Microelectrodo resistente al desplazamiento, grupo de microelectrodos y disposición de microelectrodos.

Microelectrodo médico para su implantación en el tejido blando de una persona o animal resistente al desplazamiento en el tejido por la inercia,

teniendo el electrodo un extremo anterior, un extremo posterior y una densidad a 20ºC de desde 0,80 g/cm3 hasta 1,15 g/cm3, en particular desde 0,90 g/cm3 hasta 1,07 g/cm3, más particularmente desde 0,95 g/cm3 hasta 1,03 g/cm3, que comprende un hilo tubular eléctricamente conductor que comprende o consiste en un metal y/o un polímero eléctricamente conductor, caracterizado porque el hilo tiene una superficie externa y una luz sellada; en el que una parte de la superficie externa está eléctricamente aislada.

Microelectrodo resistente al desplazamiento, grupo de microelectrodos y disposición de microelectrodos

Campo de la invención

La invención se refiere a un microelectrodo médico, a un grupo de microelectrodos y a una disposición de microelectrodos y/o grupos de microelectrodos. El microelectrodo, grupo de microelectrodos y disposición de microelectrodos o grupos de microelectrodos de la invención están previstos para su inserción en tejido blando tal como el cerebro, la médula espinal, órganos endocrinos, músculos y tejido conjuntivo. El microelectrodo médico, el grupo de microelectrodos y la disposición de microelectrodos y/o grupos de microelectrodos están diseñados para resistir el desplazamiento en el tejido.

Antecedentes de la invención

Los microelectrodos que pueden implantarse durante un tiempo prolongado en el sistema nervioso central (SNC) tienen un campo de aplicación amplio. En principio puede realizarse un registro de todos los núcleos cerebrales con o éstos pueden estimularse mediante tales electrodos y pueden monitorizarse sus funciones. Es de particular importancia el uso de un diseño de múltiples canales en la estimulación de los núcleos cerebrales. En tal diseño los conjuntos de electrodos o incluso electrodos individuales pueden controlarse por separado. Esto permite al usuario seleccionar aquellos electrodos cuya estimulación produce un efecto terapéutico mejorado en comparación con la estimulación no selectiva. La estimulación del cerebro o la médula espinal puede tener un valor particular en situaciones en las que los núcleos cerebrales están degenerados o lesionados. En determinadas situaciones también sería útil poder combinar la estimulación eléctrica controlada con la transferencia génica localizada. Un diseño de múltiples canales también puede permitir al usuario medir de manera eficaz los efectos sobre múltiples neuronas y otras células tras la transferencia génica o administración de fármacos local o sistémica. De particular interés es la capacidad para medir simultáneamente los efectos de múltiples candidatos a fármacos sobre la función neuronal. La monitorización de la actividad cerebral a través de electrodos implantados también puede ser útil si se usa para controlar la administración de fármacos o bien localmente o bien sistémicamente u otros métodos terapéuticos tales como la estimulación eléctrica de núcleos cerebrales. También pueden usarse electrodos de múltiples canales para producir una lesión en sitios específicos y circunscritos en el tejido tras haber detectado una actividad de los impulsos anómala mediante registros de los electrodos.

Para registrar y estimular las estructuras cerebrales se han desarrollado diversas formas de electrodos implantables (documentos US 6.253.11 B1, US 5.957.958, US 4.573.481, US 7.146.221 B2, US 5.741.319, US 4.92.979, US 5.215.8, US 5.31.621, US 6.993.392 B2, US 6.32.62, US 4.852.573, US 3.995.56, US 7.41.492, US 6.421.566 B1, US 4.379.462, US 5.417.719, US 3.822.78, US 5.51.73, US 7.99.718 B1, US 3.724.467; US 27/197892 A1).

Para el funcionamiento de un implante de electrodo es importante tener una relación espacial fija entre los sitios de registro/estimulación en el implante y las magnitudes medidas. El cuerpo y por tanto el tejido muestran movimientos considerables durante la vida cotidiana. Se producen movimientos por ejemplo por la respiración, el latido cardiaco, el movimiento intestinal, los movimientos del esqueleto tales como la rotación de la cabeza en relación con el cuerpo. Los movimientos también pueden producirse por fuerzas externas

sobre el cuerpo. Los movimientos relativos entre el tejido y los electrodos pueden producir cambios en las señales biológicas registradas tales como señales eléctricas o químicas tales como sustancias transmisoras. Por ejemplo, un potencial de acción corresponde a un cambio de voltaje del orden de 1 mV con respecto a la membrana neuronal. Este cambio de potencial disminuye rápidamente con la distancia con respecto a la célula. Por consiguiente, los movimientos del electrodo en relación con una célula medida pueden dar como resultado una variación considerable en la amplitud del potencial de acción medido. Asimismo, cuando se usan los electrodos para estimulación eléctrica, un cambio en la ubicación del electrodo en relación con el tejido puede dar como resultado un cambio de las neuronas estimuladas. Por tanto, es muy importante que los sitios sobre el electrodo médico desde los cuales se realizan los registros o estimulaciones en el tejido puedan seguir los movimientos del tejido en el que se introduce de la manera más exacta posible. Además de afectar a la señal registrada o la eficacia de la estimulación, los movimientos entre los implantes y el tejido pueden provocar lesiones en el tejido que a su vez pueden provocar una reacción del tejido y una pérdida de la función del implante. La estabilidad mecánica entre el electrodo y el tejido es particularmente importante para registros intracelulares porque los movimientos del electrodo en relación con la célula pueden dañar fácilmente la membrana y provocar una fuga de fluido extracelular al interior de la célula y viceversa. En la actualidad no se conocen implantes de electrodo diseñados o adecuados para registros intracelulares simultáneamente en muchas neuronas durante periodos de tiempo prolongados tales como días, semanas o meses en animales o seres humanos que se mueven libremente.

En la técnica (documento WO 27/4442) se conocen electrodos ultradelgados que son flexibles y de este modo superan algunos de los problemas relacionados con los movimientos entre el tejido y el electrodo. Introduciendo tales electrodos en una matriz dura disoluble es posible implantarlos en tejido blando, sin ningún soporte adicional tal como una jeringa. Tales electrodos ultradelgados deberían estar hechos de un material que no se degrade por el tejido ni se oxide fácilmente provocando una alta resistencia eléctrica y de este modo una disminución de la relación señal a ruido. Ejemplos de conductores adecuados son metales nobles tales como oro y platino. Comúnmente se usa una aleación de platino e iridio como material para implantes usados para estimulación.

Para conseguir un contacto físicamente estable con las células en el sistema nervioso también es importante que el electrodo quede anclado en el tejido cerca del tejido medido o estimulado. En la técnica (documentos WO 27/4442; WO 28/91197; WO 29/75625) se conocen electrodos con púas eléctricamente conductoras y láminas de electrodo equipadas con orificios a través de los cuales puede crecer el tejido y de este modo unirse firmemente al electrodo. Sin embargo, los implantes pueden provocar una inflamación crónica e incluso infecciones y puede ser que tengan que retirarse. En la situación en la que el electrodo se extrae del tejido los dispositivos de anclaje conocidos en la técnica tales como púas o en particular orificios en el cuerpo de electrodo que permiten el crecimiento de tejido pueden provocar un daño importante en el tejido. Por tanto es deseable solucionar el problema de cómo anclar un electrodo médico en tejido blando de tal manera que el electrodo médico se estabilice físicamente en el tejido y todavía pueda extraerse del tejido con una reducción en el daño del tejido.

Objetivos de la invención

Es un objetivo de la invención proporcionar un microelectrodo que esté estabilizado frente al desplazamiento dentro del tejido en el que se ha implantado.

Es otro objetivo de la invención proporcionar un grupo de microelectrodos que comprenda tal(es) electrodo(s).

Es un objetivo adicional de la invención proporcionar una disposición de microelectrodos y una disposición de grupos de microelectrodos que comprendan tal(es) electrodo(s).

Resultarán evidentes objetivos adicionales de la invención a partir del siguiente sumario de la invención, varias realizaciones preferidas de la misma ilustradas en un dibujo y las reivindicaciones adjuntas.

Sumario de la invención

La presente invención se basa en el conocimiento de que, para resistir óptimamente el desplazamiento dentro del tejido blando en el que se ha implantado, un microelectrodo debería aproximarse al peso específico del tejido. Mediante tal aproximación, el electrodo "flota" en el tejido y puede denominarse microelectrodo flotante. La propiedad de flotación del electrodo hace que siga el desplazamiento del tejido circundante cuando el tejido se acelera o desacelera. Por tanto, la estabilización según la invención es frente al desplazamiento dentro de un tejido, a diferencia de la estabilización frente a la extracción del tejido con medios de anclaje mecánicos, tales como púas, picos... [Seguir leyendo]

1. Microelectrodo médico para su implantación en el tejido blando de una persona o animal resistente al desplazamiento en el tejido por la inercia, teniendo el electrodo un extremo anterior, un extremo posterior y una densidad a 2°C de desde ,8 g/cm3 hasta 1,15 g/cm3, en particular desde ,9 g/cm3 hasta 1,7 g/cm3, más particularmente desde ,95 g/cm3 hasta 1,3 g/cm3, que comprende un hilo tubular eléctricamente conductor que comprende o consiste en un metal y/o un polímero eléctricamente conductor, caracterizado porque el hilo tiene una superficie externa y una luz sellada; en el que una parte de la superficie externa está eléctricamente aislada.

2. Electrodo según la reivindicación 1, en el que la densidad es de ,99 ± ,2 g/cm3.

3. Electrodo según la reivindicación 1, en el que la luz está vacía.

4. Electrodo según la reivindicación 1, en el que la luz comprende una o más secciones

rellenadas de relleno y opcionalmente una o más secciones vacías.

5. Electrodo según la reivindicación 4, en el que la densidad del relleno es de ,8 g/cm3 o inferior, en particular ,6 g/cm3 o inferior.

6. Electrodo según la reivindicación 4, en el que el relleno comprende un material poroso.

7. Electrodo según la reivindicación 4, en el que el relleno comprende un polímero.

8. Electrodo según la reivindicación 7, en el que el polímero es flexible, en particular elásticamente flexible.

9. Electrodo según la reivindicación 7, en el que el polímero comprende poros cerrados.

1. Electrodo según la reivindicación 9, en el que la densidad a 2°C del polímero es

inferior a ,8 g/cm3, preferiblemente inferior a ,6 g/cm3.

11. Electrodo según la reivindicación 1, introducido completa o parcialmente en una matriz disoluble o degradable en un fluido corporal.

12. Electrodo según la reivindicación 1, que comprende medios de amplificación electrónicos y/o medios microprocesadores, siempre que la combinación de electrodo y medios de amplificación electrónicos/microprocesadores tenga una densidad a 2°C de desde ,8 g/cm3 hasta 1,15 g/cm3, en particular desde ,9 g/cm3 hasta 1,7 g/cm3, más particularmente desde ,95 g/cm3 hasta 1,3 g/cm3.

13. Electrodo según la reivindicación 12, en el que la densidad de la combinación de electrodo y medios de amplificación electrónicos/microprocesadores es de ,99 ± ,2 g/cm3.

14. Electrodo según la reivindicación 12, en el que los medios de amplificación electrónicos/microprocesadores están dispuestos en o cerca del extremo posterior.

15. Electrodo según la reivindicación 1, unido en o cerca de su extremo posterior a un conductor aislado ultradelgado para la comunicación eléctrica con medios de amplificación electrónicos/microprocesadores dispuestos a una distancia del mismo.

16. Electrodo según la reivindicación 15, en el que el conductor aislado ultradelgado es solidario con el conductor de electrodo.

17. Electrodo según la reivindicación 12, en el que dichos medios de amplificación electrónicos/microprocesadores pueden disponerse en el tejido blando de dicha persona o animal.

18. Electrodo según la reivindicación 12, en el que dichos medios de amplificación electrónicos/microprocesadores comprenden una fuente de energía eléctrica.

19. Electrodo según la reivindicación 12, en el que dichos medios de amplificación electrónicos/microprocesadores comprenden medios para transmitir y/o recibir radiación a/desde una unidad de control dispuesta externamente a dicho paciente o animal.

2. Electrodo según la reivindicación 1, que comprende medios de anclaje dispuestos en o cerca de su extremo anterior.

21. Grupo de electrodos que comprende dos o más electrodos según cualquiera de las reivindicaciones 1-2.

22. Grupo de electrodos según la reivindicación 21, encerrado parcial o completamente en un material disoluble o degradable en un fluido corporal.

23. Disposición de electrodos que comprende dos o más electrodos según cualquiera de las reivindicaciones 1-2.

24. Disposición de electrodos que comprende dos o más grupos de electrodos según la reivindicación 21 ó 22.

25. Disposición de electrodos según la reivindicación 23, encerrada parcial o

completamente en un material disoluble o degradable en un fluido corporal.

26. Disposición de electrodos según la reivindicación 25, encerrada parcial o

completamente en un material disoluble o degradable en un fluido corporal.

27. Electrodo según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, grupo de electrodos según cualquiera de las reivindicaciones 21-22 o disposición de electrodos según cualquiera de las reivindicaciones 23-26 que comprende un material poroso sellado.