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，绝缘涂层，衬底，及其石墨烯涂层，其中，该电极丝由导电金属制成，其包括基座部分及其导线部分，该绝缘涂层由绝缘材料制成，其包覆住该导线部分，该衬底由绝缘材料制成，其安置于该基座部分中，该石墨烯涂层附着于该衬底及该基座部分上，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]
该单电极还包括酶型生物电极层，该酶型生物电极层位于该衬底与该石墨烯涂层之间，该酶型生物电极层由酶型生物电极材料制成，该酶型生物电极材料由溶解有壳聚糖的醋酸溶液与多壁碳纳米管混合而成。
[0007]
该石墨烯涂层仅露出中间的部分，其余部分仍被该包覆层包覆住。
[0008]
该包覆层、该衬底、该绝缘涂层均由硅胶制成。
[0009]
该基座部分呈圆环形。
[0010]
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)将电极丝的一端弯
折成具有一定形状的基座，弯折的部分称为基座部分，其余部分称为导线部分，在该基座部分涂抹衬底材料，去除该基座部分一面上的衬底材料，此面称为正面，仅留该基座部分正面中间的衬底材料，形成衬底，在该衬底的正面涂覆酶型生物电极材料，形成酶型生物电极层，制成单电极半成品，其中，该基座部分为圆环状，该导线部分涂覆有绝缘涂层，该绝缘涂层、该衬底均由绝缘材料制成，该电极丝由导电金属制成；(b)将该单电极半成品置入等离子处理设备中，对该基座部分的正面及该酶型生物电极层进行等离子处理；(c)将等离子处理后的该单电极半成品置入石墨烯电解液中，该导线部分接通电路，该基座部分的正面及该酶型生物电极层均沉积出石墨烯涂层，制成单电极成品；(d)将该单电极成品进行去离子水漂洗，然后进行低温烘干；(e)用包覆层将复数个该单电极成品封装成电极成品，其中，该石墨烯涂层呈露出状态。
[0011]
该石墨烯涂层仅露出中间的部分，其余部分仍被该包覆层包覆住。
[0012]
该包覆层、该衬底、该绝缘涂层均由硅胶制成。
[0013]
在步骤b与步骤c之间间隔少于60分钟。
[0014]
在步骤d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。
[0015]
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。
[0016]
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
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图1是本发明人工耳蜗电极的部分剖面示意图。
[0018]
图2是电极丝与绝缘涂层的部分剖面示意图。
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图3是电极丝与衬底的示意图。
[0020]
图4是电极丝与石墨烯涂层的示意图。
[0021]
图5是本发明人工耳蜗电极的制作方法的流程图。
[0022]
图6是本发明人工耳蜗电极三种形式的示意图。
具体实施方式
[0023]
下面对本发明作进一步的阐述。
[0024]
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至图4所示，该单电极1包括电极丝11，绝缘涂层12，衬底13，及其石墨烯涂层14，其中，该电极丝11由导电金属制成，其包括基座部分111及其导线部分112，即，该电极丝11的一部分构成具有一定形状的基座，优选为圆环形，以便于生产加工，用于安置该衬底13，剩余的部分构成导线用于电脉冲的传导，该绝缘涂层12由绝缘材料制成，比如硅胶，其包覆住该导线部分112，防止该导线部分112漏电，该衬底13由绝缘材料制成，比如硅胶，其安置于该基座部分111中，该衬底13起到支撑作用，该石墨烯涂层14附着于该衬底13及该基座部分111上，作为触点使用，用于刺激耳蜗内的神经节细胞，即，该石墨烯涂层14中间部分附着于
该衬底13上，周圈部分附着于该基座部分111上，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，该石墨烯涂层14不必全部露出来，可以仅露出中间的部分，其余部分仍被该包覆层2包覆住，这样可以有效防止该石墨烯涂层14的脱离。
[0025]
该单电极1还包括酶型生物电极层，该酶型生物电极层位于该衬底13与该石墨烯涂层14之间，即，该石墨烯涂层14通过该酶型生物电极层间接附着于该衬底13上，该酶型生物电极层由酶型生物电极材料制成，该酶型生物电极材料由溶解有壳聚糖的醋酸溶液与多壁碳纳米管混合而成。
[0026]
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。
[0027]
该人工耳蜗电极工作时，电脉冲经该导线部分112输送至该基座部分111，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5所示，本发明还提供了一种人工耳蜗电极的制作方法，其包括定型固化、等离子处理、电化学沉积，漂洗及封装五个步骤，具体如下：
[0029]
1、定型固化：将电极丝11的一端弯折成具有一定形状的基座，弯折的部分称为基座部分111，其余部分称为导线部分112，在该基座部分111涂抹衬底材料，去除该基座部分111一面上的衬底材料，此面称为正面，仅留该基座部分111正面中间的衬底材料，形成衬底13，在该衬底13的正面涂覆酶型生物电极材料，形成酶型生物电极层，以有利于后续的石墨烯附着，制成单电极1半成品，其中，该基座部分111为圆环状，该导线部分112涂覆有绝缘涂层12，该电极丝11可先涂覆该绝缘涂层12，然后再弯折构成该基座部分111，但在弯折前，应先去除弯折部位的该绝缘涂层12，此时，虽然多了去除该绝缘涂层12的步骤，但制作工艺简单，该电极丝11也可先弯折构成该基座部分111，然后该导线部分112再涂覆该绝缘涂层12，此时，虽然步骤减少了，但增加了制作工艺的难度；
[0030]
2、等离子处理：将该单电极1半成品置入等离子处理设备中，对该基座部分111的正面及该酶型生物电极层进行等离子处理，以提高后续石墨烯与该基座部分111、该酶型生物电极层的结合强度；
[0031]
3、电化学沉积：将等离子处理后的该单电极1半成品置入石墨烯电解液中，该导线部分112接通电路以进行电化学沉积，通过多次循环，该基座部分111的正面及该酶型生物电极层均沉积出石墨烯涂层14，制成单电极1成品，即，该石墨烯涂层14附着于该酶型生物电极层及该基座部分111正面上；
[0032]
4、漂洗：将该单电极1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；
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5、封装：用包覆层2将复数个该单电极1成品封装成电极成品，其中，该石墨烯涂层14等间隔排列且呈露出状态，优选的，该石墨烯涂层14呈半露出状态，即仅露出中间的部分，如图6所示，该电极成品可以是直电极形式a，也可以是微弯电极形式b或预弯电极形式
c。
[0034]
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。
[0035]
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。