno de un epoxi de grado biomedico y un elastomero de silicona.
2. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde la pluralidad de trazas (130) se configura para llevar a cabo diferente estimulacion electrica a diferentes de la pluralidad de electrodos (120) y/o llevar a cabo la estimulacion electrica a menos de todos de la pluralidad de electrodos (120).
3. El dispositivo cualquiera de la reivindicacion 1 o 2, en donde la primera porcion de la primera capa (430) configurada para colocarse contra una duramadre de la medula espinal y la pluralidad de electrodos (120) se configuran para proporcionar estimulacion electrica a la duramadre.
4. El dispositivo de cualquier reivindicacion anterior, en donde la al menos una de la primera pluralidad de aberturas (132) es adyacente a cada una de la pluralidad de electrodos (120) comprende mas de una abertura (132).
5. El dispositivo de cualquier reivindicacion anterior, en donde dos de las trazas se conectan a cada uno de los electrodos.
6. Un metodo de construccion de un ensamble de serie de electrodos implantable (100), el metodo comprende: colocar una capa de proteccion (410) en un sustrato (412);

formar una segunda capa (420) de un material electricamente no conductor en la capa de proteccion (410); formar una capa con patrones de material electricamente conductor (428) en la segunda capa (420), la capa con patrones (428) define una pluralidad de electrodos (120) y una pluralidad de trazas (130), al menos una traza (130) se conecta a cada una de la pluralidad de electrodos (120);

formar una primera capa (430) de un material electricamente no conductor, la primera capa (430) es adyacente a la capa con patrones (428);

formar una pluralidad de primeras aberturas (132) en una primera porcion de la primera capa, la primera porcion se configura para colocarse junto a la medula espinal, las primeras aberturas (132) proporcionan acceso a la pluralidad de electrodos (120) a traves de la primera capa (430); y

formar una pluralidad de segundas aberturas (132) en una segunda porcion de la primera capa (430), las segundas aberturas (132) proporcionan acceso a la pluralidad de trazas (130) a traves de la primera capa (430), en donde las primeras aberturas definen una pluralidad de estructuras de rejilla (210) con una diferente de las estructuras de rejilla (210) adyacente a cada uno de los electrodos (120), cada estructura de rejilla (210) expone una pluralidad de contactos (220) del electrodo (120) a los cuales la estructura de rejilla (210) es adyacente; y retirar la capa de proteccion (410) para liberar asf la segunda capa (420) del sustrato (412); caracterizado porque el metodo comprende ademas aplicar un recubrimiento (370) a al menos una porcion de la segunda capa (420) y al menos una porcion de la primera capa (430) entre la primera porcion de la primera capa (430) y la segunda porcion de la primera capa (430), y el recubrimiento (370) comprende al menos uno de un epoxi de grado biomedico y un elastomero de silicona.
7. El metodo de la reivindicacion, 6 comprende ademas:

formar una capa de bastidor (416) en el sustrato (412), la capa de bastidor (412) debajo la segunda capa (420), la capa de bastidor (416) define al menos parcialmente un bastidor alrededor de la capa con patrones (428).

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8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en donde cada una de la primera y de la segunda capa se forma a partir de al menos uno de parileno-A, parileno-C, parileno-AM, parileno-F, parileno-N, y parileno-D.
9. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde la primera y la segunda capa se forman a partir del mismo material.
10. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la capa con patrones (428) se forma en la segunda capa (420) mediante el uso de una tecnologfa de deposicion de metales.
11. Un sistema que comprende:

un generador de estimulacion configurado para generar la estimulacion electrica; el dispositivo implantable (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5;

una placa base (340) configurada para conectarse a la al menos una vertebra y para conectar el dispositivo (110) a la al menos una vertebra; y

una pluralidad de alambres (350) conectados a la placa base (340) y al generador de estimulacion, la pluralidad de alambres (350) se configura para llevar a cabo la estimulacion electrica generada por el generador de estimulacion a la placa base (340), la placa base (340) se configura para llevar a cabo la estimulacion electrica a la pluralidad de conexiones electricas de la porcion de extremo proximal del dispositivo (110).
12. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 11, comprende ademas:

una porcion sobresaliente (380) conectada a la placa base (340) y colocada para sobresalir al menos una porcion de la porcion proximal del dispositivo (110) para ayudar a proteger el dispositivo (110) del tejido externo movil.