(57)【要約】  軟質組織に挿入するとその場でミクロ電極を形成することができる原ミクロ電極は、前部端と後部端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体を含む。該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含む。水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性材料の第１被膜が該電極本体上に配置され、そして少なくともその前部端の上に延びる。該第１被膜上に、電気絶縁性、水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜が配置される。該第２被膜はその前部端に又は該前部端付近に１つ又はそれ以上の貫通孔を有する。対応するミクロミクロ電極および製造法もまた開示される。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質組織に挿入するとその場でミクロ電極を形成することができる原ミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又は実質的に成る；
該電極本体上の、少なくともその前部端からその後部端に向かって延びる部分に亘って延びる、水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性材料の該第１被膜；及び
該第１被膜上の、電気絶縁性、水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜であって、その前部端に又は該前部端付近に１つ又はそれ以上の貫通孔を有する該第２被膜、
を含むか又はこれらから実質的に成る上記原ミクロ電極。
【請求項２】
前記第１被膜の材料が、水性体液に容易に溶解性の材料、例えばグルコース、であるか、又は水性体液に容易に溶解しない材料、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解度の材料、例えば部分アセチル化グルコース、である、請求項１に記載の原ミクロ電極。
【請求項３】
前記第１被膜の材料が、異なる溶解度及び／又は溶解速度の２種又はそれ以上の材料の組み合わせである、請求項２に記載の原ミクロ電極。
【請求項４】
前記組み合わせが、低分子量炭水化物の一つとペプチド若しくはタンパク質の一つとの組み合わせである、請求項３に記載の原ミクロ電極。
【請求項５】
前記第２被膜に覆われていない第１被膜の表面領域が、水性体液に溶解性の生体適合性材料の第３被膜で覆われており、該第３被膜は水性体液が前記第１被膜に接近するのを遅らせる、請求項１〜４のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項６】
前記第３被膜材料が、シェセラック(Shellack)又はKollicoat（登録商標）IR、水性体液と接触するとゲルを形成することができる材料、例えばゼラチン又はセルロース誘導体、例えばヒドロキシプロピルメチルセルロース、（１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミド）で架橋したゼラチン、及びその他の類似の物性を有する架橋された材料である、請求項５に記載の原ミクロ電極。
【請求項７】
前記電極本体の前部端が、前記第１被膜及び前記第２被膜の前部端と一致する、請求項１〜６のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項８】
前記電極本体が、制御装置と導電体により電気的に接続されている、請求項１〜７のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項９】
前記電極本体がその後部端に、制御装置とワイアレス接続するための器具を含む、請求項１〜７のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１０】
前記第２被膜の材料が、前記電極本体の直径よりも実質的に小さくそして前記第１被膜の壁厚の５以上又は１０以上の係数だけ小さい壁厚を有する、請求項１〜９のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１１】
前記電極本体の直径が１μｍ〜１００μｍ、特に２μｍ〜１０μｍ又は２５μｍまで又は４０μｍまでであり、前記第２被膜の壁厚が２μｍ〜５μｍ又はそれ以上、例えば２０μｍまで又はそれ以上である、請求項１〜１０のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１２】
前記第２被膜の材料が、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）、特にパリレンＣ、テフロン、ポリウレタン、ポリイミド、種々の種類のシリコーン及び合成若しくは天然ゴムである、請求項１〜１０のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１３】
１つ又はそれ以上の固定要素を含む、請求項１〜１０のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１４】
前記第１被膜が、前記電極本体に沿って延びる２つ又はそれ以上の隣接するセクションを含む、請求項１〜１３のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１５】
前記第１被膜又はそのセクションが薬品を含む、請求項１〜１３のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１６】
前記第２被膜が蛇腹形状部分を含み、該部分は場合によっては電気的に遮蔽されている、請求項１〜１５のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１７】
原ミクロ電極束又は原ミクロ電極アレーに含まれる、請求項１〜１６のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１８】
請求項１〜１７の原ミクロ電極を体液に接触させることにより形成されるミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから実質的に成る；及び
該電極本体の前部端からその後部端に向かって該電極本体の部分に沿って延び、そして管状、特に蛇腹形状、の体液層により該電極本体から距離をおいて配置された、電気絶縁性、水不溶性の可撓性ポリマー材料の被膜；
を含むか又はこれらから実質的に成るミクロ電極。
【請求項１９】
請求項１〜１７の原ミクロ電極を体液に接触させることにより形成されるミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから実質的に成る；及び
該電極本体の前部端からその後部端に向かって該電極本体の部分に沿って延び、そして管状、特に蛇腹形状、の体液をゲル化剤と接触させることにより形成されるゲルの層により該電極本体から距離をおいて配置された、電気絶縁性、水不溶性且つ可撓性のポリマー材料の被膜を含むか又はこれらから実質的にから成るミクロ電極。
【請求項２０】
ミクロ電極を軟質組織内でその場で形成する方法であって、該方法は、
請求項１〜１９のいずれか１項の原ミクロ電極を提供し；
該原ミクロ電極を軟質組織に、その前部端を先頭にして挿入し；
該組織内の該原ミクロ電極を水性体液と平衡させて、前記水溶性第１被膜を溶解若しくは分解により除去し、又は水を摂取して膨潤させ、これにより該電極と前記第２被膜との間に配置された体液のカラムを提供する
ことを含み、但し、体液の該水溶性第１被膜への接近は、該原ミクロ電極の前部端においで又はその近くにおいて、該第２被膜内の１つ又はそれ以上の開口により与えられる、上記の方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０のミクロ電極の使用であって、ニューロンのような軟質組織の構造への電気的刺激の提供、かかる構造から発せられる電気信号の記録、かかる構造の損傷、組み合わされた薬物供給、神経細胞信号の記録、及び神経細胞刺激のための上記使用。
【請求項２２】
軟質組織に挿入すると、該組織から遮蔽された半導体要素をその場で形成する原半導体要素であって、下記を含む又は下記から成る該原半導体要素：
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する半導体本体；
該半導体本体の前部端からその後部端に向かって延びる該半導体本体の少なくとも部分の上の水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性の材料の第１被膜；及び
該第１被膜上の水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜であって、場合によっては蛇腹形状部分を含み、該第２被膜の前部端又はその近くに１つ又はそれ以上の貫通開口を含む該第２被膜。
【請求項２３】
前記第１被膜の材料が、水性体液に容易に溶解する材料、例えばグルコース、又は水性体液に容易に溶解しない材料、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解度の材料、例えば部分アセチル化グルコース、である、請求項２２記載の原半導体要素。
【請求項２４】
請求項２２又は２３の原半導体要素を体液と接触させることにより形成される、組織から遮蔽された半導体要素であって、前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する半導体本体；及び該半導体本体の前部端からその後部端に向かって該半導体本体の部分に沿って延び、そして体液の管状の層により該半導体本体から距離をおいて配置された、水不溶性の可撓性ポリマー材料の被膜を含むか又はこれらから実質的にから成る半導体要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟質組織に完全に又は部分的に挿入するための医療用原(proto)ミクロ(微小)電極、そのように配置されたミクロ電極、該原ミクロ電極を製造する方法、及びその使用に関する。更に本発明は、本発明の該原電極を２つ又はそれ以上含む電極束及びアレー、並びに軟質組織に完全に又は部分的に配置された対応するミクロ電極束及びアレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
軟質組織、特に中枢神経系（ＣＮＳ）の組織に埋め込むためのミクロ電極は広範囲の応用分野を有する（非特許文献１、２）。原則として、全ての脳核はかかる電極から記録するか又は電極により刺激することができ、そしてそれらの機能は監視できる。特に重要なのは、脳核刺激用のマルチチャンネル電極である。マルチチャンネル電極の設計において、電極群又は個々の電極さえも別々にアドレスできる。このことは使用者に、電極の刺激が、非選択的刺激と比べて改良された治療効果を生じるような電極を選択するのを可能にする。脳又は脊髄の刺激は、脳核が退化又は損傷した状況で、特に価値がある。マルチチャンネル設計は、全身的若しくは局部的薬物投与の効果、又は脳及び脊髄のニューロン（神経細胞）に対する遺伝子導入の効果の効率的測定を提供し得る。埋め込まれた電極を介しての脳活動の監視を、薬物供給を局部的若しくは全身的に制御するか、又は脳核の電気的刺激を制御するために使用できる。更に、マルチチャンネル電極は、異常な電気活性を該電極により検出して、組織における特定部位を損傷するのに使用し得る。
【０００３】
埋め込まれたミクロ電極は、隣接する組織にできるだけ少ししか影響を及ぼさないものでなければならない。脳、脊髄及び周辺の神経は、身体の動き、心臓鼓動及び呼吸により引き起こされるかなりの動きを示すので、埋め込まれた電極は、できるだけ標的組織に対する変位を少なくして組織の動きに追従することができるのが重要である。このために、埋め込まれた電極は弾性的に可撓性でなければならない。可撓性電極を埋め込むための種々の方法が当該技術で知られている。例えば、そのまま埋め込むのが難しいか又は不可能な超薄で且つ可撓性の電極を、埋め込み中に必要な支持を与える硬いマトリックスに埋没した(embedding)後に、埋め込むことができる。埋め込み後に、該マトリックスを組織流体により溶解する。首尾良い埋め込みの要件は、生体適合性マトリックス材料を使用することである。
【０００４】
当業界で知られたミクロ電極の問題は、それらのインピーダンスの殆どが電極／体液境界でのインピーダンスにより作り出されることである。電流が医療用電極を通って組織に入る又は組織から出る時、電流密度はミクロ電極表面全体に亘って均一でなく、縁部、先端及び表面凹凸においては他の場所よりも実質的に高い。高い局部電流密度は温度を局部的に上昇させ、水性組織流体を加水分解する結果とさえなり得る。高電流密度の部位に隣接する軟質組織は不可逆的に損傷される危険性がある。
【０００５】
単一ニューロンにおける活性を記録するために、組織及び／又は組織流体と電気的に接続している電極の部分はできるだけ少なくすべきである。電極インピーダンスはその部分の表面積に大いに依存するので、減少した電極インピーダンスのために表面を大きくするための種々の手段が開発された。電極の導電性表面積を拡大する方法は当業界で知られている。その方法は、表面を機械的に粗面化するか、電極を化学的に被覆するか、又は導電性ポリマー、例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン；ＰＥＤＯＴ又はＰＥＤＴ）、のナノ繊維、白金黒又はカーボンナノチューブで電極を被覆することが含まれる。かかる被膜（coat）の問題は、被膜が電極本体から容易に剥がれること、及び／又はインプラントすると組織又は体液から出る生物学的物質により被膜が覆われる及び／又は閉塞することである。これにより、導電体の表面積は減少し、望ましくないインピーダンス変化が生じる結果となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Brain Machine Interfaces. Implications for Science, Clinical Practice and Society. Schouenborg J, Garwicz M and Danielsen N, Eds.
【非特許文献２】Progress in Brain Research, Elsevier Science Ltd. 2011, ISBN 13: 978-0-444-53815-4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、単一神経細胞又は神経細胞群を刺激するための前述の種類のミクロ電極であって、該ミクロ電極が単一ミクロ電極であるかミクロ電極の束若しくはアレーに関連するものであるかに関係なく、局部的高電流密度による非制御の組織損傷の危険性が実質的に低減された又はゼロであるミクロ電極を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、かかるミクロ電極を製造する方法を提供することである。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、局部的高電流密度による非制御の組織損傷の危険性が実質的に低減された又はゼロであり、そして軟質組織に挿入するのが容易である前述の種類のミクロ電極を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、下記の発明の概要、図面に例示されたその好ましい態様の記述、及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願で、「電極」とは「ミクロ電極(microelectrode)」を意味する。「水不溶性」とは、水性体液、即ち、胃腸又は細胞外流体だけでなく血清、に不溶性を意味する。「可撓性」とは、本発明のミクロ電極本体の横方向運動を実質的に妨害しない可撓性の度合いを意味する。「電気絶縁性」とは、ヒト神経組織の治療に使用する電圧／電流において電気絶縁性であることを意味する。「縦長(oblong)」とは、直径よりも５倍又はそれ以上、特に１０倍又はそれ以上、だけ大きい長さを有する構造を意味する。「膨潤性」とは、水性体液と接触すると少なくとも１．２倍だけ体積が膨張することを意味する。「多孔性」とは、水性体液及びそれに溶解した生体分子に対して透過性を意味する。以下に更に詳細に説明するように、「ミクロ電極」は軟質組織に挿入されそして部分的又は完全に該組織内の体液と平衡した状態の本発明のミクロ電極を意味し、一方「原(proto)ミクロ電極」及び「原電極」は、該組織に挿入する前の対応する本発明のミクロ電極を意味する。
【００１２】
本発明により、前述の種類のミクロ電極であって、当業界で知られたミクロ電極に付随する問題の一つ又はそれ以上を解決した又は少なくとも低減したミクロ電極が開示される。本発明のミクロ電極は、対応する原ミクロ電極を軟質組織に挿入しそして該組織内の水性体液と平衡させて形成される。本発明のミクロ電極は、局部的高電流密度による組織の損傷の危険性を実質的に低減する。本発明のミクロ電極において、該電極に隣接する軟質組織は、導電性電極本体又はその要素の表面で又はその近くで発生する熱から、体液のカラムにより、及び該電極本体と体液のカラムとを囲む水不溶性ポリマーの可撓性、電気絶縁性のバリアーにより遮蔽される。他方、電極本体、特に拡大した表面を有する電極本体、例えば物理的又は化学的に粗面化された表面、又はナノ構造化要素、例えば伸び出した単結晶金属、を設けられた表面、を有する電極本体は、生きた細胞、例えば食細胞、特に小グリア細胞、との接触から保護される。
【００１３】
本発明のミクロ電極は、前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する可撓性で縦長の導電性電極本体であって、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又は実質的に成る該電極本体と、該電極本体をその全長に亘って囲むか、又は少なくともその前部端からその後部端に向かって延びる部分を囲み、そして該電極本体から距離をおいて配置されて水性体液及び／又は水性体液を含むゲルで満たした管状の隙間を規定する、電気絶縁性、水不溶性且つ可撓性、好ましくは弾性的に可撓性、のポリマー材料の（第２の）被膜とを含むか又はこれらから実質的に成る。本発明の電極は、前部端から後部端に延びる中心軸に関して回転対称であるのが好ましい。
【００１４】
更に、本発明によると、本発明の電極を形成する原ミクロ電極が開示され、該原ミクロ電極を軟質組織に挿入するとその場で本発明のミクロ電極が形成される。本発明の原電極は、前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性の縦長の電極本体であって、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから実質的に成る該電極本体と、該電極本体に沿って少なくともその前部端からその後部端に向かって延びる部分上の水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性材料の第１被膜と、該第１被膜上の電気絶縁性、水不溶性且つ可撓性のポリマー材料の第２被膜とを含むか又はこれらから実質的に成る。該第２被膜は、該前部端に又はその近くに１つ又はそれ以上の貫通開口を含む。本発明の該原電極を軟質組織に挿入すると、該第１被膜上の水性体液の作用により、該第１被膜は溶解及び／又は分解及び／又は膨潤して、本発明の電極が形成される。水性体液の該第１被膜への接近は、該第２被膜内の１つ又はそれ以上の貫通開口により与えられる。該第１被膜の材料は、水性体液に容易に溶解する材料、例えばグルコース、又は水性体液に容易に溶解しない材料、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解度の材料、例えば部分アセチル化グルコース、であることができる。所望の溶解速度の第１被膜材料はまた、異なる溶解度及び／又は溶解性の材料の組み合わせ、例えば低分子量炭水化物とペプチド又はタンパク質との組み合わせ、例えばグルコースとゼラチンの組み合わせ、により得ることもできる。該第１被膜は中心軸の回りに回転対称であるのが好ましく、該中心軸は該電極本体の中心長手軸と一致するのが好ましい。本発明の原電極は、その前部端から後部端に延びる中心軸に対して回転対称であるのが好ましい。
【００１５】
本発明の有利な観点によると、第２の被膜で覆われていない第１被膜の表面積は、即ち、第２被膜内の１つ又はそれ以上の貫通開口を通じて接近可能な第１被膜の表面積は、水性体液に溶解性の生体適合性材料の第３被膜で被覆することができ、水性体液が第１被膜に接近するのを遅らせる。この遅れは、本発明の原電極を、第１被膜の溶解が始まる前に組織内に正しく配置させる。適した第３被膜の材料は、シェラック(Shellack)又はKollicoat（登録商標）IR（ポリビニルアルコール  ポリエチレングリコールグラフトコポリマー；BASF,ルドウィックシャーフェン、ドイツ）である。或いは第３被膜は、水性体液と接触するとゲルを形成する材料を含む又はこれから成り得る。このゲルはゆっくりと、即ち、数時間及び数日及び数月に亘って、例えば１日から１週間又は１週間から４週間又は１カ月から１年以上に亘って溶解及び／又は分解される。該ゲルの溶解又は分解速度は、架橋により制御することができ、溶解／分解速度は架橋の増大と共に減少する。この目的に適した材料は、ＥＤＣ（１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミド）で架橋したゼラチンである。該ゲルは、小さい分子、例えば第１被膜からの溶解物質、を拡散により通過させ、そして水性体液中の小さい分子、例えば低分子量ペプチド及び塩、を周囲の体液から電極本体と第２被膜との間の隙間に置かれた体液へ通り抜けさせるようなサイズの孔を有する。該ゲルは、第２被膜内の１個又は数個の貫通開口が組織残骸、例えばインプラント（埋め込み物）により損傷された又は形成された細胞又は細胞粒子、で閉塞されるのを防止することができる。
【００１６】
電極本体の前部端は、電極又は原電極の前部端及び可撓性の水不溶性ポリマーの第２被膜の前部端と一致するか又はほぼ一致する。電極本体の後部端は電極の後部端と一致するか、又は更に近位方向に延長することができ、かかる更なる延長は、電極本体との材料的一体性を保ちながら、電極そのものに含まれないと考えられるが、電極を電極制御装置と接続する電気リード線として働くと考えられる。或いは、別個のリード線を、電極本体の後部端と、該電極からある距離に内部協働的に又は外部協働的に配置された電極制御装置との間に設ける。ここで、該リード線は電極本体の後部端にハンダ付けするか又は導電的方法で結合する。別個のリード線、又は電極から近位方向に延長する、電極本体と一体化したリード線は、電気的に絶縁されている。縦長の可撓性電極本体は、例えば当業界で知られた、例えばWO2010/144016及びWO 2007/040442 A1で知られた、ミクロ電極中の機能的に同等な要素に対応することができる。
【００１７】
水不溶性可撓性ポリマー材料の第２被膜が電極本体の後部端に延びていない場合、該第２被膜で覆われていないその部分は他の手段、例えば水不溶性ラッカー、により電気的に絶縁される。
【００１８】
第２被膜の水不溶性可撓性、好ましくは弾性のポリマー材料は、電極本体の直径及び第１被膜の壁厚よりも実質的に小さい、例えば５以上又は１０以上の係数で小さい、好ましい壁厚を有する。本発明の原電極及び対応する電極の電極本体の好ましい厚さは１μｍ〜１００μｍ又はそれ以上、特に２μｍから１０μｍ又は２５μｍ又は４０μｍであり、第１被膜の壁厚は同じ範囲であり、一方、第２被膜の好ましい厚さは数μｍの範囲、例えば２μｍ〜５μｍであるが、２０μｍまで又はそれ以上でもよい。しかしながら、非常に厚い電極本体が使用されるある種の用途では、第２被膜の壁厚は電極本体の直径よりも大きい、例えば２又は１０又はそれ以上の係数で大きいことがある。
【００１９】
第２被膜は生体適合性で且つ電極本体と共に撓むことができるほど充分に可撓性でなければならない。第２被膜は好ましくは、特に第１被膜の材料が水性体液と接触すると膨潤する材料である場合には、該材料が後に溶解又は分解するか否かに関係なく、弾性的に可撓性である。このようにして第２被膜の弾性は、第１被膜が水性体液と接触すると膨張することにより多分引き起こされるであろう第２被膜の崩壊を防止することができる。第２被膜の特に好ましい絶縁ポリマー材料はパリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）、例えばパリレンＣである。他の好ましい絶縁材料には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリイミド、種々の種類のシリコーン又は合成若しくは天然のゴムが含まれる。該絶縁ポリマー被膜は、充分な電気的絶縁を与える最小厚さを有する。パリレンＣについては、２〜５μｍの最小厚さが多くの用途に適当である。第１被膜と一致して、第２被膜は好ましくは、第１被膜と共有される中心軸の周りに回転対称である。即ち、第２被膜は好ましくは円筒形、又は少なくともその前部及び後部の間の中間の部分が円筒形である。
【００２０】
本発明の好ましい観点によると、少なくとも第２被膜の前部及び後部の間の中間部分が蛇腹管（ベローズチューブ）の形態を有する。蛇腹管部分は、第１被膜と共有される中心軸の周りに回転対称であるのが好ましい。
【００２１】
本発明の重要な観点によると、該蛇腹は、第１被膜が溶解する際に第２被膜に半径方向の安定性を付与する。同時に、該蛇腹は第２被膜の軸方向の延長性／圧縮性の手段を与える。更に、該蛇腹は、最早支持されていない第２被膜が中心縦軸から屈曲して離れるのを妨げない。
【００２２】
本発明の更なる観点によると、蛇腹形状部分を含む第２被膜の設置は、円筒形第２被膜を有する電極の固定能力と比べて、本発明の電極に改良された固定能力を与える。
【００２３】
本発明の別の好ましい観点によると、原電極、従って本発明の電極もまた、電極本体から短距離、例えば電極本体長さの１／１０又はそれ以下、好ましくは１／２０又はそれ以下、最も好ましくは１／５０又はそれ以下、特に１／１００又はそれ以下、だけ延びた１つ又はそれ以上の固定要素を含む。該固定要素は電極本体から斜めに近位方向に延びるのが好ましい。
【００２４】
本発明の原電極が一旦軟質組織に挿入されると、第２被膜に覆われてなくそして前部端又はその近くに配置された第１被膜の部分は、第２被膜の水溶解性／膨潤性／分解性材料を体液と接触させ、そして溶解及び／又は分解を開始させそして／又は膨潤を開始させる。第１被膜の溶解及び／又は分解及び／又は膨潤はこのように、電極本体の前部端からその後部端に向かって進行する。第１被膜の溶解及び／又は分解した物質は、第２被膜の開口を通って、電極本体と第２被膜との間に形成された管状空隙から拡散排出する。該空隙中の流体を拡散により周囲の体液と交換し続けることにより、該空隙は益々、純粋な体液に満たされるようになる。この過程により、本発明の原電極の硬直した電極本体は、周囲の組織の動きに適合することができる本発明の電極の可撓性電極本体に変換される。電気絶縁性ポリマー被膜は薄くそして可撓性に設計されているので、該ポリマー被膜は電極本体の動きを実質的に制限せず、該電極本体と共に撓む。第１被膜の材料として水膨潤性であるが水溶解性でない材料、例えば架橋されたポリビニルピロリドン、を設けると、ある程度、電極本体及び第２被膜の屈曲運動を制限するが、水性体液中のその内容物は、適正な電気電極機能を提供する。
【００２５】
第１被膜は、水性流体、特に水性体液と接触すると、好ましくは溶解性であるが、分解性又は膨潤可能であってもよい。原電極を収容する特定の組織に依存して、体液は脂質に富む又は実質的に脂質から成る流体であると考えられるが、かかる流体は第１被膜を溶解又は膨潤又は分解することができないであろう。かかる適用には、脂質溶解性又は分解性の材料の第１被膜を設けなければならないであろう。しかしながら、適正な機能のためには、脂質溶解性又は分解性材料が溶解又は分解すると管状空隙を満たす体液は、電極にその機能を果たさせるために、充分な水性体液相を含まなければならない。
【００２６】
本発明の好ましい観点によると、第１被膜は１種又はそれ以上の薬理学的に活性な薬剤を含むことができる。本発明の薬理学的活性剤は、ドーパミン、セロトニンのような神経シナプスの機能に影響を及ぼす薬剤、神経弛緩剤、鎮痛剤(sedatives)、鎮痛剤(analgesics)、神経細胞に栄養効果を及ぼす薬剤、例えばＮＧＦ、及び長期間効果のための遺伝子ベクターを含むか、又はこれらから成る。他の有用な薬理学的に活性な薬剤には、抗炎症剤、抗血液凝固剤、β−リセプターブロッカー、抗体及び栄養物が含まれる。原則として、対象となる薬理学的に活性な薬剤は、水性体液に充分溶解性であれば、使用できる。
【００２７】
第１被膜はまた、２つ又はそれ以上のセクション、特に、電極本体のいろいろな部分に沿って延びるセクションを含むことができ、該セクションは円筒形の或いは回転対称の電極本体の中心軸に垂直な平面で互いに結合する。複数の該セクションは、水性体液及び／又はその薬理学的活性剤内容物中での溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性が相違してもよい。
【００２８】
本発明の好ましい観点によると、本発明の原電極及び電極は、該電極の後部端に又は前部端近くに配置された薬物貯蔵コンパートメントを含む。その前部端において、本発明の電極の該薬物貯蔵コンパートメントは、電極本体と第２被膜との間の隙間に蓄積された体液の管状カラムと流体連絡している。その後部端において、該薬物貯蔵器は、食塩水のような水性流体を該コンパートメントに与えることができる導管に接続してもよい。或いは、かかる導管を該隙間と直接連絡するように配置し、該隙間に水性流体を導き、そしてそこから周囲の組織に導くのに使用することができる。
【００２９】
本発明の別の好ましい観点によると、本発明の２つの電極を組み合わせて使用して、二極刺激を与える。このためには、平行にそして互いに隣接して配置した２個の本発明の原電極を、糊付けするか、又はそれらを第３の可撓性ポリマー被膜、例えばパリレンＣ、中に封入することにより、それらの第２被膜の外側面を接合する。該糊は第２被膜と同じ材料、例えばパリレンであっても、又は異なる材料であってもよい。
【００３０】
本発明によると、本発明の原ミクロ電極を製造できる原ミクロ電極プレステージ(prestage)が開示される。本発明の原ミクロ電極プレステージは、前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性の縦長の電極本体であって、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又は実質的に成る該電極本体と、該電極本体上であって、該電極本体に沿ってその前部端からその後部端に向かって延びる少なくとも部分に亘たる水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性材料の第１被膜と、該第１被膜上の電気絶縁性、水不溶性且つ可撓性のポリマー材料の第２被膜とを含むか又はこれらから実質的にから成る。該原ミクロ電極プレステージは、例えば、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又は実質的に成る縦長の電極本体を提供し、該電極本体を水に溶解性及び／又は分解性及び／又は膨潤性の材料で被覆して第１被膜を形成し、次ぎに該第１被膜を電気絶縁性、可撓性、好ましくは弾性の水不溶性ポリマー材料の第２被膜で被覆することにより製造できる。本発明の有利な観点によると、該原ミクロ電極は、その第２被膜の上に第３被膜を含むことができる。該第３被膜の材料は体液に溶解性である。該第３被膜は、原ミクロ電極の後部端から前部端に延び、そして前部端を完全に覆うのが好ましい。第３被膜を設ける目的は、原電極を補強して、軟質組織に挿入中に該原電極が破壊するのを避けることである。
【００３１】
本発明の原電極は、原電極プレステージから、それを半径方向面内で好ましくはその前部端近くで切断することにより製造できる。「半径方向面」とは、原電極プレステージの中心軸に垂直な面である。切り取った前部端キャップを捨て、本発明の原ミクロ電極を保持する。或いは、前部端に設けられた水不溶性の可撓性層の部分を切り取る代わりに、第２被膜材料を研磨又は他の手段、例えばレーザーミル、で取り除いて第２被膜中に開口を生成することができる。
【００３２】
本発明の好ましい観点によると、該原電極を、電極本体の前部端から離れて配置された半径方向面内で横方向に切断する。このようにして切断した原ミクロ電極から形成された本発明の電極の電極本体は、第２被膜の前部端から近位方向に幾分引っ込んで、即ち、第２被膜で規定される体積の中に引っ込んで配置される。これは電極本体が軟質組織と接触して該組織を損傷することからの追加の保護を与えるであろう。
【００３３】
本発明の好ましい観点によると、原ミクロ電極プレステージは、第１被膜の所望の形状に対応するネガ金型を供給し、該金型内で電極本体をセンタリングし、そして該金型に第１被膜材料の溶液及び/又は懸濁液を充填することにより製造できる。該第１被膜材料の溶液及び/又は懸濁液は、ゼラチン又はゲル化PEGのようなゲル化剤を含むのが好ましい。或いは又は追加して、該金型は第１被膜材料を該金型内で乾燥するために微孔材料から作られる。該金型の除去後、例えば、第１被膜／電極本体の組み合わせを、第１被膜が不溶性である揮発性非水性溶媒中の第２被膜材料溶液に浸漬し、次ぎに該非水性溶媒を第２被膜から蒸発させることにより、第２被膜が第１被膜の上に塗布される。第１被膜上に第２被膜を塗布する別の方法は、適当な揮発性非水性溶媒に溶解した第２被膜材料を第１被膜に噴霧することによる。第１被膜を電極本体に塗布する更なる方法は、第１被膜材料の粘性溶液又は懸濁液を電極本体に沿って電気回転（エレクトロスピンニング）することによる。該粘性溶液をノズルを通して電極本体に塗布する。該ノズルは、該電極本体が回転しそしてその中心軸方向に変位する間、固定するのが好ましい。これにより、らせん形第１被膜が電極本体上に形成される。本発明の第２被膜を乾燥後、例えばパリレンＣを該第１被膜上に、浸漬又は噴霧又は他の適当な手段、例えば前に記載した手段、により塗布する。らせん形第１被膜上に形成された第２の可撓性ポリマー被膜は第１被膜の構造(geometry)を共有する。即ち、第２可撓性ポリマー被膜はらせん形であり、第１被膜が溶解すると蛇腹のように機能する。
【００３４】
本発明により、本発明のミクロ電極を軟質組織内にその場で形成する方法が開示される。該方法は、
金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又は実質的に成る縦長の電極本体上に、水に溶解性及び／又は分解性及び／又は膨潤性の材料の第１被膜と、第１被膜上の電気絶縁性、可撓性、場合によっては弾性の、水不溶性の材料の第２被膜とを含む原ミクロ電極を供給し；
該原ミクロ電極を軟質組織に、その前部端を先頭にして挿入し；
該組織内の該原ミクロ電極を水性体液と平衡させて、水溶性材料を溶解若しくは分解により除去しそして／又は水を摂取させそして膨潤させ、これにより電極と第２被膜との間に配置された体液のカラムを提供する、
ことを含むが、但し、体液の水溶性第１被膜への接近は、該原ミクロ電極の前部端において又はその近くにおいて、第２被膜内の１つ又はそれ以上の開口を通じて与えられる。
【００３５】
本発明により、本発明のミクロ電極及び本発明の原ミクロ電極の使用であって、ニューロンのような軟質組織構造への電気的刺激の供与、かかる構造から発せられる電気信号の記録、並びに組み合わされた薬物供給、神経細胞信号の記録及び神経細胞の刺激の使用が開示される。１００Ｈｚまでの振動数、しかし５００Ｈｚまでもの刺激周波数、並びに０．０５ｍｓ〜２ｍｓのパルス長が好ましい。好ましいパルス電圧は１０Ｖまで、特に２Ｖまでである。
【００３６】
本発明の変形によると、原(proto)半導体要素を軟質組織に挿入すると、その場で該組織から遮蔽された半導体要素を形成する該原半導体要素であって、下記を含む、又は下記から成る該原半導体要素が開示される；前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する半導体本体、該半導体本体に沿ってその前部端からその後部端に向かって延びる該半導体本体の少なくとも部分上の水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性の材料の第１被膜、及び該第１被膜上の水不溶性且つ可撓性のポリマー材料の第２被膜であって、その前部端又はその近くに１つ又はそれ以上の貫通開口を含む該第２被膜。該原半導体要素において、第１被膜の材料は、水性体液に容易に溶解する材料、例えばグルコース、又は水性体液に容易に溶解しない材料、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解度の材料、例えば部分アセチル化グルコース、である。原半導体要素を軟質組織に挿入すると、第１被膜は溶解又は膨潤又は分解して、半導体要素と第２被膜との間の空間内に配置された体液により該組織から遮蔽された半導体要素が形成される。本発明の原半導体要素の第１及び第２被膜の材料は、本発明の原ミクロ電極の第１及び第２被膜の材料と同じ種類のものであるのが好ましい。該（原）半導体本体は制御装置と、該本体の遠位端部分から延びる導電性の絶縁された金属ワイアにより電気的に接続することができる。該半導体本体は、例えば、振動棒又は光ファイバー又は光刺激用のＬＥＤを備えることができる。
【００３７】
本発明を、概略図面に例示した多くの好ましい態様を参照してより詳細に説明する。該概略図面において、一つの電極／原電極又は電極プレステージは、明瞭化のために一般に誇張されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
全図面は本発明の態様を示す。
【図１ａ】本発明の電極の第１態様の電極プレステージの、図１ｅの軸方向セクションＢ−Ｂに対応する長手軸断面図である。
【図１ｂ】図１ａの前部(front)部分の同じ図面である。
【図１ｃ】図１ａ，１ｂの電極プレステージから製造した本発明の電極の第１態様の原電極の前部部分の同じ図面である。
【図１ｄ】同じ図面における、図１ｃの前部部分を軟質組織に挿入し、そしてその水溶性第１被膜が部分的に溶解した時の図１ｃの前部部分の同じ図面である。
【図１ｅ．１ｆ】本発明の電極の第１態様（１ｅ）の前部部分、及び長手軸方向断面Ｂ−Ｂにおける長手方向に延びた状態の完全な態様（１ｆ）の前部部分である。
【図１ｇ】同じ図面における、図１ｂの電極プレステージの半径方向断面Ａ−Ａである。
【図２】本発明の電極の第２態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｃ−Ｃである。
【図３】本発明の電極の第３態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｄ−Ｄである。
【図４】本発明の電極の第４態様に対応する原電極の軸方向断面Ｅ−Ｅである。
【図５ａ】本発明の電極の第５態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｆ−Ｆである。
【図５ｂ】軸方向断面Ｇ−Ｇの、図５ａの前部部分の変更の軸方向断面Ｇ−Ｇである。
【図５ｃ】本発明の電極の第５態様の前部部分の軸方向断面Ｈ−Ｈである。
【図６】本発明の電極の第６態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｊ−Ｊである。
【図７】本発明の電極の第７態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｋ−Ｋである。
【図８】本発明の電極の第８態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｌ−Ｌである。
【図９】本発明の電極の第９態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｍ−Ｍである。
【図１０ａ．１０ｂ】本発明の電極の第１０態様に対応する原電極の前部部分，及び本発明の対応する電極の前部部分の軸方向断面Ｎ−Ｎである。
【図１１ａ−１１ｃ】本発明の電極を４個含む原電極束の長手方向断面Ｒ−Ｒ（８ａ）、及び２つの半径方向断面Ｏ−Ｏ及びＰ−Ｐ（８ｂ、８ｃ）である。
【図１２ａ．１２ｂ】原電極第１被膜と同じ種類の水溶性第１被膜に埋め込んだ図１１ａ−１１ｃの原電極束の変更形の長手方向断面Ｓ−Ｓ（１２ａ）及び半径方向断面Ｔ−Ｔ（１２ｂ）である。
【図１３ａ．１３ｂ】本発明の原電極束を６個含む原電極アレーの断面図Ｖ（１３ａ）及び部分側面図（１３ｂ、Ｚ方向から見た）である。
【図１４】各が５個の電極から成る９つの電極群を含む電極アレーの斜め側面図である。
【図１５】半導体要素を含む、本発明の原電極の更なる態様の、図３の電極と同じ図である。
【図１５ａ】図１５の原電極に対応する本発明の電極の、同じ図である。
【図１６】電極でない用途への埋め込み可能な熱的に遮蔽された半導体原要素の、図３の電極と同じ図である。
【図１６ａ】図１６の原要素に対応する遮蔽された半導体要素の、同じ図である。
【図１７ａ】本発明の電極の第１１態様及び第１２態様に対応する、本発明のプレステージ電極の、図１ａと同じ図である。
【図１７ｂ】図１７ａのプレステージ電極から製造した本発明の電極の第１１態様に対応する原電極の、図１７ａと同じ図である。
【図１７ｃ】図１７ａのプレステージ電極から製造した本発明の電極の第１２態様に対応する原電極の第１段階の、図１７ａと同じ図である。
【図１７ｄ】図１７ｃの第１段階から製造した本発明の原電極の、図１７ｃと同じ図である。
【図１７ｅ】軟質組織に挿入した図１７ｂの原電極が、本発明の電極の第１１態様に変換する際の、図１７ｂと同じ図である。
【図１７ｆ】軟質組織に挿入した図１７ｄの原電極が、本発明の電極の第１２態様に変換する際の、図１７ｄと同じ図である。
【図１７ｇ】図１７ｂの原電極から形成した本発明の電極の第１１態様の、図１７ｂと同じ図である。
【図１７ｈ】図１７ｄの原電極から形成した本発明の電極の第１２態様の、図１７ｄと同じ図である。
【図１８ａ．１８ｂ】本発明の原電極の更なる態様の、図１７ｄと同じ図である。
【図１９ａ】電極本体が蛇腹形成第２被膜内に幾分引っ込んだ電極に対応する、本発明のプレステージ電極の更なる態様の、図１７ｄと同じ図面である。
【図１９ｂ】図１９ａのプレステージ電極から形成した、本発明の原電極の、図１９ａと同じ図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施例において、本発明の原電極及び／又は本発明の対応する電極のいずれかが示される。実施例１において、該原電極の対応するプレステージが示される。該プレステージから該原電極が製造される。参照番号は、電極及び電極プレステージ及びその原電極の機能的に対応する要素については同じである。各々前の数字で確認される異なる態様に関係する機能的に類似の原電極及び電極の要素について、同じ番号が保持される。
【００４０】
実施例１：本発明の電極並びに対応するプレステージ及び原電極の第１態様
図１ｃの本発明の原電極の第１態様は、図１ａ，１ｂに示される電極プレステージ１”から製造される。電極プレステージ１”は、縦長の金属電極本体２、特に薄い金属ワイア２、を水溶解性又は水分解性材料で被覆して第１被膜３を形成し、そして該第１被膜３を可撓性ポリマー材料で被覆して第２被膜４を形成することにより作られる。電極プレステージ１”は、丸まった前部端９と、電気的絶縁伝導体１０にハンダ付けされた後部端１１とを有する。電極プレステージ１”は縦長で、前部端９から延びる円筒セクション（中心軸Ｂ−Ｂは図１ｅのみに示される）を除いて、前後に湾曲した多くのセクションを含む。湾曲は、それから誘導される本発明の電極１を縦方向に伸び縮むのを可能にして、周りの組織の動きに追従させる。その前部端９を半径方向に切断（半径セクションＡ−Ａ）することにより、電極プレステージ電極１”は原電極１’（図１ｃ）に変換される。原電極１’は平らな端面６を有し、該端面で電極本体２と水溶解性被膜３は電気的に及び水性流体の作用から遮蔽されない。原電極１’を軟質組織にその前部端を最前にして軟質組織に挿入すると、水性体液との接触がされる。該体液は水溶性被膜３を溶解し始め、該被膜３は原電極１’の前部端から拡散及び対流により運び出される（図１ｄ）。これにより、空間８が電極本体２と第２被膜４との間に形成されて、体液と溶解された第１被膜材料とで満たされる。とりわけ水溶解性被膜の性質及び原電極１’の寸法に依存して、ある時間の後に、第１被膜３全体が溶解しそして本発明の電極１が形成される（図１ｅ，１ｆ）。第１被膜の材料は、水性体液に容易に溶解性のもの、例えばグルコース、又は水性体液に容易に溶解性でないもの、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解性のもの、例えば部分アセチル化グルコース、であることができる。所望の溶解速度の第１被膜材料は、グルコース及びゼラチンのような溶解度及び／又は溶解特性が異なる材料を組み合わせることにより、得ることができる。本発明の電極１は、体液で満たされた空隙８で間隔を置いた可撓性電気絶縁性ポリマー被膜４に囲まれた電極本体２を含む。本発明の原電極１”の第１態様の半径方向セクションＡ−Ａを図１ｇに示す。図１ａ−１ｇは概略表示であり、原寸ではない。図１ｂ−１ｅ及び図１ｇは、図１ａ，１ｆに対して拡大されている。
【００４１】
実施例２：原電極で示された本発明の電極の第２態様
本発明の電極の第２態様に対応する原電極１０１’の前部部分は、第１被膜１０３を形成する水溶解性材料で被覆された電極本体１０２に加えて、第１被膜１０３上に、水不溶性、電気絶縁性ポリマー材料の第２可撓性被膜１０４を含む。原電極101'の前部部分は原電極1'の前部部分と、電極本体１０２から後方に約１５゜の角度で延びる２つのフック１２０、１２１が設けられていることで相違する。フック１２０、１２１は、原電極１０１’を軟質組織に挿入しそして該組織内で第１被膜１０３が溶解して得られる本発明の電極を固定するために設けられる。フック１２０、１２１以外は、原電極１０１’の前部部分は中心軸Ｃ−Ｃに対して回転対称である。この態様で、該フックは第２可撓性被膜で覆われているが、該フックはそれらの点においてこの被膜がなくても良い。
【００４２】
実施例３：原電極で示された本発明の電極の第３態様
原電極２０１’は中心長手軸Ｄ−Ｄに関して回転対称であり、本発明の電極の第３態様に対応する。原電極２０１’は、第１被膜２０３を形成する水溶解性材料で被覆された電極本体２０２に加えて、可撓性且つ水不溶性ポリマー材料の第２被膜２０４を含む。原電極２０１'は、その前部部分において、原電極の前部端に丸いキャップ２０７が設けられている点で、原電極１’と相違する。該キャップ２０７の目的は、原電極２０１’を軟質組織に挿入することで引き起こされる組織損傷を最小にすることである。キャップ２０７の材料は、体液に容易に溶解性であるが第１被膜２０３の水溶性材料と異なる材料である。原電極本体２０２の近位端において、絶縁された可撓性金属ワイア２１０がハンダ２１１により本体２０２に取り付けられている。
【００４３】
実施例４：原電極で示された本発明の電極の第４態様
原電極３０１’は中心長手軸Ｅ−Ｅに関して回転対称であり、本発明の電極の第４態様に対応する。原電極３０１’は、第１被膜２０３を形成する水溶性材料で被覆された電極本体３０２に加えて、水不溶性ポリマー材料の可撓性第２被膜３０４を含む。その前部部分は原電極1'の前部部分と、その前部端に図３の態様のキャップ２０７と同じ機能であるが水溶解性被膜３０３と同じ材料から成る丸いキャップ３０７が設けられている点で相違する。原電極３０１’は、その後部端で制御装置３３０と連結され、該制御装置は種々の種類で且つ種々の目的のためのもの、例えば電極への電力供給及び／又は該電極から受けた電気信号を記録及び／又は輸送するためのもの、であることができる。
【００４４】
実施例５：本発明の電極の第５態様、及び対応する原電極及びその変形
図５ｃに前部セクションにより示される本発明の電極の第５態様は、中心長手軸Ｈ−Ｈについて回転対称であり、そして金属電極本体４０２、及び本体４０２から半径方向に離れて配置されて、体液で満たされた管状空間４０８を与えるポリマーの水不溶性材料の第２被膜４０４を含む。第２被膜４０４は、脇の開口４１３、４１４以外は無傷である。本発明の電極は、対応する原電極４０１（長手軸Ｆ−Ｆについて回転対称である）を軟質組織に挿入することにより形成され、電極プレステージ（図示なし）から、例えば第２被膜４０４（図５ａ）の剥離部分を除去し、そしてこのように形成された、水溶性材料の第１被膜４０３への接近を与える開口４１３、４１４を、キャップ４０７（長手軸Ｇ−Ｇ）で覆うことにより製造される。キャップ４０７は水溶性材料から成り、図３のキャップ２０７と同じ機能を有する。
【００４５】
実施例６：原電極の前部部分で示された本発明の電極の第６態様
図６に示される本発明の円筒状（中心軸Ｊ−Ｊ）原電極５０１＊’は、平らな前部面５０６＊を有し、そして電極本体５０２＊を含む。前部端から延びる電極本体５０２＊の末端セクションには小さい金属ファイバーのブラッシ５５０＊が設けられ、該ブラッシは本体５０２＊から半径方向に延びて、大きい電極表面を与える。ブラッシ５５０＊の近くでは電極本体５０２＊は薄いポリマー被膜５０５＊で電気絶縁されている。電極本体５０２＊は水溶性材料の第１被膜５０３＊内に封入され、該第１被膜の上に水不溶性ポリマー材料の第２被膜５０４＊が設けられている。
【００４６】
実施例７：原電極の前部部分で示された本発明の電極の第７態様
図７に示される本発明の円筒状（中心軸Ｋ−Ｋ）原電極５０１＊＊’は、平らな前部面５０６＊＊を有し、そして電極本体５０２＊＊を含む。電極本体は、原電極５０１＊＊’の前部面５０６＊＊から短距離の位置から始まって全長に亙って適用された薄いポリマー第１層５５１＊＊により電気絶縁されている。電極本体５０２＊＊は水溶性材料の第１被膜５０３＊＊内に封入され、該第１被膜の上に水不溶性ポリマー材料の第２被膜５０４＊＊が設けられている。金の薄い層５５２＊＊がイオンスパッターリングにより第２被膜５０４＊＊上に沈着されている。該電極の殆ど前部端まで延びる金の層５５２＊＊はその全長に亙って、第２被膜５０４＊＊と同じポリマー材料の第２層５５３＊＊で電気絶縁されている。金の層５５２＊＊は地面電位にあり、そして電極本体５０２＊＊をその前部端以外は電気絶縁するように配置される。
【００４７】
実施例８：原電極の前部部分で示された本発明の電極の第８態様
本発明の原電極５０１＊＊＊’は、平らな前部面５０６＊＊＊を有し、そして円錐台（円錐軸Ｌ−Ｌ）の形を有する電極本体５０２＊＊＊を含む。電極本体５０２＊＊＊は水溶性材料の第１被膜５０３＊＊＊内に封入され、該第１被膜の上に水不溶性ポリマー材料の第２被膜５０４＊＊＊が設けられている。
【００４８】
実施例９：原電極の前部部分で示された本発明の電極の第９態様
図９に示される本発明の円筒形（中心軸Ｍ−Ｍ）原電極６０１’は、第１被膜の水溶性材料が２つのセクション、即ち、前部（遠位）セクション６０３と、前部セクション６０３の遠位端から後方に延びる近位セクション６０３’、から成る以外は図５ａの原電極と類似する。要素６０２、６０４、６１３、６１４は図５ａ，５ｂの態様の要素４０２、４０４、４１３、４１４に機能的に対応する。互いに半径方向面で結合する２つ又はそれ以上の水溶性第１被膜セクションを設ける目的は、以下に説明する。
【００４９】
実施例１０：本発明の電極の第１０態様及び対応する原電極
図１０ａの本発明の原電極７０１’（軸セクションＮ−Ｎ）の第１０態様は、図９の態様の前部部分に機能的に類似する前部部分を含み、要素７０２、７０３、７０４、７１３及び７１４はそれぞれ要素６０２、６０３、６０４、６１３及び６１４に対応する。第１被膜７０３の水溶性材料は、電極本体７０２全体に沿って延びないが、電極の前部端から後方に延びる該本体の一部のみに延びている。第１被膜７０３の後部端において、電極本体７０２が中心を貫通して延びるポリマー材料の膨らんだコンテナー７１５は、原電極７０１’に結合されている。コンテナー７１５の後部端は硬いポリマー管７１７に結合され、該ポリマー管７１７を通って電極本体７０２は更に延びる。該硬い管７１７は、該管とコンテナー７１５との間に管状空隙７１８が形成されるような寸法にされる。コンテナー７１５は多孔性水不溶性材料７１６、例えばシリカ、で満たされる。薬理学的活性化合物、例えばドーパミン、が多孔性材料７１６に吸着される。開口７１３、７１４を通って入る水性体液による水溶性第１被膜７０３の溶解により、電極本体７０２と水不溶性ポリマー材料の第２被膜７０４との間の空隙は体液で満たされるようになる。
【００５０】
このプロセスで、図１０ａの原電極は対応する本発明の電極７０１（図１０ｂ）に変換する。管７１７の空隙７１８内に塩水の制御された前方流動Ｆを与えることにより、多孔性材料７１６に吸着されたドーパミンが溶解しそして空隙７０８に運ばれ、そしてそこから開口７１３、７１４を通って隣接する組織に運ばれて、ニューロンにその効果を及ぼし、その電気的活性は電極７０１により監視することができる。
【００５１】
実施例１１：本発明の原電極束の態様
図１１ａ（断面Ｒ−Ｒ）、図１１ｂ（断面Ｏ−Ｏ）及び図１１ｃ（断面Ｐ−Ｐ）に示された本発明の原電極束８００’は、平行に配置されそして円筒状ベース８２０の穴に設けられた４つの原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’を含む。原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’の各々は、それぞれ、中央の電極本体８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃ及び８０２ｄと、対応する電極本体上にそれぞれ水溶性第１被膜８０３ａ，８０３ｂ，８０３ｃ及び８０３ｄと、対応する第１被膜の上に水不溶性ポリマー第２被膜８０４ａ，８０４ｂ，８０４ｃ及び８０４ｄとを含む。原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’は中心電極束の軸Ｑ−Ｑに対して対称的に配置されている。電極本体８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃ，８０２ｄは絶縁された導電体と一体であり、該導電体の中で絶縁８２２ａ，８２２ｃ導電体８１０ａ，８１０ｃのみが示されている。導電体８１０ａ，８１０ｃのような導電体は、それぞれの電極本体８０２ａ，８０２ｃを電極束制御装置（図示なし）に接続させる。前の態様に記載した本発明の種々の原電極の各々、並びに図１７ｂ−ｄ及び図１８ａ，１８ｂに示した態様を束ねて、本発明の原電極束を形成するか、又はそのまま又は束ねて、本発明のアレーに含ませることができる。本発明の原電極束は、本発明の２つ又はそれ以上の異なる原電極を含むことができる。本発明の原電極束を軟質組織に挿入することにより、対応する本発明の電極束が、その構成電極の水溶性マトリックスの溶解により形成される。本発明の原電極束はまた、本発明の２つ又はそれ以上の電極から、それらを、水溶解性若しくは分解性又は水溶解性若しくは分解性でないのりを用いて、糊付けすることにより形成することもできる。
【００５２】
軟質組織への挿入を容易にするために、本発明の原電極束は、図１１ａ−１１ｃの電極束について図１２ａ（断面Ｔ−Ｔ）及び図１２ｂ（断面Ｓ−Ｓ）に示されるように、水溶性材料の殻（シェル）８８０に入れる。図１２ａ，１２ｂにおいて、図１１ａ−１１ｃの参照番号が保持される。殻８８０は丸まった前部端を有し、束軸Ｑの周りに回転対称であり、そしてベース８２０にまで延びる。
【００５３】
軟質組織への挿入後、図１１ａ−１１ｃ又は図１２ａ，１２ｂの原電極束は、水溶性材料のその層／被膜、及び存在する場合は殻の溶解により、対応する本発明の電極束に変換される。
【００５４】
実施例１２：本発明の原電極束アレーの態様
図１３ａ（断面Ｖ−Ｖ）に示された本発明の原電極アレーは、６つの原電極束９０１’，９０２’，９０３’，９０４’，９０５’，９０６’を含み、各電極束は、図１１ａ−１１ｃの原電極束８００’の原電極と同じ種類の１対の本発明の原電極を含む。原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’，９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’の各々は、その後部端が束ね用ホルダーに設けられ、束９００ａ’用のホルダー９１１ａのみが図１３ａ，１３ｂに詳しく特定されている。束ね用ホルダー９１１ａは、先細の前部端９０９を有する縦長のほぼ矩形の平らなベース９１０に糊付けにより設けられる。該ベースは好ましくは、ポリプロピレン、ポリアクリレート又はポリカーボネートのような生体適合性ポリマー材料から成る。ホルダー９１１ａ及び他のホルダーは長いベース軸Ｕ−Ｕに対して対称的に設けられているので、３つの原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’はベース９１０の左側の長い縁９７０に、そして他の３つの原電極束９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’はベース９１０の右側の長い縁９７１に、原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’，９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’の前部端部分がそれぞれの縁に亙って傾いて前方向に延びるように設けられる。ベース９１０の後部端付近で、左側の原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’のリード線及び右側の原電極束９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’のリード線はポリマー管９０７、９０８内で合わされる。軟質組織への挿入を容易にするために、原電極束及び／又は、特に原電極束アレーの各々は、原電極束８０１’について図１２ａ，１２ｂに示されるように、水溶性材料の殻８８０に入れることができる。軟質組織への挿入後、図１３ａ、１３ｂの原電極束アレーは、その水溶性被覆材料の層、及び存在する場合は殻の溶解により、対応する本発明の電極束アレーに変換される。
【００５５】
実施例１３：電極アレー
図１１の電極アレー1001はポリウレタンの薄い円形平らな支持体1002を含み、その一つ（頂部）面から、本発明の同じ長さの電極の７つの群1003、1004、1005、1006、1007等が該面から垂直に延びて、互いに平行に配置される。各群は５個の本発明の電極を含む。電極群1003、1004、1005、1006、1007等は支持体1002を貫通し、そしてその他の(底部)面から短距離だけ延びる。それらの後部端は、可撓性管1008内に束ねられた薄い絶縁された金ワイアにより、制御装置1009に接続される。制御装置1009は、人が選択した電極群にそして１つの電極群中の選択した電極でさえにも、電圧を加えるのを可能にする。このことは、望ましい活動化パターンを作るのを可能にする。或いは、制御装置は、１つの群中の個々の電極における及び／又は選択した電極群での地面又はその他の参照電位に対する電圧を監視するのを可能にする。
【００５６】
実施例１４：電極本体の水溶性材料を用いた被覆
ステンレス鋼の電極本体；長さ１０ｍｍ，直径１２μｍ。グリース及びオイルを、該本体をジエチルエーテルに１０秒間浸し、それを取り出し、そして乾燥することにより除去する。約３０μｍ厚の糖被膜を、下記の方法で該本体に適用する。スクロース（１００ｇ）を５０ｍｌの水に溶かす。該溶液を約５分間、透明に見えるまで煮沸する。該溶液を８０℃に冷ます。後部端を一対のステンレス鋼ピンサーで保持した電極本体を該溶液に完全に浸す。該本体を該溶液から、該本体を垂直に６ｍｍ／ｓの速度で引き出すことにより取り出す。スクロース被覆電極本体を一晩乾燥して、該本体上に約４０μｍ厚のスクロース被膜を形成する。被膜の厚さは、引き出し速度を変えることにより選択できる。速度を下げるとより厚い被膜となる。
【００５７】
実施例１５：実施例１４の乾燥スクロース被覆電極本体をパリレンＣで被覆することによる、本発明の電極プレステージの製造
約４μｍ厚のパリレンＣの被膜を、最先端技術の真空被覆法(http://www.scscookson.com/parene/properties.cfm)により塗装する。該真空被覆法において、ジ−パラ−キシレンを蒸発させ、次ぎにパラキシレンに熱分解し、該パラキシレンを高真空下で、ほぼ室温に保った蒸着室に導き、そこでスクロース被覆電極本体上に沈着させる。このようにして２回被覆した電極本体は、本発明の電極プレステージに相当する。
【００５８】
実施例１６：実施例１５の電極プレステージからの本発明の原電極の製造
実施例１５の電極プレステージを、その前部端を最先端にして、短い３ｍｍ直径のポリプロピレンシリンダー内の熔融高融点パラフィン（融点：約４０℃）に浸す。室温に冷却後、該電極プレステージを収容したパラフィンブロックをポリプロピレン支持体上に置き、そしてかみそり刃を用いて半径方向に切断して、電極先端を切る。該パラフィンブロックを融解しそして原電極を引き出すことによりパラフィンの殆どを除去した後、該原電極をペンタンで数回濯ぎ、そして乾燥する。切断前の絶縁された電極本体の記録されたインピーダンスは、塩水に浸漬した電極本体を用いて測定して、＞１０ｍｅｇｏｈｍである。先端を切断しそして電極本体を塩水に２−３時間浸漬した後の記録されたインピーダンスは＜５０ｋｏｈｍである。或いは、実施例１５の電極プレステージを顕微鏡の下に固定し、前部端近くのパリレンＣ被膜の部分をミクロファイル（micro file)で、該被膜を引っ掻くことにより除去する。該ミクロファイルは、薄い鋼ワイア（直径０．１ｍｍ）を酸化チタン粉末（粒度約10μm）で被覆することにより作製する。該粉末での該ワイアの被覆は、ジエチルエーテルに溶解したシアノアクリレートプレポリマーにより、その中に該ワイアを、該粉末を塗布する直前に浸漬することによる。或いは、小さい開口が望ましい場合は、第２被膜のレーザーフライス加工を、該開口を設けるために使用できる。電極本体の寸法は広範囲で変えることができる。100μmまで又はそれ以上までの直径が有用である。好ましい直径は5-30μmである。電極本体の直径は本体長さに沿って変わることができる。例えば、直径は近位端では約50μmそして遠位端では5μmであることができる。電極本体の長さは挿入後の電極の所望の位置に適合させることができる。
【００５９】
実施例１７：半導体要素を含む本発明の電極
図１５に示すように、中心軸Ｗ−Ｗに対してほぼ回転対称である本発明の原電極1101は、半導体要素1102、例えば増幅回路、を備えることができる。作動（増幅等）状態で、即ち、原電極を軟質組織1109に挿入しそして水性体液1110と平衡して該原電極1101が図１５ａに示す本発明の対応する電極1101'に変換すると、電力を供給された半導体要素1102の温度は上昇することができ、多分組織損傷のレベルまで上昇することができる。この理由により、半導体要素1102は、電極本体と同じようにして、組織との直接の接触を遮断される。即ち、半導体要素1102と、第２の電気的に絶縁性、可撓性ポリマー電極被膜1105に対応し且つ一体化した被膜との間に配置された組織流体1110のゾーンにより遮断される。本発明の他の電極と同様に、組織流体1110のゾーンは、半導体要素を欠いた本発明の電極と同じようにして創出される。即ち、組織流体1110のゾーンは、スクロースのような水溶性材料若しくはゼラチンのような水膨潤性材料の原電極第１被膜1104の溶解又は膨潤により創出され、ここで該第１被膜1104は電極本体1103及び半導体要素1102に共有される。半導体要素1102は原電極本体1103の近位端に配置されるのが好ましく、従って原電極1101の近位端に配置されるのが好ましい。半導体要素1102は、絶縁された金属ワイア（1106、１つだけ示されている）により、電極制御装置（図示なし）に電気的に接続され、該制御装置は患者に埋め込まれていたものでも又は体外であってもよい。参照番号1107は原電極1101の前部面又は遠位面を特定し、ここでは第１被膜1104は、可撓性ポリマー第２被膜1105により保護されてなく、従って、軟質組織に挿入して体液により溶解又は膨潤すると、体液と接触する。軟質組織への挿入を容易にするために、原電極1101にはその遠位端1107に取り付けた丸いキャップ1108が設けられる。キャップ1108は、体液1109に溶解性の生体適合性材料、特に低分子量炭水化物、例えばスクロース、からなる。キャップ1108は、時期尚早に溶解するのを保護するために、溶解遅延材料の薄い被膜、例えばキリコート(killicoat)、を設けることができる。キャップ1108の材料は、第１被膜1104の材料と異なることができ、それは図１５に示した代替物であり、又は同じ材料であることができる。
【００６０】
実施例１８：非電極用途の埋め込み可能な熱的に遮蔽された半導体要素
ある用途には、図１５に示す本発明の原電極1101の態様を、電極本体1103を他の種類の要素、特に信号発信又は受信要素、例えば振動又は可視若しくは不可視放射線を軟質組織に導くための振動ロッド又はガラス若しくはポリマーの光ファイバー、に置き換えるか、又はラジオ周波数信号を捕らえるためのアンテナに置き換えることにより、変更することができる。埋め込み可能な熱的に遮蔽された原半導体要素1202は図１６に示される。参照番号1202、1204-1207及びW'-W'で特定される要素はそれぞれ、図１５の要素1102、1104-1107及びW-Wに対応する。図１５の器具の電極本体1203は、振動ロッド1203又は光刺激用の光ファイバー1203若しくはLED1203で置き換えられている。図１５の態様でキャップ1108に対応するキャップ（図示なし）は、熱的に遮断された半導体要素1202の遠位面1207に適用できる。該熱的に遮蔽された半導体要素の埋め込まれた状態1201'を図１６ａに示すが、図１６ａで参照番号1209及び1210はそれぞれ軟質組織及び水性体液を意味する。半導体要素1202は本発明のミクロ電極と、例えばのりにより結合することができる。
【００６１】
実施例１９：本発明の電極の第１１及び第１２態様、及び対応する原電極
図１７ａのプレステージ電極1301は中心長手軸D'-D'について回転対称である。本発明の原電極の第１１及び第１２態様1301'及び1301"はそれから生成できる。プレステージ電極1301は、電極本体1302に加えて、電極本体1302上の水溶解性材料の第１硬質被膜1303と、第１被膜1303上の水不溶性ポリマー材料の第２の薄い可撓性被膜1304を含む。第２被膜1304は蛇腹管の形を有する。その前部分で、電極本体1302を封入する第１被膜1303は出っ張り1309を形成する。プレステージ電極本体1302の近位端で、絶縁された薄い可撓性金属1310ワイアが、ワイア1310と電極本体1302の間で且つワイア1310と電極本体1302とを電気接続するハンダ球1311に取り付けられている。該電極本体1302の後部端部分は該ハンダ球1311内に設けられる。第２被膜1304の末端後部の部分はハンダ球1311を封入し且つ絶縁する。該ワイア1310は、体内に埋め込まれた又は体外の電極制御装置又は類似の設備(図示なし)との電気的接触を与える。プレステージ電極1301は原電極1301'、1301'''を経て、本発明の電極1301*,1301**に変換される。
【００６２】
原電極1301'は本発明の電極の第１１態様1301*に対応する。プレステージ電極1301の第２被膜1304から出っ張り1309上に脇の開口1313、1314が切除されて、対応する形態の第１被膜1303の部分を露出させる(図１７ｂ)。このようにして形成された原電極1301'は、埋め込み（インプラント）に使用される。
【００６３】
原電極1301'''は本発明の電極の第１２態様1301**に対応する。プレステージ電極1301は、その前部端出っ張りの近くで、半径方向面Ａ’−Ａ’で切断されて、原電極1301'''の第１ステージ1301"を形成する（図１７ｃ）。原電極1301'''の第１ステージ1301"の遠位置に面する切断面1306は次ぎに、第１被膜と同じ材料であるか又は適当な溶解性を有する別の材料である水溶性材料の先細キャップ1307を設けられる。これにより、回転対称性（軸Ｄ”−Ｄ”）の第２ステージ原電極1301'''が形成され（図１７ｄ）、これが埋め込みに使用される。先細キャップ1307を設けることにより、原電極1301'''を軟質組織に挿入する間の組織損傷が回避される。
【００６４】
図１７ｅ，１７ｆは、軟質組織1320に挿入された原電極1301'、1301'''の、第１被膜の1303の溶解による、対応する本発明の電極1301*,1301**への変換を示す。該溶解は原電極1301'、1301'''の前部端から後部端に向かって進む。同じ方向への溶解進行速度は、適切な溶解特性を有する第１被膜材料を選択することにより制御できる。体液中への第１被膜1303材料の溶解により、電極本体1302と第２被膜1304との間に配置された第１被膜1303はだんだんに水性体液に置き換えられて、溶解した第１被膜材料を含む体液で満たされた対応する空洞1315'、1315"が形成される。溶解した第１被膜材料を有する体液は、拡散によりそして周囲の組織1320が一時的に変位した場合は対流により、空洞1315'、1315"から拡散及び／又は追い出され、そして新たな体液で置き換えられる。この過程は、第１被膜1303全体が溶解するまで進行する。図１７ｇ，１７ｈに示された本発明の電極1301*,1301**の形成は、これで完了する。しかしながら、電極として機能することができるのは、本発明の電極1301*,1301**だけでなく、電極本体1302の非絶縁領域が体液1320に接触すると直ぐに、原電極1301'、1301'''も電極として機能することができる。
【００６５】
この実施例は、蛇腹形状の第２被膜の使用の例示でもある。図１ａ−１ｇ，２，３，４，５ａ−５ｃ，６，７，８，９，１０ａ，１０ｂ，１５，１５ａに示された本発明のプレステージ電極若しくは原電極の第２被膜は蛇腹形状部分を含むことができ、該部分は第１被膜が溶解すると、電極本体を囲む蛇腹形状管に変換する。
【００６６】
同様に、図１１ａ−１１ｃ及び図１２ａ，１２ｂに示された本発明の電極束に含まれる電極及び原電極のいくつか又は全て、並びに図１３ａ、１３ｂ、１４に示された本発明の電極アレーに含まれる電極及び原電極のいくつか又は全ては、かかる蛇腹形状の第２被膜部分を含むことができる。
【００６７】
更に、それぞれ図１６及び１６ａの、埋め込み可能な熱的に遮断された半導体原要素の第２被膜及び対応する熱的遮断半導体要素の第２被膜は蛇腹形状部分を含むことができる。
【００６８】
本発明の原電極の更なる変形
図１８ａの原電極1401は図１７ｄの原電極と、水性体液に溶解性のキャップ材料1407で満たされた蛇腹形状の第２被膜1404の刻み目1407'で相違する。これにより、原電極と軟質組織との間の挿入中の摩擦が実質的に低減される。所望により、キャップ1407の材料と異なる材料、例えば第１被膜の材料、を刻み目1407'の充填に用いることができる。
【００６９】
図１８ｂの原電極1401'は図１８ａの原電極と、キャップ材料が刻み目1407を満たすだけでなく、第２被膜で覆われた原電極の部分に埋め込まれる点で相違する。これにより原電極1401'は補強され、そして軟質組織に最小の破壊リスクで挿入することができる。参照番号1502、1503、1510及び1511で特定される要素は、図１７ｄで参照番号1302、1303、1310及び1311で特定される要素に対応する。原電極1501は中心軸E'−E'に関して回転対称である。
【００７０】
参照番号1402、1403、1410及び1411で特定される要素は、図１７ｄで参照番号1302、1303、1310及び1311で特定される要素に対応する。原電極1401,1401'は中心軸E'−E'に関して回転対称である。
【００７１】
図１７ｄの第１ステージ原電極の変形
図１９ａの回転対称のプレステージ電極1501は、電極長手軸F'-F'に垂直な半径方向面Ａ”−Ａ”が電極本体1502の前部端から離れて配置されている以外は、図１７ｄのプレステージ電極に対応する。この面でのプレステージ電極1501の切断は、平らな前部面1506を有する原電極1501'を生成し、該原電極1501'は、電極本体1502の遠位端が切断平面Ａ”−Ａ”／前部面1506から短距離だけ近位方向にずれており且つ第１被膜に完全に埋め込まれている点で、図１７ｃの対応する原電極1301"と相違する。これにより、本発明の対応する電極の電極本体は、蛇腹が形成された第２被膜1504により画定される内部空間に距離hだけ引っ込められて配置される。これの効果は、電極本体1502の前部端が隣接する軟質組織に接触することから追加的に遮蔽され、そして該組織は電極本体1502の前部端で発生する熱から保護される、ということである。参照番号1510及び1511で特定される要素は、図１７ｃ，１７ｄでの要素1310及び1311に対応する。
【００７２】
材料
電極本体：電極本体は好ましくは、金、銀、白金、イリジウムのような貴金属又は貴金属の合金から成るか又は貴金属を含むが、他の生物学的に許容できる金属、例えばステンレス鋼及びタンタル、並びに金メッキ銅もまた使用できる。電極本体は、金属又は金属合金の代わりに、導電性ポリマーから成るか又はこれを含んでもよいが、これは好ましくない。或いは、電極本体は金属、特に貴金属、で被覆した非導電性ポリマー材料の芯から作ることができる。第１被膜の除去により組織流体から電気的に絶縁されない電極本体の部分は、表面拡大要素又は構造、例えば粗い表面、林立した伝導性ナノワイアー、例えば炭素ナノワイアー、を設けるか、又は多孔性であるのが有利である。この種の表面拡大構造は電極本体のインピーダンスを減少させるであろう。電極本体の制御装置との電気的接続は、該電極の後部端と制御装置との間を連結する別個の導電体により、又は後部セクションが連結導電体として機能する電極本体自体により与えることができる。かかるケースで、該後部セクションは電気的に絶縁されなければならない。
【００７３】
第１被膜：本発明の電極は、１種又はそれ以上の生体適合性第１被膜材料中に埋め込まれ／該材料で被覆されており、該材料は水に溶解性、膨潤性及び／又は分解性である。かかる材料の２種又はそれ以上中に埋め込まれている場合は、該材料は溶解速度が相違する。好ましい第１被膜材料は、水溶性の炭水化物及びタンパク質、並びにそれらの混合物である。しかしながら、水中で膨潤性及び／又は体液中で分解性の水不溶性ポリマー材料を使用することも可能である。溶解時間を制御できる適切な第１被膜材料は、スクロース、ラクトース、マンノース、マルトースから選ばれた糖類又は糖類の混合物、及びクエン酸、リンゴ酸、リン酸、酒石酸から選ばれる有機酸の水溶液を繰り返し煮沸及び冷却することにより得られる。糖（類）及び有機酸（類）の特定の組み合わせを選択することにより、種々の溶解速度を有する材料を得ることが可能である。ゼラチンもまた第１被膜材料として使用し得る。種々のタイプのゼラチン又はゼラチンベース材料は異なる溶解速度を有することは良く知られている。水溶解性若しくは膨潤性材料の第１被膜が電極本体に沿って配置された２つ又はそれ以上のセクションを含む場合、ゼラチンの適正な組み合わせの選択は、より短い溶解時間の遠位第１被膜セクションと、より長い溶解時間の近位第１被膜セクションを与える。遠位第１被膜セクションに糖類ベース第１被膜材料を、そして近位第１被膜セクションにゼラチンベース第１被膜材料を使用するか、又はその逆もまた可能であり、遠位第１被膜セクションにゼラチン、そして近位第１被膜セクションにアラビアゴムの使用もまた可能である。第１被膜材料の更なる有用な組み合わせ、例えば種々のタイプの天然ゴム、は当業者に容易に到達できる範囲である。場合によっては、実質的に長い溶解時間を有する第１被膜材料、例えば変性コラーゲン、セルロース誘導体、変性澱粉又はポリ−グリコール酸のようなその他の生体適合性材料、もまた使用できる。
【００７４】
第２被膜：原則として、電気絶縁に適した全ての種類のポリマー材料を使用できる。しかしながら、ポリマー被覆により製造される本発明の前駆体ミクロ電極の小さい構造物は、多くの適用方法と有用なポリマーを制限する。気相からのモノマーの沈着が例えばパリレン被膜を与えるのに好ましいが、水に溶解性／膨潤性／分解性の第１被膜材料で被覆された電極本体をポリマー又はプレポリマー溶液中に浸漬し、それを該溶液から引き出し、そして該溶媒を蒸発させ、場合によってはプレポリマーを沈殿させることもまた有用である。該浸漬法は、水に溶解性／膨潤性／分解性の材料と相互作用しないポリマー溶媒、特に非極性溶媒、例えばアルカン又はアルケン又はシクロアルカン又は非極性芳香族溶媒又はそれらの混合物、特にペンタン又はヘキサン、だけでなくジエチルエーテル又はジクロロメタン、を使用すべきである。適したポリマーには生体適合性タイプのポリウレタン、ポリウレタン尿素及びポリイミドが含まれる。
【００７５】
場合によっては、本発明の原電極、原電極束又は原電極アレーのポリマー絶縁被膜、又は該被膜上の水溶解性の殻は、生体適合性滑剤により完全に又は部分的に覆って、組織への挿入中の摩擦を低減することができる。有用な滑剤には、グリセロール  モノパルミテート、グリセロール  ジパルミテート、グリセロール  モノステアレート、グリセロール  ジステアレート、パルミチルアルコール、ステアリルアルコールが含まれる。滑剤の薄い被膜は、例えばエタノール又は酢酸エチル中の該滑剤の溶液をスプレーすることにより、適用することができる。
【００７６】
電極束：本発明の原電極の束は種々の方法、例えばポリマー又はその他の材料のベース中に該原電極の後部端部分を入れるか、又は該後部端部分をのりで結合することにより束ねることができる。束ねは、例えば複数の該電極を軟質組織に挿入する前又は挿入時に固定関係に保つために、一時的であっても、又は恒久的であってもよい。
【００７７】
水溶解性若しくは分解性のり又は対応する性質のベースは、原電極又は原電極類を、挿入すると迅速に若しくはゆっくり解離させる。膨潤性であるが水溶性でないのり若しくはベース材料は挿入された本発明の原電極類及びそれらから形成された電極類を限定された方法で移動させ、一方不溶性若しくは非膨潤性のり若しくはベースはそれらの屈曲する動き及び延長可能に設計されている場合は長さを変える動きを控えさせるであろう。
【００７８】
本発明の電極束の個々の電極は長さが異なってもよい。例えば、束の中央電極はその周辺の電極よりも長くて、中央の束点を与えてもよい。
【００７９】
原電極束の原電極は、軟質組織に挿入されると本発明の電極に変換され、そして原電極束はこれにより本発明の電極束に変換される。
【００８０】
電極アレー：本願で電極アレー又は電極束アレーは、非導電性支持体の少なくとも１面上に配置及び取り付けられた２つ又はそれ以上の原電極又は原電極束のパターンを含む。電極アレー又は電極束アレーはまた、電極以外の態様、例えば図１５ａ，１６ａに示された半導体要素、をも含んでもよい。ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリカーボネート及びパリレンＣのような適当なポリマーの、実質的に２面のみを含む薄い支持体が好ましい。該支持体は平らであることができるが、湾曲してもよい。該電極は該支持体の両面に設けることができる。該支持体に取り付けられた原電極及び電極束の原電極は、原電極又は原電極束の長軸および該支持体の取り付け面へのその突出を含めて、該支持体からある角度で、特に約１５度から約７５度の角度で、また約９０度までの角度で突き出て、そして／又は原電極又は原電極束の長軸及び該支持体の中心長軸を含めて、約１５度から約７５度の角度で突き出る。該支持体は孔を含むか、又は体液に半透過性、即ち、少なくとも水及び塩に透過性であってもよい。
【００８１】
上記原電極アレーの原電極は、軟質組織に挿入すると本発明の電極に変換され、これにより該原電極アレーは本発明の電極アレーに変換される。
【００８２】
本発明の電極アレーの支持体は軟質組織中で溶解性又は分解性である材料からなることができる。有用な材料には、有用な水溶解性／膨潤性／分解性の第１被膜材料として前に確認したものが含まれる。
【００８３】
上記電極アレー支持体は制御装置、例えば、個々の電極伝導体と電気的に接触した電子チップを含む又はこれからなる装置、を備えることができる。該制御装置は、電気的組織刺激用の装置及び／又は電気的神経信号を記録するための信号増幅器を含むか、又はこれらと電気的に接触していることができる。
【図１ａ−１ｇ】
2015523895.tif 000003
【図２−４】
2015523895.tif 000004
【図５ａ−５ｃ】
2015523895.tif 000005
【図６−８】
2015523895.tif 000006
【図９．１０ａ．１０ｂ】
2015523895.tif 000007
【図１１ａ−１１ｃ】
2015523895.tif 000008
【図１２ａ−１２ｂ】
2015523895.tif 000009
【図１３ａ−１３ｂ】
2015523895.tif 000010
【図１４】
2015523895.tif 000011
【図１５．１６】
2015523895.tif 000012
【図１５ａ．１６ａ】
2015523895.tif 000013
【図１７ａ−１７ｃ】
2015523895.tif 000014
【図１７ｄ−１７ｆ】
2015523895.tif 000015
【図１７ｇ−１７ｈ】
2015523895.tif 000016
【図１８ａ−１８ｂ】
2015523895.tif 000017
【図１９ａ−１９ｂ】
2015523895.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月23日(2015.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質組織に挿入するとその場でミクロ電極を形成することができる原ミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから成る；
該電極本体上の、少なくともその前部端からその後部端に向かって延びる部分に亘って延びる、水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性材料の該第１被膜；及び
該第１被膜上の、電気絶縁性、水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜であって、その前部端に又は該前部端付近に１つ又はそれ以上の貫通孔を有する該第２被膜、
を含むか又はこれらから成る上記原ミクロ電極。
【請求項２】
前記第１被膜の材料が、水性体液に容易に溶解性の材料であるか、又は水性体液に容易に溶解しない材料、又は中間の溶解度の材料である、請求項１に記載の原ミクロ電極。
【請求項３】
前記水性体液に容易に溶解性の材料がグルコースであり、前記水性体液に容易に溶解しない材料が酢酸グルコースであり、前記中間の溶解度の材料が部分アセチル化グルコースである、請求項２に記載の原ミクロ電極。
【請求項４】
前記第１被膜の材料が、異なる溶解度及び／又は溶解速度の２種又はそれ以上の材料の組み合わせである、請求項２又は３に記載の原ミクロ電極。
【請求項５】
前記組み合わせが、低分子量炭水化物の一つとペプチド若しくはタンパク質の一つとの組み合わせである、請求項４に記載の原ミクロ電極。
【請求項６】
前記第２被膜に覆われていない第１被膜の表面領域が、水性体液に溶解性の生体適合性材料の第３被膜で覆われており、該第３被膜は水性体液が前記第１被膜に接近するのを遅らせる、請求項１〜５のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項７】
前記第３被膜材料が、Shellack又はKollicoat（登録商標）IR、水性体液と接触するとゲルを形成することができる材料及びその他の類似の物性を有する架橋された材料から選ばれる、請求項６に記載の原ミクロ電極。
【請求項８】
前記水性体液と接触するとゲルを形成することができる材料が、ゼラチン又はセルロース誘導体である、請求項７に記載の原ミクロ電極。
【請求項９】
前記水性体液と接触するとゲルを形成することができる材料が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、（１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミド）で架橋したゼラチン及びその他の類似の物性を有する架橋された材料から選ばれる、請求項７に記載の原ミクロ電極。
【請求項１０】
前記電極本体の前部端が、前記第１被膜及び前記第２被膜の前部端と一致する、請求項１〜９のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１１】
前記電極本体が、金属で被覆された非導電性ポリマー材料から作られる、請求項１〜１０のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１２】
前記金属が貴金属である、請求項１１に記載の原ミクロ電極。
【請求項１３】
前記電極本体が、制御装置と導電体により電気的に接続されている、請求項１〜１２のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１４】
前記電極本体がその後部端に、制御装置とワイアレス接続するための器具を含む、請求項１〜１２のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１５】
前記第２被膜の材料が、前記電極本体の直径よりも小さくそして前記第１被膜の壁厚の５以上又は１０以上の係数だけ小さい壁厚を有する、請求項１〜１４のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１６】
前記電極本体の直径が１μｍ〜１００μｍであり、前記第２被膜の壁厚が２μｍから５μｍ又はそれ以上である、請求項１〜１５のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１７】
前記電極本体の直径が２μｍから１０μｍ又は２５μｍ又は４０μｍであり、前記第２被膜の壁厚が２μｍから２０μｍ又はそれ以上である、請求項１〜１５のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１８】
前記第２被膜の材料が、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）、テフロン、ポリウレタン、ポリイミド、種々の種類のシリコーン及び合成若しくは天然ゴムである、請求項１〜１７のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項１９】
前記パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）がパリレンＣである、請求項１８に項記載の原ミクロ電極。
【請求項２０】
１つ又はそれ以上の固定要素を含む、請求項１〜１９のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項２１】
前記第１被膜が、前記電極本体に沿って延びる２つ又はそれ以上の隣接するセクションを含む、請求項１〜２０のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項２２】
前記第１被膜又はそのセクションが、１種又はそれ以上の薬理学的活性成分を含む、請求項１〜２１のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項２３】
前記２つ又はそれ以上の隣接するセクションが、水性体液及び／又はその内容物の薬理学的活性剤中における溶解度及び／又は膨潤性及び／又は分解性が異なる、請求項２１又は２２に記載の原ミクロ電極。
【請求項２４】
前記薬理学的活性剤が、神経シナプスの機能に影響を及ぼす薬剤、神経弛緩剤、鎮痛剤(sedatives)、鎮痛剤(analgesics)、神経細胞に栄養効果を及ぼす薬剤、長期間効果のための遺伝子ベクター、抗炎症剤、抗血液凝固剤、β−リセプターブロッカー、抗体及び栄養物から選ばれる、請求項２２又は２３に記載の原ミクロ電極。
【請求項２５】
更に、該原ミクロ電極の後部端に又は前部端近くに配置された薬物貯蔵コンパートメントを含み、該薬物貯蔵コンパートメントは、該原ミクロ電極が軟質組織にその場で挿入された時に、その前部端において、電極本体と第２被膜との間の隙間に蓄積された体液の管状カラムと流体連絡するように配置されており、そして該薬物貯蔵コンパートメントは、その後部端において、場合によっては、水性流体を該コンパートメントに与えることができる導管に接続している、請求項１〜２４のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項２６】
前記水性流体が薬理学的活性剤を含む、請求項２５に記載の原ミクロ電極。
【請求項２７】
前記第２被膜が蛇腹形状部分を含み、該部分は場合によっては電気的に遮蔽されている、請求項１〜２６のいずれか１項記載の原ミクロ電極。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか1項の原ミクロ電極を少なくとも２つ含む、原ミクロ電極束。
【請求項２９】
請求項１〜２７のいずれか1項の原ミクロ電極を少なくとも２つ含む、原ミクロ電極アレー。
【請求項３０】
請求項１〜２７のいずれか1項の原ミクロ電極を体液に接触させることにより形成されるミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから成る；及び
該電極本体の前部端からその後部端に向かって該電極本体の部分に沿って延び、そして管状の体液層により該電極本体から距離をおいて配置された、電気絶縁性、水不溶性の可撓性ポリマー材料の被膜；
を含むか又はこれらから成るミクロ電極。
【請求項３１】
前記管状が蛇腹形状である、請求項３０に記載のミクロ電極。
【請求項３２】
請求項１〜２７のいずれか1項の原ミクロ電極を体液に接触させることにより形成されるミクロ電極であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから成る；及び
該電極本体の前部端からその後部端に向かって該電極本体の部分に沿って延び、そして管状の、体液をゲル化剤と接触させることにより形成されるゲル層により該電極本体から距離をおいて配置された、電気絶縁性、水不溶性且つ可撓性のポリマー材料の被膜
を含むか又はこれらから成るミクロ電極。
【請求項３３】
前記管状が蛇腹形状である、請求項３２に記載のミクロ電極。
【請求項３４】
請求項３０〜３３のいずれか１項のミクロ電極を少なくとも２つ含む、ミクロ電極束。
【請求項３５】
請求項３０〜３３のいずれか１項のミクロ電極を少なくとも２つ含む、ミクロ電極アレー。
【請求項３６】
ミクロ電極を軟質組織内でその場で形成する方法であって、該方法は、
請求項１〜２７のいずれか１項の原ミクロ電極を提供し；
該原ミクロ電極を軟質組織に、その前部端を先頭にして挿入し；
該組織内の該原ミクロ電極を水性体液と平衡させて、前記水溶性第１被膜を溶解若しくは分解により除去し、又は水を摂取して膨潤させ、これにより該電極と前記第２被膜との間に配置された体液のカラムを提供する
ことを含み、但し、体液の該水溶性第１被膜への接近は、該原ミクロ電極の前部端に又はその近くにおいて、該第２被膜内の１つ又はそれ以上の開口により与えられる、上記の方法。
【請求項３７】
請求項３０〜３３のいずれか１項のミクロ電極、又は請求項３４のミクロ電極束、又は請求項３５のミクロ電極アレーの使用であって、軟質組織の構造への電気的刺激の提供、かかる構造から発せられる電気信号の記録、かかる構造の損傷、組み合わされた薬物供給、神経細胞信号の記録、及び神経細胞刺激のための上記使用。
【請求項３８】
前記軟質組織がニューロンである、請求項３７に記載の使用。
【請求項３９】
軟質組織に挿入すると、該組織から遮蔽された半導体要素をその場で形成する原半導体要素であって、下記を含む又は下記から成る該原半導体要素：
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する半導体本体；
該半導体本体の前部端からその後部端に向かって延びる該半導体本体の少なくとも部分の上の水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性の材料の第１被膜；及び
該第１被膜上の水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜であって、場合によっては蛇腹形状部分を含み、該第２被膜の前部端又はその近くに１つ又はそれ以上の貫通開口を含む該第２被膜。
【請求項４０】
前記第１被膜の材料が、水性体液に容易に溶解する材料、又は水性体液に容易に溶解しない材料、又は中間の溶解度の材料である、請求項３９に記載の原半導体要素。
【請求項４１】
前記水性体液に容易に溶解性の材料がグルコースであり、前記水性体液に容易に溶解しない材料が酢酸グルコースであり、前記中間の溶解度の材料が部分アセチル化グルコースである、請求項４０に記載の原半導体要素。
【請求項４２】
請求項３９〜４１のいずれか１項の原半導体要素を体液と接触させることにより形成される、組織から遮蔽された半導体要素であって、
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する半導体本体；及び
該半導体本体の前部端からその後部端に向かって該半導体本体の部分に沿って延び、そして体液の管状の層により該半導体本体から距離をおいて配置された、水不溶性の可撓性ポリマー材料の被膜
を含むか又はこれらから成る半導体要素。
【請求項４３】
軟質組織に挿入すると、ミクロ電極をその場で形成する原ミクロ電極であって、下記を含む又は下記から成る該原ミクロ電極：
前部（遠位）端と後部（近位）端とを有する導電性材料の可撓性で縦長の電極本体、ここで該電極本体は、金属又は金属合金又は導電性形態の炭素又は導電性ポリマー又はそれらの組み合わせを含むか又はこれらから成る；
該電極本体の前部端からその後部端に向かって延びる該電極本体の少なくとも部分の上の水に溶解性及び／又は膨潤性及び／又は分解性の材料の第１被膜；及び
該第１被膜上の水不溶性の可撓性ポリマー材料の第２被膜であって、該第２被膜の前部端又はその近くに１つ又はそれ以上の貫通開口を含む該第２被膜。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の原電極が一旦軟質組織に挿入されると、第２被膜に覆われてなくそして前部端又はその近くに配置された第１被膜の部分は、第１被膜の水溶解性／膨潤性／分解性材料を体液と接触させ、そして溶解及び／又は分解を開始させそして／又は膨潤を開始させる。第１被膜の溶解及び／又は分解及び／又は膨潤はこのように、電極本体の前部端からその後部端に向かって進行する。第１被膜の溶解及び／又は分解した物質は、第２被膜の開口を通って、電極本体と第２被膜との間に形成された管状空隙から拡散排出する。該空隙中の流体を拡散により周囲の体液と交換し続けることにより、該空隙は益々、純粋な体液に満たされるようになる。この過程により、本発明の原電極の硬直した電極本体は、周囲の組織の動きに適合することができる本発明の電極の可撓性電極本体に変換される。電気絶縁性ポリマー被膜は薄くそして可撓性に設計されているので、該ポリマー被膜は電極本体の動きを実質的に制限せず、該電極本体と共に撓む。第１被膜の材料として水膨潤性であるが水溶解性でない材料、例えば架橋されたポリビニルピロリドン、を設けると、ある程度、電極本体及び第２被膜の屈曲運動を制限するが、水性体液中のその内容物は、適正な電気電極機能を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の好ましい観点によると、原ミクロ電極プレステージは、第１被膜の所望の形状に対応するネガ金型を供給し、該金型内で電極本体をセンタリングし、そして該金型に第１被膜材料の溶液及び/又は懸濁液を充填することにより製造できる。該第１被膜材料の溶液及び/又は懸濁液は、ゼラチン又はゲル化PEGのようなゲル化剤を含むのが好ましい。或いは又は追加して、該金型は第１被膜材料を該金型内で乾燥するために微孔材料から作られる。該金型の除去後、例えば、第１被膜／電極本体の組み合わせを、第１被膜が不溶性である揮発性非水性溶媒中の第２被膜材料溶液に浸漬し、次ぎに該非水性溶媒を第２被膜から蒸発させることにより、第２被膜が第１被膜の上に塗布される。第１被膜上に第２被膜を塗布する別の方法は、適当な揮発性非水性溶媒に溶解した第２被膜材料を第１被膜に噴霧することによる。第１被膜を電極本体に塗布する更なる方法は、第１被膜材料の粘性溶液又は懸濁液を電極本体に沿って電気回転（エレクトロスピンニング）することによる。該粘性溶液をノズルを通して電極本体に塗布する。該ノズルは、該電極本体が回転しそしてその中心軸方向に変位する間、固定するのが好ましい。これにより、らせん形第１被膜が電極本体上に形成される。本発明の第１被膜を乾燥後、例えばパリレンＣを該第１被膜上に、浸漬又は噴霧又は他の適当な手段、例えば前に記載した手段、により塗布する。らせん形第１被膜上に形成された第２の可撓性ポリマー被膜は第１被膜の構造(geometry)を共有する。即ち、第２可撓性ポリマー被膜はらせん形であり、第１被膜が溶解すると蛇腹のように機能する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
全図面は本発明の態様を示す。
【図１ａ】本発明の電極の第１態様の電極プレステージの、図１ｅの軸方向セクションＢ−Ｂに対応する長手軸断面図である。
【図１ｂ】図１ａの前部(front)部分の同じ図面である。
【図１ｃ】図１ａ，１ｂの電極プレステージから製造した本発明の電極の第１態様の原電極の前部部分の同じ図面である。
【図１ｄ】同じ図面における、図１ｃの前部部分を軟質組織に挿入し、そしてその水溶性第１被膜が部分的に溶解した時の図１ｃの前部部分の同じ図面である。
【図１ｅ．１ｆ】本発明の電極の第１態様（１ｅ）の前部部分、及び長手軸方向断面Ｂ−Ｂにおける長手方向に延びた状態の完全な態様（１ｆ）の前部部分である。
【図１ｇ】同じ図面における、図１ｂの電極プレステージの半径方向断面Ａ−Ａである。
【図２】本発明の電極の第２態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｃ−Ｃである。
【図３】本発明の電極の第３態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｄ−Ｄである。
【図４】本発明の電極の第４態様に対応する原電極の軸方向断面Ｅ−Ｅである。
【図５ａ】本発明の電極の第５態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｆ−Ｆである。
【図５ｂ】軸方向断面Ｇ−Ｇの、図５ａの前部部分の変更の軸方向断面Ｇ−Ｇである。
【図５ｃ】本発明の電極の第５態様の前部部分の軸方向断面Ｈ−Ｈである。
【図６】本発明の電極の第６態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｊ−Ｊである。
【図７】本発明の電極の第７態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｋ−Ｋである。
【図８】本発明の電極の第８態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｌ−Ｌである。
【図９】本発明の電極の第９態様に対応する原電極の前部部分の軸方向断面Ｍ−Ｍである。
【図１０ａ．１０ｂ】本発明の電極の第１０態様に対応する原電極の前部部分，及び本発明の対応する電極の前部部分の軸方向断面Ｎ−Ｎである。
【図１１ａ−１１ｃ】本発明の電極を４個含む原電極束の長手方向断面Ｒ−Ｒ（１１ａ）、及び２つの半径方向断面Ｏ−Ｏ及びＰ−Ｐ（１１ｂ、１１ｃ）である。
【図１２ａ．１２ｂ】原電極第１被膜と同じ種類の水溶性第１被膜に埋め込んだ図１１ａ−１１ｃの原電極束の変更形の長手方向断面Ｓ−Ｓ（１２ａ）及び半径方向断面Ｔ−Ｔ（１２ｂ）である。
【図１３ａ．１３ｂ】本発明の原電極束を６個含む原電極アレーの断面図Ｖ（１３ａ）及び部分側面図（１３ｂ、Ｚ方向から見た）である。
【図１４】各が５個の電極から成る９つの電極群を含む電極アレーの斜め側面図である。
【図１５】半導体要素を含む、本発明の原電極の更なる態様の、図３の電極と同じ図である。
【図１５ａ】図１５の原電極に対応する本発明の電極の、同じ図である。
【図１６】電極でない用途への埋め込み可能な熱的に遮蔽された半導体原要素の、図３の電極と同じ図である。
【図１６ａ】図１６の原要素に対応する遮蔽された半導体要素の、同じ図である。
【図１７ａ】本発明の電極の第１１態様及び第１２態様に対応する、本発明のプレステージ電極の、図１ａと同じ図である。
【図１７ｂ】図１７ａのプレステージ電極から製造した本発明の電極の第１１態様に対応する原電極の、図１７ａと同じ図である。
【図１７ｃ】図１７ａのプレステージ電極から製造した本発明の電極の第１２態様に対応する原電極の第１段階の、図１７ａと同じ図である。
【図１７ｄ】図１７ｃの第１段階から製造した本発明の原電極の、図１７ｃと同じ図である。
【図１７ｅ】軟質組織に挿入した図１７ｂの原電極が、本発明の電極の第１１態様に変換する際の、図１７ｂと同じ図である。
【図１７ｆ】軟質組織に挿入した図１７ｄの原電極が、本発明の電極の第１２態様に変換する際の、図１７ｄと同じ図である。
【図１７ｇ】図１７ｂの原電極から形成した本発明の電極の第１１態様の、図１７ｂと同じ図である。
【図１７ｈ】図１７ｄの原電極から形成した本発明の電極の第１２態様の、図１７ｄと同じ図である。
【図１８ａ．１８ｂ】本発明の原電極の更なる態様の、図１７ｄと同じ図である。
【図１９ａ】電極本体が蛇腹形成第２被膜内に幾分引っ込んだ電極に対応する、本発明のプレステージ電極の更なる態様の、図１７ｄと同じ図面である。
【図１９ｂ】図１９ａのプレステージ電極から形成した、本発明の原電極の、図１９ａと同じ図面である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
実施例１：本発明の電極並びに対応するプレステージ及び原電極の第１態様
図１ｃの本発明の原電極の第１態様は、図１ａ，１ｂに示される電極プレステージ１”から製造される。電極プレステージ１”は、縦長の金属電極本体２、特に薄い金属ワイア２、を水溶解性又は水分解性材料で被覆して第１被膜３を形成し、そして該第１被膜３を可撓性ポリマー材料で被覆して第２被膜４を形成することにより作られる。電極プレステージ１”は、丸まった前部端９と、電気的絶縁伝導体１０にハンダ付けされた後部端１１とを有する。電極プレステージ１”は縦長で、前部端９から延びる円筒セクション（中心軸Ｂ−Ｂは図１ｅのみに示される）を除いて、前後に湾曲した多くのセクションを含む。湾曲は、それから誘導される本発明の電極１を縦方向に伸び縮むのを可能にして、周りの組織の動きに追従させる。その前部端９を半径方向に切断（半径セクションＡ−Ａ）することにより、電極プレステージ電極１”は原電極１’（図１ｃ）に変換される。原電極１’は平らな端面６を有し、該端面で電極本体２と水溶解性被膜３は電気的に及び水性流体の作用から遮蔽されない。原電極１’を軟質組織にその前部端を最前にして軟質組織に挿入すると、水性体液との接触がされる。該体液は水溶性被膜３を溶解し始め、該被膜３は原電極１’の前部端から拡散及び対流により運び出される（図１ｄ）。これにより、空間８が電極本体２と第２被膜４との間に形成されて、体液と溶解された第１被膜材料とで満たされる。とりわけ水溶解性被膜の性質及び原電極１’の寸法に依存して、ある時間の後に、第１被膜３全体が溶解しそして本発明の電極１が形成される（図１ｅ，１ｆ）。第１被膜の材料は、水性体液に容易に溶解性のもの、例えばグルコース、又は水性体液に容易に溶解性でないもの、例えば酢酸グルコース、又は中間の溶解性のもの、例えば部分アセチル化グルコース、であることができる。所望の溶解速度の第１被膜材料は、グルコース及びゼラチンのような溶解度及び／又は溶解特性が異なる材料を組み合わせることにより、得ることができる。本発明の電極１は、体液で満たされた空隙８で間隔を置いた可撓性電気絶縁性ポリマー被膜４に囲まれた電極本体２を含む。本発明のプレステージ電極１”の第１態様の半径方向セクションＡ−Ａを図１ｇに示す。図１ａ−１ｇは概略表示であり、原寸ではない。図１ｂ−１ｅ及び図１ｇは、図１ａ，１ｆに対して拡大されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
実施例５：本発明の電極の第５態様、及び対応する原電極及びその変形
図５ｃに前部セクションにより示される本発明の電極の第５態様は、中心長手軸Ｈ−Ｈについて回転対称であり、そして金属電極本体４０２、及び本体４０２から半径方向に離れて配置されて、体液で満たされた管状空間４０８を与えるポリマーの水不溶性材料の第２被膜４０４を含む。第２被膜４０４は、脇の開口４１３、４１４以外は無傷である。本発明の電極は、対応する原電極４０１’（長手軸Ｆ−Ｆについて回転対称である）を軟質組織に挿入することにより形成され、電極プレステージ（図示なし）から、例えば第２被膜４０４（図５ａ）の剥離部分を除去し、そしてこのように形成された、水溶性材料の第１被膜４０３への接近を与える開口４１３、４１４を、キャップ４０７（長手軸Ｇ−Ｇ）で覆うことにより製造される。キャップ４０７は水溶性材料から成り、図３のキャップ２０７と同じ機能を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
実施例１１：本発明の原電極束の態様
図１１ａ（断面Ｒ−Ｒ）、図１１ｂ（断面Ｏ−Ｏ）及び図１１ｃ（断面Ｐ−Ｐ）に示された本発明の原電極束８００’は、平行に配置されそして円筒状ベース８２０の穴に設けられた４つの原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’を含む。原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’の各々は、それぞれ、中央の電極本体８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃ及び８０２ｄと、対応する電極本体上にそれぞれ水溶性第１被膜８０３ａ，８０３ｂ，８０３ｃ及び８０３ｄと、対応する第１被膜の上に水不溶性ポリマー第２被膜８０４ａ，８０４ｂ，８０４ｃ及び８０４ｄとを含む。原電極８０１ａ’，８０１ｂ’，８０１ｃ’及び８０１ｄ’は中心電極束の軸Ｑ−Ｑに対して対称的に配置されている。電極本体８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃ，８０２ｄは絶縁された導電体と一体であり、該導電体の中で絶縁８２２ａ，８２２ｃ導電体８１０ａ，８１０ｃのみが示されている。導電体８１０ａ，８１０ｃのような導電体は、それぞれの電極本体８０２ａ，８０２ｃを電極束制御装置（図示なし）に接続させる。前の態様に記載した本発明の種々の原電極の各々、並びに図１７ｂ−ｄ及び図１８ａ，１８ｂに示した態様を束ねて、本発明の原電極束を形成するか、又はそのまま又は束ねて、本発明のアレーに含ませることができる。本発明の原電極束は、本発明の２つ又はそれ以上の異なる原電極を含むことができる。本発明の原電極束を軟質組織に挿入することにより、対応する本発明の電極束が、その構成電極の水溶性マトリックスの溶解により形成される。本発明の原電極束はまた、本発明の２つ又はそれ以上の原電極から、それらを、水溶解性若しくは分解性又は水溶解性若しくは分解性でないのりを用いて、糊付けすることにより形成することもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
実施例１２：本発明の原電極束アレーの態様
図１３ａ（断面Ｖ−Ｖ）に示された本発明の原電極アレーは、６つの原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’，９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’を含み、各電極束は、図１１ａ−１１ｃの原電極束８００’の原電極と同じ種類の１対の本発明の原電極を含む。原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’，９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’の各々は、その後部端が束ね用ホルダーに設けられ、束９００ａ’用のホルダー９１１ａのみが図１３ａ，１３ｂに詳しく特定されている。束ね用ホルダー９１１ａは、先細の前部端９０９を有する縦長のほぼ矩形の平らなベース９１０に糊付けにより設けられる。該ベースは好ましくは、ポリプロピレン、ポリアクリレート又はポリカーボネートのような生体適合性ポリマー材料から成る。ホルダー９１１ａ及び他のホルダーは長いベース軸Ｕ−Ｕに対して対称的に設けられているので、３つの原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’はベース９１０の左側の長い縁９７０に、そして他の３つの原電極束９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’はベース９１０の右側の長い縁９７１に、原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’，９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’の前部端部分がそれぞれの縁に亙って傾いて前方向に延びるように設けられる。ベース９１０の後部端付近で、左側の原電極束９００ａ’，９００ｂ’，９００ｃ’のリード線及び右側の原電極束９００ｄ’，９００ｅ’，９００ｆ’のリード線はポリマー管９０７、９０８内で合わされる。軟質組織への挿入を容易にするために、原電極束及び／又は、特に原電極束アレーの各々は、原電極束８０１’について図１２ａ，１２ｂに示されるように、水溶性材料の殻８８０に入れることができる。軟質組織への挿入後、図１３ａ、１３ｂの原電極束アレーは、その水溶性被覆材料の層、及び存在する場合は殻の溶解により、対応する本発明の電極束アレーに変換される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図１８ｂの原電極1401'は図１８ａの原電極と、キャップ材料が刻み目1407’を満たすだけでなく、第２被膜で覆われた原電極の部分に埋め込まれる点で相違する。これにより原電極1401'は補強され、そして軟質組織に最小の破壊リスクで挿入することができる。参照番号1402、1403、1410及び1411で特定される要素は、図１７ｄで参照番号1302、1303、1310及び1311で特定される要素に対応する。原電極1401は中心軸E'−E'に関して回転対称である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
第１被膜：本発明の電極は、１種又はそれ以上の生体適合性第１被膜材料中に埋め込まれ／該材料で被覆されており、該材料は水に溶解性、膨潤性及び／又は分解性である。かかる材料の２種又はそれ以上中に埋め込まれている場合は、該材料は溶解速度が相違する。好ましい第１被膜材料は、水溶性の炭水化物及びタンパク質、並びにそれらの混合物である。しかしながら、水中で膨潤性及び／又は体液中で分解性の水不溶性ポリマー材料を使用することも可能である。溶解時間を制御できる適切な第１被膜材料は、スクロース、ラクトース、マンノース、マルトースから選ばれた糖類又は糖類の混合物、及びクエン酸、リンゴ酸、酒石酸から選ばれる有機酸の水溶液を繰り返し煮沸及び冷却することにより得られる。糖（類）及び有機酸（類）の特定の組み合わせを選択することにより、種々の溶解速度を有する材料を得ることが可能である。ゼラチンもまた第１被膜材料として使用し得る。種々のタイプのゼラチン又はゼラチンベース材料は異なる溶解速度を有することは良く知られている。水溶解性若しくは膨潤性材料の第１被膜が電極本体に沿って配置された２つ又はそれ以上のセクションを含む場合、ゼラチンの適正な組み合わせの選択は、より短い溶解時間の遠位第１被膜セクションと、より長い溶解時間の近位第１被膜セクションを与える。遠位第１被膜セクションに糖類ベース第１被膜材料を、そして近位第１被膜セクションにゼラチンベース第１被膜材料を使用するか、又はその逆もまた可能であり、遠位第１被膜セクションにゼラチン、そして近位第１被膜セクションにアラビアゴムの使用もまた可能である。第１被膜材料の更なる有用な組み合わせ、例えば種々のタイプの天然ゴム、は当業者に容易に到達できる範囲である。場合によっては、実質的に長い溶解時間を有する第１被膜材料、例えば変性コラーゲン、セルロース誘導体、変性澱粉又はポリ−グリコール酸のようなその他の生体適合性材料、もまた使用できる。
【国際調査報告】
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