Chirurgisch eingeführtes, elektrisch stimulierendes Implantat DieErfindung betrifft das Gebiet der chirurgischen Pathologie und dadurch auch derphysikalischen Pathologie, und sie bezieht sich insbesondere auf ein neues und verbessertesImplantat zum drahtlosen Empfangen elektrischer Signale von einem äußeren Senderund zum Abgeben elektrischer Stimulationen an das Nervensystem eines lebenden Körpers,das speziell-für kleine Abmessungen und kompakte Bauweise ausgelegt ist9 damit esfür ein chirurgisches Einführen in den lebenden Körper geeignet ist. Insbesonderebetrifft die vorliegende Erfindung ein kompakt aufgebautes Implantat, das einendrahtlosen Empfänger enthält, der elektrische Impulse oder Signale empfängt dievon einem außerhalb des lebenden Körpers angeordneten Sender ausgesandt werden,und entsprechende elektrische Stimulation abgibt, die direkt in das Nervensystemdes lebenden Körpers eingespeist werden. Das Implantat kann leicht durch eine geeignetechirurgische Behandlung in das Innere des lebenden Körper einem pflanzt werden.Surgically inserted, electrically stimulating implant DieInvention relates to the field of surgical pathology and thereby also tophysical pathology, and in particular it relates to a new and improved oneImplant for the wireless reception of electrical signals from an external transmitterand for delivering electrical stimulation to the nervous system of a living body,which is specially designed for small dimensions and compact design9 so that itis suitable for surgical insertion into the living body. In particularThe present invention relates to a compact implant that has acontains a wireless receiver that receives electrical impulses or signalsemitted by a transmitter located outside the living body,and delivers appropriate electrical stimulation that goes directly to the nervous systemof the living body. The implant can easily be replaced by a suitable oneSurgical treatment to be planted inside the living body of one.
Kürzlich sind sowohl auf dem Gebiet der physikalischen als auch chirurgischenPathologie Implantate weitgehend bekannt geworden, die elektrische Signale von einemäußeren Sender empfangen und in Empfindlichkeit auf derartige Signale elektrischeStimulation erzeugen, die direkt an einen Nerv selbst oder an einen peripheren Nerveines Muskels abgegeben wird, wofür ein Herzschrittmacher für ein menschliches Herzein typisches Beispiel darstellt, was über zwei Elektroden geschieht, die mit demEmpfänger durch Antennenzuleitungen verbunden sind. Bei derartigen Geräten sindjedoch ungelöste Probleme offen geblieben, wie z.B. das Problem der Dauerhaftigkeitder Elektroden und der Antennenzuleitungen für dieselben, oder mehr speziell hinsichtlichdes Materials und ebenfalls der Bauweise derselben in Anbetracht der Nöglichkeiteiner Verlängerung ihrer Lebensdauer.Recently they are in the field of both physical and surgicalPathology implants have become widely known to carry electrical signals from oneexternal transmitters received and electrical in sensitivity to such signalsGenerate stimulation directly to a nerve itself or to a peripheral nerveof a muscle, for which a pacemaker for a human hearta typical example is what happens across two electrodes connected to theReceivers are connected by antenna cables. Such devices arehowever, unsolved problems remained, such as the problem of durabilitythe electrodes and the antenna leads for the same, or more specifically with regard tothe material and also the construction of the same in view of the possibilityan extension of their service life.
Allgemein gesprochen ist ein wichtiger Gesichtspunkt, der hinsichtlichder Gestaltung und des Aufbaus derartiger elektrisch stimulierender Implantate,die chirurgisch wie oben beschrieben eingefügt werden sollen, betrachtet werdenmuß, der, daß Bewegungen von beträchtlichem Ausmaß und mit Heftigkeit in den Nerven-und Muskelsystemen im Inneren des lebenden Körpers auftreten, die von den willentlichenBewegungen des lebenden Körpers herrühren. Wenn dementsprechend das elektrisch stimulierendeImplantat im Inneren des lebenden Körpers in seine Lage gebracht worden ist, wirddas Implantat heftigen derartigen Bewegungen unterworfen sein. Daher muß sorgfältigsowohl auf die Dauerhaftigkeit der Elektroden und der Antennenz*leitungen als auchauf die Form derselben geachtet werden.Generally speaking, an important consideration is that regardingthe design and construction of such electrically stimulating implants,to be surgically inserted as described abovethat movements of considerable magnitude and with violence in the nerveand muscle systems occur inside the living body by the voluntaryMovement of the living body. If accordingly the electrically stimulatingImplant has been positioned inside the living bodythe implant may be subjected to such violent movements. Therefore must be carefulboth on the durability of the electrodes and the antenna cables andattention should be paid to the shape of the same.
Insbesondere sollte die Letztere in Hinblick auf den Einfluß auf dasLeben des Nervensystems oder des Muakelayßtems des lebenden Körpers, in den dasganze Implantat eingepflanzt wird, studiert werden.In particular, with regard to the influence on theLife of the nervous system or the muakelaystem of the living body in which thewhole implant is implanted to be studied.
Wie aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung hervorgeht,ist die herkömmliche Anordnung eines elektrisch stimulierenden Implantates derartig,daß z.B. im allgemeinen ein Empfänger für elektrische Signale und zwei mit ihm überAntennenzuleitungen verbundene Elektroden vorgesehen sind-.As can be seen from the following description and the accompanying drawing,the conventional arrangement of an electrically stimulating implant is such,that e.g. generally one receiver for electrical signals and two with it overAntenna leads connected electrodes are provided.
Derartige zusammengesetzte Elemente variieren in der Gestalt, in denAbmessungen, im Material usw., und sie sind dazu bestimmt, chirurgisch in den lebendenKörper eingepflanzt zu werden, und der Empfänger ist gewöhnlich in Silikongummioder dergleichen eingekapselt, was zu dem Zweck geschieht, daß die Abstoßwirkungvon dernfeil des lebenden Körpers vermieden wird.Such composite elements vary in the shape in whichDimensions, in material, etc., and they are intended to be surgically in the livingBody to be implanted and the recipient is usually in silicone rubberor the like encapsulated, which is done for the purpose that the repulsive effectof which part of the living body is avoided.
Zwei Antennenzuleitungen, die aus der Kapselung des drahtlosen Empfängersherausragen, können z.B. aus Gold oder Platindraht in aufgewickelter Form aufgebautsein, um eine gewisse Elasti zität und Dehnungsfestigkeit zu liefern9 und sie könnenweiterhin mit einem geeigneten Silikongummiüberzug versehen sein, wobei eine Röhreoder ein Schlauch aus dem gleichen Material verwendet werden kann. Ein mittlereräußerer Durchmesser derartiger aufgewickelter Antennenzuleitungen beträgt im allgemeinen3 mm oder so ähnlich, und die Elektroden sind gewöhnlich aus einer dünnen Platteaus Gold oder Platin aufgebaut, wobei die eine dieser Elektroden als differenteElektrode, d.h. als potentialführende Elektrode, während die andere als indifferenteElektrode, d.h. als Bezugselektrode, dient.Two antenna feed lines coming out of the encapsulation of the wireless receiverprotrude, can e.g. be made of gold or platinum wire in a coiled formto provide a certain elasticity and tensile strength9 and they canfurthermore be provided with a suitable silicone rubber coating, wherein a tubeor a hose made of the same material can be used. A middle oneouter diameter of such wound antenna leads is generally3 mm or so, and the electrodes are usually made from a thin platemade of gold or platinum, with one of these electrodes as differenteElectrode, i.e. as a potential-carrying electrode, while the other as an indifferent oneElectrode, i.e. as a reference electrode.
In dieser Beschreibung ist eine differente Elektrode" als ein Elektrodenelement,das eine höhere Spannung als das andere Elektrodenelement trägt, oder eine positiveElektrode, von der elektrischer Strom zu der anderen entladen wird, definiert, währendder Ausdruck "indifferente Elektrode" für ein Elektrodenelement geringerer Spannungoder eine negative Elektrode, zu der elektrischer Strom kollektiv wie zu Erdleitungenzurückfließt, verwendet wird. Wie in dem Vorstehenden beschrie-~bein worden ist,wird in dem herkömmlichen elektrisch stimulierenden Implantat lürchirurgische Implantation im allgemeinen Draht oder dünne Platten aus Gold oderPlatin verwendet, die in Form, Aufbau, Abmessungen usw. variieren können, aber esgibt bestimmte wesentliche Merkmale, die für die Gestaltung derartiger Implantateüblich sind und in der Sache liegen und die die folgenden sind.In this description, a different electrode is "as an electrode element,that carries a higher voltage than the other electrode element, or a positive oneElectrode from which electric current is discharged to the other is defined whilethe term "indifferent electrode" for an electrode element of lower voltageor a negative electrode to which electric current collectively as to earth linesflows back is used. As described in the foregoing,is used in the conventional electrically stimulatingImplant lürsurgical implantation generally wire or thin plates of gold orUsed platinum, which can vary in shape, construction, dimensions, etc., but it doesare certain essential features that are essential to the design of such implantsare common and related to the matter and which are the following.
1. Es ist wesentlich, ein Material auszuwählen, das eine Abstoßungsreaktionoder Negativismus auf den Teil des lebenden Körpers gegen das chirurgisch eingepflanzteImplantat verhindert oder auf einem Minimum hält.1. It is essential to choose a material that has a rejection responseor negativism on the part of the living body versus that surgically implantedPrevents an implant or keeps it to a minimum.
2. Es ist ebenfalls unerläßlich, bei der Konstruktion derartiger chirurgischeinzupflanzender Implantate, ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit auszuwählen.2. It is also essential to construct such surgicallyimplants to be implanted, select a material with high electrical conductivity.
Im Hinblick auf diese grundsätzlichen Erfordernisse bei der Konstruktiondes chirurgischen Implantats sollte dieses aus Gold oder Platin hergestellt werden,was bisher als Material dafür ausgewählt worden ist. Jedoch sind als Ergebnis derVerwendung dieser Edelmetalle wie z.B. Gold oder Platin die folgenden Probieme unvermeidlichaufgetreten.With regard to these basic design requirementsof the surgical implant, it should be made of gold or platinum,what has been selected as the material for it so far. However, as a result of theUsing these precious metals such as gold or platinum the following probieme inevitableoccurred.
a. Wegen der metallischen Härte des Elektrodenelementes ist das lebendeGewebe wie Nerven- und Muskelsysteme physikalisch einer lokalen Degeneration oderNekrose an den Punkten unterworfen, wo die Elektroden eingepflanzt worden sind.a. Because of the metallic hardness of the electrode element, it is livingTissues such as nervous and muscle systems physically a local degeneration orSubjected to necrosis at the points where the electrodes were implanted.
b. Wegen des Mangels an Flexibilität und Dehnungsfestigkeit der Antennenzuleitungenkann deren Verbindung leicht gelöst werden oder sie können leicht brechen.b. Because of the lack of flexibility and tensile strength of the antenna leadstheir connection can be easily loosened or they can easily break.
In Anbetracht der oben angegebenen wesentlichen Merkmale und Probleme,die der Gestaltung und dem Aufbau eines chirurgisch einzupflanzenden Implantate,in dem Edelm#etall wie Gold oder Platin mit hervorragender elektrischer Leitfähigkeitverwendetwird, innewohnen, wnre es vt#rteilhaft, chirurgisch einzupflanzendeImplantate zu liefern, bei denen die Möglichkeit des ilorvorrufens von Negativisinusoder Nekrose auf den Teil des lebenden Gewebes ausgeschaltet ist. Die Erfindungist darauf gerichtet, im wesentlichen derartige Erfordernisse zu erfüllen, die langeZeit vernachlässigt worden sind.In view of the key features and problems identified above,the design and construction of an implant to be surgically implanted,in precious metals such as gold or platinum with excellent electrical conductivityusedwill, inherent, it would be beneficial to surgically implantTo deliver implants in which the possibility of ilor evocation of the negative sinusor necrosis on the part of living tissue is turned off. The inventionis directed to substantially meeting such requirements that longTime have been neglected.
Es ist daher eine vordringliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein chirurgisch eingeführtes Implantat zu liefern, das keine Möglichkeit mit sichbringt, Negativismus auf den lebenden Körper an und um die Stelle herum, an derdas Implantat eingepflanzt worden ist, zu erzeugen. Dabei soll es hinreichende Flexibilitätund Elastizität aufweisen, daß es lokale Degeneration oder Nekrose an einem Teildes lebenden Gewebes wie Nerven oder Muskelsystemen verhindert aden auf einem Minimumhält, wenn das lebende Gewebe aufgrund' willentlicher Bewegungen des lebenden Körpersin größerem Ausmaß und heftig bewegt wird. Die Antennenzuleitungen des Implantatssollen ebenfalls hinreichende Blexibilität aufweisen, um zu verhindern, daß ihreelektrischen Verbindungen bei derartigen Bewegungen während der Verwendung in demInneren des lebenden Körpers gelöst werden. Weiterhin soll eine vielseitige Anpassungan operative Erfordernisse und Erfordernisse in bezug auf die Abmessungen in Übereinstimmungmit Veränderungen in den Bedingungen, wie z.B. Lage, Art der Anwendung usw., möglichsein.It is therefore an urgent object of the present invention toDelivering a surgically inserted implant that has no way of doing itbrings, negativism to the living body in and around the place wherethe implant has been implanted to produce. There should be sufficient flexibilityand elasticity that there is local degeneration or necrosis on a partof living tissue such as nerves or muscle systems prevents adening to a minimumstops when the living tissue is due to 'voluntary movements of the living bodymoved to a greater extent and violently. The antenna leads of the implantshould also have sufficient flexibility to prevent theirelectrical connections during such movements during use in theInside the living body. Furthermore, a versatile adaptation is intendedto operational needs and requirements related to the dimensions in accordance withwith changes in the conditions, such as location, type of application, etc., possiblebe.
Kurz zusammengefaßt wird gemäß der Erfindung ein chirurgisch einzuführenvdesImplantat für drahtlosen Empfang elektrischer Signale von einem äußeren Sender undzur Abgabe elektrischer Stimulation in Reaktion auf die vorgegebenen Signale geschaffen,bei dem die Stimulation direkt auf das Nervensystem eines lebenden Körpers angewendetwird, und diese Implantat enthält einen drahtlosen Empfänger zum drahtlosen Empfangelektrischer Signale von einem Sender, der außerhalb des lebenden Körpers angeordnetist, und erzeugt elektrischen Strom zur Abgabe elektrischer Stimulation direkt andas Nervensystem und es enthält ferner zwei Blektroden, die aus einem Gewebe ausKohlenstoffasern hergestellt sind, und zwei Antennenzuleitungen, die aus geflochtenen,verzwirnten,gewebten oder ähnlichen Kohlenstoffasern hergestelltworden sind und weiterhin mit einer Beschichtung aus Silikongummi überzogen sindund die zum elektrischen Verbinden der Elektroden und des drahtlosen Empfängersdienen.Briefly summarized in accordance with the invention there is a surgically insertableImplant for the wireless reception of electrical signals from an external transmitter andcreated to deliver electrical stimulation in response to the given signals,where the stimulation is applied directly to the nervous system of a living bodyand this implant contains a wireless receiver for wireless receptionelectrical signals from a transmitter placed outside the living bodyis, and generates electrical current to deliver electrical stimulation directlythe nervous system and it also contains two lead electrodes, which are made up of a tissueAre made of carbon fibers, and two antenna leads made of braided,twisted,woven or similar carbon fibersand are still covered with a silicone rubber coatingand those for electrically connecting the electrodes and the wireless receiverto serve.
Dieses Implantat hat sich in seiner Serie von Experimenten an lebendenTieren als zufriedenstellend brauchbar und vorteilhaft erwiesen, was unten näherbeschrieben werden wird.This implant has proven itself in his series of experiments on livingAnimals have been found to be satisfactorily useful and beneficial, which is more detailed belowwill be described.
Die Art, das Prinzip und Details der vorliegenden Erfindung und weitereEigenschaften und Vorteile derselben werden klarer anhand der folgenden detailiertenBeschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das auf einerReihe von Experimenten beruht und das in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungenbeschrieben wird.The nature, principle, and details of the present invention and othersFeatures and advantages thereof will become clearer from the following detailed onesDescription of a preferred embodiment of the invention which is based on aSeries of experiments is based and in conjunction with the accompanying drawingsis described.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines chirurgische##zuiuhxenden Implantats, das einen drahtlosen Empfänger und Elektroden gemäß dembekannten Stand der Technik enthält; Fig. 2 ist ein teilweiser longitudinaler Schnitt,der einen Teil der aufgewickelten Antennenzuleitung als Beispiel und ein Elektrodenelementdes in Fig. 1 gezeigten Implantates darstellt; Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht,die ein Beispiel eines chirurgisch einzuf u enden Implantates, das einen drahtlosenEmpfänger und Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 4 istein teilweiser longitudinaler Schnitt, der einen Teil der Antennenzuleitung und.ein Elektrodenelement des in Fig. 3 gezeigten Implantates darstellt, aus dem insbesonderedie Art der Beachiohtung und das Verzwirnen der Antennenzuleitung ersichtlich ist.Fig. 1 is a perspective view of an example of a surgicale ## zuiuhxenden implant that has a wireless receiver and electrodes according to theincludes known prior art; Fig. 2 is a partial longitudinal section,one part of the coiled antenna lead as an example and one electrode elementof the implant shown in Fig. 1; Fig. 3 is a perspective view,which is an example of a surgically insertable implant that is wirelessFig. 4 shows receiver and electrodes according to the present invention, and Fig. 4 isa partial longitudinal section showing part of the antenna feed line and.represents an electrode element of the implant shown in FIG. 3, from which in particularthe type of attention and the twisting of the antenna lead can be seen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Beispiel für ein chirurgisch einzuführendesImplantat der herkömmlichen Bauweise, und das einen drahtlosen Empfänger enthaltendeImplantat ist im allgemeinen unter Variationen in der Form, dem Aufbau und/oderdem Material desselben ausgestattet. Fs ist ganz allgemein üblich, daß ein inkorporierterdrahtloser Empfänger für elektrische Signale von einem äußeren Sender völlig innerhalbeiner Silikongummiumhüllung oder dergleichen gekapselt ist, um Auftreten von Negativismusbei dem Teil des lebenden Körpers zu verhindern. Eine Kapsel 1 des Empfängers besitztzwei Antennenzuleitungen 2,f, die aus ihr herausragen und die jeweils aus geeignetaufgewickeltem Draht aus Gold oder Platin bestehen, sodaß sie beträchtliche elektrischeund Dehnungsfe~ stigkeit gegen Beanspruchungen aufgrund willentlicher Bewegungendes lebenden Körpers besitzen, und diese Drähte sind mit einem Silikongummischlauch4 überzogen. Der äußere Durchmesser der Antennenzuleitungen, einschließlich desÜberzuges, wird im allgemeinen etwa 3 mm oder einen ähnlichen Wert betragen.Figs. 1 and 2 show an example of a surgically insertableImplant of conventional design and that incorporating a wireless receiverImplant is generally subject to variations in shape, construction and / orequipped with the material of the same. It is very common for an incorporatedwireless receiver for electrical signals from an outside transmitter completely insidea silicone rubber wrapper or the like to prevent the occurrence of negativismat the part of the living body to prevent. Has a capsule 1 of the receivertwo antenna feed lines 2, f, which protrude from it and which are each suitableCoiled wire are made of gold or platinum, making them considerable electricaland tensile strength against stresses due to voluntary movementsof the living body, and these wires are covered with a silicone rubber tube4 coated. The outer diameter of the antenna leads, including theCoating, will generally be about 3 mm or a similar value.
Es ist ein Elektrodenelement aus einer dünnen Gold- oder Platinplatteam Ende der Zuleitung jedes Drahtes vorgesehen, und eine der Elektroden dient alsdifferente oder potentialführende Elektrode 5 und die andere dient als indifferenteoder Bezugselektrode 6, wie oben beschrieben worden ist.It is an electrode element made from a thin gold or platinum plateprovided at the end of the lead of each wire, and one of the electrodes serves as adifferent or potential-carrying electrode 5 and the other serves as an indifferent oneor reference electrode 6 as described above.
In den Fig. # und 4 ist ein typisches Beispiel eines Ohirurgisch einzuführendenImplantates gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, das sich in einer Reihevon Experimenten als zufriedenstellend erwiesen hat und das einen ähnlichen Aufbauwie der herkömmliche Aufbau aufweist und mit einem gekapselten drahtlosen Empfänger1 zum Zwecke der Verhiederung von Negativismus an dem Teil des lebenden Körpersversehen ist.Referring to Figures # and 4, there is a typical example of an o surgically insertableImplants according to the present invention shown, which are in a rowhas been found to be satisfactory by experiments and has a similar structureas the conventional structure and with an encapsulated wireless receiver1 for the purpose of preventing negativism on the part of the living bodyis provided.
Zwei Antennenzuleitungen'7,8, die jeweils aus der Empfänger kapselungherausragen, sind in einer derartigen Weise hergestellt,daß eineVielzahl von Kohlenstoffäden so versponnen sind, daß sie einen Kohlenstoffaden bilden,der als Zuleitung für den anzuwendenden elektrischen Strom dient, was zu einem äußerenDurchmesser zwischen 0,5 und 1,0 mm führt, und dieser Faden ist dann mit einem Silikongummischlauchin der gleichen Weise wie bei dem herkömmlichen Aufbau überzogen, wobei jedoch spezielleVorsicht bei der Bildung der Verbindung zwischen den Elektroden und den Zuleitungengetroffen worden ist, um sowohl das Auftreten eines elektrischen Leckstromes andem Verbindungspunkt als auch die Möglichkeit des Lösens der Verbindung aufgrundwiederholter Faltungsbewegungen der Zuleitung an diesem speziellen Punkt aufgrundvon willentlichen Bewegungen des lebenden Körpers zu verhindern.Two antenna feed lines'7,8, each from the receiver encapsulationprotrude are made in such a way thatthat oneA multitude of carbon threads are spun in such a way that they form a carbon thread,which serves as a supply line for the electrical current to be applied, resulting in an externalDiameter between 0.5 and 1.0 mm leads, and this thread is then with a silicone rubber tubecoated in the same way as the conventional structure, but with special onesBe careful when creating the connection between the electrodes and the leadshas been taken to indicate both the occurrence of an electrical leakage currentthe connection point as well as the possibility of loosening the connectionrepeated folding movements of the lead at that particular pointto prevent voluntary movements of the living body.
An den Leitungsenden jeder Zuleitung sind Elektrodenelemente vorgesehen,von denen eine als eine differente oder potentialführende Elektrode 9 und die andereals indifferente oder Bezugselektrode 10 dient, Beide Elektrodenelemente sind geeigneterweiseaus dem gleichen Material wie die Zuführung aus Kohlenstoffaser hergestellt, d.h.aus einem Gewebe aus Kohlenstoffaser, das in der folgenden Weise angebracht wird.Electrode elements are provided at the ends of each lead,of which one as a different or potential-carrying electrode 9 and the otherserves as the indifferent or reference electrode 10. Both electrode elements are suitablemade of the same material as the carbon fiber feed, i.made of a woven carbon fiber fabric attached in the following manner.
Darein Kohlenstoffasergewebe leicht in irgendeiner beliebigen erforderlichenGröße ausgeschnitten werden kann, wird es in dem in den Piguren 3 und 4 dargestelltenBeispiel in einer Größe, und zwar etwas größer als erforderlich, ausgeschnitten,'um jeweils ein Elektrodenelement zu bilden, und eine Oberfläche (die hinte#re Seite)wird mit Silikongummi 11 isoliert, während die andere Oberfläche (Vorderseite) derElektrode am Umfang mit einem Silikongummi überzogen wird, so daß nur der mittlereBerech 12 der Blektrodenoberfläche unbeschichtet bleibt, um elektrischen Strom geeignetvon dieser Oberfläche in Übereinstimmung mit den Bewegungen des lebenden Gewebeszu entladen, wodurch elektrischer Leckstrom auf einem Minimum gehalten wird.In it carbon fiber fabric easily in any any requiredSize can be cut out, it is shown in the figures 3 and 4Example in one size, slightly larger than required, cut out, 'to form one electrode element at a time, and one surface (the rear side)is insulated with silicone rubber 11, while the other surface (front) of theThe circumference of the electrode is covered with a silicone rubber, so that only the middleCalculate 12 of the lead electrode surface remains uncoated suitable for electrical currentfrom this surface in accordance with the movements of living tissueto discharge, thereby keeping electrical leakage current to a minimum.
Die in dieser Erfindung verwendete Kohlenstoffaser als Material fürdie Elektrode und das Zuleitungselement wird durch Hitzebehandlung aus Polyacrylonitril(PAN) hergestellt. Der Querschnittsdurchmesser eines einzelnen Kohlenstoffadensliegt zwischen 12 und 24 Mikron (/u). Der Kohlenstoffaden besitzt eine Dehnungsfestigkeitvon 6000 bis 9000 kg/cm2 und einen spezifischen Widerstand von 0,5 x 10 bis 1 x10 2 ohm-cm. Ein gezwirnter Faden aus Kohlenstoffasern wird durch Verspinnen von100 bis 150 Fäden aus Kohlenstofffaser hergestellt und dann in einen Silicongummischlaucheingeführt. Die auf diese-Weise erhaltene Zuleitung besitzt überlicherweise einenäußeren Durchmesser von 1,0 bis 1,5 mm, woraus zu ersehen ist, daß er ein Dritteloder ein Fünftel des Durchmessers einer Zuleitung der herkömmlichen Bauweise beträgt,AlsFolge davon ist die Zuleitung vorteilhafterweise mit einem Grad an Flexibilitätversehen, der gleich dem einer üblichen Verbindungsnaht ist, und besitzt eine Dehnungsfestigkeit,die gleich oder höher als die eines normalen Nähfadens ist. Wenn daher der drahtloseEmpfänger und/ oder die Elektroden die in das Innere des lebenden Körpers eingepflanztworden sind, heftigen oder Bewegungen größeren Ausmaßes aufgrund willentlicher Bewegungendes lebenden Körpers unterworfen sein sollten, können sich die Zuführungen flexibelderartigen Bewegungen anpassen und daher wesentlicher Beanspruchung, der sie unterworfenwerden, widerstehen.The carbon fiber used in this invention as a material forthe electrode and the lead element are made of polyacrylonitrile by heat treatment(PAN). The cross-sectional diameter of a single carbon filamentis between 12 and 24 microns (/ u). The carbon thread has tensile strengthfrom 6000 to 9000 kg / cm2 and a specific resistance from 0.5 x 10 to 1 x10 2 ohm-cm. A twisted thread made of carbon fibers is made by spinning100 to 150 threads made of carbon fiber and then put into a silicone rubber tubeintroduced. The supply line obtained in this way usually has aouter diameter of 1.0 to 1.5 mm, from which it can be seen that it is one thirdor one fifth of the diameter of a supply line of conventional construction,asThe result of this is the supply line advantageously with a degree of flexibilityprovided, which is the same as that of a common connecting seam, and has a tensile strength,which is equal to or higher than that of normal sewing thread. Therefore, when the wirelessReceiver and / or the electrodes that are implanted inside the living bodyviolent or large-scale movements due to voluntary movementsshould be subject to the living body, the feedings can be flexibleadapt to such movements and therefore significant stress to which they are subjectedwill resist.
Wie im Vorstehenden beschrieben worden ist, wird ein Gewebe aus Kohlenstoffasernverwendet, um die Elektrodenelemente zu bilden. Das Kohlenstoffasergewebe wird ausder gleichen Faser, die für die Zuleitung verwendet wird, hergestellt und wird gewebtoder auf andere Weise zu einer Dicke von 0,5 bis 1,0 mm ausgeformt, was einer Dickevon 3 Tagen Gaze oder Verbandmull entspricht, wie sie bei chirurgiSchen Operationenverwendet wird. Das Kohlenstoffasergewebe ist mit hinreichender Flexibilität undferner mit etwa der zweifachen Elastizität wie derartige Gaze versehen. Obgleichsowohl die auf diese Weise erhaltenen Elektroden als auch die Zuleitung den Bewwegungen des lebenden Gewebes unterworfen sind, was auf den direkten Kontakt dieserElemente zurückzuführen ist, besteht keine Möglichkeit sowohl für Beschädigung derElemente selbst als auch für Abbau oder Nekrose an dem Teil des lebenden Gewebesananem derartigen Punkt der Implantation, wodurch das chirurgisch eingeführte Implantateine lange Zeitdauer in dem Inneren des lebenden Körpers gehalten werden kann.As described above, a woven fabric is made of carbon fibersused to form the electrode elements. The carbon fiber fabric is made fromthe same fiber that is used for the lead is made and wovenor otherwise formed to a thickness of 0.5 to 1.0 mm, which is a thicknessof 3 days is equivalent to gauze or gauze, as used in surgical operationsis used. The carbon fiber fabric is with sufficient flexibility andalso provided with about twice the elasticity of such gauze. Althoughboth the electrodes obtained in this way and the supply line the BewMovements of living tissue are subject to direct contact with theseDue to items, there is no possibility of damaging both theElements themselves as well as for degradation or necrosis on the part of living tissueat such a point of the implantation, thereby removing the surgically inserted implantcan be kept in the interior of the living body for a long period of time.
Bei den Elektroden aus Gold oder Platin der herkömmlichen Bauweiseist es allgemeine Praxis bei dem chirurgischen Verfahren, die Elektroden direktan dem Nervengefüge, das chirurgisoh freigelegt wird, mittels eines Leukoplast-oder Klebebandes fest in ihre Stellung zu bringen, Im Gegensatz dazu ist esbeiden Elektroden aus Kohlenstoffaser gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, beidem Verfahren des in ihre Stellung -Bringens der Elektrode an dem Nervengefüge diesesElektrodenelement selbst direkt um das Nervengefüge herumzuwinden. Durch diesesvorteilhafte Merkmal der Kohlenstoffaserelektroden kann ein Elektrodenelement perse, auch sogar wenn es im wesentlichen durch eine von außen auf den Implantationspunktausgeübte Kraft deformiert werden sollte, anders als die Elektrode aus Gold oderPlatin das Nervengefüge unter diesem Elektrodenelement aufgrund seiner Weichheitund Elastizität schützen und seine ursprüngliche Gestalt wieder erlangen, wenn einederartige Kraft nachläßt, wodurch auf diese Weise sowohl Degeneration als auch Nekrosedes Nervengefüges verhindert wird, was bei herkömmlichen Mitteln mehr oder wenigerunvermeidbar war.With the electrodes made of gold or platinum of the conventional designIt is common practice in the surgical procedure to place the electrodes directlyon the nerve structure, which is surgically exposed, using a leukoplastor tape firmly in place, in contrast it isatthe carbon fiber electrodes according to the present inventionthe process of placing the electrode in place on the nerve structure of thisTo wind the electrode element itself directly around the nerve structure. Because of thisAn advantageous feature of the carbon fiber electrodes can be an electrode element byse, even if it is essentially due to an external impact on the implantation pointapplied force should be deformed, unlike the electrode made of gold orPlatinum is the nerve structure under this electrode element due to its softnessand protect elasticity and regain its original shape when onesuch force diminishes, thereby causing both degeneration and necrosisof the nerve structure is prevented, which is more or less with conventional meanswas inevitable.
Auf diese Weise können daher die Kohlenstoffaserelektroden unbegrenztauf eine Vielzahl von Arten des Einsetzens in das lebende Gewebe angewendet werden,und erlauben dadurch eine Vielzahl chirurgischer Implantationsbehandlungen in Übereinstimmungmit verschiedenartigen erforderlichen Bedingungen.In this way, therefore, the carbon fiber electrodes can be used indefinitelybe applied to a variety of ways of insertion into living tissue,thereby permitting a variety of surgical implant treatments in accordancewith various required conditions.
Die obigen Merkmale der Elektroden aus Kohlenstoffasern wurden ineiner Reihe von Experimenten, die zum Vergleich der DauerT haftigkeit von Implantatenmit Elektroden und Zuleitungen aus Gold bzw. Kohlenstoffasern durchgeführt wurden,zufriedenstellend unter Beweis gestellt. Es handelte sich um folgende Experimente:Versuchstier: Kaninchen Elektrodenimplantation: Peronäusnerv zwischen Becken undWade Anzahl der Fälle.The above features of the carbon fiber electrodes have been adopted ina series of experiments comparing the durability of implantswere carried out with electrodes and leads made of gold or carbon fibers,satisfactorily proven. The experiments were as follows:Test animal: rabbit Electrode implantation: peroneal nerve between the pelvis andWade number of cases.
Gold-elektroden/iuleitungen Kohlenstoffaserelektröden/ (Fig. 2) -XAleitungen20 .5In den Fällen, bei denen Elektroden und Zuleitungen aus Goldverwendet worden waren, wurde gefunden, daß in den meisten l'ällen Degenerationder Nervenstruktur oder Lösen der Verbindung der Antennenzuleitungen in der Zeitetwa zwischen dem dritten und zehnten Tag nach dem chirurgischen Eingriff auftraten.Der längste Fall dauerte 20 Tage an. In Fällen, bei denen Elektroden und Zuleitungenaus Kohlenstoffaser verwendet worden waren, wurde im Gegensatz dazu gefunden, daßin zwei von-5 Fällen die Tiere noch nach mehr als 100 Tagen nach der Zeit des chirurgischenEingriffs am Leben waren, während in den übrigen drei Fällen die Tiere noch etwa40 Tage nach der Operation lebten. Entsprechend diesen Experimenten wurde gefunden,daß sich die eingepflanzten Implantate etwa 40 Tage nach den chirurgischen Operationenin dem Inneren des lebenden Körpers festgesetzt hatten und physikalisch stabil waren,da die genähten Wunden heilten und sich die Reaktion in dem lebenden Körper beruhigte.Gold electrodes / leads Carbon fiber electrodes / (Fig. 2) -XA leads20 .5In cases where electrodes and leads are made of goldhad been used, it was found that in most cases degenerationthe nerve structure or loosening of the connection of the antenna leads in timeoccurred between about the third and tenth day after surgery.The longest case lasted 20 days. In cases where electrodes and leadson the contrary, it was found thatin two out of 5 cases the animals still after more than 100 days after the time of the surgicalIntervention were alive, while in the remaining three cases the animals were still aboutLived 40 days after the operation. According to these experiments it was foundthat the implanted implants are about 40 days after the surgical operationssettled in the interior of the living body and were physically stable,as the stitched wounds healed and the reaction in the living body calmed down.
In dieser Hinsicht kann gesagt werden, daß ein 100 %iger Erfolg inden oben erwähnten 5 experimentellen Fällen erreicht worden war.In this regard, it can be said that a 100% success inthe above-mentioned 5 experimental cases had been achieved.
Die Vorteile des chirurgisch eingeführten Implantates geSäß der Erfindung,das Kohlenstoffaser als Material für die Elektroden und die Antennenzuleitungenenthält, können folgendermaßen zusammengefaßt werden.The advantages of the surgically inserted implant according to the invention,the carbon fiber as material for the electrodes and the antenna leadscan be summarized as follows.
1. Biologische Abstoßungsreaktion oder Negativismus von dem Teil deslebenden Körpers wird wirksam verhindert oder auf ein Minimum reduziert.1. Biological rejection reaction or negativism from the part of theliving body is effectively prevented or reduced to a minimum.
2. Die Verwendung von Kohlenstoffaser für die Elektroden und die Zuleitungenliefert hervorragende elektrische Leitfähigkeit.2. The use of carbon fiber for the electrodes and leadsprovides excellent electrical conductivity.
3. Die Verwendung von Kohlenstoffaser für die Elektroden und die Zuleitungenbringt hervorragende Flexibilität ~und Elastizität, was die Beseitigung des Auftretensvon Degeneration oder Nekrose an dem Teil des lebenden Körpers an dem Punkt derchirurgischen Implantation bewirkt.3. The use of carbon fiber for the electrodes and leadsbrings excellent flexibility ~ and elasticity, which eliminates the occurrenceof degeneration or necrosis on the part of the living body at the point ofcauses surgical implantation.
4. Die Verwendung von Kohlenstoffaser für die Elektroden und die Zuleitungenliefert hinreichende Festigkeit gegen ausgedehnte und heftige Bewegungen in demInneren des lebenden Körpers.4. The use of carbon fiber for the electrodes and leadsprovides sufficient resistance to extensive and violent movements in theInside the living body.
5. Eine Vielzahl von Abmessungen und Formen für die Elektroden kannfrei gemäß den verschiedenartigen Anwendungsbedingungen hinsichtlich der chirurgischenImplantation des Implantates gewählt werden.5. A variety of dimensions and shapes for the electrodes can be usedfreely according to the various application conditions in terms of surgicalImplantation of the implant can be selected.
Durch die oben aufgezählten vorteilhaften Merkmale erfüllt das chirurgischeingeführte Implantat gemäß dieser Erfindung die Erfordernisse, die lange unbefriedigtgeblieben sind, und ~bewirkt ein langes Arbeiten in dem Inneren des lebenden Körpersohne Schwierigkeiten und versorgt dabei das Nervensystem des lebenden Körpers mitdirekter elektrischer Stimulation. Die Erfindung ist anhand eines Beispiels beschriebenworden; aber dieses Beispiel soll die Erfindung in keiner Weise beschränken.This is achieved surgically by virtue of the advantageous features listed aboveintroduced implant according to this invention the needs that have long been unsatisfiedhave remained, and ~ causes long working in the interior of the living bodywithout difficulty and supplies the nervous system of the living body withdirect electrical stimulation. The invention is described using an examplebeen; but this example is not intended to limit the invention in any way.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP46100834AJPS528633B2 (en) | 1971-12-13 | 1971-12-13 |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2260564A1true DE2260564A1 (en) | 1973-07-05 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2260564APendingDE2260564A1 (en) | 1971-12-13 | 1972-12-11 | Electrically stimulating tissue implant - insulated with silicone rubber and with polyacrylonitrile fibre leads and electrodes |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS528633B2 (en) |
| DE (1) | DE2260564A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0222473A1 (en)* | 1985-08-27 | 1987-05-20 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrode for a living body |
| EP0223340A1 (en)* | 1985-08-27 | 1987-05-27 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrode for a living body |
| EP0561068A3 (en)* | 1992-02-20 | 1995-09-27 | American Med Electronics | Implantable bone growth stimulator and method of operation |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5555738Y2 (en)* | 1976-05-19 | 1980-12-24 | ||
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|---|---|
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