Kaltfließende Elemente zur Ankopplung eines implantierbaren Hörgerätewandlers an Gehörknöchelchen oder Perilymphe

Zusammenfassung

Über Entwicklung und erste Akutimplantationen des aktiven Tübinger Hörimplantates bei Patienten mit Innenohrschwerhörigkeit wurde kürzlich berichtet [12, 24, 25]. Es ist für Innenohrschwerhörige mit Ausfall des cochleären Verstärkers in den äußeren Haarzellen des Innenohrs konzipiert, welches sich durch positives Recruitment und Ausfall der TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions) erkennen läßt. Das Implantat nimmt das Schallsignal mit seinem implantierbaren Mikrophon auf, verstärkt es und setzt es mit seinem piezoelektrischen Wandler in einen mikromechanischen Stimulus für die inneren Haarzellen um, welcher entweder direkt an die Perilymphe oder indirekt über die Gehörknöchelchen zum Innenohr übertragen wird. Das Wandlergehäuse ist aus Reintitan gefertigt (ASTM F67, Grade 2), heliumdicht verschweißt (MIL-STD-883D) und enthält ein schwingfähiges Piezoelement. Der Wandler wird mit einem speziell dafür entwickelten, implantierbaren Mikromanipulator räumlich fest in der Mastoidhöhle verankert [7, 9]. Der Mikromanipulator erlaubt nach seiner Verankerung auf dem Planum mastoideum mittels Titanknochenschrauben die Feinpositionierung der Koppelstange des Wandlers zum gewünschten Zielpunkt von Ossikelkette oder Vestibulum. Um den Stimulus zu übertragen, muß eine zuverlässige Ankopplung des Koppelstangenendes an Kette oder Perilymphe erreicht werden. Dazu dient die direkte Ankopplung der Koppelstange an den Amboßkörper, über die bereits berichtet wurde [8]. Dabei wird das Koppelstangenende in eine mit dem Ulmer Erbium-YAG-Laser nach Pfalz et al. erzeugte Vertiefung in den Amboßkörper eingeführt. Ist der Amboßkörper anatomisch schlecht erreichbar oder liegt ein Kettendefekt vor, dann ist – je nach Situation – eine Ankopplung an den langen Amboßfortsatz, den Stapeskopf oder durch eine Fußplattenperforation an die Perilymphe wünschenswert. Zur Ankopplung am langen Amboßfortsatz oder Steigbügelkopf muß das Koppelstangenende intraoperativ dauerhaft am Zielossikel fixiert werden. Für den langen Amboßfortsatz (Durchmesser ca. 0,8 mm) kommt ein einfaches Aufsetzen der Koppelstange (Durchmesser 0,5 mm) aufgrund der Abrutschgefahr nicht in Frage. Über die mechanische Langzeitstabilität einer möglichen Klebung mit Glasionomerzement bei permanenter vibratorischer Stimulation ist wenig bekannt [13]. In der vorliegenden Arbeit wurden für die Ankopplung an den langen Amboßfortsatz (bei intakter Kette), an das Stapesköpfchen (bei fehlendem Amboß) sowie an die Perilymphe (bei fehlendem Stapesüberbau) geeignete Koppelelemente aus vorhandenen passiven Mittelohrprothesen abgeleitet und im Felsenbein getestet. Im Tiermodell (Foxhound) und beim Menschen dient zum Befestigen am langen Amboßfortsatz eine anformbare Bandschlaufe ähnlich der Öse einer Stapesprothese. Die Ankopplung an den Stapeskopf erfolgt mit einem Goldglöckchen vergleichbar dem einer Bell-Prothese [18]. Die direkte Übertragung an die Perilymphe wird mit Hilfe einer modifizierten Piston-Prothese nach Plester durchgeführt, die durch eine Fußplattenperforation in das Vestibulum eintaucht. Die Koppelelemente werden aus Gold hergestellt und müssen intraoperativ irreversibel mit dem Titan der Wandlerkoppelstange verbunden werden. Technisch geschieht dies mittels speziellen Schweißverfahren, die der Otochirurg intraoperativ naturgemäß nicht verwenden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Crimptechnik entwickelt, mit deren Hilfe der Operateur im Mittelohr aufgrund der Kaltflußeigenschaften des Goldes eine Verankerung am Titan der Koppelstange erzeugen kann. Dadurch erreicht er einen irreversiblen Verbund zwischen dem Gold des Koppelelements und dem Titan des Wandlers.

Summary

Development and short-term implantation results of the Tübingen implantable hearing aid (TI=Tübingen implant) have been presented [12, 24, 25]. The TI is designed for patients with sensorineural hearing loss due to a malfunction of the cochlear amplifier. This can be identified by the presence of positive recruitment and the absence of TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions). The Tübingen implant functions in two ways: it allows electronic amplification of the auditory signal and electromechanical signal transduction into a micromechanical vibratory stimulus. There are two paths by which vibratory stimulus reaches the cochlea: (1) directly through a perforation in the stapes foot plate into the perilymph or (2) via the ossicular chain.

Made of pure titanium, the casing of the helium-tight welded transducer includes the piezoelectric actuator. An implantable manipulator device is designed for transducer positioning and anchoring in the mastoid cavity [7, 9]. Usually, the transducer probe tip is directly coupled to the body of the incus. This functions without a special coupling device by utilization of an Erbium-YAG laser [8]. Special anatomical situations or the loss of incus and/or stapes suprastructure, however, requires coupling of the vibratory signal to other points of the ossicular chain or to the perilymph. A major problem, however, was an intraoperative, irreversible link between the titanium probe tip and coupling elements. To overcome this problem, the coupling elements were made of gold. A crimp technique was developed, allowing the surgeon to induce cold deformation of the gold. The cold deformation technique (crimp) results in an irreversible coupling between the titanium probe tip and the golden coupling element.