DE3305271A1

DE3305271A1 - Elektrodenanordnung

Info

Publication number: DE3305271A1
Application number: DE19833305271
Authority: DE
Inventors: Jakub Dipl.-Ing. Täby Hirschberg
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-02-16
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1984-08-16
Also published as: US4573480A

Description

NACHC5EREICHT

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VPA 83 P 7306 DE

Elektrodenanordnung

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für medizinische Anwendung, insbesondere für einen implantierbaren Herzschrittmacher, mit einem isolierten Lei- -J₀ tersystem und mindestens einer Elektrode für elektrischen Kontakt mit Körpergewebe.

Derartige Elektrodenanordnungen sind seit langem allgemein bekannt. Es kann sich dabei beispielsweise um unipolare oder bipolare Elektrodenanordnungen für die
Stimulierung im Herzen mit mono- oder raultifilaren Leitern und den unterschiedlichsten Elektroden handien.Eine übliche·Isolierung besteht aus Silikonkautschuk. Diese erfüllt die an- die Isolierung gestellten Forderungen nach hoher Geschmeidigkeit, mechanischer Langzeitbeständigkeit und Körperverträglichkeit recht gut, ist aber auch in Längsrichtung der Elektrodenanordnung leicht dehnbar, was insbesondere beim Einführen mittels eines Mandrins und auch beim unter Umständen notwendigen Entfernen aus dem Körper zu Schwierigkeiten führen kann. Darüber hinaus ist die Oberfläche dieser Isolierung nicht so glatt, wie es für ein reibungsloses Einführen durch die und Verschieben in den Adern wünschenswert wäre.

Aus diesem Grunde sind bereits verschiede Versuche unternommen worden, Silikonkautschuk durch andere Kunststoffe zu ersetzen. Versuche mit Polyurethan haben zwar dessen mechanisch gute Eigenschaften bestätigt. Das chemische Verhalten, d.h. die Reaktion auf GdI 1 Een

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die Körperflüssigkeiten, sind aber umstritten.

Ebenso konnte bisher auch Polyäthylen keine Verbesserung schaffen. Dieser Kunststoff zeigt sich gegenüber mechanischen Dauerbelastungen schwächer als Silikonkautschuk und ist ausserdem nicht ganz so biegsam.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art eine Isolierung zu finden, die die hohen an sie gesteilen Anforderungen besser erfüllt als die bisher bekannten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Isolierung für den oder die Leiter poröser Kunststoff, insbesondere poröses Polytetrafluoräthylen verwendet wird. Dieses Material vereinigt alle nötigen Eigenschaften in hervorragender Weise. Es besitzt eine grosse Haltbarkeit, ist aufgrund der Poren sehr biegsam, ist sehr gut körperverträglich (biokompatibel), hat eine extrem glatte Oberfläche, ist in Längsrichtung praktisch nicht dehnbar und gegen alle Körperflüssigkeiten beständig. Darüberhinaus ist es gegen wesentlich höhere Temperaturen beständig als die bekannten Materialien, so dass auch das Sterilisieren erleichtert ist.

Poröses Polytetrafluoräthylen ist zwar bereits seit vielen Jahren als Material für Blutgefässprothesen bekannt (A statistical summery of the results of Femoro-Popliteal bypass surgery, technical note number 175, april 1979), trotzdem ist die Verwendung dieses Materials als Isolierung für implantierbare Elektrodenanordnungen bisher nicht in Erwägung gezogen worden. Normales Polytetrafluoräthylen ist bekannterweise viel

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zu steif und daher völlig ungeeignet. Die bekannten Blutgefässprothesen waren aufgrund ihrer Porengrösse nicht vollständig dicht, was auch gar nicht notwendig war, und sie ermöglichten ein Einwachsen von Gewebe auf der Aussenseite, was ein reibungslosen Gleiten verhindert hätte.

Erst durch die geschickte Optimierung der Porösität ergab sich ein Kunststoff mit den gewünschen Isolierungseigenschaften. Die Porengrösse muss so gross gewählt werden, dass die Isolierung eine hohe Geschmeidigkeit aufweist und trotzdem genügend dicht gegenüber Körperflüssigkeit ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist dafür vorgesehen, dass die Porengrösse 4 um oder weniger beträgt.

Eine besonders vorteilhafte Isolierung ergibt sich, wenn diese aus Schichten unterschiedlicher Porösität besteht,wobei die Porengrösse wenigstens einer Schicht so klein ist, dass diese Schicht absolut dicht ist. Vorteilhafterweise sollte es sich dabei um die äusserste Schicht handeln, da dadurch gleichzeitig die glatteste Oberfläche erhalten wird. Die kleie Porengrösse auf der Oberfläche verhindert auch auf Dauer ein Einwachsen von Gewebe, so dass die guten Gleiteifenschaften erhalten bleiben.

Als eine weitere Verbesserung oder auch artstelle unterschiedlicher Schichten kann der poröse Kunststoff auf der Aussenseite zumindest teilweise mit «iner glatten und dichten Schicht überzogen sein. Diese Schicht kann durch Sintern der äusseren Bereiche des porösen Kunststoffes erhalten werden.

NACHGEREiGHT

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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Isolierung in Längsrichtung Bereiche unterschiedlicher Porösität aufweist. So können z.B. in der Nähe der Elektrode(n) Bereiche mit grossen Poren dazu dienen, dass dieser Teil der Elektrodenanordnung nach der Implantantion einwächst. Dislokationen können auf diese Weise einfach und sicher verhindert werden. Die grobporigen Bereiche können beispielsweise durch zusätzliches Aufbringen von Kunststoff erzeugt werden. Eine herstellungstechnisch einfache Lösung sieht dazu vor, dass ein Ring aus diesem grobporigen Kunststoff aufgebracht wird.

Um eine Verankerung bereits bei der Implantation zu ermöglichen, ist es beonders vorteilhaft, dass der zusätzliche Kunststoff in an sich bekannter Weise zumindest teilweise Bereiche bildet, die von der Isolierung derart weggerichtet sind, dass sie Verankerungsmittel bilden. Es kann sich dabei in der Nähe der Elektrode um von dieser weggerichtete biegsame Widerhaken handeln.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben und erläutert.Dabei ist an eine unipolare Elektrodenanordnung für die Stimulierung im Herzen gedacht, die aus einem langgestreckten, wendeiförmigen elektrischen Leiter besteht, der am distalen Ende mit einer Elektrode versehen ist, die aus Platin oder Glaskohlenstoff bestehen kann und für die Uebertragung von Stimulierungsimpulsen und/ oder für das Detektieren von Herzaktivitäten vorgesehen ist, und wobei der Leiter mit einer Isolierhülle aus porösem Polytetrafluoräthylen umgeben ist. Die Wandstärke dieser Isolierhülle soll 0,4 mm betragen.

Die Poren sollen eine durchschnittliche Grosse von

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4 ^ium aufweisen. Die Oberfläche der Isolierhülle ist durch Sintern zu einer geschlossenen, porenfeien und extrem glatten Schicht verschmolzen.

Wegen der guten Eigenschaften dieses Materials kann die Dicke der Isolierhülle kleiner sein als beispielsweise bei der Verwendung von Silikonkautschuk, so dass sich insgesamt der Durchmesser der Elektrodenanordnung reduziert.

In der Näche der Elektrode sind zusätzlich auf die Isolierhülle auf deren Umfang verteilt mehrere flGssenähliche und von der Isolierung und der Elektrode weggerichtete grobporige Polytetrafluoräthylenstücke auf- -j5 gebracht, in die nach der Implantation fibröses Gewebe einwachsen kann.

Claims

: NACHe-EREiOHT - VPA 83 P 7306 DE Patentansprüche

1./Elektrodenanordnung für medizinische Anwendung, insbesondere für einen implantierbaren Herzschrittmacher, mit einem isolierten Leitersystem und mindestens einer Elektrode für elektrischen Kontakt mit Körpergewebe, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierung für den oder die Leiter poröser Kunststoff, insbesondere poröses Polytetrafluoräthylen verwendet wird.

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Porösität so gewählt ist, dass die Isolierung eine hohe Geschmeidigkeit (Biegsamkeit)aufweist und trotzdem genügend dicht zumindest gegenüber Körperflüssigkeit ist.

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengrösse in der Isolierung 4 um oder weniger beträgt.

4. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Isolierung aus Schichten unterschiedlicher Porösitat besteht, wobei die Porengrösse wenigstens einer Schicht so klein ist, dass diese Schicht absolut dicht ist.

5. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Kunststoff auf der Aussenseiti der Isolierung zumindest teilweise mit einer glatten und dichten Schicht überzogen ist.

6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 5> dadurch

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gekennzeichnet, dass die glatte Schicht durch Sintern der äusseren Bereiche des porösen Kunststoffes erhalten wird.

7. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolirung längs der Elektrodenanordnung im Aussenbereich unterschiedliche Porosität aufweist.

8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Isolierung zusätzlich Kunststoff mit einer grösseren Porengrösse aufgebracht ist.

9. Elektrodenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zusätzliche Kunststoff in Form eines Ringes aufgebracht ist.

10. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis- 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Kunststoff zumindest teilweise Bereiche bildet, die von der Isolierung derart weggerichtet sind, dass sie Verankerungsmittel bilden.