DE2950022A1

DE2950022A1 - Elektrischer leiter zur implantation in den meschlichen koerper

Info

Publication number: DE2950022A1
Application number: DE19792950022
Authority: DE
Inventors: Sergej Semenovi&ccaron; Moskva Grigorov; Ravil Nigame&ccaron;anovi&ccaron; Mo&scaron;ai&scaron; Nazyrov; Nikolai Leonidovi&ccaron; Istra Moskovskaja oblast' Pravovoerov; Lidia Semenovna Istra Moskovskaja oblast' Turova
Original assignee: KARDIOLOG N TS AKAD MED V
Current assignee: KARDIOLOG N TS AKAD MED V
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2950022C2; US4273137A

Description

PATENTANWÄLTE ^ ^

D«. ING. E. HOFFMANN (1930-1*70) . Dl PL.-I N G. W. E ITLE ■ 0 R. R E R. N AT. K. H O FFMAN N . D I Pl.-1 N G. W. LEH N

DIPL.-INC. K. FOCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN AtABtUASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-βΟΟΟ MO N CH EN 81 ■ TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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VSESOJUZNY KARDIOLOGICHESKY NAUCHNY TSENTR AKADEMII MEDITSINSKIKH NAUK SSSR, Moskau/UdSSR

ELaLTRISCRgR LEITaR ZUR IMPLANTATION Ul DEH MENSCHLICHEN KÖRPER

Die Erfindung bezieht sich auf den medizinische Gerätebau, auf Elektrostimulatoren für Gewebe und Organe und betrifft insbesondere elektrische Leiter zur Inplantation in den menschlichen Körper.

Der elektrische Leiter zur Implantation in den menschlichen Körper ist für die Übertragung von elektrischen Impulsen von einer üinerjj ie quelle zum Or^an des Lenschenkörpers bestimmt. Der elektrische Leiter ist das wichtigste ilement der jilektrodenkonstruktion. iir inuB durch hohe Festigkeit und befriedigende Korrosionsbeständigkeit in dem Liedium des leoendigen Organismus gekennzeichnet sein. Darüber hinaus muß er ungif-

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tig und ausreichend elektrisch leitendsein, um maximal die elektrischen Verluste in dem Leiter zu vermindern.

Es ist bereits ein elektrischer Leiter zur Implantation in den menschlichen Körper bekannt, der in der bipolarer Sndokardialelektrode Modell 6901 der Firma "Ledtronic" Verwendung findet.

Der bekannte Leiter ist ens einer nickellegierung in Form einer zylindrischen Schraubenfeder, was eine gute 3iegsamkeit gewährleistet, heroes teilt. 3ei einer Länge von 58 cm beträgt sein elektrischer Widerstand 75 Ohm, bei einer Länge von ö5 cm 105 Ohm.

Dieser Leiter hat hohe Festigkeit, hinreichend hohe Korrosionsbeständigkeit, aber auch hohen Widerstand, an dem unproduktiv die in der Speisequelle des Stimulators gespeicherte Energie verbraucht wird, wodurch die gesamte Lebensdauer des implantierten Gerätes verkürzt wird.

jelcannt ist außerdem ein elektrischer Leiter zur Implantation in den menschlichen Körper, der als Isolationshülle und in dieser untergebrachte gewundene Leitungsfaser ausgeführt ist. Jede Faser ist in Form eines Röhrchens aus .kohlenstoff ausgeführt, v,eiches mit einem elastischen Stoff (bariumsulfat) (s. beispielsweise den Urheberschein der UdoSH I\⁷r. 251404_; 19¹Sc) gefüllt ist.

Die Zerreißfestigkeit eines solchen Leiters mit einen Durchmesser 2...4mm undeiner Länge 50 ... 150 cm oetrügt 5 ·· ö kg (was GT- = 2 kp/mm entspricnt), der elektrische Widerstand

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beträgt ungefähr 100 Ohm. Das heißt, daß ein solcher Leiter nicht für einen dauerhaften Betrieb bei der Elektrostimulation von Geweben und Orgarien wegen der ungenügenden Festigkeit und elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgaoe zugrunde, einen elektrischen Leiter zur Implantation In den menschlichen Kcrner zu schaffen, der durch hone elektrische Leitfähigkeit bei hinreichend hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit im lebendigen Organismus gekennzeichnet ist.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem elektrischen Leiter zur Implantation in den menschlichen Körner, der einellsolationshülle und eine indtesa: untergebrachte leitende Faser in Form von Röhrchen mit einem Füllstoff enthält, gemäß der ürfindung die fiöhrchen aus einer hochfesten, korrosionsbeständigen, ungiftigen Legierung und der Füllstoff aus einem Metall oder einer Legierung mit hoher Leitfähigkeit ausgeführt sind.

Es ist zweckmäßig, die fiöhrchen aus nichtrostendem Stahl und den Füllstoff aus Silber oder aus leitenden Silberlegierungen auszuführen.

Man kann auch die Röhrchen aus üobaltlegierungen und den Füllstoff aus Silber odor leitenden Silberlegierungen ausführen.

Darüber hinaus kann man die Röhrchen aus Kobaltle^ierungen oder nichtrostenden Stahlen und den Füllstoff aus Lupfer

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oder aus leitenden Kupferlegierungen ausführen.

Der erfindungsgemäiJ ausgeführte elektrische Leiter weist hohe elektrische und mechanische Kenndaten auf, was ein dauerhaftes und zuverlässiges Arbeiten desselben bei der Implan tation in den rrenschlichen Körper sichert. Außerdem gestattet der niedrige Widerstand des Leiters, sparsamer die Energie der Speisequelle zu verbrauchen, was die Leoensdauer des Stimulators erhöht und damit die Zeit zwischen den Operationen zur Auswechselung des den Snergievorrat verbrauchenden Slektrostimulators verlängert.

Kachstehend ist die Erfindung durch die Beschreibung konkreter Ausführungsbeisniel mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen elektrischen Leiter zur Implantation in den menschlichen Körper im Satz mit je einem Kontaktkopf und einem Distalkopf des Eleiitrokardiostimulators;

Fig. 2 einen querschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten elektrischen Leiter, ohne Hülle, vergrößert.

Der elektrische Leiter zur Implantation in den rrenschlichen κ örper ist in dieser Variante in Veroindung mit den Elementen einerEndgkardonalelektrode gezeigt, da gerade in diesem i'alle der Stimulation den Herzmuskel der elektrische Leiter sich unter der. schwersten Bedingungen bezüglich dor Festigkeit und Zuverlässigkeit befindet.

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In einem Jahr, bei einem Fhythmus von 70 Stößen in der Minute wird das Herz 36»ö '-In. Mal kontrahiert. Darüber hinaus finden synchrone Tätigkeit der Herzvorkanimern und Atembewegungen scatc, was zu einer sehr komplizierten Bewegung der Elektroden iührt. Deshalb sind die Elektroden, die für einen Betrieb im Laufe von bis 10 Jahren ausgelegt sind, dauerhaften mechanischen Biegebelastungen (bis 4.10 alternierenden Zyklen), Verdreh- und Dehnbeanspruchungen ausgesetzt.

Der elektrische Leiter 1 (j?ig· 1, 2) enthält eine zu einer eingängigen bzw. mehrgängigen Spirale gewundene und in einer'elastischei Isolationshülle 3 aus Silikongummi untergebrachte biegsame Litze 2 aus leitenden Fasern. Die Hülle 3 gewährt dem Leiter Schutz vor Einwirkungen des biologischen Mediums und verhindert Stroinableitungen. Die spiraüge wicklung des Leiters sichert die Bildung eines lichten Abstandes für den Führungsstab, der beispielsweise bei der oransvenösen Implantation erforderlich ist. Die Enden des Leiters sind frei von der Isolationshülle 3 und sind jeweils an den Jistalkopf 4 und an den ixontaktkopf 5 der Elektrode angeschlossen.

Jede Faser der Litze 2 stellt ein Röhrchen 6 aus hochfester, korrosionsbeständiger, ungiftiger Legierung mit Füllstoff 7 aus j'Jetall bzw. !Metallegierung dar. Damit ^eim Betrieb die Litze nicht in einzelne Fasern zerfällt, ist eine Hilfshülle ä vorgesehen, die fest die Litze 2 umfaßt und aus dem gleichen ."..aterialwiedieKöhrchen 6 ausgeführt ist.

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Als Material für die Röhrchen 6 kann nichtrostender Stahl benutzt werden, der folgende Zusammensetzung in iiassenprozenten hat:

Kohknstoff - 0,12

Mangan - 1 ... 2 C¹)

Chrom- 17 ...

Nickel - 9 ...

Titan - (c - Ο,Ο2)·5-Ο,7

Eisen - Best,

oder nichtrostender Stahl, der folgende Zusammensetzung in tlassenprozenten hat:

Kofcfenstoff - 0,08

Mangan - 1 - 2

Chrom - 1? - 19 (II)

Nickel - 9 -

Titan - 5.c - 0,6

Selen bzw. Tellur - 0,18 - 0,35

Bisen - Rest

bzw. Kobaltlegierung, die folgende Zusammensetzung in I.Iassenprozenten hat:

Kohlenstoff - 0,05

Silizium- O,S

Mangan - 1,8 - 2,2 (III)

Kobalt- 39 -

Nickel - 15 -

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Chrom - 26 -

Molybdän - 6,4 - 7,4

Tantal - von 1 bis 3»

bzw. Stahl, der folgende Zusammensetzung in massenProzenten hat:

Kohlenstoff - 0,15

Mangan - 2

Nickel - 15 (IV)

Chrom - 20

Kobalt - .- 40

Molybdän - 7

Berillium - 0,04

Eisen - Rest.

Als Material für den Füllstoff 7 können Silber oder schwachlegierte leitende Legierungen auf dessen Grundlage, zum Beispiel eine Legierung mit folgender Zusammensetzung in i.:assenprozenten oenutzt werden:

Polladium - 0,5

Nickel - 0,15

Magnium - 0,05 (V)

Silber - Rest

bzw. eine Legierung mit folgender Zusammensetzung in Jassen-Prozenten:

Nickel - Q_t2

Lagniun - 0,3 (VI)

Silber - Rest

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bzw. eine Legierung mit folgender Zusammensetzung in Iv'assen-Prozenten:

Kupfer - 2,0

Nickel - 2,0 (VII)

Silber - Rest.

Als Material für das Füllmittel 7 kann man auch Kupfer mit Beimengungen von nicht über 0,1 ... 0,04 i.Iassenprozenten oder niedriglegierte leitende Kupferlegierungen benutzen, zum Beispiel, eine Legierung, die folgende Zusammensetzung in uiassenprozenten hat:

Chrom- 0,3

Zirkonium - 0,2 (VIII)

Kupfer- Rest.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde ein elektrischer Leiter (zweigängige Spirale) hergestellt, bei dem die .Röhrchen 6 und die Hülle Ö aus nichtrostendem Stahl mit einer Zusammensetzung gemäß (i) und das Füllmittel 7 der ßöhrchen 6 aus leitender Silberlegierung mit einer Zusammensetzung gemäß (V) ausgeführt sind. Der Außendurchmesser der Hülle β war 0,2 mm, der Durchmesser der Spirale 1,7 mm, die Länge des zu einer Spirale gebogenen Leiters d5 cm. Dieser Leiter hatte einen elektrischen tViderstand vcn 3,2 Cnm. Er wurde auf Haltbarkeit geprüft. Die Haltbarkeit (Anzahl der Zyklen bis zur

Zerstörung) bei einer Anfan^jsspannung von 44,4 kp/:aa und einer zyklischen Belastunj von 3000 Üabiegungen in der ;..inute betrug 1,0d'10^d Zyklen. '

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Kurz umrissen bezieht sich die Erfindung

auf einen elektrische Leiter zur Implantation in den irenschlichen Körper, der als aus Fasern gewickelte Litze ausgeführt ist. Jede Faser stellt ein Röhrchen 6 aus einer hochfesten korrosionsbeständigen ungiftigen Legierung mit einem Füllmittel 7 aus einem Metall bzw. einer Legierung mit hoher Leitfähigkeit dar. Die Litze ist zur Verfestigung in eine Hilfshülle 8 untergebracht.

Der erfindungsgemaße elektrische Leiter dient vorzugsweise zur Übertragung der elektrischen Energie von einer Energiequelle zum Kontaktkopf einer Endokardionalelektrode.

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Leerseite

Claims

HOFFMANN · ΙΙΓΓΙ.IC & 1 ARTiSJKU ^Γ '

OR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPl.-l NG. W. E ITlE · D R. R E R. NAT. K. H O F FM AN N · D I PL.-1 NG. W. LE H N

DIPl.-!NG. K. FOCHSLE · OR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEUASTRASSE « (STERNHAUS) · D-SOQO MO N C H E N 81 · TE LE FON (089) 911087 ■ TELE X 05-29619 (PATH E|

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Vsesojuzny Kardiologichesky Nauchny Tsentr Akademii Meditsinskikh Nauk SSSR, Moskau/UdSSR

ELEKTRISCHER LS ITiJR ZUR I IvIFLAK T AT I ON IN PEN MENSCHLICHEN KÖRPER

PATENTANSPRÜCHE :

, Π
/ 1/ Elektrischer Leiter zur Implantation in den menschlichen

Körper, der eine Isolationshülle und eine in dieser untergebrachte leitende Faser in Form von Röhrchen mit Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Röhrchen (6) aus einer hochfesten, korrosionsbeständigen, ungiftigen Legierung ausgeführt sind,

b) der Füllstoff (7) aus hochleitendem metall oder einer hochleitender Legierung ausgeführt ist.
2. -Elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß

a) die Röhrchen (6) aus nichtrostendem Scahl hergestellt sind,

b) der Füllstoff (7) aus Silber oder aus leitenden Silberlegierungen ausgeführt ist.
3. Elektriscner Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß

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a) die Röhrchen (6) aus Kobaitle^ierunsen ausgeführt sind,

b) der Füllstoff (7) aus Silber oder aus leitenden Sulberlegierungen ausgeführt ist.
4. Elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Röhrchen (6) aus Kobaltlegierungen bzw. aus nichtrostendem Stahl hergestellt sind,

b) der Füllstoff (7) aus Kupfer oder leitenden Kupferlegierungen ausgeführt ist.

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