專利名稱：壓電型人工耳蝸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬生物材料和醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種人工聽覺器官壓電型人工耳蝸。
本發(fā)明所采用的材料是高性能鋯鈦酸鉛(PZT)壓電陶瓷(上海硅酸鹽研究所研制)，型號(hào)Sm-6，組成為Pb1-xSrx(Zr1-yTiy)z(Mg1/3Nb2/3)1-zO3，其中x＝0.08-0.12，y＝0.46-0.50，z＝0.7-0.8，主要電性能常數(shù)介電常數(shù)ε＝4500，介電損耗tgδ＜2.0％，壓電系數(shù)d33＝740PC/N，耦合系數(shù)kp＝0.71，k31＝0.40，頻率常數(shù)Np＝1984Hz·m，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm＝60，居里溫度Tc＝180℃。本發(fā)明材料采用傳統(tǒng)電子陶瓷工藝燒結(jié)而成，燒結(jié)溫度1260℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。采用機(jī)械加工方法將材料減薄至0.08毫米，在表面絲網(wǎng)印刷銀漿后燒銀電極，或真空鍍金電極，以4000伏/毫米的高壓，在50℃的硅油中極化10分鐘后，機(jī)械切割成長1.5毫米、寬0.5毫米、厚0.08毫米的薄長條，并在一側(cè)電極表面涂以雙組分液體硅橡膠，干燥后形成薄膜。
本發(fā)明植入時(shí)，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物豚鼠聾耳耳蝸圓窗前上方鉆洞，打開鼓階，將上述材料植入鼓階中，未涂硅膠薄膜一側(cè)貼于螺旋緣蝸神經(jīng)表面，封閉骨孔即可。
因所采用的植入材料表面涂層/過渡層對(duì)聲電轉(zhuǎn)換效率和能量損耗有影響，陶瓷和內(nèi)耳外淋巴液之間的阻抗相差很大，因而能夠直接進(jìn)入陶瓷的聲音能量很少，本發(fā)明用有機(jī)涂層覆蓋在陶瓷上，通過材料表面上的耦合層，降低能量傳遞損耗，可以使聲音的透射系數(shù)比直接植入單純陶瓷片有顯著的提高，同時(shí)它還可以減少漏電流。本發(fā)明采用不同種類的生物材料涂層，進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，篩選出最佳生物材料涂層，雙組分液體硅橡膠能改善壓電陶瓷和生物組織之間的聲阻抗匹配，增強(qiáng)聽神經(jīng)細(xì)胞對(duì)壓電陶瓷電刺激的反應(yīng)。
本發(fā)明經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)將不同性質(zhì)的壓電陶瓷材料植入116側(cè)豚鼠耳蝸。結(jié)果證實(shí)了不同電學(xué)和聲學(xué)特性的壓電陶瓷植入的聽閾變化有顯著差異，經(jīng)ABR測定表明即刻聽閾下降大于10dBSPL者，從22.73~90.00％(P＜0.001)，3月后可達(dá)40dB，材料的機(jī)電耦合系數(shù)k值越大、靜態(tài)電容越大，聲電轉(zhuǎn)換能力越強(qiáng)，成功率越高。并證實(shí)聲、電阻抗匹配是影響聲、電在內(nèi)耳暢通傳輸?shù)年P(guān)鍵。本發(fā)明還對(duì)2例聾人耳蝸植入即刻聽閾降低20dBSPL，且至今無任何不良反應(yīng)。進(jìn)一步證實(shí)了壓電陶瓷材料植入耳蝸可模擬毛細(xì)胞進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換，刺激聽神經(jīng)引起聽覺，提高聾耳的聽力。
本發(fā)明采用新型壓電材料植入耳蝸一定位置，利用材料的壓電效應(yīng)，替代耳蝸毛細(xì)胞，將聲能轉(zhuǎn)換成電能，刺激聽神經(jīng)，產(chǎn)生聽覺，。本發(fā)明與電子耳蝸相比價(jià)格低廉，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，體積微小，無內(nèi)外裝置不易故障，無需供電，聽力提高明顯更接近于自然，易為聾人接受，適用于治療耳蝸Corti器損壞的重度耳聾病人，便于廣泛推廣使用，尤其適合中國國情。
權(quán)利要求
1.一種壓電型人工耳蝸，其特征在于利用高性能接收型鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料直接融入耳蝸，制成壓電型人工耳蝸，所述壓電陶瓷材料其壓電效應(yīng)，能模擬耳蝸毛細(xì)胞，直接將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，刺激聽神經(jīng)產(chǎn)生聽覺。
2.按權(quán)利要求1所述的壓電型人工耳蝸，其特征是所述的壓電陶瓷材料其型號(hào)是Sm-6，組成為Pb1-xSrx(Zr1-y-Tiy)z(Mg1/3Nb2/3)1-zO3，其中x＝0.08-0.12，y＝0.46-0.50，z＝0.7-0.8，主要電性能常數(shù)介電常數(shù)ε＝4500，介電損耗tgδ＜2.0％，壓電系數(shù)d33＝740PC/N，耦合系數(shù)kp＝0.71，k31＝0.40，頻率常數(shù)Np＝1984Hz·m，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm＝60，居里溫度Tc＝180℃。
3.按權(quán)利要求1所述的壓電型人工耳蝸，其特征是所述的壓電陶瓷材料是在表面絲網(wǎng)印刷銀漿后燒銀電極，或真空鍍金電極后表面覆蓋有機(jī)涂層耦合層。
4.按權(quán)利要求1和2所述的壓電型人工耳蝸，其特征是所述的壓電陶瓷材料表面一側(cè)電極涂以雙組分液體硅橡膠。
5.按權(quán)利要求1和2所述的壓電型人工耳蝸，其特征是所述的壓電陶瓷材料機(jī)械切割成薄長條片，長為1.5毫米，寬為0.5毫米，厚為0.08毫米。
6.按權(quán)利要求1的壓電型人工耳蝸的植入方法，其特征是將所述材料植入鼓階中，未涂硅膠薄膜一側(cè)貼于螺旋緣蝸神經(jīng)表面，封閉骨孔即可。
全文摘要
本發(fā)明屬生物材料和醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種人工聽覺器官壓電型人工耳蝸。本發(fā)明將壓電材料直接融入耳蝸，制成壓電型人工耳蝸。壓電材料與耳蝸連成一體發(fā)揮功能，利用材料的壓電效應(yīng)模擬毛細(xì)胞的換能功能，接受外淋巴液波，直接將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，刺激聽神經(jīng)產(chǎn)生聽覺。本發(fā)明與電子耳蝸相比價(jià)格低廉，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，體積微小，無內(nèi)外裝置不易故障，無需供電，聽力提高明顯更接近于自然，易為聾人接受，適用于治療耳蝸Corti器損壞的重度耳聾病人，便于廣泛推廣使用，尤其適合中國國情。
文檔編號(hào)A61L27/10GK1401395SQ0213689
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月9日
發(fā)明者董人禾, 王永令, 魯飛, 董顯林 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院