人工耳蜗电极及其制作方法与流程

[0001]
本发明涉及一种人工耳蜗电极及其制作方法。


背景技术：

[0002]
人工耳蜗包括体外装置和体内植入装置两部分，体外装置和体内植入装置之间的信号传输通过电磁感应完成，二者之间为皮肤相隔，没有导线连接，体外装置包括麦克风，言语处理器，及其传送器，体内植入装置包括接收器及其电极，声音由麦克风接收后转化为电信号再传到言语处理器将信号放大、过滤，并由传送器传到接收器，产生的电脉冲送到电极的触点，从而刺激耳蜗内的神经节细胞，使听觉神经产生兴奋并将声音信息传入大脑，产生听觉。
[0003]
在整个人工耳蜗系统中，体内植入装置是最关键的部分，体外装置只有通过它才能实现听觉的恢复，而电极又是体内植入装置最为重要的一个组成部分。目前市场上电极的触点材料均采用贵金属，常规采用铂金或者铂铱合金制成。此类型材料具有良好的生物安全性和化学稳定性，常规上触点均为光滑表面，以避免植入过程中对耳蜗组织的损伤，但是光滑表面的铂金或者铂铱合金触点的电荷储存能力偏弱，限制了人工耳蜗电刺激的效果。为了提高电极触点的电荷载荷能力，有的通过激光对触点表面进行微修饰，也有在铂金触点表面进行电镀贵金属材料，提高载荷面积的方式来提高载荷量，但是效果均不理想，电镀层与基材的结合力不够，易脱落，不能进行产业化应用。另外，长期植入采用铂金材料的触点，部分患者出现电极表面耳蜗组织纤维化，从而影响电脉冲刺激效果及术后康复效果。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种人工耳蜗电极及其制作方法，其采用石墨烯作为触点。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供了一种人工耳蜗电极，其包括复数个单电极及其包覆层，该单电极包括电极丝，传导件，绝缘涂层，及其石墨烯涂层，其中，该电极丝由导电金属制成，其一端安置有该传导件，该传导件由导电金属制成，且与该电极丝电气导通，该绝缘涂层由绝缘材料制成，其包覆住该电极丝，该石墨烯涂层由石墨烯制成，附着于该传导件外表面，该包覆层由绝缘且具备生物安全性的材料制成，其包覆住该单电极，但露出该石墨烯涂层。
[0006]
该传导件外表面与该石墨烯涂层接触的部分设有复数的凹陷的纹理。
[0007]
该传导件呈半环状且为双层结构，该石墨烯涂层附着于该传导件的外弧面上，该电极丝与该传导件有两处相连点，一处位于该传导件双层结构的内部，另一处位于该传导件的内弧面上。
[0008]
该传导件由铂金或铂铱合金制成。
[0009]
本发明提供了一种人工耳蜗电极的制作方法，其步骤如下：(a)将电极丝的一端焊接于传导件内侧，制成单电极半成品，其中，该传导件为圆环状，该电极丝外表面涂覆有绝
缘涂层，该绝缘涂层由绝缘材料制成，该电极丝及该传导件均由导电金属制成；(b)用包覆层将复数个该单电极半成品封装成电极半成品，其中，该包覆层由绝缘且具备生物安全性的材料制成，该传导件外表面呈露出状态；(c)将该电极半成品置入等离子处理设备中，对该传导件外表面进行等离子处理；(d)将等离子处理后的该电极半成品置入石墨烯电解液中，该电极丝接通电路，该传导件外表面沉积出石墨烯涂层，制成电极成品；(e)将该电极成品进行去离子水漂洗，然后进行低温烘干。
[0010]
在步骤a前，将复数个该传导件串联在支撑芯上，并保持该传导件使其相对该支撑芯不转动，然后转动该支撑芯，对该传导件外表面进行纹理加工。进一步，加工的纹理形状采用网格状，纹理深度小于基材厚度的10％，采用飞秒激光加工。
[0011]
在步骤a中，增加一处焊接，首先，将该电极丝的一端预留一段，预留的长度不超过该传导件的宽度，然后，在该传导件内侧焊接完后，通过治具将圆环状的该传导件压制成半环状，最后，将该电极丝预留的一段向内弯折至该传导件的内弧侧并焊接。
[0012]
在步骤c与步骤d之间间隔少于60分钟。
[0013]
在步骤e中，去离子漂洗的次数不少于五次，低温烘干的温度为20-30摄氏度，湿度为30-50％rh。
[0014]
本发明人工耳蜗电极及其制作方法将由石墨烯制成的石墨烯涂层作为触点使用，可以获得更高的电荷储存能力、降低与耳蜗组织的接触阻抗、防止触点表面耳蜗组织纤维化、提高工作稳定性、延长使用寿命。
[0015]
以下将对本发明的构思及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
[0016]
图1是本发明人工耳蜗电极的示意图。
[0017]
图2是单电极的示意图。
[0018]
图3是本发明人工耳蜗电极三种形式的示意图。
[0019]
图4是本发明人工耳蜗电极的制作方法的流程图。
[0020]
图5是纹理处理时传导件示意图。
[0021]
图6是焊接时电极丝与传导件的示意图。
具体实施方式
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下面对本发明作进一步的阐述。
[0023]
如图1所示，本发明提供了一种人工耳蜗电极，其包括复数个单电极1及其包覆层2，如图2所示，该单电极1包括电极丝11，传导件12，绝缘涂层13，及其石墨烯涂层14，其中，该电极丝11由导电金属制成，其一端安置有该传导件12，另一端与人工耳蜗的体内接收器相连，该传导件12由导电金属制成，优选贵金属，比如铂金、铂铱合金，且与该电极丝11电气导通，该绝缘涂层13由绝缘材料制成，比如硅胶，其包覆住该电极丝11，防止该电极丝11漏电，该石墨烯涂层14由石墨烯制成，附着于该传导件12外表面，作为触点使用，用于刺激耳蜗内的神经节细胞，该包覆层2由绝缘且具备生物安全性的材料制成，比如硅胶，其包覆住该单电极1，但露出该石墨烯涂层14，。值得提醒的是，如图3所示，该人工耳蜗电极可以是直
电极形式a，也可以是微弯电极形式b或预弯电极形式c。
[0024]
相较于传统的贵金属触点，该石墨烯涂层14具有以下优点：1、由于石墨烯具有优良的电荷储存能力，该石墨烯涂层14不仅可以获得更高的电荷储存能力，还可以降低与耳蜗组织的接触阻抗；2、由于石墨烯是一种良好的神经界面材料,该石墨烯涂层14可防止触点表面耳蜗组织纤维化。3、由于石墨烯具有极好的热稳定性和化学稳定性，耐强酸强碱，具有极好的稳定性，该石墨烯涂层14能在人体内长期稳定工作。
[0025]
该传导件12外表面与该石墨烯涂层14接触的部分设有复数的凹陷的纹理，使得该石墨烯涂层14能更好地附着。
[0026]
该传导件12呈半环状且为双层结构，该石墨烯涂层14附着于半环状的该传导件12的外弧面上，该电极丝11与该传导件12有两处相连点，一处位于该传导件12双层结构的内部，另一处位于半环状的该传导件12的内弧面上，即，该电极丝11的一端穿过该传导件12的双层结构后又向内弯过来，这样，既有利于该传导件12的生产制作，又有利于提高该传导件12与该电极丝11的连接强度。
[0027]
该人工耳蜗电极工作时，电脉冲经该电极丝11输送至该传导件12，然后通过该石墨烯涂层14刺激耳蜗内的神经节细胞，使听觉神经产生兴奋并将声音信息传入大脑，产生听觉。
[0028]
如图4所示，本发明还提供了一种人工耳蜗电极的制作方法，其包括焊接、半成品封装、等离子处理、电化学沉积及漂洗五个步骤，具体如下：
[0029]
1、焊接：将电极丝11的一端焊接在传导件12内侧，制成单电极1半成品，其中，该传导件12为圆环状，该电极丝11外表面涂覆有绝缘涂层13，该电极丝11可先涂覆该绝缘涂层13，然后再焊接该传导件12，但在焊接前，应先去除焊接部位的该绝缘涂层13，此时，虽然多了去除该绝缘涂层13的步骤，但制作工艺简单，该电极丝11也可先焊接该传导件12，然后再涂覆该绝缘涂层13，此时，虽然步骤减少了，但增加了制作工艺的难度；
[0030]
2、半成品封装：用包覆层2将复数个该单电极1半成品封装成电极半成品，其中，该传导件12外表面等间隔排列且呈露出状态，即，该包覆层2并未将该传导件12外表面包覆住；
[0031]
3、等离子处理：将该电极半成品置入等离子处理设备中，对该传导件12外表面进行等离子处理，以提高后续石墨烯与该传导件12的结合强度；
[0032]
4、电化学沉积：将等离子处理后的该电极半成品置入石墨烯电解液中，该电极丝11的另一端接通电路以进行电化学沉积，通过多次循环，该传导件12外表面沉积出石墨烯涂层14，制成电极成品，即，该石墨烯涂层14附着于该传导件12外表面；
[0033]
5、漂洗：将该电极成品进行去离子水漂洗，然后进行低温烘干，其中，去离子漂洗的次数不少于五次，低温烘干的温度为20-30摄氏度，湿度为30-50％rh。
[0034]
在焊接步骤前，先对该传导件12外表面进行纹理处理：如图5所示，将复数个该传导件12串联在支撑芯上，并保持该传导件12使其相对该支撑芯不转动，然后转动该支撑芯，对该传导件12外表面进行纹理加工，其中，加工的纹理形状不限，可选用网格状纹理，纹理深度小于基材厚度的10％，采用飞秒激光加工，飞秒加工的优点是加工精度高，能精确控制纹理加工的物理尺寸，同时热效应小、无冲击，也不会产生传统激光加工会出现的烧蚀痕迹。
[0035]
在焊接步骤中，增加一处焊接，首先，如图6所示，将该电极丝11的一端预留一段，预留的长度不超过该传导件12的宽度，然后，在该传导件12内侧焊接完后，通过治具将圆环状的该传导件12压制成半环状，最后，将该电极丝11预留的一段向内弯折至半环状的该传导件12的内弧侧并焊接。
[0036]
在等离子处理步骤与电化学沉积步骤之间间隔少于60分钟，已达到较佳的工艺效果。
[0037]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。