CN107847737B - 具有生物稳定的pvdf基材料的医用电引线 - Google Patents
具有生物稳定的pvdf基材料的医用电引线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107847737B CN107847737B CN201680042141.7A CN201680042141A CN107847737B CN 107847737 B CN107847737 B CN 107847737B CN 201680042141 A CN201680042141 A CN 201680042141A CN 107847737 B CN107847737 B CN 107847737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- medical electrical
- electrical lead
- pvdf
- crystal structure
- based polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
- A61N1/056—Transvascular endocardial electrode systems
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/24—Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor
Abstract
一种医用电引线,包括从远端区域延伸到近端区域的绝缘引线主体、设置在绝缘引线主体内并从近端区域延伸到远端区域的导体、设置在绝缘引线主体上并与导体电接触的电极,以及设置在电极的至少一部分上的纤维基质。纤维基质包括纤维。纤维包括基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和晶体改性添加剂。PVDF基聚合物包括无定形PVDF相和结晶PVDF相。结晶PVDF相包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月25日递交的临时申请号62/197,000的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及医疗设备。更具体地说,本发明涉及医用电引线和制造医用电引线的方法。
背景技术
心脏起搏引线(lead)是众所周知的,并被广泛用于从电池供电起搏器或其他脉冲发生装置向心脏传送脉冲刺激信号,以及用于从身体外部位置监测心脏的电活动。电能通过电极施加到心脏,使心脏恢复正常心律。影响电极性能的一些因素包括电极/组织界面处的极化、电极电容、感测阻抗和电压阈值。在所有这些应用中,非常希望优化电极/组织界面处的电性能特性。
常规用作电极的材料的公认的性能挑战包括难以控制组织向内生长、植入设备附近发炎和/或形成纤维性瘢痕组织。这些挑战可能导致难以拔出引线和/或随时间推移降低的电极性能。
发明内容
实施例1是一种医用电引线,其包括从远端区域延伸到近端区域的绝缘引线主体、设置在绝缘引线主体内并从近端区域延伸到远端区域的导体、设置在绝缘引线主体上并与导体电接触的电极,以及设置在电极的至少一部分上的纤维基质。纤维基质包括纤维。纤维包括基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和晶体改性添加剂。PVDF基聚合物包括无定形PVDF相和结晶PVDF相。结晶PVDF相包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构。
在实施例2中,实施例1的医用电引线,其中PVDF基聚合物是聚偏二氟乙烯。
在实施例3中,实施例1的医用电引线,其中PVDF基聚合物是聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)。
在实施例4中,实施例1-3中任一项的医用电引线,其中所述添加剂包括可与PVDF基聚合物混溶的聚合物。
在实施例5中,实施例1-4中任一项的医用电引线,其中所述添加剂包括聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚砜和聚氯乙烯中的至少一种。
在实施例6中,实施例5的医用电引线,其中所述添加剂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。
在实施例7中,实施例1-6中任一项的医用电引线,其中所述纤维基质还包含与未涂覆的纤维相比增加所述纤维的润湿性的材料的涂层。
在实施例8中,实施例7的医用电引线,其中所述材料是聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)。
在实施例9中,实施例1-8中任一项的医用电引线,其中所述结晶PVDF相进一步包含α型晶体结构,并且β型与α型的比率为至少约50:1。
在实施例10中,实施例9的医用电引线,其中结晶PVDF相基本上不含α型晶体结构。
实施例11是形成根据权利要求1至10中任一项所述的医用电引线的方法,所述电引线具有绝缘引线主体和设置在绝缘引线主体上的电极。所述方法包括形成基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和可与PVDF基聚合物混溶的晶体改性添加剂的共混物,将所述共混物电纺丝以形成纤维基质,将所述纤维基质至少部分设置在电极上,以及在110℃和150℃之间的温度下烧结纤维基质,其中在烧结之后,PVDF基聚合物包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构。
在实施例12中,实施例11的方法,进一步包括用与未涂覆的纤维基质相比增加纤维基质的润湿性的材料涂覆纤维基质。
在实施例13中,实施例11-12中任一项的方法,其中烧结时间范围为10分钟至20分钟。
在实施例14中,实施例11-13中任一项的方法,还包括在电纺丝之前向共混物中加入溶剂。
在实施例15中,实施例11-14中任一项的方法,还包括在电纺丝之前向共混物中加入金属盐溶液。
实施例16是一种医用电引线,其包括从远端区域延伸到近端区域的绝缘引线主体、设置在绝缘引线主体内并从近端区域延伸到远端区域的导体、设置在绝缘引线主体上并与导体电接触的电极,以及设置在电极的至少一部分上的纤维基质。纤维基质包括纤维。纤维包括基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和晶体改性添加剂。PVDF基聚合物包括无定形PVDF相和结晶PVDF相。结晶PVDF相包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构,和所述结晶PVDF相基本上不含α型晶体结构。
在实施例17中,实施例16的医用电引线,其中PVDF基聚合物是聚偏二氟乙烯。
在实施例18中,实施例16的医用电引线,其中PVDF基聚合物是聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)。
在实施例19中,实施例16-18中任一项的医用电引线,其中所述添加剂包括可与PVDF基聚合物混溶的聚合物。
在实施例20中,实施例16-19中任一项的医用电引线,其中所述添加剂包括聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚砜和聚氯乙烯中的至少一种。
在实施例21中,实施例16-20中任一项的医用电引线,其中所述添加剂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。
在实施例22中,实施例16-21的医用电引线,其中所述纤维基质还包含与未涂覆的纤维相比增加所述纤维的润湿性的材料的涂层。
在实施例23中,实施例22的医用电引线,其中所述材料是聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯。
实施例24是形成医用电引线的方法,所述电引线具有绝缘引线主体和设置在绝缘引线主体上的电极。所述方法包括形成基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和可与PVDF基聚合物混溶的晶体改性添加剂的共混物,将所述共混物电纺丝以形成纤维基质,将所述纤维基质至少部分设置在电极上,并烧结所述纤维基质。在110℃至150℃的温度下烧结纤维基质10分钟至20分钟,其中在烧结之后,PVDF基聚合物包括超过在结晶PVDF相中任何其它晶体结构形式的量的β型晶体结构。
在实施例25中,实施例24的方法,进一步包括用与未涂覆的纤维基质相比增加纤维基质的润湿性的材料涂覆纤维基质。
在实施例26中,实施例25的方法,其中所述材料是聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯。
在实施例27中,实施例24-26中任一项的方法,其中PVDF基聚合物是聚偏二氟乙烯。
在实施例28中,实施例24-26中任一项的方法,其中PVDF基聚合物是聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)。
在实施例29中,实施例24-28中任一项的方法,其中所述添加剂包括聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚砜和聚氯乙烯中的至少一种。
在实施例30中,实施例24-29中任一项的方法,其中所述添加剂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。
实施例31是一种医用电引线,其包括从远端区域延伸到近端区域的绝缘引线主体、设置在绝缘引线主体内并从近端区域延伸到远端区域的导体、设置在绝缘引线主体上并与导体电接触的电极,以及设置在电极的至少一部分上的纤维基质。纤维基质包括电纺丝的纤维。纤维包括基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的聚合物和晶体改性添加剂。PVDF基聚合物包括无定形PVDF相和结晶PVDF相。结晶PVDF相包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构。
在实施例32中,实施例31的医用电引线,其中所述添加剂包括聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚砜和聚氯乙烯中的至少一种。
在实施例33中,实施例31-32中任一项的医用电引线,其中PVDF基聚合物是聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯),和所述添加剂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。
在实施例34中,实施例31-33中任一项的医用电引线,其中所述纤维基质还包含与未涂覆的纤维相比增加所述纤维的润湿性的材料的涂层。
在实施例35中,实施例31-34中任一项的医用电引线,其中所述结晶PVDF相进一步包含α型晶体结构,并且β型与α型的比率为至少约50:1。
尽管公开了多个实施方案,基于示出和描述了本发明的示例性实施方案的下面的详细描述,对于本领域技术人员来说,本发明的其它实施方案将变得显而易见。因此,附图和详细描述应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1是根据本发明的实施方案的医用电引线的示意图。
图2A和2B是根据本发明的实施方案的医用电引线的示意性的纵向截面图。
图3是电纺丝的示意图。
图4是根据本发明的实施方案在医用电引线的电极上形成的聚异丁烯-聚氨酯嵌段共聚物的薄聚合物网的图像。
虽然本发明可修改为各种修改和替代形式,但具体实施方案已通过附图中的实施例示出并在下面详细描述。然而,并不打算将本发明限制于所描述的特定实施方案。相反,本发明意在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的范围之内的所有修改,等同物和替代。
具体实施方式
通过参考本发明的多个方面和实施方案的以下详细描述,可以更全面地理解本发明。以下对本发明的详细描述旨在说明而不是限制本发明。
可以通过在电极上方使用纤维基质来克服与控制医用电引线的电极附近的组织向内生长、纤维性瘢痕组织形成和/或炎症相关的困难,如“METHOD FOR COATING DEVICESUSING ELECTROSPINNING AND MELT BLOWING”(2014年12月2日授权的美国专利第8,903,506号)所描述的,其通过引用整体并入本文。这种纤维基质可以由不导电的含氟聚合物材料形成。合适的含氟聚合物材料可以包括基于聚偏二氟乙烯(PVDF基)的材料,例如聚偏二氟乙烯(PVDF)和/或聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)。这种含氟聚合物材料的耐磨性和耐化学性是已知的。
图1提供了使用医用电引线的医疗应用的说明性但非限制性示例。应用和位置仅是说明性的,因为包含本发明的实施方案的医用电引线可以用于各种解剖学位置并用于各种其他目的。
图1是根据本公开的各种实施方案的医用电引线10的局部剖视图。根据一些实施方案,医用电引线10可以被配置用于植入患者心脏内。根据其他实施方案,医用电引线10被配置用于植入患者的神经血管区域内。在又一个实施方案中,引线10可以是用于耳蜗植入物的引线。医用电引线10包括从近端16延伸到远端20的细长的绝缘引线主体12。近端16被配置为经由连接器24可操作地连接到脉冲发生器。至少一个导体32从引线10的近端16处的连接器24延伸到引线10的远端20处的一个或多个电极28。导体32可以是盘绕或电缆导体。根据采用多个导体的一些实施方案,引线可以包括盘绕和电缆导体的组合。当使用盘绕导体时,根据一些实施方案,导体可以具有同径向或同轴配置。
根据待递送的治疗类型,医用电引线10可以是单极、双极或多极的。在采用多个电极28和多个导体32的本公开的实施方案中,每个导体32适于以一对一的方式连接到单独电极28,从而允许每个电极28可单独寻址。另外,引线主体12可以包括一个或多个管腔,该一个或多个管腔适于接收引导元件,例如引导线或探针,用于将引线10递送到患者心脏内的目标位置。
电极28可以具有本领域已知的任何电极配置。根据本公开的一个实施方案,至少一个电极可以是环形或部分环形电极。根据另一个实施方案,至少一个电极28是冲击线圈。根据本公开的又一个实施方案,至少一个电极28包括暴露的电极部分和绝缘的电极部分。在一些实施方案中,可以使用电极配置的组合。电极28可以用铂、不锈钢、钛、钽、钯、MP35N、其它类似的导电材料、任何前述的合金例如铂-铱合金以及前述的其它组合例如包覆金属层或多种金属材料涂覆或由它们形成。
引线10包括设置在绝缘引线主体12的各个部分上的纤维基质。图2A和2B提供了可以包括纤维基质的引线10的区域的说明性但非限制性的示例。图2A和图2B是图1的引线10的示意性纵向截面图,其中为了清楚已经去除了内部结构。
图2A示出了设置在绝缘引线主体12的一部分上的纤维基质40。绝缘引线主体12的所示部分可以与诸如电极28的电极相邻,或者可以与电极间距开。相反,图2B示出了设置在电极28上的纤维基质40。尽管纤维基质40被示为覆盖全部电极28,但是在一些实施方案中,纤维基质40仅覆盖电极28的一小部分、电极28的大部分或电极28的中间部分。
在一些实施方案中,纤维基质40可以向引线10提供各种有益的功能。在一些实施方案中,纤维基质40可以改善引线10的耐磨性。在一些实施方案中,纤维基质40可改善引线10的电绝缘或绝热性。在一些实施方案中,纤维基质40可以对组织向内生长提供改善的控制,特别是在电极28的位置处。在某些实施方案中,组织向内生长的量可以通过组织提取来确定,其中用Instron测力计测量移除植入的引线10所需的力。在一些实施方案中,纤维基质40的厚度和平均纤维直径影响组织向内生长。纤维基质40的厚度和平均纤维直径也可影响通过纤维基质40递送电生理学治疗的能力。在某些实施方案中,纤维基质40不显著影响引线10的阻抗。
纤维基质40包括含有所述基质的多个随机排列的纤维。在某些实施方案中,纤维基质40可以例如通过电纺丝形成。例如,纤维的直径可以在约10-3000纳米(nm)的范围内。例如,纤维直径尺寸可以是大约40-2000nm、大约50-1500nm或大约100-1000nm。纤维直径尺寸可以通过取纤维的平均尺寸来测量。在某些实施方案中,纤维的直径可以小至40nm、50nm、100nm或150nm,并且可以高达300nm、400nm、500nm、600nm、650nm、700nm、725nm、750nm或800nm,或者可以在任何一对前述值所限定的任何范围内。在其它实施方案中,纤维可具有小于约800nm、750nm、725nm、700nm、600nm、500nm或400nm的平均直径尺寸。在其它实施方案中,纤维基质40可以使用改进的电纺丝技术用中空纤维部分地或完全地形成。
纤维基质40可以具有约1至约100微米,更特别是约10至约50微米,甚至更特别地约10至约25微米的平均纤维至纤维间距。在一些实施方案中,可以调节或规定相邻纤维之间的纤维间距,以控制组织向内生长,同时最小化对起搏能力的影响。这可以通过例如改变沉积参数或沉积材料来实现。在其他实施方案中,组织向内生长由基质的厚度控制。纤维基质的合适厚度可以在约0.00254毫米(mm)至约0.254mm(约0.0001英寸(in.)至约0.01英寸)的范围内,更具体地约0.0127mm至约0.127mm(约0.0005英寸至约0.005英寸),甚至更具体地约0.0254mm至约0.0762mm(约0.001英寸至约0.003英寸)。
在一些实施方案中,特别是当纤维基质40设置在诸如电极28的电极上时,纤维基质40可以具有足够的纤维间距以允许来自与纤维基质40相邻的组织内和周围的流体的离子流过纤维基质40。离子流可以提供电极28与组织之间的电接触,并且使得能够递送电生理学治疗和/或感测与医用电引线10相邻的电条件。
已知组织内和组织周围的液体具有轻微的腐蚀性,部分是由于人体免疫系统的氧化作用。可以通过在高温下暴露于过氧化氢和氯化钴(II)的溶液来评估在该环境中使用的材料和设备的生物稳定性。氯化钴(II)催化过氧化氢的氧化反应,产生加速的氧化应力测试环境。这样的溶液可以包括例如3%过氧化氢溶液和0.1M氯化钴(II)溶液的混合物。
将设置在电极上的包含PVDF基聚合物,PVDF-HFP的纤维基质在70℃的温度下经受上述溶液14天。令人惊讶的是,在该氧化应力测试之后,观察到纤维基质已经失败,因为大部分纤维基质被完全从电极表面除去。这是特别出乎意料的,因为PVDF基聚合物通常已知用于抵抗更严重得多的化学品暴露。
在氧化应力测试之后保留的纤维基质部分被分析并且与氧化应力测试之前的包括PVDF基聚合物的纤维基质的样品进行比较。PVDF可以是散布有结晶相的无定形相的混合物。PVDF的结晶相可以包含多达五种晶型结构,称为α、β、γ、δ和ε。根据下式I的α型晶体结构通常是最常见的形式,因为它是热力学最有利的晶体结构。
式I:
使用X射线粉末衍射分析来确定PVDF基聚合物的初始样品和经受住氧化应力测试的PVDF基聚合物部分之间在晶体结构方面的任何差异。X-射线粉末衍射分析显示,经受住氧化应力测试的纤维基质部分具有比氧化应力测试之前的PVDF基聚合物少得多的α型晶体结构。不希望受任何理论的束缚,认为α型晶体结构在氧化应力测试过程中受到化学侵蚀和去除,从而导致纤维基质的破坏。
在一些实施方案中,包括纤维基质40的多个随机排列的纤维包括具有无定形PVDF相和结晶PVDF相的PVDF基聚合物。无定形PVDF相和结晶PVDF相可分布在整个纤维基质40中。在一些实施方案中,根据下式II的β型晶体结构以超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量存在。
式II:
β型晶体结构可能不像α型那样易受化学侵蚀。纤维基质40中β型晶体结构的优势导致α型较少,并且可能导致纤维基质40不易受氧化应力侵蚀并提供改善的生物稳定性。在一些实施方案中,结晶PVDF相包含β和α型晶体结构,其中β与α之比为约50:1、100:1、500:1或1000:1。在一些实施方案中,结晶PVDF相可以基本上不含α型晶体结构。基本上不含的意思是通过用于确定晶体结构形式的存在和相对量的技术不能检测到α型晶体结构。构成结晶PVDF相的α和β型晶体结构的存在和相对量可以通过例如傅里叶变换红外光谱(FTIR)来确定。
纤维基质40还可以包含晶体改性添加剂。晶体改性添加剂可以与PVDF基聚合物混溶。可与PVDF基聚合物混溶的晶体改性添加剂的实例包括聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)、聚己内酯(PCL)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚砜(PSF)和聚氯乙烯(PVC)。在其他实施方案中,晶体改性添加剂可以包括有机官能化纳米粘土或赤铁矿纳米颗粒。在一些实施方案中,晶体改性添加剂在纤维基质40中存在的量可以低至约1重量%、约2重量%、约5重量%,或者高达约10重量%、约20重量%或约30重量%,或者可以存在于任何一对前述值之间定义的任何范围内。在示例性实施方案中,晶体改性添加剂在纤维基质40中存在的量可以为约1重量%至约30重量%、约2重量%至约20重量%,或约5重量%至约10重量%。在一些示例性实施方案中,晶体改性添加剂在纤维基质40中存在的量可以为约7重量%。
由PVDF基聚合物制成的纤维可以是疏水性的,因此不易受到氧化应力测试的侵蚀,因为疏水性抑制腐蚀性流体流过纤维基质40。然而,疏水性还防止或阻碍离子流过纤维基质40,限制电极28与相邻组织之间的电接触并干扰电生理治疗的递送。在一些实施方案中,纤维基质40的纤维还可以包含与未涂覆的纤维相比增加所述纤维的润湿性的材料的涂层。该材料可以包括例如聚(乙二醇)或聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯。用该材料涂覆的纤维可以是亲水性的,因此对离子流动通过纤维基质40提供很少的障碍或没有障碍,并允许递送电生理学治疗和/或感测与医用电引线10相邻的电条件。在这样的实施方案中,β型晶体结构以超过结晶PVDF相中的任何其它晶体结构形式的量存在于纤维基质40中可能是特别有用的,导致α型更少,并且不易受到氧化应力侵蚀。
如上所述,纤维基质40可以由PVDF基聚合物和晶体改性添加剂的共混物制备。然后可以将共混物电纺丝以形成纤维基质40,如下面参照图3所述。在一些实施方案中,可以在电极28的至少一部分上直接形成纤维基质40之前组装医用电引线10。在一些实施方案中,纤维基质40可以在医用电引线10被组装之前形成在电极28的至少一部分上。在一些实施方案中,纤维基质40可以分开形成,然后随后设置在电极28的至少一部分上。
在一些实施方案中,纤维基质40可被烧结以稳定纤维基质40的特性。在一些实施方案中,纤维基质40可以在被至少部分地设置在电极28上方之前被烧结。在其它实施方案中,纤维基质40可以在至少部分地设置在电极28上方之后被烧结。纤维基质40可以在低至约110℃,或约120℃,或高达约140℃,或约150℃的温度下烧结,或者在任何一对前述值之间定义的任何范围内的温度下烧结。在示例性实施方案中,纤维基质40可以在约110℃至约150℃或约120℃至约140℃的温度下烧结。在一些示例性实施方案中,纤维基质40可以在约130℃的温度下烧结。在一些实施方案中,纤维基质40可以被烧结低至约10分钟、约12分钟或约14分钟、或高至约16分钟、约18分钟或约20分钟的时间或在任何一对前述值之间定义的任何范围内的时间。在示例性实施方案中,纤维基质40可以烧结约10分钟至约20分钟、约12分钟至约18分钟或约14分钟至约16分钟的时间。在一些示例性实施方案中,纤维基质40可以被烧结约15分钟。
在一些实施方案中,在烧结步骤之后,纤维基质40的PDVF基聚合物可以包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构。在一些实施方案中,在烧结步骤之后,结晶PVDF相可以包含β和α型晶体结构,其中β与α之比为约50:1、100:1、500:1或1000:1。在一些实施方案中,结晶PVDF相可以基本上不含α型晶体结构。不希望受任何特定理论的束缚,据信电纺丝工艺产生其中β型晶体结构占优势的PVDF。晶体改性添加剂干扰α型晶体结构的形成,否则其可能在烧结步骤中发生。如果没有晶体改性添加剂,则认为烧结过程会将一些β型晶体结构转变成α型晶体结构,因此增加了纤维基质40对化学侵蚀的敏感性。
图3提供了电纺丝的示意图。可以使用电场从毛细管源52吸取聚合物溶液或熔体54。在一些实施方案中,毛细管源52可以是注射器。聚合物溶液或熔体54被吸引到接地的收集器58。高压电源56可以用来为该过程供电。要被涂覆的元件60可以放置在收集器58上以被涂覆。干燥时,可以形成薄的聚合物网62。在一些实施方案中,纤维尺寸可以通过调节聚合物溶液或熔体54中聚合物的相对浓度来控制。
电纺丝溶液中聚合物的浓度和溶剂选择是获得所需的纤维基质性质,特别是用于控制孔隙率和/或纤维尺寸的重要因素。另外,可以将少量的金属盐溶液添加到电纺丝溶液中以改善沉积。在其他实施方案中,电纺丝溶液的聚合物浓度为约1重量%至约40重量%,更特别为约1重量%至约30重量%,甚至更特别为约3重量%至约15重量%,甚至更特别为约5重量%至约15重量%。合适的溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮、环己烷四氢呋喃以及它们的混合物和共溶剂。
虽然本文的描述讨论了引线40上的纤维基质40,但是纤维基质40可以位于任何医疗电气设备上,例如但不限于可植入电刺激系统,包括神经刺激系统如脊髓刺激(SCS)系统、深部脑刺激(DBS)系统、周围神经刺激(PNS)系统、胃神经刺激系统、耳蜗植入系统和视网膜植入系统等,以及心脏系统,包括植入式心律管理(CRM)系统、植入式心律转复除颤器(ICD),以及心脏再同步和除颤(CRDT)设备等等。
实施例
本发明将在以下实施例中更具体地描述,其目的是仅用于说明,因为本发明的范围内的许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。
90重量%的聚偏二氟乙烯(PVDF)和10重量%的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)混合物共混到80体积%的二甲基甲酰胺和20体积%的丙酮的溶剂混合物中。PVDF/PMMA混合物为所得溶液的22.5重量%。
将PVDF/PMMA溶液装入注射器并连接至电纺丝机的喷嘴。将PVDF/PMMA溶液以0.3毫升/小时的流速静电纺丝到距离喷嘴尖端10厘米处的医用电引线的电极上,以在电极上形成聚合物网。环境条件包括34%的相对湿度和20℃的温度。图4是制得的PVDF/PMMA聚合物网的放大1000倍的图像。
可以在不脱离本发明的范围的情况下对所讨论的示例性实施方案进行各种修改和添加。例如,虽然上述实施方案是指特定的特征,本发明的范围也包括具有不同的特征组合的实施方案和不包括所有的所描述特征的实施方案。因此,本发明的范围旨在涵盖落入权利要求书的范围内的所有这些替代、修改以及变型,以及它们的所有等同物。
Claims (15)
1.一种医用电引线,其包括:
从远端区域延伸到近端区域的绝缘引线主体;
设置在绝缘引线主体内并从近端区域延伸到远端区域的导体;
设置在绝缘引线主体上并与导体电接触的电极;和
设置在所述电极的至少一部分上的纤维基质,所述纤维基质包含纤维,所述纤维包括:
包含无定形PVDF相和结晶PVDF相的基于聚偏二氟乙烯的聚合物,其中所述结晶PVDF相包括超过结晶PVDF相中的任何其他晶体结构形式的量的β型晶体结构;和
晶体改性添加剂。
2.根据权利要求1所述的医用电引线,其中基于聚偏二氟乙烯的聚合物是聚偏二氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的医用电引线,其中基于聚偏二氟乙烯的聚合物是聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的医用电引线,其中所述添加剂包括可与基于聚偏二氟乙烯的聚合物混溶的聚合物。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的医用电引线,其中所述添加剂包括聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚砜和聚氯乙烯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的医用电引线,其中所述添加剂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的医用电引线,其中所述纤维基质还包含与未涂覆的纤维相比增加所述纤维的润湿性的材料的涂层。
8.根据权利要求7所述的医用电引线,其中所述材料是聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯)。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的医用电引线,其中所述结晶PVDF相进一步包含α型晶体结构,并且β型与α型的比率为至少50:1。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的医用电引线,其中结晶PVDF相不含α型晶体结构。
11.一种形成根据权利要求1至10中任一项所述的医用电引线的方法,所述医用电引线具有绝缘引线主体和设置在绝缘引线主体上的电极,所述方法包括:
形成基于聚偏二氟乙烯的聚合物和可与基于聚偏二氟乙烯的聚合物混溶的晶体改性添加剂的共混物;
电纺丝所述共混物以形成纤维基质;
将纤维基质至少部分地设置在电极上;和
在110℃至150℃的温度下烧结纤维基质,其中在烧结之后,基于聚偏二氟乙烯的聚合物包括超过结晶PVDF相中的任何其它晶体结构形式的量的β型晶体结构。
12.根据权利要求11所述的方法,进一步包括用与未涂覆的纤维基质相比增加纤维基质的润湿性的材料涂覆纤维基质。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,其中烧结时间范围为10分钟至20分钟。
14.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,还包括在电纺丝之前向共混物中加入溶剂。
15.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,还包括在电纺丝之前向共混物中加入金属盐溶液。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562197000P | 2015-07-25 | 2015-07-25 | |
US62/197,000 | 2015-07-25 | ||
PCT/US2016/043580 WO2017019513A1 (en) | 2015-07-25 | 2016-07-22 | Medical electrical lead with biostable pvdf-based materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107847737A CN107847737A (zh) | 2018-03-27 |
CN107847737B true CN107847737B (zh) | 2021-03-02 |
Family
ID=56609948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680042141.7A Active CN107847737B (zh) | 2015-07-25 | 2016-07-22 | 具有生物稳定的pvdf基材料的医用电引线 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9855415B2 (zh) |
EP (1) | EP3325084B1 (zh) |
JP (1) | JP6490839B2 (zh) |
CN (1) | CN107847737B (zh) |
AU (1) | AU2016297810B2 (zh) |
WO (1) | WO2017019513A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150025608A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Lubricious, biocompatible hydrophilic thermoset coating using interpenetrating hydrogel networks |
EP3562524B1 (en) | 2016-12-27 | 2021-04-07 | Boston Scientific Scimed Inc. | Degradable scaffolding for electrospinning on a medical device |
KR102272529B1 (ko) | 2019-12-09 | 2021-07-02 | 사회복지법인 삼성생명공익재단 | 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템 |
CN115287823A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-11-04 | 青岛大学 | 一种长效带电和孔径分级纳米膜的制备方法及应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6463335B1 (en) * | 1999-10-04 | 2002-10-08 | Medtronic, Inc. | Temporary medical electrical lead having electrode mounting pad with biodegradable adhesive |
US7091412B2 (en) * | 2002-03-04 | 2006-08-15 | Nanoset, Llc | Magnetically shielded assembly |
JP2009507577A (ja) * | 2005-09-08 | 2009-02-26 | カーディアック ペースメーカーズ インコーポレイテッド | 医療用リードのための薬剤溶出被覆およびそのための方法 |
WO2013025465A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method for coating devices using electrospinning and melt blowing |
CN103143114A (zh) * | 2011-10-14 | 2013-06-12 | 索林Crm联合股份公司 | 可在静脉、动脉或淋巴网络中植入的,用于感测/刺激的微导线 |
CN104540542A (zh) * | 2012-08-14 | 2015-04-22 | 心脏起搏器股份公司 | 具有设置有纹理绝缘层的内部导体的引导件 |
Family Cites Families (67)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU132800A1 (ru) | 1960-01-29 | 1960-11-30 | И.Н. Баландина | Способ получени волокна из водных суспензий политетрафторэтилена |
GB1527592A (en) | 1974-08-05 | 1978-10-04 | Ici Ltd | Wound dressing |
DE19733662C2 (de) | 1997-08-04 | 2001-05-23 | Deutsche Telekom Mobil | Verfahren und Vorrichtung zur kundenseitigen Personalisierung von GSM-Chips |
US5861023A (en) | 1997-12-16 | 1999-01-19 | Pacesetter, Inc. | Thrombus and tissue ingrowth inhibiting overlays for defibrillator shocking coil electrodes |
WO2005032400A2 (en) | 2003-10-06 | 2005-04-14 | Nicast Ltd. | Method and apparatus for coating medical implants |
US7020529B2 (en) | 2001-05-02 | 2006-03-28 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Defibrillation electrode cover |
US20030100944A1 (en) | 2001-11-28 | 2003-05-29 | Olga Laksin | Vascular graft having a chemicaly bonded electrospun fibrous layer and method for making same |
US20030225439A1 (en) | 2002-05-31 | 2003-12-04 | Cook Alonzo D. | Implantable product with improved aqueous interface characteristics and method for making and using same |
JP2004119113A (ja) | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Yazaki Corp | 撚線導体 |
US7794494B2 (en) | 2002-10-11 | 2010-09-14 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Implantable medical devices |
US6737158B1 (en) | 2002-10-30 | 2004-05-18 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Porous polymeric membrane toughened composites |
US8313759B2 (en) | 2003-03-06 | 2012-11-20 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Implantable or insertable medical devices containing miscible polymer blends for controlled delivery of a therapeutic agent |
EP1677849A1 (en) | 2003-10-14 | 2006-07-12 | Cube Medical A/S | A balloon for use in angioplasty |
WO2005049105A2 (en) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Angiotech International Ag | Medical implants and anti-scarring agents |
WO2005065578A2 (en) | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Nicast Ltd. | Vascular prosthesis with anastomotic member |
US20080027531A1 (en) | 2004-02-12 | 2008-01-31 | Reneker Darrell H | Stent for Use in Cardiac, Cranial, and Other Arteries |
US20060025852A1 (en) | 2004-08-02 | 2006-02-02 | Armstrong Joseph R | Bioabsorbable self-expanding endolumenal devices |
US7507433B2 (en) | 2004-09-03 | 2009-03-24 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Method of coating a medical device using an electrowetting process |
US20060264577A1 (en) | 2005-04-08 | 2006-11-23 | Rudolf Faust | Capping reactions in cationic polymerization; kinetic and synthetic utility |
EP1885282A4 (en) | 2005-05-17 | 2010-05-05 | Nicast Ltd | IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE WITH ELECTRIC CHARGE |
WO2007003199A1 (en) | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Millimed A/S | An electrospinning apparatus and process |
WO2008048237A2 (en) | 2005-09-08 | 2008-04-24 | Drexel University | Braided electrodes |
US20070067882A1 (en) | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Liliana Atanasoska | Internal medical devices having polyelectrolyte-containing extruded regions |
JP4777760B2 (ja) | 2005-12-01 | 2011-09-21 | 株式会社Snt | 網目状構造体を含む複合構造体 |
WO2007102606A1 (ja) | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Teijin Limited | 足場材料 |
US20070219618A1 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Cully Edward H | Endoprosthesis having multiple helically wound flexible framework elements |
US7881808B2 (en) | 2006-03-29 | 2011-02-01 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Conductive polymeric coating with optional biobeneficial topcoat for a medical lead |
US7737060B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-06-15 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical devices containing multi-component fibers |
US7689291B2 (en) | 2006-05-01 | 2010-03-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Lead with fibrous matrix coating and methods related thereto |
WO2008008266A2 (en) | 2006-07-07 | 2008-01-17 | University Of Pittsburgh- Of The Commonwealth System Of Higher Education | Biohybrid elastomeric scaffolds and methods of use thereof |
US9180279B2 (en) | 2006-08-07 | 2015-11-10 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Inflatable imbibed polymer devices |
US8311606B2 (en) | 2006-09-20 | 2012-11-13 | Cardiac Pacemakers Inc. | Conductive polymer patterned electrode for pacing |
US20100166854A1 (en) | 2006-10-30 | 2010-07-01 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Electrospun matrices for delivery of hydrophilic and lipophilic compounds |
WO2008060333A1 (en) | 2006-11-17 | 2008-05-22 | University Of Massachusetts Lowell | Functional hydrocarbon polymers and process for producing same |
US8500431B2 (en) | 2006-11-30 | 2013-08-06 | The University Of Akron | Electrospinning control for precision electrospinning of polymer fibers |
US7743973B2 (en) | 2006-11-30 | 2010-06-29 | David Todjar Hegami | Thumb-actuated candy or mint box |
KR101537237B1 (ko) | 2006-11-30 | 2015-07-16 | 더 유니버시티 오브 아크론 | 폴리이소부틸렌 및 그 제조방법 |
JP2008253297A (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Univ Kansai Medical | 医療用チューブ |
JP5620631B2 (ja) | 2007-05-23 | 2014-11-05 | 三菱レイヨン株式会社 | 細胞培養用足場材料、その製造方法、細胞培養用モジュール |
US8586637B2 (en) | 2007-06-26 | 2013-11-19 | Dais Analytic Corporation | Stable and compatible polymer blends |
WO2009051945A1 (en) | 2007-10-15 | 2009-04-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Conductive composite electrode material |
JP2010540105A (ja) | 2007-10-19 | 2010-12-24 | カーディアック ペースメイカーズ, インコーポレイテッド | 繊維性電極材料 |
US8714776B2 (en) | 2008-05-13 | 2014-05-06 | Research Triangle Institute | Porous and non-porous nanostructures and application thereof |
WO2009158609A1 (en) | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Polyisobutylene urethane, urea and urethane/urea copolymers and medical devices containing the same |
JP2012501219A (ja) | 2008-08-27 | 2012-01-19 | ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド | 治療薬送達のための無機コーティングを有する医療用デバイス |
US8364281B2 (en) | 2008-11-07 | 2013-01-29 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Implantable lead |
EP2373638A4 (en) | 2008-12-04 | 2014-01-15 | Univ Akron | POLYMER COMPOSITION AND DIALYSEMEMBRANE PRODUCED FROM THE POLYMER COMPOSITION |
US9574043B2 (en) | 2009-01-12 | 2017-02-21 | University Of Massachusetts Lowell | Polyisobutylene-based polyurethanes |
US8257640B2 (en) | 2009-08-07 | 2012-09-04 | Zeus Industrial Products, Inc. | Multilayered composite structure with electrospun layer |
US20130238086A1 (en) | 2009-01-16 | 2013-09-12 | Zeus Industrial Products, Inc. | Electrospun PTFE Encapsulated Stent & Method of Manufature |
US20130268062A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Zeus Industrial Products, Inc. | Composite prosthetic devices |
JP5236819B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2013-07-17 | カーディアック ペースメイカーズ, インコーポレイテッド | 多孔性のファイバー電極コーティングおよび関連する方法 |
US8155759B2 (en) | 2009-03-20 | 2012-04-10 | Innovia, Llc | Pacemaker lead and method of making same |
US20110021899A1 (en) | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Surmodics, Inc. | Conductive polymer coatings |
US8644952B2 (en) | 2009-09-02 | 2014-02-04 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Medical devices including polyisobutylene based polymers and derivatives thereof |
US8374704B2 (en) | 2009-09-02 | 2013-02-12 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Polyisobutylene urethane, urea and urethane/urea copolymers and medical leads containing the same |
US20110196464A1 (en) | 2010-02-09 | 2011-08-11 | Leonard Pinchuk | Pacemaker Lead and Method of Making Same |
JP2012047969A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Gunze Ltd | ポリフッ化ビニリデン系樹脂の導電性透明無端ベルト |
US20130131765A1 (en) | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Jeannette C. Polkinghorne | Fibrous matrix coating materials |
WO2013112793A1 (en) | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Zeus Industrial Products, Inc. | Electrospun porous media |
US9775933B2 (en) | 2012-03-02 | 2017-10-03 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Biocompatible surfaces and devices incorporating such surfaces |
CN104704046A (zh) * | 2012-10-16 | 2015-06-10 | 大金工业株式会社 | 高介电性膜 |
US20140180117A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Volcano Corporation | Preparation and Application of a Piezoelectric Film for an Ultrasound Transducer |
JP2015017154A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 国立大学法人 筑波大学 | ポリフッ化ビニリデン粒子の製造方法 |
US20150025608A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Lubricious, biocompatible hydrophilic thermoset coating using interpenetrating hydrogel networks |
AU2015301432B2 (en) * | 2014-08-15 | 2019-11-21 | The Johns Hopkins University | Composite material for tissue restoration |
JP2016160307A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 公立大学法人大阪市立大学 | ポリフッ化ビニリデン膜の製造方法 |
-
2016
- 2016-07-22 EP EP16747945.0A patent/EP3325084B1/en active Active
- 2016-07-22 CN CN201680042141.7A patent/CN107847737B/zh active Active
- 2016-07-22 WO PCT/US2016/043580 patent/WO2017019513A1/en active Application Filing
- 2016-07-22 JP JP2017564735A patent/JP6490839B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-07-22 US US15/217,178 patent/US9855415B2/en active Active
- 2016-07-22 AU AU2016297810A patent/AU2016297810B2/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6463335B1 (en) * | 1999-10-04 | 2002-10-08 | Medtronic, Inc. | Temporary medical electrical lead having electrode mounting pad with biodegradable adhesive |
US7091412B2 (en) * | 2002-03-04 | 2006-08-15 | Nanoset, Llc | Magnetically shielded assembly |
JP2009507577A (ja) * | 2005-09-08 | 2009-02-26 | カーディアック ペースメーカーズ インコーポレイテッド | 医療用リードのための薬剤溶出被覆およびそのための方法 |
WO2013025465A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method for coating devices using electrospinning and melt blowing |
CN103143114A (zh) * | 2011-10-14 | 2013-06-12 | 索林Crm联合股份公司 | 可在静脉、动脉或淋巴网络中植入的,用于感测/刺激的微导线 |
CN104540542A (zh) * | 2012-08-14 | 2015-04-22 | 心脏起搏器股份公司 | 具有设置有纹理绝缘层的内部导体的引导件 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
穿戴式医疗仪器的发展趋势;滕晓菲,张元亭;《中国医疗器械杂志》;20061031;第30卷(第5期);330-340 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018517512A (ja) | 2018-07-05 |
AU2016297810A1 (en) | 2017-12-21 |
CN107847737A (zh) | 2018-03-27 |
EP3325084B1 (en) | 2019-08-21 |
AU2016297810B2 (en) | 2018-05-17 |
US9855415B2 (en) | 2018-01-02 |
WO2017019513A1 (en) | 2017-02-02 |
US20170021160A1 (en) | 2017-01-26 |
JP6490839B2 (ja) | 2019-03-27 |
EP3325084A1 (en) | 2018-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6268207B2 (ja) | 医療用電気リード線及びその形成方法 | |
CN107847737B (zh) | 具有生物稳定的pvdf基材料的医用电引线 | |
US9814890B2 (en) | Styrene-isobutylene copolymers and medical devices containing the same | |
US11155933B2 (en) | Lubricious, biocompatible hydrophilic thermoset coating using interpenetrating hydrogel networks | |
AU2013347996B2 (en) | Medical electrodes with layered coatings | |
EP2205312A2 (en) | Fibrous electrode material | |
WO2010107530A2 (en) | Porous fiber electrode coating and related methods | |
US9289594B2 (en) | Leads incorporating a laser processed electrode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |