[发明专利]生物相容性传声器及其制备方法

说明书

本发明属生物医学工程学技术领域，涉及可植入中耳内的微型传声器，具体涉及一种具备声桥夹结构的生物相容性的压电陶瓷传声器及其制备方法。本发明的微型压电陶瓷植入式传声器由一片长2.0～6.0mm、宽1.0～2.0mm、厚0.3mm条状薄层压电陶瓷双晶片、一片LMV1032前置放大器芯片以及一外尺寸为3.0～7.0mm×1.6mm～3.0mm×1.3mm大小，截面内径为1.3mm×1.1mm的金属方柱形铜壳三大主要部件构成，结合MEMS技术制备成。本发明设计制作的植入式压电陶瓷传声器可通过直接耦合固定于锤骨的方式实现全部植入体内的目的，并且对于100Hz～20000Hz纯音信号测试具有较高的灵敏度和较好的频响特性。本发明经实验证实可取代外置麦克风进行声信号的传递和转换。

技术领域

本发明属生物医学工程学技术领域，涉及可植入中耳内的微型传声器，具体涉及一种具备声桥夹结构的生物相容性的压电陶瓷传声器及其制备方法。

背景技术

现有技术公开了人工耳蜗是利用功能性电刺激(functional electricalstimulation)直接兴奋残余螺旋神经细胞恢复极重度或重度感音神经性聋患者听觉的一种的医学装置。目前临床应用的人工耳蜗主要有体外部分(麦克风、电池、言语处理器、发射线圈)和体内植入部分(接收线圈/刺激器、电极)组成。临床实践中，上述的人工耳蜗都是部分植入式，即麦克风、信号放大器、语音处理器和发射线圈等部分仍至于体外(一般至于耳廓后或外耳道)，因此，给人工耳蜗使用者带来了诸多不便之处，如：①残障外观、心理压力以致影响正常社会交往；②日常生活不便，③24/7小时聆听问题，④体外装置容易发生损坏，等等；因此，全植入人工耳蜗的研究有着重要的现实意义。

业内知悉，全植入人工耳蜗装置的研制最大的挑战在可植入式传感器，即提取声音信号并将其转化为电信号。所述植入式传感器其在性能上要求能在体内灵敏地拾取体外声信号，同时需要尽量避免或减弱体内噪音；此外还需要解决生物相容性、选择体内植入位置等难题。若可植入的传感器没有生物相容性，在应用的过程中将破坏中耳听骨链的正常结构，例如Esteem系统中的传感器在植入过程中必须去除砧骨长突，以致破坏了原有听骨链的完整性，而且对耦合位置提供听骨链牢固的连接有难度，以及增加了手术中植入的难度，和听骨链的重量。目前尚未见有商业化的传感器可以用于全植入人工耳蜗。

有研究采用压电陶瓷材料制作的压电传感器(换能器)，其理论上能够很好地拾取听骨链振动蕴含的声学信号，如本申请研究团队研究出高性能压电陶瓷制作的压电传感器，实时提取听骨链的振动信号(该信号符合听觉生理特性)，并将其转化为便于处理与编码的电信号。前期的研究结果表明：使用高性能压电陶瓷材料制作微型压电传感器，并具有较好的电声学特性，将其植入猫耳和人新鲜颞骨标本(胶水耦合)，可以拾取到一定强度的信号；但是目前的研究距离临床应用尚存在有若干关键性问题需进一步探索与解决。

目前上述的可植入传感器面临的问题是：

1，如何改进压电传感器的耦合方式？前期实验均是胶水粘连耦合，胶水为非生物相容性工业胶；2，如何改进压电传感器，提高其稳定性及生物相容性？目前压电传感器均是手工焊接制作，为进一步临床长期应用，必须具有稳定性和生物相容性。

基于现有技术的现状，本申请的发明人拟提供一种可植入中耳内的微型传声器，尤其是具备声桥夹结构的生物相容性的压电陶瓷传声器及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是基于现有技术的现状，提供一种可植入中耳内的微型传声器，尤其是具备声桥夹结构的生物相容性的压电陶瓷传声器(New floating piezoelectricmicrophone-NFPM)及其制备方法。所述植入式传声器其在性能上能在体内灵敏地拾取体外声信号，同时可避免或减弱体内噪音，并具有生物相容性；所述的压电陶瓷传声器可用于拾取猫锤骨振动声学信号模拟从人耳内信号拾取过程。

本发明的生物相容性传声器基于体内植入实验，在传感器外壳增加钛夹，以及激光封装增加传感器的固定。