可植入的神经电极以及制造可植入的神经电极的方法
【专利摘要】本发明涉及一种可植入的神经电极（1），它具有电绝缘基体（2），该基体具有在它里面延伸的导体电路(3)、电极触点（4）和连接触点（5），其中导体电路（3）将电极触点（4）与连接触点（5）连接起来，并且电极触点（4）能够与神经系统的神经连接起来，其中每个导体电路（3）都具有至少局部的外罩（13），该外罩由机械方面牢固且电绝缘良好的聚合物构成。本发明还涉及一种用来制造可植入的神经电极（1）的方法。
【专利说明】可植入的神经电极以及制造可植入的神经电极的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的可植入的神经电极，并且涉及一种用来制造这种可植入的神经电极的方法。
【背景技术】
[0002]功能性电刺激使许多带有植入装置的病人再次获得了丧失的身体功能，所述植入装置例如指心脏起博器、去纤颤仪、膀胱刺激器(Blasenstimulatoren)、摆脱疼痛的植入物、震颤仪、癫痫仪以及用来重建听力的装置。为此，应用可植入的神经电极。
[0003]在现有技术中已知，可植入的神经电极通过激光处理由医学硅酮和金属箔制成。已知方法的基础是，借助激光将导体电路与接触面分离开来，其由薄的金属箔构成且典型厚度是5至25 μ m。这些导体电路、电极面和接触面埋在医学硅酮中，因此单个的信号路径能够相互电绝缘。这些接触面随后借助激光暴露出来。
[0004]但是这个已知技术具有两个问题:导体电路由于很纤细，所以很脆弱。该弹性的硅酮只能非常受限地保护它免受机械影响，该机械影响例如在植入过程中在操作时出现。相应的，用激光处理的神经电极一方面对于导体电路破裂来说是相当易碎的。另一方面，硅酮具有低的击穿强度。如果借助神经电极来进行电刺激，可能在两个相邻的导体电路之间出现几十伏的电压。按制造商 的表述，硅酮的击穿强度由于存放在水中会降至2kV/mm。因此，两个间隔10 μ m的相邻导体电路之间的20V的电压可能会导致电击穿。这一事实会限制电极的集成厚度。
[0005]为了解决这个稳定性缺乏的问题，在现有技术中已知，例如设置形式为波浪线的导体电路。因此，导体电路实现了一定的延展性。但导体电路的波浪状布局的缺点是，空间需求更高，这又会对最大的集成厚度产生不利影响。
[0006]另一解决方案规定，将导体电路埋入更厚更硬的硅酮中。但是这种方案的成功率不高，因为更牢固的硅酮也明显比埋在它里面的金属更富弹性。此外，出现的机械力基本上作用在导体电路上，并且会引起它的损坏。
[0007]此外，还试图通过添加机械方面高强度的聚合箔和其它硅酮层来提高机械稳定性，它们已事先插入由硅酮-金属-硅酮构成的复合层中。因此，虽然改善了神经电极的机械稳定性，但新的复合层(即硅酮-金属-硅酮-聚合箔-硅酮)也会带来缺点，即牢固的、不可压缩或延展的聚合箔的位置在复合层中定义了机械方面中性的纤维。因此在强烈的弯曲运动中，可能会引起金属导体电路的挤压或拉力负荷。
[0008]这关系到埋有导体电路的硅酮的小的电击穿强度的第二个问题，对此问题迄今还没有找到解决办法。
【发明内容】
[0009]因此本发明的目的是，提供一种可植入的神经电极以及一种制造可植入的神经电极的方法，其中能够为导体电路提供有效的保护，并且同时还能达到高的集成厚度。[0010]此目的通过具有利要求I特征的可植入的神经电极以及具有权利要求10特征的、用来制造神经电极的方法得以实现。本发明的有利的改进方案在各从属的权利要求中定义。
[0011]按本发明提供了一种可植入的神经电极，它具有电绝缘基体，该基体具有在它里面延伸的导体电路、电极触点和连接触点，其中导体电路将电极触点与连接触点连接起来，并且电极触点能够与神经系统的神经连接起来，其中每个导体电路都具有至少局部的外罩，该外罩由机械方面牢固且电绝缘良好的聚合物构成。由于每个导体电路都在硅酮-金属-硅酮的复合物内单独地由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物至少局部地罩上，所以一方面能够消除导体电路的机械稳定性不足的缺点。另一方面，还可实现高的集成厚度，因为该外罩确保了良好的电绝缘。通过按本发明的配置，机械方面中性的纤维位于金属的平面中，因此即使在明显的弯曲负载时也不会出现导体电路的挤压或延展。对于那些植入了神经电极的病人来说，通过更高的机械稳定性能够确保植入物的更高稳定性。神经电极的单个导体电路之间的电绝缘还可以进一步实现放入病人身体中的结构的微型化，并且能够借助更高的集成厚度实现更复杂的系统。
[0012]按优选的实施例，该机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物包含Parylene (尤其是Parylene C)、聚乙烯或聚丙烯，该外罩由该该聚合物制成。该材料的击穿强度比迄今所用的娃酮高约100倍。尤其Parylene C具有220kV/mm的击穿强度,这能够明显改善导体电路的集成厚度。
[0013]按另一优选的实施例，导体电路、电极触点和连接触点由借助激光形成纹理的金属箔制成。借助激光来制造导体电路、电极和连接触点，这可实现尤其良好的可复制性和高度的自动化。
[0014]尤其优选的是，每个单个的导体电路都具有单独的外罩。该配置给易碎的导体电路提供了尤其有效的保护。
[0015]每个导体电路都优选完全由外罩包围，这还进一步改善了导体电路的保护。
[0016]按另一优选的实施例，该机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物额外地存在于导体电路之间。因此，能够有针对性地局部地从机械方面增加神经电极。
[0017]借助该机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物罩上的导体电路优选埋入硅酮、尤其是医疗硅酮、尤其是二甲基硅油中，它构成可植入的电绝缘的基体。
[0018]按另一优选的实施例，这些由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物构成的外罩彼此相连，以便构成可植入的神经电极的电绝缘的基体。在此有利的是，能够省略其它涂层(硅酮层)。因此，相应地简化了这种神经电极的制造方法，并因此降低了成本。
[0019]此外还优选的是，导体电路、电极触点和连接触点由不锈钢或钼制成。
[0020]按本发明 提供了一种用来制造可植入的神经电极的方法，其中该方法包含以下步骤:设置机械载体；将不粘涂层涂在机械载体的上侧上(如果必要);将第一硅酮层涂在机械载体的上侧上；层压单侧涂有第一涂层的金属箔，该第一涂层由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物构成，其中金属箔的该加有涂层的侧面与第一硅酮层相对而置；金属箔借助激光来形成纹理，以使导体电路、电极触点和连接触点暴露在外；将覆盖层涂抹在形成纹理的金属箔上，该覆盖层由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物构成，其中该覆盖层与第一涂层连接在一起，该第一涂层是由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物构成的。通过按本发明的方法，能够达到以上描述的优点。尤其这样制造出来的神经电极能够具有更好的机械稳定性和导体电路的更高的集成厚度。此外，按本发明的制造工艺还能使神经电极具有可局部定义的且必要时各向异性的刚性，其可适用于各自的应用情况。
[0021]按优选的实施例，该方法还包含的步骤是:覆盖层借助激光来形成纹理。
[0022]按另一优选的实施例，该方法还包含的步骤是:将第二硅酮层涂在有纹理的覆盖层上，尤其是将液态的硅酮离心涂镀到该覆盖层上。
[0023]按另一优选的实施例，该方法还包含第二硅酮层的硬化步骤。
[0024]该方法优选还包含的步骤是:电极触点和连接触点借助激光暴露在外。
[0025]按另一优选的实施例，该方法还包含的步骤是:借助激光来定义可植入的神经电极的外轮廓。
[0026]该方法优选还包含的步骤是:将借助激光定义的可植入的神经电极从载体上松开。
[0027]按另一优选的实施例，不粘涂层是PVC-膜，尤其是透明胶带。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面参照附图详细地描述了本发明的实施例。其中:
[0029]图1在透视图中示出了按现有技术的可植入的神经电极；
`[0030]图2a至2p在各剖面图中示出了用来制造按本发明实施例的可植入的神经电极的方法的方法步骤的顺序；以及
[0031]图3a至3n在各剖面图中示出了用来制造按本发明另一实施例的可植入的神经电极的方法的方法步骤的顺序。
【具体实施方式】
[0032]图1在透视图中示出了按现有技术的可植入的神经电极。神经电极I包含电绝缘的基体2，它在此是医疗硅酮，导体电路3埋在该基体中。导体电路3将电极触点4与连接触点5连接起来。
[0033]图2a至2p是用来制造按实施例的可植入的神经电极的方法的方法步骤的顺序的各剖面图。图2a示出了第一方法步骤，其中不粘涂层7 (例如自粘贴的PVC-膜，如透明胶带)涂在例如由玻璃或陶瓷构成的机械载体6上。在图2b所示的第二步骤中，只有几十微米的薄的、由于液态硅酮构成的第一硅酮层8离心涂镀到已设置有不粘涂层7的载体6的上侧9上，并随后进行硬化。随后如图2c和2d所示，将金属箔10层压在第一硅酮层8上，该金属箔在实施例中具有12.5 μ m的厚度且由钼制成，并且该金属箔在一侧上设置只有几微米厚的第一涂层11，该第一涂层由机械方面牢固且电绝缘良好的聚合物(在该实施例中是Parylene C)构成。在图2e所示的后继步骤中，金属箔10借助激光形成纹理，因此能够去除随后不用作导体电路3、电极或连接触点(4、5 ;见图1)的金属，如同在图2f和2g中可看到的一样。然后如图2h所示，涂上只有几微米厚且同样由Parylene C构成的覆盖层12，该覆盖层与第一涂层11相连(图2i)并且为每个导体电路3形成单独的外罩13。在图2j中所述的下一步骤中，后一个Parylene层(即覆盖层12)的外轮廓借助激光形成纹理，并且将多余的Parylene去除(图2K)。在图21所示的另一激光步骤中，将后一个电极位置上的覆盖层12去除，在所示出的是连接电极5。通过第二硅酮层14 (其只有几微米厚)的离心涂镀和随后的硬化，使罩有Parylene的导体电路3完全注入娃酮中。然后，借助激光在娃酮中切割出用于电极和连接触点(在此示出的是连接触点4)的开口，并且定义出神经电极I的外轮廓。由于硅酮和不粘涂层7之间的粘附性不好，所以神经电极I现在能够从机械载体6上脱离，如图2ο所示。最后在图2ρ中示出了在制造工艺结束时制成的神经电极I。
[0034]但是按另一实施例同样还可能的是，省略第二硅酮层14的涂敷。那么，在图2i和2j中示出的方法步骤在此这样实施，即所有导体电路3通过由Parylene C构成的外罩13机械地彼此相连，并且只有神经电极的外轮廓通过聚合物中的激光切割来定义。按图21所示的方法步骤，电极和连接触点借助激光暴露开来，并且制好的神经电极I随后可从第一硅酮层8上剥离。这样制成的神经电极I按此制造工艺具有导体电路3以及电极和连接触点4、5，它们埋在由Parylene C构成的基体中。
[0035]图3a和3n示出了用来制造按另一实施例的可植入的神经电极I的方法的方法步骤的顺序的各剖面图，据此导体电路3只局部地借助机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物(在此同样是Parylene C)罩上。因此，简化了制造方法，并且创造了电孔口开口朝“下”的可能性，如同在下面可看到的一样。图3a和3b所示的方法步骤相当于图2a和2b所示的方法步骤，因此不再重复描述。在图3c所示的步骤中，这些边缘由对后面的电极孔口开口的边缘发射激光，如同通过参考标记15标出的一样。然后如同在图3d中示出的一样，金属箔10层压在第一硅酮层8上，该硅酮层随后借助激光这样切割，即去除对导体电路3、电极或连接触点4、5(见图1)来说不必要的区域(图3e、3f、3g)。随后，平缓地涂抹Parylene C，以便为导体电路5形成局部的外罩13(图3h)。图3i示出了下一个步骤，其中由ParyleneC构成的涂层借助激光形成纹理，因此不希望加涂层的区域随后能够从Parylene C上去除(图3j)。随后，涂上硅酮层14 (图3k)，它变硬并且随后这样进行加工(图31)，即指向“上方”的电极和连接触点(在此是连接触点5)暴露在外，并且定义了神经电极I的外边缘。为了结束该方法步骤，将机械载体6去除(图3m)，因此获得了制好的神经电极I (图3n)。
[0036]参考标记清单
[0037]I神经电极
[0038]2电绝缘的基体
[0039]3导体电路
[0040]4电极触点
[0041]5连接触点
[0042]6 载体
[0043]7不粘涂层
[0044]8第一娃酮层
[0045]9载体的上侧
[0046]10金属箔
[0047]11第一涂层
[0048]12覆盖层
[0049]13 外罩
[0050]14第一娃酮层产f~\ T「I Λ Λ H`
【权利要求】
1.一种可植入的神经电极(1)，它具有电绝缘基体(2)，该基体具有在它里面延伸的导体电路(3)、电极触点(4)和连接触点(5)，其中导体电路(3)将电极触点(4)与连接触点(5)连接起来，并且电极触点(4)能够与神经系统的神经连接起来，其中每个导体电路(3)都具有至少局部的外罩(13)，该外罩由机械方面牢固且电绝缘良好的聚合物构成。
2.按权利要求1所述的可植入的神经电极(1)，其中该聚合物包含Parylene(尤其是Parylene C)、聚乙烯或聚丙烯。
3.按权利要求1或2所述的可植入的神经电极(1)，其中导体电路(3)、电极触点(4)和连接触点(5)由借助激光形成纹理的金属箔(10)制成。
4.按权利要求1至3中任一项所述的可植入的神经电极(1)，其中每个单个的导体电路(3)都具有单独的外罩(13)。
5.按权利要求1至4中任一项所述的可植入的神经电极(1)，其中每个导体电路(3)都完全被外罩(13)包围。
6.按权利要求1至5中任一项所述的可植入的神经电极(1)，其中该聚合物额外地存在于导体电路(3)之间。
7.按权利要求1至6中任一项所述的可植入的神经电极(1)，借助聚合物罩上的导体电路(3)埋入硅酮、尤其是医疗硅酮、尤其是二甲基硅油中，它构成可植入的神经电极的电绝缘的基体(2)。
8.按权利要求1至6中任一项所述的可植入的神经电极(1)，该由聚合物构成的外罩(13)彼此相连，以便构成可植入的神经电极(I)的电绝缘的基体(2)。
9.按权利要求1至8中任一项所述的可植入的神经电极(1)，其中导体电路(3)、电极触点(4)和连接触点(5)由金属、尤其是不锈钢或钼制成。
10.一种用来制造尤其按权利要求1至9中任一项所述的可植入的神经电极的方法，其中该方法包含以下步骤: -设置机械载体(6); -将不粘涂层(7 )涂在机械载体(6 )的上侧(9 )上； -将第一硅酮层(8)涂在机械载体(6)的上侧(9)上； -层压单侧涂有第一涂层(11)的金属箔(10)，该第一涂层由机械方面牢固的且电绝缘良好的聚合物构成，其中金属箔(10)的该加有涂层的侧面与第一硅酮层(8)相对而置； -金属箔(10)借助激光来形成纹理，以使导体电路(3)、电极触点(4)和连接触点(5)暴露在外； -将由聚合物构成的覆盖层(12)涂抹在形成纹理的金属箔(10)上，其中该覆盖层(12)与由聚合物构成的第一涂层(11)连接在一起。
11.按权利要求10所述的方法，该方法还包含的步骤是:覆盖层(12)借助激光来形成纹理。
12.按权利要求10或11所述的方法，该方法还包含的步骤是:将第二硅酮层(14)涂在有纹理的覆盖层(12)上，尤其是将液态的硅酮离心涂镀到该覆盖层上。
13.按权利要求10至12中任一项所述的方法，该方法还包含的步骤是:使第二硅酮层硬化。
14.原文权利要求14缺失。
15.按权利要求10至13中任一项所述的方法，该方法还包含的步骤是:借助激光使电极触点(4)和连接触点(5)暴露在外。
16.按权利要求10至14中任一项所述的方法，该方法还包含的步骤是:借助激光来定义可植入的神经电极(1)的外轮廓。
17.按权利要求10至15中任一项所述的方法，该方法还包含的步骤是:将借助激光定义的可植入的神经电极(1)从载体(6)上脱离。
18.按权利要求10至17中任一项所述的方法，应用PVC-膜作为不粘涂层。
【文档编号】A61N1/05GK103813828SQ201280034503
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年7月10日 优先权日:2011年7月11日
【发明者】马丁·舒特勒, 法比安·科勒 申请人:柯泰克股份有限公司