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CN112672784A - 板状电极 - Google Patents

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CN112672784A
CN112672784A CN201980058995.8A CN201980058995A CN112672784A CN 112672784 A CN112672784 A CN 112672784A CN 201980058995 A CN201980058995 A CN 201980058995A CN 112672784 A CN112672784 A CN 112672784A
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conductive plate
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conductive
substance
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弗朗西斯科·贾维尔·韦拉斯科·瓦尔克
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Panacea Quantum Leap Technology LLC
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Abstract

本公开涉及用于电刺激组织的电极以及使用该电极电刺激组织和向组织施用物质的方法。具体地本公开教导了一电极,其包括第一导电板和包围第一导电板的第二导电板,第一导电板和第二导电板彼此分离。还教导了使用电组织刺激电极在组织中诱导电流的方法,其中将激活信号施加到电极的第一导电板以产生在组织中诱导电流的电场并将电势施加到电极的第二导电板以获得相对于第一导电板的电势差,第二导电板的电势迫使由导电材料的第一板诱导的电流穿过与导电板接触的组织表面并且防止诱导电流沿组织表面流动。还公开了使用本文教导的电极供应离子带电物质的方法,包括将物质布置在组织上的步骤,其中当以足够的强度和持续时间施加电场时,组织细胞壁变得暂时可渗透并且允许物质穿过其而不损伤组织细胞。

Description

板状电极
技术领域
本公开涉及电极,特别涉及板状电极并且可选地涉及为同心环的板状电极,这些板状电极彼此重叠或其中一个板状电极围绕另一个板状电极,以便向组织发送电脉冲。
背景技术
由于第一电极的发明创造以及新的非侵入性方法的进步和发展,显然需要开发允许对组织进行更好的电刺激的更好的电极,其具有尽可能小的侵入性。
例如,作为医学治疗,通过电刺激的神经元疗法在治疗诸如癫痫之类的疾病中展示了积极结果。然而,为了刺激该组织,在许多情况下需要使用侵入性技术,因为神经组织周围的组织(例如头颅的皮肤和骨骼)是对神经组织进行电刺激的障碍。这些侵入性技术虽然有效,但增加了术后恢复时间,这就是为什么目前在寻求改进并开发能够以经颅、非侵入性方式刺激神经元组织周围的组织以及通常围绕将被刺激的目标组织的组织的技术。
此外,本领域公开了组织电刺激电极,例如由科学文献PMC3606894EpilepsyBehav.(癫痫行为),2013年4月;27(1):154-158以及由专利文献EP2493374B1和US6135953A公开的那些。
科学文献“PMC3606894Epilepsy Behav.2013Apr;27(1):154-158”示出了一种作为非侵入性替代方案的三极同心环电极,其通过在头颅中传递电信号来刺激大脑。文章中的电极与两个同心环一起工作,这可以将刺激信号聚集在头颅下面而不改变脑活动,特别是在记忆形成方面,如测试所示。
专利EP2493374B1示出了一种同心环电极,其构造参数遵循与中心环形板和同心环形板的直径相关的特定范围。该电极具有由至少两个同心环围绕的中心节点,以允许将刺激信号聚集到组织。
此外,还开发了用于信号刺激和测量的具有不同极数的其他电极。在专利US6135953A中示出的电极具有导电板并且以不同的方式布置,特别地,在发明的一个实施例中,示出了在中间具有间隙的第一电极,其中较小的第二电极装配在该间隙中。第一电极用作分散板,该分散板用作电外科手术期间循环通过患者身体的电流的返回电极,这使得以较小的接触表面聚集在第二电极上的电流分散在分散板的相对较大的表面上,从而降低每平方厘米的功率。
然而,虽然本领域公开了具有同心环的电极,但其不是指具有电势垒的同心环,其防止诱导到组织的电流分散在组织的表面上。由于这个原因,本领域已知的电极不能充分地刺激组织,因为它们不能实现组织的连续刺激,这导致长时期的治疗和对组织的加热,这可能导致施加治疗的有机体的不适,甚至可能有损害组织的风险。现有技术鼓励保持同心环与导电板的联接,这防止了在中心导电板周围的表面上施加电势作为电势垒。
发明内容
本公开涉及组织电刺激电极。
具体地,示出的电极包括:第一导电板;围绕第一导电板的第二导电板;其中第一导电板和第二导电板彼此分离。
还公开了一种通过电刺激组织的电极在组织中诱导电流的方法,该方法包括以下步骤:A)定位电刺激组织的电极,该电极包括:第一导电板;以及围绕第一导电板的第二导电板;其中第一导电板和第二导电板彼此分离,并且与组织接触;B)向电极的第一导电板施加激活信号以产生在组织中诱导电流的电场;以及C)向电极的第二导电板施加电势,以获得相对于第一导电板的电势差;其中第二导电板的电势迫使第一导电板诱导的电流穿透与导电板接触的组织的表面并防止诱导电流流过组织的表面。
此外,本文公开了一种通过电极传送离子带电物质的方法,其包括以下步骤:在上述方法的步骤A)之前,将物质放置在组织上,并且在步骤B)中将电极放置在所准备的物质上,其中步骤B)中的电场足够强并且足够持久以使得组织细胞壁变得暂时可渗透,从而允许物质穿过组织细胞壁而不损伤组织细胞。
附图说明
图1示出了本公开的一种形式及其详细截面图。
图2示出了本公开实施例的示图,其中物质与第一导电板接触。
图3示出了本公开实施例的示图,其包括导电材料层和海绵层。
图4a示出了一种电极构造,其中两个导电板均由导电材料和海绵的组合制成。
图4b示出了一种电极构造,其中第一导电板完全由导电材料制成,而第二导电板由海绵制成。
图4c示出了一种电极构造,其中两个导电板都完全由海绵制成。
图4d示出了一种电极构造,其中第一导电板完全由海绵制成,而第二导电板由导电材料制成。
图4e示出了一种电极构造,其中第一导电板完全由导电材料制成,而第二导电板由导电层和海绵层组成。
图4f示出了一种电极构造,其中第一导电板由导电材料和海绵的组合制成,第二导电板由导电材料制成。
图5示出了本公开实施例的示图,其中在导电板之间的间隙中具有海绵。
图6A示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板包括两个导电板。
图6B示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板包括三个导电板。
图7A示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板和第二导电板在等距视图中彼此重叠。
图7B在垂直于导电板内切的平面的前视图中示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板和第二导电板彼此重叠。
图7C在左视图中示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板与第二导电板彼此重叠且被介电质分离。
图7D在左视图中示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板和第二导电板彼此重叠并接触。
图8示出了利用组织电刺激电极将电流引入组织的方法的流程图。
图9示出了利用组织电刺激电极向组织施用物质的方法的流程图。
具体实施方式
本公开涉及电刺激有机组织的电极和方法,以及通过有机组织中的电极诱导电流的方法和通过电极向有机组织施用物质的方法。
在本公开中,有机组织或组织是指由一个或多个单一类型的细胞或几种类型的细胞组成的生物的生物组织,其形成器官或有机体。该组织可以是健康组织,例如上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织等。该组织还可以是全部或部分生化失调的组织,其又可以对应于良性肿瘤组织、恶性肿瘤组织或体内平衡之外的任何细胞。此外,组织可对应于体内细胞或在将这种细胞植入体内环境之前。可选地,组织可指离体环境中的细胞,例如体外细胞。
组织可来自动物,包括但不限于:哺乳动物,鸟类(包括鸡、火鸡、鹅和鸭等)、鱼类、甲壳类(虾、龙虾、小龙虾等)和爬行动物(诸如鳄鱼和扬子鳄等)。本文中使用的术语“哺乳动物”是指归类为哺乳动物的任何物种,包括人类、非人类灵长类,例如食蟹猕猴、黑猩猩、狒狒和大猩猩;家养和农场动物,包括马类物种、牛类物种、猪类物种、山羊类物种、犬类物种、猫类物种、绵羊类物种、兔子、美洲驼;有蹄类动物,如牛、羊、猪、马、山羊;犬、猫、鼠、兔;和啮齿类动物如豚鼠、仓鼠和大鼠;等等。
参照图1,示出了本公开中的电极的实施例及其细节的截面图,其中,电极包括:第一导电板(1);围绕第一导电板(1)的第二导电板(2);其中第一导电板(1)和第二导电板(2)通过空隙(3)彼此分开。
在其他实施例中,空隙(3)被气体(3a)占据,该气体选自空气、工业气体如二氧化碳乙炔(C2H2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、氯(Cl2)、氢(H2)、氯化氢(HCl)、甲烷(CH4)、一氧化氮(N2O)、丙烷(C3H8)、二氧化硫(SO2),以及诸如氩气(Ar)、氮气(N2)、氧气(O2)之类的空气气体。
可选地,电极具有彼此电隔离的导电板(1)和(2),以允许产生电势垒以迫使诱导电流进入组织中;电势垒将在后面进行描述。在电极的另一特定实施例中,导电板(1)和(2)彼此电连接。
本公开的电极可以由材料的组合制成,其中电极的一部分由海绵组成,并且另一部分包括固体导电金属(1a和2a)。因此,第一导电板(1)和第二导电板(2)由导电材料制成,导电材料选自但不限于包括锌、镁、锡、铝、银、铂、铜、金、铝、铁、铅、汞、镍铬合金、镍、铬、碳、铟、镓、石墨及其组合的组。
在特定电极实施例中,第一导电板(1)可以是如图6A和图6B所示的电极阵列。
板状电极板可以是圆形的并且如图1至图5中同心地配置,或者如图6B和图6B中所示内部地配置,或者如图7A至图7D中所示彼此重叠。此外,在未示出的实施例中,电极的导电板(1)和(2)彼此正割,即,它们彼此切割。
在未示出的另一实施例中,彼此正割的导电板(1)和(2)尽管是正割的但也可以是电隔离的,因此当导电板(1)和(2)用于刺激组织时,可以使用具有针对每个导电板(1和2)的独立激活信号的方法与组织接触,与图7A至图7D所示的实施例相比提高了组织刺激的效率。
然而,如下所述,导电板(1)和(2)可以具有不同的几何形状。
另一方面,电极的尺寸可以在0.001cm和1m之间,而不限于该范围,因为其根据待刺激组织的尺寸而变化。可选地,电极的尺寸在0.001cm和40cm之间。
在特定实施例中,当导电板(1)和(2)彼此重叠时,它们可以通过介电质(9)彼此电隔离,如图7B和7C所示。另外,导电板(1)和(2)可以在导电板接触的区域中电连接。
参照图7B,以垂直于导电板(1)和(2)内切的平面的前视图示出电极的实施例。在所示的实施例中,导电板(1)和(2)是圆形的,并且彼此重叠,但是被介电质(9)分离。
参照图7C,图7B所示的电极实施例以左视图示出。
参照图7C,以左视图示出图7B所示的电极实施例变型,其中导电板(1)和(2)彼此电接触。
不同的电极形状、尺寸和构造允许实现有效的组织刺激而不对由于实际原因不应刺激的组织区域进行刺激,例如不需要刺激的组织的高敏感性区域或健康区域。电极的不同形状结合下面公开的方法,使得可以控制在组织中诱导出的电流。
在本公开的电极实施例中,电极包括可以导电或不导电的海绵,其中第一导电板(1)和/或第二导电板(2)由海绵制成。应当注意,为了使海绵起到导体的作用,需要导电液或凝胶(6),利用该导电液或凝胶(6)湿润海绵并实现电传导,例如,具有稀释电解质的液体。因此,可选地,用导电液或凝胶(6)来湿润由海绵制成的电极,因此湿润电极的液体或凝胶有助于在电极和待刺激组织之间建立电接触。海绵还可以储存施用于组织的物质,该过程将在后面进行详述。
在本公开的实施例中,第一导电板(1)可以由海绵制成,而第二导电板(2)由导电材料制成。其他组合也是可能的,且应理解为同一公开的一部分,例如,环形导电板(2)可由海绵制成,例如,天然或合成海绵。第一导电板(1)和第二导电板(2)也可以都由海绵制成。
参照图3,在本公开的示例中,电极的主体包括介电材料(9)层,在该层上布置有第一导电板(1)和第二导电板(2),使得它们被固定在适当位置。
可选地,介电材料(9)层用作在其上构建电极的支撑体,并且该介电材料层由选自由以下材料组成的组中的介电质等制成:玻璃、陶瓷、橡胶、云母、蜡、纸、干木材、陶瓷、电木及其组合。
这种介电材料(9)涂层还防止其覆盖的导电板(1和2)的氧化。此外,介电材料(9)涂层还允许电极与待刺激的组织电脱耦。使电极与待刺激的组织电脱耦有助于保护组织免受可能损害组织的放电的影响。
为了理解本公开,将理解的是,电脱耦对应于断开两个电路。
在电极的另一可选实施例中,导电板(1)和(2)被保护材料覆盖,该保护材料防止导电板(1)和(2)在与空气或氧化性气体接触时降解或氧化。
导电板(1)和(2)具有从由二维形状(例如矩形、圆形、椭圆形、平行四边形、菱形等)或三维形状(例如球体、圆柱体、多面体、棱柱、旋转环面等)或其组合形成的组中选出的一种形状。导电板(1)和(2)可以具有彼此之间相同的形状或不同的形状。
可替代地,电极的导电板(1)和(2)是电隔离的同心环,并且以上述的相同方法操作,其中在第二导电板(2)周围,以同心方式围绕第二导电板(2)布置至少一个附加导电板,即,围绕第一导电板(1)形成一个以上的环。可选地,同心环彼此电连接。
可替代地,第一导电板(1)可以是市售的电极,其布置在用作基底的绝缘材料层(9)的中间,而第二导电板(2)布置成围绕第一导电板(1)而不彼此接触。
在所公开的电极的另一可选实施例中,在第一导电板和第二导电板(2)之间设置有介电材料(9)。介电材料(9)允许在导电板(1)与(2)之间达到更高的电压,从而可以刺激位于更大深度处的组织,例如位于覆盖动物腹部区域的皮肤组织下方的一定深度处的肾脏的组织。
参照图6A,示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板(1)包括两个导电板(1A和1B)。
参照图6B,示出了本公开实施例的示例,其中第一导电板(1)包括三个导电板(1A、1B和1C)。
参照图2,在本公开的另一种形式中,例如凝胶或水凝胶的物质(6)用于使第一导电板(1)或第二导电板(2)或两者与组织接触,保持它们之间的电绝缘。
还可以通过第二导电板(2)施加电势垒,并且通过第一导电板(1)诱导电信号。电势垒对应于具有由第二导电板(2)施加的电势形成的电场强度的组织区域,其在基于电荷信号的方向上阻止带电粒子的通过。
另一方面,必须理解,在特定实施例中,为了使用电极,使用导电凝胶或水凝胶(6)来实现电极与组织之间的接触,该水凝胶降低组织表面上的电阻。
空隙(3)可以留空(自由填充空气)以用作介电质(9)或使用已知的市售介电质(9)来保持板彼此分离。空隙(3)可以填充由纸、聚氯乙烯(PVC)、琥珀、电木、7740派热克斯玻璃、尼龙、硅酮、聚乙烯、聚苯乙烯、陶瓷、橡胶、氯丁橡胶、铁氟龙、氧化钛或其组合等组成的组中的介电质。
参照图5,示出了其中在导电板(1)和(2)之间的空隙(3)中具有海绵(3b)的扩展实施例的示图。
海绵(3b)用作导电板(1)和(2)之间的介电质(9),可选地,其用作同一电极的相同板的支撑体。海绵(3b)的优点之一是可用于吸收随后使用本公开的方法施用至组织的物质。
可选地,在一个具体实施例中,用液体干燥剂湿润海绵(3b),使用由激活信号控制的电场和施加至本公开的电极的电势从该液体干燥剂中提取吸收的物质(如稍后将进行描述),然后将从液体干燥剂中提取的物质施用至组织。施用到组织的物质用于增加对组织的电传导。
导电板(1)和(2)可以由海绵制成,该海绵用凝胶或导电液(6)(可以是盐水溶液)湿润。
可选地,所公开的电极可以使用离子电渗方法操作。同样地,本文提出了一种利用同心电极的刺激方法,利用该同心电极实现了改进的组织电刺激方法。
第一导电板(1)和第二导电板(2)可以连接到产生激活信号的装置,例如于2017年11月17日提交的no.NC2017/000264申请中描述的磁函数发生器。因此,第一导电板(1)根据其应用连接到一装置,该装置选自由信号发生器、测量装置、组织刺激装置、电按摩装置组成的组,例如控制器或数据采集板的模拟数字电路等。
例如,第一承载板(1)和第二承载板(2)可以电连接到信号产生装置或直接电连接到计算机单元,如果实践应用需要的话,这些板可以彼此隔离或电连接。
参照图3,在其他实施例中,被放置在同一绝缘材料(9)层上并由空气空隙(3a)隔开的第一导电板(1)和第二导电板(2)也具有第一导电板(1)的海绵层(1b)和第二导电板(2)的海绵层(2b)。
参照图4a至图4f,示出了本公开的导电板(1)和(2)以及电极海绵的不同构造。
参照图4a,示出了一种电极构造,其中导电板(1)和(2)都由导电材料(1a和2a)以及海绵(1b和2b)的组合制成。
参照图4b,示出了一种电极构造,其中第一导电板(1)完全由导电材料(4b)制成,而第二导电板(2)由海绵(2b)制成。
参照图4c,示出了一种电极构造,其中两个导电板(1)和(2)完全由海绵(1b和2b)制成。
参照图4d,示出了一种电极构造,其中第一导电板(1)完全由海绵(1b)制成,而第二导电板(2)由导电材料(2a)制成。
参照图4e,示出了一种电极构造,其中第一导电板(1)完全由导电材料(1a)制成,而第二导电板(2)由导电层(2a)和海绵层(2b)组成。
参照图4f,示出了一种电极构造,其中第一导电板(1)由导电材料(1a)和海绵(1b)的组合制成,而第二导电板(2)由导电材料(2a)制成。
另一方面,图6A、图6B、图7A、图7B、图7C、图7D所示的模式也可以具有图1至图5所示的导电板(1)和(2)以及海绵构造。
在图4a至图4f的这些实施例中,海绵(1b和2b)被导电物质(6)湿润,该导电物质实现通过海绵(1b和2b)的电传导,并且减小了组织表面的电阻。除导电材料(1a和2a)之外。
可替代地,也可以利用通过如离子电渗等技术施用的离子带电物质来湿润海绵(1b和2b)。由于本文描述的电极的形状,其功能不限于电信号的获取或施用,例如,可以采用使用离子电渗技术向组织施用药物的方法。
因此,根据所公开的电极,通过电泳、电渗的过程,可以引导物质通过组织表面,通过电场或其组合增加组织表面的渗透性。
该物质可以是任何药物。
而且,所公开的电极结合本文所公开的物质施用方法用于将物质施用给组织,这些物质可以是强电解质,当溶解在水中时产生松散离子,从而产生导电的离子带电溶液。溶于水中的物质选自由盐、硝酸、盐酸、氢氧化钠、硫酸铜溶液、氯化钠、熔融金、熔融铝及其组合等形成的组。
对于离子电渗方法,在第一导电板(1)上施加信号,在该导电板上产生电场强度,范围在2V/cm Hz和5V/cm之间,频率在0.1Hz和50MHz之间,优选地在0.1Hz和500kHz之间。
可选地,为了使该物质离子地施用于组织,电场强度必须超过该物质的离子电荷。
可替代地,在使用如海绵(1b)、海绵(2b)或海绵(3b)之类的海绵的所有实施例中,这些海绵被具有渗透膜的容器替代。该容器用于容纳先前已经吸附了离子带电物质的固体凝胶或干燥剂。
使用施用物质的方法,可以使用电场提取或再生已经被固体干燥剂吸附的液体以将其施用于组织。根据用于激活导电板(1)和(2)的激活信号,调节干燥剂中离子带电物质的释放并将其给药到组织中。
参照图8,示出了利用组织电刺激电极将电流诱导到组织中的方法的流程图,其中方法(100)包括以下步骤:(101)A)定位组织电刺激电极,其包括:第一导电板(10);以及围绕第一导电板(1)的第二导电板(2);其中第一导电板(1)和第二导电板(2)彼此分离,并且在组织上导电板(1)和(2)与组织接触;(102)B)将激活信号施加到电极的第一导电板(1)以产生在组织中诱导电流的电场;以及(103)C)向电极的第二导电板(2)施加电势以获得相对于第一导电板的电势差,其中第二导电板(2)的电势迫使由第一导电板(1)诱导的电流穿透与导电板(1)和(2)接触的组织的表面并且防止诱导电流流过组织的表面。电极构造的方式允许在组织的下方刺激组织。
在一个示例中,在步骤B)和步骤C两者中,施加激活信号和施加电势对应于向导电板(1和/或2)的电源端子提供电压,该电压在时间上可以是固定的或可变的。
当导电板(1)和(2)电接触时,需要单个激活信号或电势来产生刺激组织的电场。
在导电板(1)和(2)未电连接或电隔离的实施例中,可以针对每个导电板(1和2)使用若干激活信号,从而允许其充当电势垒。
在其导电板(1)和(2)上施加到电极的激活信号可以是异相的或具有不同的频率。例如,在如所公开的电极的一个电极上,频率为2000Hz且电压为20V的激活信号施加于第一导电板(1),而在第二导电板(2)上施加有频率为2020Hz且电压为24V的电势。
可选地,当激活信号为正时,施加在第二导电板(2)上的电势为正,而当激活信号为负时,电势为负。
在所公开的方法的实施例中,激活信号选自由交流信号或直流信号、脉冲信号、交流或非交流脉冲序列、具有有用周期变化的方波信号、三角波信号、锯齿波信号、调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)、脉冲位置调制(PPM)或其组合组成的组。
可选地,电极和用组织电刺激电极在组织中诱导电流的方法允许在组织表面下方施用药物。为此,使用最高达1mA(毫安)/cm2(平方厘米)的电流。通常,目前的给药不超过3分钟的持续时间,因为这可能引起烧伤和局部刺激。药物的施加点不超过0.5mA/cm2的电流密度,通常逐步达0.4mA/cm2
作为另一个示例,用于治疗过度出汗所施加的信号每天持续20至40分钟,并且减少使用频率(每周一次),并且通常需要进行8至12次直到实现预期的出汗减少。这种治疗的特定电流在15mA和20mA的直流电之间变化。
在本公开的另一个示例中,使用的物质是离子带电物质,其电荷是正的或负的。用于施用这种物质的激活信号具有相同的电性质,即,对于离子性负物质,使用带净负电荷的激活信号,并且如果该物质是离子性正物质,则该信号是带净正电荷的。
根据先前的示例,在用组织电刺激电极在组织中诱导电流的方法的特定实施例中,一种方法被配置成用电刺激电极传送离子带电物质,该方法包括以下步骤:在步骤A)之前,将一种物质放置在组织上,并且在步骤B)中,将电极放置在所放置的物质上,其中步骤B)中的电场足够强并且足够长以使得组织细胞壁变得暂时可渗透从而允许物质穿过而不损伤组织细胞。
参照图2,在本公开的另一实施例中,将装置放置在组织的表面上以施加物质(6),该物质可以是或可以不是离子带电的。利用第一导电板(1)产生正或负电场,与物质(6)的电荷相反,在组织上产生电势垒,第二导电板(2)利用具有与第一导电板(1)上的信号相反的极性的电信号对其进行充电。
在一个可替代的实施例中,在步骤B)中施加的激活信号具有在0.1Hz与50MHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。可选地,在步骤B)中施加的激活信号具有在0.1Hz与500kHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
根据电极所用于的应用,电极可以在高于24V的电压下工作,这可以维持用于刺激组织内部而不损坏组织内部的电场。
在所公开的方法的另一个特定实施例中,步骤B)的电场具有2V/cm与5V/cm之间的强度。在电场强度的这些范围内,可以在电极与组织接触的情况下刺激组织而不损坏组织。可替代地,该配置中的电极是覆盖有介电材料的电极。
在利用组织电刺激电极将物质施用于组织的方法的一个示例中,将物质注射到组织中。
在利用组织电刺激电极来诱导电流的方法的另一示例中,将一个以上的电极放置在身体的不同部位上。
参照图9,示出了用于利用组织电刺激电极将物质施用到组织中的方法(120)的流程图,方法(120)包括以下步骤:(121)a)将物质布置在组织上;b)定位组织电刺激电极,其包括:第一导电板;以及围绕第一导电板的第二导电板;并且其中第一导电板和第二导电板彼此分离,并且在组织的表面上导电板与组织接触;(123)c)将激活信号施加到电极的第一导电板以产生电场,该电场在组织中诱导电流;以及(124)d)向电极的第二导电板施加电势以获得相对于第一导电板的电势差;其中步骤(123)c)中的电场足够强并且足够持久以使得组织细胞壁变得暂时可渗透以允许物质进入其中而不损伤组织细胞。
在一个可替代实施例中,在步骤(123)c)中施加的激活信号具有在0.1Hz与50MHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。可选地,在步骤(123)c)中施加的激活信号具有在0.1Hz与500kHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
在所公开的方法的特定实施例中,步骤(123)c)的电场具有在2V/cm与5V/cm之间的强度。在电场强度的这些范围内,可以在电极与组织接触的情况下刺激组织而不损坏组织。可替代地,该配置中的电极是覆盖有介电材料的电极。
可替代地,物质是离子带电的,并且其中电场等于或大于该物质的电荷。
在利用组织电刺激电极将物质施用于组织的方法的一个示例中,将物质注射到组织中。
在利用组织电刺激电极诱导电流的方法的另一示例中,一个以上的电极被放置在身体的不同部位上。用于刺激与第一导电板(1)接触的组织的激活信号处于允许产生2V/cm与5V/cm之间的电场强度的电压范围内,并且频率范围在0.1Hz与50MHz之间,可选地,频率范围在0.1Hz与500kHz之间。
本公开不限于所描述和示出的实施例,因为对于本领域技术人员显而易见的是,存在不偏离仅由所附权利要求限定的本公开精神的可能的变化和修改。

Claims (27)

1.一种组织电刺激电极,包括:
-第一导电板;以及
-围绕所述第一导电板的第二导电板;
其中所述第一导电板和所述第二导电板彼此分离。
2.根据权利要求1所述的电极,其中所述第一导电板由海绵制成。
3.根据权利要求1所述的电极,其中所述第二导电板由海绵制成。
4.根据权利要求1所述的电极,其中所述第一导电板和所述第二导电板均由海绵制成。
5.根据权利要求1所述的电极,其中存在到所述第二导电板的至少一个附加导电板。
6.根据权利要求1所述的电极,其中在所述第一导电板和所述第二导电板之间存在介电材料。
7.根据权利要求1所述的电极,其中所述第一和第二导电板由具有海绵层的导电层组成。
8.根据权利要求1所述的电极,其中所述电极主体由支撑所述第一导电板和所述第二导电板的绝缘材料层组成。
9.根据权利要求1所述的电极,其中所述第一导电板和所述第二导电板涂覆有绝缘材料。
10.根据权利要求1所述的电极,其中在所述第二导电板周围存在至少一个附加导电板,所述至少一个附加导电板以同心的方式围绕所述第二导电板。
11.根据权利要求1所述的电极,用于在组织电刺激机器中使用。
12.根据权利要求1所述的电极,其中所述导电板由从包括锌、镁、锡、铝、银、铂、铜、金、铝、铁、铅、汞、镍铬合金、镍、铬、碳、铟、镓、石墨及其组合的组中选择出的导电材料制成。
13.一种利用组织电刺激电极在组织中诱导电流的方法,所述方法包括以下步骤:
A)定位电刺激组织的电极,所述电极包括:
-第一导电板;以及
-围绕所述第一导电板的第二导电板;其中所述第一导电板和所述第二导电板彼此分离,并且在所述组织上所述导电板与所述组织接触;
B)向所述电极的所述第一导电板施加激活信号以产生在所述组织中诱导电流的电场;以及
C)向所述第二电极导电板施加电势以获得相对于所述第一导电板的电势差;
其中所述第二导电板的电势迫使由所述第一导电材料板诱导的电流穿透与所述导电板接触的所述组织的表面,并且防止所述诱导电流流过所述组织的表面。
14.根据权利要求13所述的方法,其中在步骤A)之前将物质放置在所述组织上,并且在步骤B)中将所述电极放置在所准备的所述物质上;其中步骤B)中的所述电场具有足够的强度和持续时间以使组织细胞壁变得暂时可渗透,从而允许所述物质穿过所述组织细胞壁而不损伤组织细胞。
15.根据权利要求13所述的方法,其中在步骤B)中施加的所述激活信号具有在0.1Hz与50MHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
16.根据权利要求13所述的方法,其中在步骤B)中施加的所述激活信号具有在0.1Hz与500kHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
17.根据权利要求13所述的方法,其中步骤B)中的所述电场具有在2V/cm与5V/cm之间的强度。
18.根据权利要求14所述的方法,其中所述物质是离子带电的,并且其中所述电场的电荷等于或大于所述物质的电荷。
19.根据权利要求14所述的方法,其中所述物质被注射到所述组织中。
20.根据权利要求13所述的方法,其中一个以上的电极被放置在身体的不同部位上。
21.一种利用组织电刺激电极将物质施用于组织中的方法,所述方法包括以下步骤:
a)将所述物质放置在所述组织上;
b)定位电刺激组织的电极,所述电极包括:
-第一导电板;以及
-围绕所述第一导电板的第二导电板;并且其中所述第一导电板和所述第二导电板彼此分离,并且在所述组织的表面上所述导电板与所述组织接触;
c)向所述电极的所述第一导电板施加激活信号以产生在所述组织中诱导电流的电场;以及
d)向所述第二电极导电板施加电势以获得相对于所述第一导电板的电势差;
其中步骤c)中的电场足够强并且足够持久以使得组织细胞壁变得暂时可渗透,从而允许所述物质进入所述组织细胞壁中而不损伤组织细胞。
22.根据权利要求21所述的方法,其中在步骤c)中施加的所述激活信号具有在0.1Hz与50MHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
23.根据权利要求21所述的方法,其中在步骤c)中施加的所述激活信号具有在0.1Hz与500kHz之间的频率以及在1V与24V之间的电压变化。
24.根据权利要求21所述的方法,其中步骤c)中的所述电场具有在2V/cm与5V/cm之间的强度。
25.根据权利要求21所述的方法,其中所述物质是离子带电的,并且其中所述电场的电荷等于或大于所述物质的电荷。
26.根据权利要求21所述的方法,其中所述物质被注射到所述组织中。
27.根据权利要求21所述的方法,其中一个以上的电极被放置在身体的不同部位上。
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