DD249635A1

DD249635A1 - ELECTRODE HEAD FOR IMPLANTABLE BODY ELECTRODES

Info

Publication number: DD249635A1
Application number: DD29092586A
Authority: DD
Inventors: Rudi Danz; Hans-Detlev Haberland; Wolfgang Kuenstler; Kurt-Bernd Otte; Wolfgang Stark
Original assignee: Dresden Ultraschalltech
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1986-06-04
Publication date: 1987-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrodenkopf fuer Koerperelektroden, z. B. fuer Reizelektroden zur Kardiostimulation. Die Koerperelektroden bestehen im allgemeinen aus einer metallischen Zuleitung, die mit einer koerpervertraeglichen Isolierung versehen ist, sowie einen Elektrodenkopf am Ende der Zuleitung. Die erfindungsgemaesse Aufgabenstellung wird dadurch geloest, dass auf ein inertes Elektrodenkopfmaterial ganz oder teilweise eine Polymerschicht mit einer eingespeicherten Volumenladung aufgebracht ist. Diese Schicht kann bezueglich ihrer geometrischen Ausdehnung verschiedenartig ausgebildet sein.The invention relates to an electrode head for body electrodes, z. B. for stimulation electrodes for cardiostimulation. The body electrodes generally consist of a metallic lead, which is provided with a body-compatible insulation, and an electrode head at the end of the feed line. The inventive task is solved by wholly or partially applied to an inert electrode head material is a polymer layer with a stored volume charge. This layer may be designed differently with respect to its geometric extension.

Description

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field of use

Die Erfindung betrifft einen Elektrodenkopf für Körperelektroden, z.B. für Reizelektroden zur Kardiostimulation. Die Körperelektroden bestehen im allgemeinen aus einer metallischen Zuleitung, die mit einer körperverträglichen Isolierung versehen ist sowie einem Elektrodenkopf am Ende der Zuleitung. Der Elektrodenkopf der verschiedene geometrische Formen besitzen kann, wird im Herzmuskel verankert. Sein Aufbau bestimmt im wesentlichen die Leistungsfähigkeit des künstlichen Stimulationssystems, das aus dem implantierbaren Herzschrittmacher und der Körperelektrode besteht.The invention relates to an electrode head for body electrodes, e.g. for stimulation electrodes for cardiostimulation. The body electrodes generally consist of a metallic lead, which is provided with a biocompatible insulation and an electrode head at the end of the feed line. The electrode head, which may have different geometric shapes, is anchored in the heart muscle. Its construction essentially determines the performance of the artificial stimulation system consisting of the implantable pacemaker and the body electrode.

Characteristic of the known technical solution

Der Elektrodenkopf wird intraoperativ bedingt durch die geometrische Form im Herzmuskel verankert und wächst postoperativ übereinen längerenZeitraum in den Herzmuskel ein. Dabei kommt esam Elektrodenkopf zu Gewebereaktionen, die sichjn einer zeitlichen Veränderung der Reizschwelle quantitativ nachweisen lassen.The electrode head is anchored intraoperatively due to the geometric shape in the heart muscle and grows postoperatively over a longer period in the heart muscle. In this case, the electrode head leads to tissue reactions, which can be quantitatively detected in a temporal change of the stimulation threshold.

Die Gewebereaktion um den Elektrodenkopf zeigt das Bild einer regulären Wundheilung, in deren Verlauf sich um den Elektrodenkopf ein Granulations- bzw. Narbengewebe ausbildet dessen Dicke zu einer Abnahme der effektiven Stromdichte im Myokrad führt. Im Ergebnis der Wundheilung stellen sich dann chronische Reizschwellenwerte ein, deren langzeitstabiler Wert um den Faktor 1,5...2,5 über den akuten Werten liegt.The tissue reaction around the electrode head shows the image of a regular wound healing, in the course of which a granulation or scar tissue forms around the electrode head, the thickness of which leads to a decrease in the effective current density in the myocardium. As a result of wound healing, chronic stimulus threshold values are established whose long-term stable value is 1.5 to 2.5 times the acute values.

In der Praxis werden eine Reihe von inerten Elektrqdenmaterialien eingesetzt, die eine gewisse Korrosionsfestigkeit besitzen und deren elektrokatalytisches Reaktionsvermögen herabgesetzt wurde. Überwiegend sind diese Elektrodenköpfe aus rostfreiem Stahl, Platin-Iridium, Elgiloy, Titan, Graphit und Glaskohlenstoff mit einer effektiven Elektrodenoberfläche um 10mm².In practice, a number of inert Elektrqdenmaterialien be used which have a certain corrosion resistance and the electro-catalytic reactivity has been reduced. Predominantly, these electrode heads are made of stainless steel, platinum-iridium, elgiloy, titanium, graphite and glassy carbon with an effective electrode surface area around 10mm ² .

Die der Erfindung am nahestehendste Elektrode besitzt einen Elektrodenkopf mit einer halbkugelförmigen Stimulationsfläche aus Glaskohlenstoff. Die Elektrodenoberfläche ist aufgerauht.The closest electrode to the invention has an electrode head with a hemispherical glassy stimulation surface. The electrode surface is roughened.

Die mit diesem Elektrodenkopf versehene Elektrode besitzt den Nachteil, daß zwar über eine niedrige akute Reizschwelle die Auswirkungen des postoperativen Reizschwellenanstieges minimiert wurden, der postoperative Entstehungsprozeß des Reizschwellenanstieges wurde jedoch nicht beeinflußt. Dam it treten insbesondere Unsicherheiten im Langzeitverhalten ein, die nicht kalkuliert werden können.The electrode provided with this electrode head has the disadvantage that, although the effects of the postoperative stimulation threshold increase were minimized over a low acute stimulus threshold, the postoperative formation process of the stimulation threshold increase was not influenced. In particular, uncertainties in long-term behavior occur that can not be calculated.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Langzeitstimulation des Herzens durch die Optimierung des Stromüberganges von der Körperelektrode zum Herzmuskel durch Verminderung der chronischen Reizschwellenerhöhung.The aim of the invention is to improve the long-term stimulation of the heart by optimizing the passage of current from the body electrode to the heart muscle by reducing the chronic stimulation threshold increase.

Explanation of the essence of the invention

Es besteht die Aufgabe, einen Elektrodenkopf anzugeben, der durch eine eingespeicherte Volumenladung eine Degenerierung des zu stimulierenden Gewebes in der unmittelbaren Umgebung des Elektrodenkopfes von vornherein ausschließt. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einem Elektrodenkopf aus einem an sich bekannten inerten Metall unabhängig von der Kopfform eine Polymerschicht aufgebracht ist, in die eine Volumenladung eingespeichert ist. Dabei kann erfindungsgemäß die Polymerschicht ganz oderteilweise aufgebracht sein. Gemäß der Erfindung ist die PolymerschichtIt is the object to provide an electrode head which excludes a degeneration of the tissue to be stimulated in the immediate vicinity of the electrode head from the outset by a stored volume charge. The object of the invention is achieved in that a polymer layer is applied to an electrode head made of a known inert metal, regardless of the head shape, in which a volume charge is stored. In this case, according to the invention, the polymer layer can be applied completely or partially. According to the invention, the polymer layer is

streifen- oder gitterförmig bzw. ring- oder kreisförmig ausgebildet. Beschichtete und unbeschichtete Flächen grenzen so jeweils aneinander. Erfindungsgemäß besteht die Polymerschicht vorzugsweise aus einem Copolymer wie Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen. Sie besitzt eine Dicke von 12,um.strip-shaped or lattice-shaped or ring-shaped or circular. Coated and uncoated surfaces border each other in this way. According to the invention, the polymer layer preferably consists of a copolymer such as tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene. It has a thickness of 12 to.

Es liegt jetzt ein Elektroden kopf vor, der aufgrund seiner Oberflächen ladung positive Auswirkungen auf den Verlauf der Wundheilung an der Implantationsstelle ausübt. Zudem wird durch die Polymerschicht unter Beibehaltung der üblichen Elektrodenkopfoberfläche die elektrisch wirksame Fläche verkleinert, was zu einer Impedanzerhöhung und damit zu einer Reduzierung des von der Elektrode an das Herz abgegebenen Stimulatiorrsstromes führt. Dies wird durch eine geometrische Ausgestaltung der Polymerschicht begünstigt, die einerseits an der nicht beschichteten Fläche des Elektrodenkopfes hohe Feldstärken ermöglicht, andererseits durch Isolation der Elektrodenflächen, die keinen Beitrag zur Feldstärke leisten, den Stimulationsstrom verringert. Die chronische Reizschwellenerhöhung ist drastisch herab gesetzt worden.There is now an electrode head before, which exerts positive effects on the course of wound healing at the implantation site due to its surface charge. In addition, the electrically effective area is reduced by the polymer layer while maintaining the usual electrode head surface, which leads to an increase in impedance and thus to a reduction of the stimulus current delivered by the electrode to the heart. This is promoted by a geometric configuration of the polymer layer, which on the one hand enables high field strengths on the uncoated surface of the electrode head, and on the other hand reduces the stimulation current by insulating the electrode surfaces, which do not contribute to the field strength. The chronic stimulation threshold increase has been drastically lowered.

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die Figur 1 zeigt einen beschichteten Elektrodenkopf 1 mit einer Elektrodenzuleitung 2. Der Elektrodenkopf 1 besteht aus reinem Titan und ist zylinderförmig ausgebildet, wobei die Kante 3 der Seite 4, die dem Herzmuskelgewebe zugewandt ist, stark abgerundet wird. Auf die glatte Oberfläche ist die Polymerschicht 5 in die eine Volumenladung eingespeichert, ring- oder kreisförmig aufgebracht.The invention will be explained below using an exemplary embodiment. 1 shows a coated electrode head 1 with an electrode lead 2. The electrode head 1 is made of pure titanium and is cylindrical, wherein the edge 3 of the side 4, which faces the heart muscle tissue, is strongly rounded. On the smooth surface of the polymer layer 5 is stored in the volume charge, ring or circular applied.

Claims

1. electrode head for implantable body electrodes consisting of an inert material, characterized in that on the inert material wholly or partially a polymer layer is applied with a stored volume charge.

2. electrode head according to item 1, characterized in that the polymer layer is annular or circular.

3. electrode head nach.Punkt 1, characterized in that the polymer layer is strip or lattice-shaped so that alternately coated and uncoated surfaces adjoin one another.

4. electrode head according to item 1, characterized in that the polymer layer consists of a copolymer, for example tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene with a thickness of 12μΐη.