JP3522749B2 - 自己湾曲性蝸牛電極アレイ - Google Patents

自己湾曲性蝸牛電極アレイ

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JP3522749B2
JP3522749B2 JP50172193A JP50172193A JP3522749B2 JP 3522749 B2 JP3522749 B2 JP 3522749B2 JP 50172193 A JP50172193 A JP 50172193A JP 50172193 A JP50172193 A JP 50172193A JP 3522749 B2 JP3522749 B2 JP 3522749B2
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    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、蝸牛インプラント用の電極アレイに関す
る。
従来技術 蝸牛に挿入するための電極アレイは従来技術において
種々の形状のものが公知である。これは通常、弾性材料
から直線形状で製造される。これを蝸牛に挿入した場
合、鼓室階のらせん形状に柔軟に湾曲する。しかし、電
極アレイは弾性であり、従ってその直線形状を「記憶」
している傾向にあり、鼓室階の外（放射方向）壁に噛み
合う。最適の電気的刺激を起こすため、電極は蝸牛軸の
近くの内壁に噛み合うことが好ましい。
提案された１つの解決法は、ラセン形状の電極を製造
することである。このタイプの配置は、Hansenらの米国
特許第4,284,085号及びSan Franciscoのカルフォルニア
大学により開発された装置に示されている。しかしなが
ら、これらの装置は外科的手法において挿入することが
困難であり、満足な特性を得るために特殊な装置及び技
術を必要とする。さらに、これらの装置は、各々の患者
の蝸牛の実際の形状ではなく、平均形状を推定したアレ
イ用の湾曲を用いている。これらの装置はまた、信頼の
おける製品を製造するためとても注意深い製造技術が必
要である。
発明の開示 本発明の目的は、管の内壁と噛み合い、直線形状の電
極の製造及び挿入の利点を組み合わせた電極を提供する
ことである。
本発明は、挿入後、その当初の実質的に直線の形状か
ら湾曲した形状に湾曲する電極アレイを提供する。好ま
しくは、この電極アレイは、柔軟性ではあるが安定であ
る、電極を含む第一の部分、及び挿入後、電極全体が膨
張し、らせん形状に湾曲する材料から形成された第二の
部分より構成されている。好ましくは、これは水と接触
した際にゆっくり伸び、挿入後数時間もしくは数日間に
わたり電極がゆっくり中心へ湾曲し、管の内壁に噛み合
う材料を用いることによって達成される。従って、電極
が管の内壁と噛み合うことにより最適の刺激が達成され
る。
図面の簡単な説明 ここで、本発明の一実施態様を添付図面を参照して説
明する。
図１は、電極の挿入を示す蝸牛の水平面での略断面図
である。
図２及び３は、電極アレイ（いずれかの構造）の形状
のラインＡ−Ａにおける断面図である。
図４は、湾曲後の電極アレイの位置変化を示す、図１
と同じ図である。
図５は、図４の側断面図である。
図６は、本発明に係る電極アレイに必要な好ましい機
械特性を示す。
図７は、本発明に係る電極アレイの１つの構造の詳細
な説明である。
図８は、本発明に係る電極アレイの他の構造の詳細な
説明である。
図９は、図８の実施態様に係る電極を電気的に接続す
る１つの方法を示す。
好ましい実施態様の説明 本発明の一実施態様をここで説明するが、本発明は広
範囲にわたり、多くの可能な態様が本発明に含まれる。
図１を参照し、電極アレイ12はまず、直線円筒形もし
くは半円筒形に形成される。材料は、この形状が通常の
温度及び湿度条件において人体の外側で維持されるよう
なものより選ばれる。この形状において、蝸牛30への電
極の挿入の調節は比較的簡単である。蝸牛の説明はまっ
たくの略図であり、解剖学的に正確ではない。電極は通
常挿入直後に、図４及び５に示されているように、位置
１において鼓室階の外壁に対しとまる。
電極は、好ましくは２層で構成されている。図２及び
３を参照し、第一の層（10、20）は適当な生適合性材
料、例えばシリコーンポリマーより形成され、そして長
いストリップ構造の形状の接続リード線及び電極接点を
含んでいる。これは好ましくは、少なくとも一方向に曲
げに対し柔軟性を有し、かつその本体の外側及び内側の
両方で安定である材料より構成されている。この形状に
おいて、電極の間の正確な間隔が維持され、正確な電気
的機能が期待できる。
第二の層（11、21）は、第一の層に接着され、同時押
出され、もしくは取り付けられた生適合性材料より形成
されている。この材料は、体液に含まれる水に曝された
際に制御された膨潤速度の重要な特性を有している。
本発明において、上記条件をみたすあらゆる好適な水
膨張性材料を用いてよい。好適な材料は、水のような液
体との接触に応答して膨潤するポリマーである。第一の
好ましい材料は、所定量の微粉砕NaClと混合したSilast
ic A（商標）シリコーンポリマーである。このNaClの正
確な比は、選んだ形状によってきまり、当業者によって
容易に決定され得る。第二の好ましい材料は、電極構造
において吸湿性層を形成するようポリアクリル酸と混合
したSilastic Aである。この材料は共に水と接触しゆっ
くり膨張し、それにより電極構造をその当初の直線形状
から、鼓室階31と等しいもしくは小さい湾曲を有するら
せん形状に変形する。
最も広い態様において、本発明は、熱もしくは電気的
刺激のような他の刺激に応答してその体積を変化させる
ポリマーもしくは他の材料、又は単にその形状を変化さ
せ、アレイを変形する材料を含む、あらゆる手段によっ
て現場で形状を変化させることを包含する。本発明の核
心は、挿入後に湾曲することである。
従って、適当な時間の後、典型的には数時間もしくは
数日間、電極アレイ12は、図４及び５に示すように位置
２に徐々に移動する。電極は常にその正確なサイドに位
置しており、従って蝸牛軸にきわめて接近している。挿
入は外科的手法であり、人間の体の差、手術者の技術及
び経験、並びに他の要因によって理論的結果となるとは
限らない。
図７は、本発明の特徴を組み込んだ１つの構造を示し
ている。第一の層10は、機械的に安定なかつ生適合性ポ
リマーストリップより構成されており、一方のサイドの
金属電極が、そして他のサイドに接点14が付着されてい
る。第一の層10にはあらゆる好適な材料を用いてよい
が、ポリアミドホイルが好ましい。電極13及び接点14は
好適な金属、例えばスパッターされた白金より形成され
ている。
電極11の他のサイドは、通常水吸収性ポリマーの半円
筒形部分より形成されている。好ましくは、ストリップ
10は成形工程の間に材料11に接着される。
図８は、本発明の構造の他の態様を説明している。第
一の層20は、白金ディスク電極22に接続した平坦なリボ
ンを形成するよう並んで配列された多数のワイヤー23よ
り形成されている。次いでこの構造20は水吸収性ポリマ
ー21に取り付けられる。図９は、鉛ワイヤー23によるデ
ィスク22の接続を示している。
電極は、好ましくは図６に示すような機械特性を有し
て形成される。電極は（その直線形状において）、図６
において方向Ｄとして示すように、電極の面に垂直であ
る方向、換言すれば、挿入された構造の放射方向で柔軟
であるべきである。しかしながら、電極は、図６におい
て、方向Ｂ及びＣに示すような、電極の面に沿って安定
であり、電極の面に交差にて、換言すれば、放射方向に
対し垂直方向に比較的剛性であるべきである。
アレイの種々の部分の正確な体積及び好適なポリマー
選択は適当な湾曲度を与えることを可能にする。同じも
しくは他の材料特性、又は水膨張性ポリマーを用いる他
の異なる膨張もしくは収縮メカニズムも本発明の範囲内
に含まれる。このアレイは製造の際に正確に直線である
必要はなく、挿入を助けるためその末端において小さな
湾曲を含んでいてもよい。また、アレイのすべての部位
において均一な特性を有する必要もない。
本発明は、一般的な適用の原則に関するものであり、
本明細書に開示された特定の態様はなんら限定するもの
ではない。変形及び付加は当業者に明らかであり、本発
明の範囲内に含まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カズマ，ジャナズ オーストラリア国，ニュー サウス ウ ェールズ 2066，レーン カブ，マーズ ロード 14 (72)発明者 セルドン，ヘンリー リー オーストラリア国，ビクトリア 3150, グレン ウェーバリー，ロモンド ドラ イブ 20 (56)参考文献 特開 昭54−100190（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開2823798（ＤＥ, Ａ１) 米国特許4819647（ＵＳ，Ａ) 米国特許4357497（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61F 2/18 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蝸牛インプラントデバイス用の電極アレイ
    であって、このアレイは長手軸を有し、互いに所定の間
    隔をおいた多数の電極を含む第一の部分、及び前記第一
    の部分と長手方向に連結しておりかつ前記第一の部分と
    少なくとも一部同一の外延を有する第二の部分を含み、
    前記第一の部分及び第二の部分はそれぞれ当初の体積を
    有し、第二の部分は第一の部分に対して長手軸方向に体
    積変化し、前記第一の部分及び第二の部分は、第二の部
    分の体積が第一の部分の長手方向に対して変化した際
    に、前記第一の部分が有する電極の間の間隔をその長手
    軸に沿って一定に保ちつつ、前記第一の部分および第二
    の部分の外延が同一の部分が本質的に湾曲するように、
    互いに配置されていることを特長とする電極アレイ。
  2. 【請求項２】前記アレイの第一の部分が実質的に一定の
    体積を維持する、請求項１記載のアレイ。
  3. 【請求項３】前記アレイの第二の部分が生体適合性膨張
    性材料を含む、請求項１又は２記載のアレイ。
  4. 【請求項４】前記第二の部分の生体適合性膨張性材料が
    吸湿によって膨張する、請求項３記載のアレイ。
  5. 【請求項５】前記第二の部分が比較的ゆっくり、制御さ
    れて体積を変化させる、請求項３記載のアレイ。
  6. 【請求項６】デバイスを蝸牛に埋め込む前に、前記アレ
    イが通常の温度及び湿度条件において体積が実質的に安
    定である、請求項１記載のアレイ。
  7. 【請求項７】前記第一の部分及び第二の部分が前記長手
    軸の両側に長手方向に配列されている、請求項１記載の
    アレイ。
  8. 【請求項８】前記アレイが１つの面内で可撓性であり、
    前記アレイが機能的に湾曲した際にその面が多数の電極
    と交差する、請求項１記載のアレイ。
  9. 【請求項９】患者の耳の蝸牛に挿入するための電極アレ
    イを含む蝸牛インプラントデバイスであって、前記アレ
    イは長手軸を有し、互いに所定の間隔をおいた多数の電
    極を含む第一の部分、及び前記第一の部分と長手方向に
    連結しておりかつ前記第一の部分と少なくとも一部同一
    の外延を有する第二の部分を含み、前記第一の部分及び
    第二の部分はそれぞれ当初の体積を有し、第二の部分は
    第一の部分に対して長手軸方向に体積変化し、前記第一
    の部分及び第二の部分は、第二の部分の体積が第一の部
    分の長手方向に対して変化した際に、前記第一の部分が
    有する電極の間の間隔をその長手軸に沿って一定に保ち
    つつ、前記第一の部分及び第二の部分の外延が同一の部
    分が本質的に湾曲するように、互いに配置されているこ
    とを特長とするデバイス。
  10. 【請求項１０】前記アレイの第一の部分が実質的に一定
    の体積を維持する、請求項９記載のデバイス。
  11. 【請求項１１】前記アレイの第二の部分が生体適合性膨
    張性材料を含む、請求項９又は10記載のデバイス。
  12. 【請求項１２】前記第二の部分の生体適合性膨張性材料
    が患者の耳中の水分に晒されると膨張する、請求項11記
    載のデバイス。
  13. 【請求項１３】デバイスを蝸牛に埋め込む前に、前記ア
    レイが通常の温度及び湿度条件において体積が実質的に
    安定である、請求項９記載のデバイス。
  14. 【請求項１４】前記アレイが１つの面内で可撓性であ
    り、前記アレイが機能的に湾曲した際にその面が多数の
    電極と交差する、請求項９記載のデバイス。
  15. 【請求項１５】前記アレイの第一の部分と第二の部分の
    間が、第二の部分が体積変化を受けた際に前記アレイに
    より形成される湾曲が全体として前記第一の部分をへこ
    ませるように連結されている、請求項９記載のデバイ
    ス。
  16. 【請求項１６】デバイスを蝸牛に埋め込んだ後に、前記
    電極が鼓階室内の蝸牛の内壁に接して配置されるように
    前記アレイによって湾曲が形成される、請求項15記載の
    デバイス。
  17. 【請求項１７】前記第一の部分及び第二の部分が前記長
    手軸の両側に長手方向に配置される、請求項９記載のデ
    バイス。
  18. 【請求項１８】蝸牛インプラントデバイス用の電極アレ
    イであって、このアレイは長手軸を有し、互いに所定の
    間隔をおいた多数の電極を含む前記電極アレイの一表面
    上に沿って軸方向に延びるストリップを含む第一の部
    分、及び前記第一の部分と長手方向に連結しておりかつ
    前記第一の部分と少なくとも一部同一の外延を有する第
    二の部分を含み、前記第一の部分及び第二の部分はそれ
    ぞれ当初の体積を有し、第二の部分は第一の部分に対し
    て長手軸方向に体積変化し、前記第一の部分及び第二の
    部分は、第二の部分の体積が第一の部分の長手方向に対
    して変化した際に、前記第一の部分が有する電極の間の
    間隔をその長手軸に沿って一定に保ちつつ、前記第一の
    部分及び第二の部分の外延が同一の部分が本質的に湾曲
    するように、互いに配置されていることを特長とする電
    極アレイ。
  19. 【請求項１９】蝸牛インプラントデバイス用の電極アレ
    イであって、このアレイは長手軸を有し、互いに所定の
    間隔をおいた多数の電極を含みかつ多数のワイヤーより
    形成されたリボンを含む第一の部分、及び前記第一の部
    分と長手方向に連結しておりかつ前記第一の部分と少な
    くとも一部同一の外延を有する第二の部分を含み、前記
    ワイヤーの各々はそれぞれの電極に結合しており、前記
    第一の部分及び第二の部分はそれぞれ当初の体積を有
    し、第二の部分は第一の部分に対して長手軸方向に体積
    変化し、前記第一の部分及び第二の部分は、第二の部分
    の体積が第一の部分の長手方向に対して変化した際に、
    前記第一の部分が有する電極の間の間隔をその長手軸に
    沿って一定に保ちつつ、前記第一の部分及び第二の部分
    の外延が同一の部分が本質的に湾曲するように、互いに
    配置されていることを特長とする電極アレイ。
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