KR102318885B1 - 척수 자극용 전극 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극은, 기판; 상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및 상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며, 상기 척수를 감싸도록 이식되는 것을 특징으로 한다.

Description

척수 자극용 전극 {Electrode For Stimulating Spinal Cord}
본 출원은 척수 자극용 전극에 관한 것이다.
본 출원은 국립 연구 재단(NRF)과 과학 기술부(MSIT)를 통한 보조금 (2018K1A4A3A01064257, 2019R1A6A1A11034536)의 지원을 받아 도출된 것이다.
척수 손상후 신경재생을 유도하기 위해 손상된 척수 주변 혹은 뇌 조직 내 측부발아(collateral sprouting)를 유도하여 신경 가소성을 증진시키는 방법이 소개되고 있으며, 이를 위해 척수신경 전기자극 치료기술을 고려할 수 있다.
신경재생을 위해서는 운동신경경로의 측부발아를 유도해야 한다. 사람의 경우 운동신경경로가 척수의 전측부 및 측부(Lateral part)에 위치하므로, 운동신경경로의 측부발아를 유도하기 위해서는 전극이 척수의 측부에서 전부(ventral part)까지 감싸는 것이 바람직하다.
그러나, 기존의 척수 경막외 자극용 전극은 감각신경이나 자율신경계를 통해 전달되는 신경인성 동통 및 경직의 치료를 위해 개발된 것으로, 바 또는 패들 형태로 구성되어 척수의 배부(dorsal part)에만 전기자극을 전달할 수 있다.
공개특허공보 제10-2017-0066351호(2017.06.14. 공개) 공개특허공보 제10-2011-0084666호(2011.07.26. 공개) 일본 공표특허공보 특표2016-502924호(2016.02.01. 공개)
따라서, 당해 기술분야에서는 신경 가소성의 증진을 위해 손상된 척수에 전기 자극을 효과적으로 전달할 수 있도록 설계된 전극이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 척수 자극용 전극을 제공한다.
상기 척수 자극용 전극은, 기판; 상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및 상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며, 상기 척수를 감싸도록 이식되는 것을 특징으로 한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 척수를 감싸는 구조의 전극을 통해 신경 가소성의 증진을 위해 손상된 척수에 전기 자극을 효과적으로 전달할 수 있다.
또한, 전극이 척수를 감싸도록 하면서도 전극에 의해 척수에 가해지는 하중을 최소화함으로써 척수가 눌리거나 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척수 자극용 전극 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 척수 자극용 전극이 척수를 감싸도록 이식된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극 구조 및 이의 체내 이식 상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 상세 구조를 도시하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 이식 예 및 이식에 따른 척수 손상 여부를 확인한 결과를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척수 자극용 전극 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 상에 복수의 전극이 이격되어 형성되고, 복수의 전극에 각각 연결되는 와이어가 형성될 수 있다.
여기서, 기판은 척수 자극을 위한 복수의 전극의 지지체로서 역할을 하는 것으로, 기판의 두께는 0 내지 1 mm 범위 내일 수 있다. 즉, 기판은 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극의 지지체로서의 역할을 하는 기판을 생분해성 재료로 형성하고 전극을 생체 내에 이식할 경우, 일정 시간이 경과하면 기판 부분이 생체 내에서 흡수 또는 소멸되어 복수의 전극과 이에 연결된 와이어만 남을 수 있다.
또한, 기판은 두께가 얇으므로 정전기적으로 척수에 잘 흡착될 수 있다. 전극이 생체 내에 이식될 경우 척추에 흡착된 척수 자극용 전극은 주변부가 근육들로 둘러싸여 있으며, 이식 후 전극 주위로 세포들이 자라나면서 척수 자극용 전극이 고정될 수 있다.
또한, 기판의 재질은 열가소성 엘라스토머 (thermoplastic elastomers), 스티렌계 물질 (styrenic materials), 올레핀계 물질 (olefenic materials), 폴리올레핀 (polyolefin), 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머 (polyurethane thermoplastic elastomers), 폴리아미드 (polyamides), 합성고무 (synthetic rubbers), 고분자탄성중합체 (PDMS), 폴리부타디엔 (polybutadiene), 폴리이소부틸렌 (polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌) (poly(styrene-butadiene-styrene)), 폴리우레탄 (polyurethanes), 폴리클로로프렌 (polychloroprene) 및 실리콘 (silicones) 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 엘라스토머 스탬프는 엘라스토머를 포함하며, 예시적인 엘라스토머는 폴리(디메틸실록산) (즉, PDMS 및 h-PDMS), 폴리(메틸실록산), 부분적으로 알킬화된 폴리(메틸실록산), 폴리(알킬메틸실록산) 및 폴리(페닐메틸실록산), 실리콘 변성 엘라스토머와 같은 실리콘 함유 중합체를 포함할 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 기판은 생분해성 재료로 형성될 수도 있다. 여기서, 생분해성 재료는 체내 환경 하에서 자연적으로 화학적으로 분해되면서 더 작은 분자량을 지닌 화학물질이 되어 체내에 흡수 또는 배출되는 물질을 의미하는 것으로, 예를 들어, 폴리(글리세롤-세바케이트)(PGS), 폴리디옥사논, poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA), 폴리락트산(PLA), 콜라겐, 키토산, 피브로인, 누에 피브로인, 수정 누에 피브로인, 스파이더 실크, 곤충 실크, 재조합 실크 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 복수의 전극은 척수에 접촉하여 척수로 자극 신호를 인가하기 위한 것이고, 와이어는 자극 제어기(미도시)로부터 전달되는 자극 신호를 각각의 전극으로 전달하기 위한 것이다.
복수의 전극 및 와이어의 두께는 100 nm 내지 50 um 범위 내일 수 있으며, 재질은 금(Au), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 산화이리듐(IrOx), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 몰리브데넘(Mo), 아연(Zn), 철(Fe), 스테인리스강 및 이들의 합금 중 적어도 하나일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 척수 자극용 전극이 척수를 감싸도록 이식된 상태를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 척수 자극용 전극이 척수를 감싸도록 이식될 수 있으며, 이에 따라 척수의 측부 및 전부까지 전기자극을 전달하도록 구성될 수 있다.
그러나, 이 경우 척수의 움직임에 따라 척수 자극용 전극이 척수에 하중을 가하여 척수가 눌리거나 손상되는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 도 3 내지 도 7 중 어느 하나에 도시된 바와 같이 척수 자극용 전극을 구성하고 체내에 이식함으로써 상기와 같은 문제점을 해결하도록 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극 구조 및 이의 체내 이식 상태를 설명하기 위한 개략도이다.
제 1 실시예에 따르면, 도 3의 좌측 이미지에 도시된 바와 같이 척수 자극용 전극을 척수 전부 상에 위치시킬 수 있다. 여기서, 척수 자극용 전극의 길이(Height)에 따라 자극되는 전부(ventral) 영역이 결정될 수 있으며, 또한 척수의 움직임에 따른 전극 위치의 이동이 결정될 수 있다.
또한, 도 3의 우측 상부 이미지에 도시된 바와 같이, 척수 자극용 전극은 척수의 배부(dorsal)로부터 측부를 지나 전부(Ventral) 영역까지 감싸도록 이식되며, 특히 전부(Ventral) 영역에는 슬릿이 형성되어 벌어질 수 있도록 이식될 수 있다.
이에 따라, 도 3의 우측 하부 이미지에 도시된 바와 같이, 척추의 움직임이 있을 경우, 즉 척추가 전부(ventral) 방향으로 굽혀질 경우, 슬릿 부분이 벌어져서 전극이 척수를 구속하지 않도록 할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 척수 자극용 전극을 구성하는 기판이 척수를 둘러싸며, 기판 상의 전극 및 와이어의 배치는 자극 대상에 따라 달라질 수 있다. 또한, 척수 자극용 전극을 고정하기 위하여 도 2에서 돌출된 부분을 실로 봉합할 수도 있고, 봉합하지 않더라도 기판과 척수 사이의 흡착력이 좋고 수술 부위 주위로 세포가 빠르게 생장하므로 척수 자극용 전극이 고정될 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 도 4의 좌측 이미지에 도시된 바와 같이 2개의 척수 자극용 전극을 각각 척수의 전부 및 배부 상에 위치시킬 수 있다.
또한, 도 4의 우측 상부 이미지에 도시된 바와 같이, 하나의 척수 자극용 전극은 척수의 배부(dorsal)로부터 측부까지 감싸도록 이식되고, 다른 하나의 척수 자극용 전극은 척수의 전부(Ventral)로부터 측부까지 감싸도록 이식될 수 있다. 또한, 척수의 양 측부에서 2개의 척수 자극용 전극의 말단 사이는 일정 간격 이격된 상태로 이식될 수 있다.
이에 따라, 도 4의 우측 하부 이미지에 도시된 바와 같이, 척추의 움직임이 있을 경우, 즉 척추가 전부(ventral) 방향으로 굽혀질 경우, 척수의 전부 영역에 위치한 척수 자극용 전극이 척수가 굽혀지는 방향으로 이동하여 전극이 척수를 구속하지 않도록 할 수 있다.
또한, 제2 실시예의 경우, 2개의 척수 자극용 전극을 척수의 두 측부에서 실로 봉합하여 고정할 수도 있고, 봉합하지 않더라도 기판과 척수 사이의 흡착력이 좋고 수술 부위 주위로 세포가 빠르게 생장하므로 척수 자극용 전극이 고정될 수 있다.
제 3 실시예에 따르면, 도 5의 좌측 이미지에 도시된 바와 같이 척수 자극용 전극을 척수 전부 상에 위치시킬 수 있다. 여기서, 척수 자극용 전극에서 척수의 양 측부 상에 위치되는 기판 부분은 얇은 용수철 형상 또는 구불구불한 형상으로 형성되어 탄력성을 갖도록 형성될 수 있으며, 이의 재질은 엘라스토머일 수 있다. 엘라스토머는 늘어나거나 변형된 이후에 상당한 소성 변형 없이 원래 형태를 복원되는 물질, 즉 탄성 변형을 하는 물질을 의미한다. 예시적인 엘라스토머는 폴리실록산(PDMS 등)과 같이 실리콘을 포함한 폴리머, 부분적으로 알킬화된 폴리(메틸실록산), 폴리(알킬메틸실록산) 및 폴리(페닐메틸실록산), 열가소성 엘라스토머, 스티렌계 물질, 올레핀계 물질, 폴리올레핀, 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드, 합성고무, 폴리이소부틸렌, 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리우레탄, 폴리클로로프렌 및 실리콘을 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 5의 우측 상부 이미지에 도시된 바와 같이, 척수 자극용 전극은 척수의 배부(dorsal)로부터 측부를 지나 전부(Ventral) 영역까지 감싸도록 이식되며, 이 경우 척수의 양 측부 상에는 용수철 형상 또는 구불구불한(serpentine) 형상으로 형성된 기판 부분이 위치하게 된다.
이에 따라, 도 5의 우측 하부 이미지에 도시된 바와 같이, 척추의 움직임이 있을 경우, 즉 척추가 전부(ventral) 방향으로 굽혀질 경우, 척수의 양 측부 상에 위치한 탄력성을 갖는 기판 부분이 용이하게 벌어져서 전극이 척수를 구속하지 않도록 할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 척수 자극용 전극을 고정하는 방법은 상술한 제1 실시예와 동일한 바 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
제 4 실시예에 따르면, 도 6의 좌측 이미지에 도시된 바와 같이 척수 자극용 전극을 척수 전부 상에 위치시킬 수 있다. 여기서, 척수 자극용 전극에서 척수의 전부 상에 위치되는 기판 부분의 폭은 척수의 타 부분에 위치하는 기판 부분의 폭에 비해 좁게 형성될 수 있다. 도 6에서는 척수의 전부 상에 위치되는 기판 부분의 양 측면이 내주면으로 만곡된 형상으로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 6의 우측 상부 이미지에 도시된 바와 같이, 척수 자극용 전극은 척수의 배부(dorsal)로부터 측부를 지나 전부(Ventral) 영역까지 감싸도록 이식되며, 이 경우 척수의 전부 상에는 폭이 좁은 기판 부분이 위치하게 된다.
이에 따라, 도 6의 우측 하부 이미지에 도시된 바와 같이, 척추의 움직임이 있을 경우, 즉 척추가 전부(ventral) 방향으로 굽혀질 경우, 척수를 구속하는 전극 기판의 면적이 최소화되어 기판에 의해 척수에 가해지는 압력을 줄일 수 있다.
또한, 제4 실시예에 따른 척수 자극용 전극을 고정하는 방법은 상술한 제1 실시예와 동일한 바 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
제 5 실시예에 따르면, 도 7의 좌측 이미지에 도시된 바와 같이 척수 자극용 전극을 척수 전부 상에 위치시킬 수 있다. 여기서, 상술한 제 4 실시예와 마찬가지로 척수 자극용 전극에서 척수의 전부 상에 위치되는 기판 부분의 폭은 척수의 타 부분에 위치하는 기판 부분의 폭에 비해 좁게 형성될 수 있다. 도 7에서는 척수의 전부 상에 위치되는 기판 부분의 양 측면이 내주면으로 만곡된 형상으로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 척수 자극용 전극에서 척수의 배부 상에 위치되는 기판 부분에는 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 도 7의 우측 상부 이미지에 도시된 바와 같이, 척수 자극용 전극은 척수의 배부(dorsal)로부터 측부를 지나 전부(Ventral) 영역까지 감싸도록 이식되며, 이 경우 척수의 전부 상에는 폭이 좁은 기판 부분이 위치하고, 척수의 배부 상에는 기판의 개구부가 위치하게 된다.
이에 따라, 도 7의 우측 하부 이미지에 도시된 바와 같이, 척추의 움직임이 있을 경우, 즉 척추가 전부(ventral) 방향으로 굽혀질 경우, 기판에 형성된 개구부에 의해 전극의 기판의 형상이 척수의 움직임에 따라 변형되어 전극이 척수를 구속하지 않도록 할 수 있다.
또한, 제5 실시예에 따른 척수 자극용 전극을 고정하는 방법은 상술한 제1 실시예와 동일한 바 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
이하, 상술한 제 1 실시예 내지 제 5 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 기판 대상 물질, 예를 들어 폴리머를 스핀 코팅(spin coating)하여 원하는 두께로 형성한다.
금속 포일(예를 들어, Mg, Zn, Fe, Al 등)을 식각하여 원하는 두께로 형성한 후, 금속 포일을 패터닝할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 금속 포일을 패터닝함에 있어서, 우선, 금속 포일 위에 포토레지스트(PR)를 스핀 코팅한 후, 패터닝된 마스크와 얼라이너(aligner)를 이용하여 금속 위의 PR을 반응시킨다. 이후, 금속 포일을 PR 현상(develop) 용액에서 PR을 현상하여 패턴을 발생시키고, 금속 포일을 에칭용 시약(etchant)에 넣어 에칭한 후, 금속 위의 PR을 현상 용액을 사용하여 제거할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 패터닝된 마스크를 사용하여 금속 포일을 레이저 커팅하여 금속 포일을 패터닝할 수 있다.
이후, thinning된 폴리머 기판 위에 열가소성 접착 물질을 붙이고, 폴리머 기판 위에 패터닝된 금속을 붙인 후, 전극 부분을 제외하고 캡슐화(encapsulation) 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 상세 구조를 도시하는 도면으로, 상술한 제 1 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 구체적인 구조를 도시하는 것이다.
도 8을 참조하면, 척수 자극용 전극(100)에서 지지체의 역할을 하는 기판(110)은 대략 길이 27.5mm 및 폭 6mm로 형성되고 기판(110)의 일 단은 뾰족한 형상으로 형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 하나 이상의 양극(120)와 하나의 음극(130)이 형성될 수 있다. 도 8에서는 양극(120)이 4개의 채널로 이루어진 경우를 도시하나 양극(120)의 개수가 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 기판(110)의 타 단에는 자극 제어기와 연결되는 복수의 단자(140)가 형성될 수 있다. 도 8에서는 4개의 양극(120)과 하나의 음극(130)을 각각을 위한 5개의 단자가 형성된 경우를 도시한다.
또한, 기판(110)의 중심부에는 길이 방향을 따라 복수의 홀(151, 152)이 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 홀은 실로 봉합(suture)하여 척수 자극용 전극(100)을 고정하기 위한 것이다. 그러나, 기판(110)의 재질에 따라서 실로 봉합이 불필요한 경우에는 홀은 생략될 수 있다.
구체적으로, 복수의 단자(140)에 인접하여 형성된 복수의 홀(151)은 피부 봉합을 위한 것이다. 또한, 복수의 홀(151)과 대략 2mm 정도 이격된 위치에 형성된 복수의 홀(152)은 근육, 피하층 봉합을 위한 것이다. 또한, 복수의 홀(152)과 대략 5mm(d1) 정도 이격된 위치, 이로부터 10mm(d2) 정도 이격된 위치, 그리고 이로부터 4mm 정도 이격된 위치에 각각 하나 이상의 홀이 형성될 수 있다. 여기서, d1은 척수에서 근육층까지의 높이에 상응하는 간격이고, d2는 척수를 감싸는 부분에 해당한다. 또한, 인접하여 형성된 복수의 홀 사이의 간격은 대략 1mm일 수 있다.
또한, 상술한 척수 자극용 전극(100)의 전체 두께는 100μm 미만일 수 있다.
도 8에 도시된 형상 및 구체적인 규격은 일 예에 불과한 것으로 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척수 자극용 전극의 이식 예 및 이식에 따른 척수 손상 여부를 확인한 결과를 도시하는 도면이다.
구체적으로, 도 9는 100μm 두께의 에코 플렉스(ecoflex) 기판을 암컷 쥐의 척수를 감싸도록 이식한 예(a)와 이식한지 9주 후에 기판에 의해 감싸진 척수의 손상 여부를 확인한 것(b)이다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 척수가 기판에 의해 압박되지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 도 10은 60μm 두께의 에코 플렉스 기판을 암컷 쥐의 척수를 감싸도록 이식한 예(a)와 이식한지 8주 후에 기판에 의해 감싸진 척수의 손상 여부를 확인한 것(b)이다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 척수가 기판에 의해 압박되지 않음을 확인할 수 있다.
상술한 실험에서는 에코 플렉스 기판을 사용한 경우에 대해서만 결과를 확인하였으나, 기판 재료가 탄성계수가 5kPa 내지 800kPa 범위에 속하는 탄성체고분자라면 동일한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
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  4. 기판;
    상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및
    상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며,
    상기 척수를 감싸도록 이식되는 척수 자극용 전극에 있어서,
    상기 척수 자극용 전극은 상기 척수의 배부(dorsal)로부터 측부를 지나 전부(Ventral) 영역까지 감싸도록 이식되며, 상기 전부(Ventral) 영역을 감싸는 부분에는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  5. 기판;
    상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및
    상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며,
    상기 척수를 감싸도록 이식되는 척수 자극용 전극에 있어서,
    상기 척수 자극용 전극은 상기 척수의 배부로부터 측부까지 감싸도록 이식되고, 타 척수 자극용 전극이 상기 척수의 전부로부터 측부까지 감싸도록 이식되며, 상기 척수 자극용 전극과 타 척수 자극용 전극의 말단 사이는 기 정해진 간격만큼 이격된 상태로 이식되는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  6. 기판;
    상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및
    상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며,
    상기 척수를 감싸도록 이식되는 척수 자극용 전극에 있어서,
    상기 척수 자극용 전극은 상기 척수의 배부로부터 측부를 지나 전부 영역까지 감싸도록 이식되며, 상기 척수의 양 측부 상에 위치하는 기판 부분은 용수철 형상 또는 구불구불한(serpentine) 형상으로 형성되어 탄력성을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  7. 기판;
    상기 기판 상에 이격되어 형성되며, 척수에 접촉하여 상기 척수로 자극 신호를 인가하는 복수의 전극; 및
    상기 복수의 전극 각각에 연결되어 자극 제어기로부터 전달되는 자극 신호를 상기 복수의 전극으로 전달하는 와이어를 포함하며,
    상기 척수를 감싸도록 이식되는 척수 자극용 전극에 있어서,
    상기 척수 자극용 전극은 상기 척수의 배부로부터 측부를 지나 전부 영역까지 감싸도록 이식되며, 상기 척수의 전부 상에 위치되는 기판 부분의 폭은 척수의 타 부분에 위치하는 기판 부분의 폭에 비해 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 척수의 배부 상에 위치되는 기판 부분에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  9. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 중심부에 길이 방향을 따라 형성된 복수의 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  10. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척수 자극용 전극의 두께는 100μm 미만인 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
  11. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 탄성계수가 5kPa 내지 800kPa 범위에 속하는 탄성체고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 척수 자극용 전극.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016502924A (ja) * 2013-01-15 2016-02-01 トランジェント エレクトロニクス, インコーポレイテッド 移植可能な一時的神経刺激デバイス

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110084666A (ko) 2010-01-18 2011-07-26 한국과학기술연구원 커프형 신경 전극 및 그의 제작 방법
ES2640110T3 (es) * 2011-01-21 2017-10-31 California Institute Of Technology Un implante de serie de microelectrodos basado en parileno para la estimulación de la médula espinal
AU2015308782A1 (en) 2014-08-27 2017-03-30 The Regents Of The University Of California Methods of fabricating a multi-electrode array for spinal cord epidural stimulation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016502924A (ja) * 2013-01-15 2016-02-01 トランジェント エレクトロニクス, インコーポレイテッド 移植可能な一時的神経刺激デバイス

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