[发明专利]电极

说明书

本发明涉及一种用于破坏生物组织、适合肿瘤组织如癌症的电极。电极的顶部或头部基本上是球形的，以便得到对称的圆形破坏区。

生物组织的一种处理方式是癌症的电化学处理(ECT)，它是一种说明更确切些尚未开发的去除生物组织的方法。要想认可该方法，就必须更好地了解这种电化学处理的机制。作为一种临床上可行的疗法，有关生物组织破坏机制和对处理过程非常重要的参数不清楚已经阻碍了ECT的发展。为了了解ECT机制并研制出一种有效的辐射剂量测定方法，1993年瑞典成立了一个交叉学科研究小组。

在癌症的电化学处理(ECT)中，用直流电对生物组织进行处理。优选地阳极放置在生物组织中，阴极放置在血管或新鲜的周围组织中。当采用铂电极时，主要反应是水的分解，同时还有组织中被溶解物质的氧化还原。随后，在阳极放出氧气，并发生酸化且生成氯：

                        (1)

                           (2)在阴极，水被分解成氢气和氢氧根离子：

                       (3)

在阳极和阴极产生的各种离子都会转移到周围的组织中去，主要凭借扩散和迁移进行转移。通常在靠近阳极的组织中，pH值低于1，而在阴极测得的pH值大约为12。由于形成了酸性和碱性羟高铁血红素(hematin)，处理后的组织变成了暗褐色。在电解过程中，通常电流密度大约为10^-2-10^-1A/cm²，阳极和阴极之间的电压大约为5-15V。ECT的毒性和破坏作用被认为是阳极区的强酸化和靠近阳极组织组成物的氯化，以及电场引发的电絮凝和其它可能效果引起的。

为了维持氧气逸出和阳极周围的酸化，先决条件是ECT电极要有较高的电流密度。为此，电极材料和几何形状是ECT处理中的关键要素。例如，用不锈钢制成的电极不适合维持氧气的逸出，以及阳极周围的酸化。至于几何形状，针形和锥形头电极会使电流分布不均匀，导致组织中出现椭圆形和不可预见形的破坏区。

用于刺激心脏或其它肌肉的心内电极不能用于破坏生物组织。心内电极采用低电流密度的脉冲电流。开始时，电流密度大约是10^-3A/cm²，但迅速变成大约10^-5A/cm²。如果心内治疗的目的仅仅是慢慢刺激某种组织的神经，则电流密度将低至10^-5 A/cm²-10^-7 A/cm²范围内。此外，心内电极的形状和材料也不同于破坏生物组织的电极。而且，它的锥形端部和整体结构，使丝状电极的机械稳定性经常很差，这意味着丝状电极只能使用几次。

US-A-4,677,990涉及一种带有柔软电导体的心内电极，假设它有任意的弯曲或外形。

EP-B1-0038484公开了一种心内刺激心脏的心内电极。该电极由多个柔软材料的环组成，并固定在电极头上。目的是将电极固定在心脏壁上。

EP-A-316995涉及一种处理身体组织的电极。该电极由穿过绝缘材料管的铂丝制成。通过缠绕铂丝的末端形成电极的头部。

ECT治疗的目的是得到均匀、对称和可再现的破坏区。通过采用本发明的电极能实现该目的。

根据本发明，通过提供破坏生物组织的电极可解决上述问题，该电极包括一具有第一厚度的电导体，其配备有第二厚度的电绝缘，电导体的一端与电流源相连，而另一端与电极头相连，此处电极头用于为生物组织的待处理区提供电流，其中电极头基本上是一具有一定直径的球体，球体的直径等于或大于上述第一厚度。

本发明电极的优点最重要的是能产生一个基本上对称的圆形破坏区。这是因为采用本发明的球形电极头，能产生均匀的电流分布。一个很大的优点是可预测破坏区。此外，本发明新型电极的机械稳定性优于传统电极，这使得电极可使用多次才需废弃。此外，这种新型结构的电极开创了广泛使用的可能性。