DE60311056T2

DE60311056T2 - Nanoröhren-Beschichtung für implantierbare Elektrode

Info

Publication number: DE60311056T2
Application number: DE60311056T
Authority: DE
Inventors: Robert C. O'brien; Christine Frysz
Original assignee: Greatbatch Hittman Inc
Current assignee: Greatbatch Hittman Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: US7162308B2; DE60311056D1; CA2450843A1; EP1424095A1; EP1424095B1; JP2004216129A; US20050075708A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein Beschichtungen für implantierbare Elektroden, wie Schrittmacherelektroden, Neurostimulatorelektroden und Elektroporationselektroden und Abtastungselektroden. Die drei vorrangigen Erfordernisse für diese Elektrodenarten sind Biokompatibilität, Biostabilität und geringer Energieverlust. Im Allgemeinen ist das Biokompatibilitätserfordernis erfüllt, wenn der Kontakt der Elektrode mit Körpergewebe und Blut eine geringe oder keine Immunantwort des Körpers, insbesondere keine Thrombogenizität (Gerinnung) und Verkapselung der Elektrode mit fibrösem Gewebe, hervorruft. Das Biostabilitätserfordernis bedeutet, dass alle physikalischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften des Elektroden/Überzugs-Systems konstant und über die Lebensdauer des Patienten unverändert bleiben. Das Erfordernis des geringen Energieverlusts wird erfüllt, wenn die Elektrodenpolarisation minimal ist.
2. Stand der Technik
U.S.-Patent Nr. 4,602,637 (Elmqvist) beschreibt eine übliche Schrittmacherelektrode mit gesputtertem säulenförmigen Titannitrid als Beschichtungsmaterial. Diese Form von Titannitrid besitzt eine gute elektrische Leitfähigkeit, kombiniert mit einer hohen spezifischen Oberfläche, was zu günstigen Polarisations- und Abtast-Eigenschaften führt. Der Nachteil von Titannitrid ist jedoch, dass es die elektrischen Eigenschaften des umgebenden Gewebes nach der Implantation abbaut.
Dies tritt auf, sobald das Körpergewebe das säulenförmige Titannitrid in fibrösem Gewebe verkapselt, das eine niedrigere elektrische Leitfähigkeit als normales Gewebe besitzt.
Im Fall einer Schrittmacherelektrode erhöht fibrotisches Gewebe die Stimulationsschwelle. Die Stimulationsschwelle ist die minimale Energie, die erforderlich ist, um eine Herzkontraktion zu erzeugen. Dies beeinflusst wiederum die Lebensdauer der Batterie des Systems, so dass die medizinische Vorrichtung eher als erwünscht explantiert werden muss. Der Verkapselungsprozess interferiert ebenso mit der Abtastung des intrinsischen Millivolt-Signals, das vom Herzschrittmacher erfordert wird. In früheren Elektrodenkonstruktionen wurde das Problem der fibrotischen Verkapselung dadurch angegangen, dass ein Mittel zum Messen oder Eluieren einer steroidalen Medikation über die Zeit an die Stelle des Gewebekontakts inkorporiert wurde. Jedoch ist das Eluieren einer steroidalen Medikation an die Implantationsstelle nicht vollständig bei der Eliminierung der Erhöhung der Stimulationsschwelle wegen der Verkapselung wirksam. Anordnungen zur Eluierung einer steroidalen Medikation haben eine kurze Wirksamkeitsdauer und fügen dem System Kosten und Komplexität sowie ein Infektionsrisiko hinzu, und in vielen Fällen muss ein Teil der Oberfläche der Arbeitselektrode für die Funktion der Verabreichung der Medikation reserviert werden.
Andere Anstrengungen, das Problem der fibrotischen Verkapselung zu überwinden, sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,495,039 (Cerise et al.) und 4,612,100 (Edeling et al.) beschrieben. Dokument WO 02/068323 offenbart eine implantierbare Elektrode mit einem katalysierenden Überzug, der aus Eisen, Nickel, Kobalt oder einem Gemisch von Salzen hergestellt wurde. Das erstere Patent betrifft Elektroden, die aus pyrolytischem Kohlenstoff hergestellt sind, während das letztere auf Elektroden gerichtet ist, die mit amorphem, gesputtertem Kohlenstoff beschichtet sind. Diese Konstruktionen erfüllen das Erfordernis der verbesserten Biokompatibilität, aber sie haben nicht die hohen spezifischen Oberflächencharakteristiken von säulenförmigem Titannitrid und unterschreiten die Polarisations- und Abtasteigenschaften.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird eine implantierbare Elektrode bereitgestellt, die umfasst:

a) ein Substrat;
b) eine biokompatible und elektrisch leitende katalytische Beschichtung, die auf dem Substrat aufgebracht ist; und
c) eine Vielzahl von Kohlenstoff-haltigen Nanoröhrchen bzw. Nanoröhren ("nanotubes"), die an der Beschichtung anhaften.

Die vorliegende Beschichtung besteht aus einer Substratoberflächenschicht, die leitende Kohlenstoff-haltige Nanoröhrchen oder Nanoröhrchen aus anderem biokompatiblen leitenden Material umfaßt. Die Nanoröhrchen liegen in Form von einwändigen Nanoröhrchen (unter etwa 2 Nanometer im Durchmesser), mehrwändigen Nanoröhrchen (Struktur von konzentrischen Röhrchen), Nanorohr-Seilen, Kohlenstoff-Fasern und einer Kombination davon vor. Mehrwändige Nanoröhrchen sind konzentrisch gewachsene Nanoröhrchen. Nanorohr-Seile bestehen aus Mehrröhren von einwändigen oder mehrwändigen Nanoröhrchen, die parallel gebündelt sind, bis der Durchmesser sich typischerweise auf etwa 10 nm bis etwa 100 nm erhöht. Nanorohr-Seile entstehen am Substrat und wachsen auswärts. Sie können in einer parallelen, dicht gepackten Morphologie oder in einer verwirrten "haarigen" Morphologie wachsen. In beiden Fällen ist das Ergebnis eine Schicht, die aus Multiröhrchen von Nanoröhrchen besteht, wobei jede an einem oder beiden Ende(n) am Substrat anhaften. Die Nanoröhrchen können Kohlenstoff-haltig oder aus anderen leitenden und biokompatiblen Nanoröhrchen-bildenden Materialien, wie mit Kohlenstoff-dotiertem Bornitrid, sein.
Die resultierende Elektrode ist sowohl biokompatibel als auch biostabil, da die Beschichtung aus Nanoröhrchen kovalent an die Elektrodenoberfläche gebunden ist. Vorteilhafterweise zeigt die Elektrode wegen der deutlich erhöhten Oberflächenfläche, die durch die Nanoröhrchen verliehen wird, eine relativ geringe Polarisation. In dieser Hinsicht ahmt die Nanoröhrchen-Beschichtung die physikalische Struktur des konventionellen Sputter-beschichteten säulenförmigen Titannitrids nach. Die hervorragende Biokompatibilität der Nanoröhrchen-Beschichtungen vermindert oder eliminiert jedoch vorteilhafterweise das Erfordernis für ein Mittel, um eine steroidale Medikation in das die Elektrode umgebenden Gewebe abzugeben. Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf diesem Gebiet unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen zunehmend offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine Fotografie von Nanoröhrchen-Seilen, die auf einem Titansubstrat aus Acetylen bei 650°C gewachsen sind, bei einer 100 000-fachen Vergrößerung.
2A und 2B sind Fotografien bei 50 000-facher Vergrößerung von Nanoröhrchen-Faserkristallen, die auf einem Titansubstrat aus Methylacetylen-Propadien-Gas gewachsen sind, das durch Ammoniumhydroxid bei 550°C bzw. 650°C geblasen wurde.
3A und 3B sind Fotografien, die eine Nanoröhrchen-Beschichtung, die in situ auf einem Tantalsubstrat nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewachsen sind, bei 20 000-facher bzw. 50 000-facher Vergrößerung zeigen.
4 ist eine Fotografie bei 20 000-facher Vergrößerung, die eine Schicht von Nanoröhrchen zeigt, die an eine Glasoberfläche gebunden ist, wobei ein Iridiumoxid-Bindemittel nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wurde.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung einer Nanoröhrchenüberzogenen Elektrode erfolgt dies durch Kohlenwasserstoff-Zersetzung bei hoher Temperatur auf einem Substrat. Das Substratmaterial muss biokompatibel, elektrisch leitend und dazu fähig sein, die gewünschten Nanoröhrchen-Strukturen zu indizieren oder zu katalysieren. Bevorzugte Substratmaterialien umfassen Tantal, Titan, Zirkonium, Platin, Iridium und Niob. Ein anderes Grundmaterial kann verwendet werden, wenn das Substrat mit einer Beschichtung dieser Metalle oder mit einer Beschichtung eines Nitrids, Carbids, Carbonitrids oder Oxids dieser Metalle versehen ist. Ein Beispiel davon ist eine Tantal-Beschichtung auf einem Titansubstrat. Beide Materialien sind biokompatibel, allerdings ist Titan weniger teuer als Tantal.
Kohlenstoff ist ein anderes bevorzugtes Katalysatormaterial für das Wachstum von Nanoröhrchen. Vorzugsweise liegt der Kohlenstoff in Form einer bearbeiteten, gesinterten Kohlenstoffelektrode oder als dünner Film eines Kohlenstoff-haltigen Überzugs über einer verarbeiteten Metallelektrode vor. Sputtern ist ein bevorzugtes Verfahren für die Aufbringung eines relativ dünnen Films einer Kohlenstoffbeschichtung, wobei in diesem Fall die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoff besteht. Insbesondere wenn der gesputterte amorphe Kohlenstoff mit Stickstoff dotiert ist, wie beim Vorliegen von Stickstoff in dem Sputterprozessgas, ist der resultierende Film ein effektiver Katalysator für das nachfolgende Wachstum von Nanoröhrchen. Wenn Stickstoff bereitgestellt wird, liegt er vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 1 bis etwa 57 Atomprozent vor. Der Vorteil dieses Kohlenstoff-Nanoröhrchen/Kohlenstoff-Katalysator-Systems ist, dass die Elektroden-Gewebe-Grenzfläche auf verschiedene allotrope Formen des Kohlenstoffs beschränkt ist, die hochbiokompatible Materialien sind. Das heißt, wenn das Metallsubstrat zuerst mit gesputtertem amorphem Kohlenstoff versehen wird, wird es daran gehindert, Körperflüssigkeiten und Körpergewebe ausgesetzt zu sein. Wenn die Katalysatorschicht eher ein biokompatibles Metall als Kohlenstoff wäre, würde die poröse Nanoröhrchen-Schicht es dem Metall erlauben, Körperflüssigkeiten und Gewebe ausgesetzt zu sein.
U.S.-Patente Nr. 5,872,422 und 5,973,444, (beide Xu et al.) beschreiben ein konventionelles Verfahren für das Wachsten einer Kohlenstofffaser auf einem metallischen Substrat, wie zur Verwendung in einer Bildröhre. Die vorliegende Erfindung hat jedoch dieses Verfahren zur Herstellung einer Nanoröhrchen-beschichteten Elektrode adaptiert. Das Verfahren beginnt mit einem geformten Elektrodensubstrat, hergestellt aus oder beschichtet mit einem geeigneten Katalysatormaterial, das zuerst in eine geschlossene Kammer mit einer fließenden Wasserstoffatmosphäre eingebracht wird. Die Kammer wird auf eine Temperatur von etwa 350°C bis etwa 1150°C, bevorzugter von etwa 550°C bis etwa 850°C, erhitzt. Wenn die gewünschte Temperatur erreicht wird, wird der Kohlenwasserstoff-Fluss gestartet. Kohlenwasserstoffe, die für das Wachstum von Nanoröhrchen geeignet sind, sind gasförmig und umfassen Acetylen, Methylacetylen-Propadien (MAPP)-Gas und ein Gas der Paraffinserie, d. h. Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, etc. und Mischungen davon. Zusätzlich kann der Kohlenwasserstoff mit einem Ammoniak-Additiv ausgestattet werden, nachdem er durch eine Ammoniumhydroxid-Lösung geperlt (geblasen) wurde. Eine typische Beschichtungsbildungszeit beträgt etwa 5 Minuten bis etwa 1 Stunde, vorzugsweise etwa 15 Minuten. Das Kühlen erfolgt durch Wasserstoff. Die resultierenden Nanoröhrchen werden im Allgemeinen als Nanoröhrchen-Seile klassifiziert.
Das Plasma-unterstützte chemische Aufdampfen ist ein anderes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von einem Nanoröhrchen-überzogenen Elektrodensubstrat. Das Plasma-unterstützte CVD-Verfahren kann durch Mikrowellenanregung oder durch andere Mittel durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist bevorzugt, da die resultierenden Nanoröhrchen-Anordnungen hochgradiger ausgerichtet sind, was ein Ziel bei dem Versuch ist, eine herkömmliche säulenförmige Titannitrid-Beschichtung nachzuahmen.
Die Morphologie der Nanoröhrchen wird teilweise durch das Wasserstoffbasis („hydrogen source gas") beeinflusst. Beispielsweise ergibt Acetylen bei etwa 650°C Nanoröhrchen-Seile mit einem Durchmesser von etwa 20 bis 50 nm (1). Der Wechsel zu MAPP-Gas, das durch NH₃OH geperlt (geblasen) wird, mit einer Heiztemperatur von etwa 550°C ergibt grobe, dichter anhaftende, orientierte spitze, Kohlenstoff-Fasern (2A und 2B).
Alternativ sind lose unverbundene Nanoröhrchen an die Elektrodenoberfläche mittels einer Bindemittelbeschichtung als dünnem Film verbunden, die aus einem biokompatiblen Metall oder leitenden Metalloxid besteht, das mittels einer Vorläufer-Metallverbindung in flüssiger Form abgeschieden wird. Das Grundverfahren für die Abscheidung eines dünnen Films ist detailliert in dem U.S.-Patent Nr. 4,919,135 (Phillips) beschrieben, das hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. lose Nanoröhrchen sind kommerziell aus einer Vielzahl von Quellen erhältlich, beispielsweise: Nanostructured and Amorphous Materials, Inc. (Los Alamos, NM). Geeignete Bindemittelvorläufer umfassen Chloriridiumsäure (Wasserstoffhexachloriridat-IV-hydrat), Chlorplatinsäure, Titan-(IV)-chlorid, Zirkonium-(IV)-chlorid, Niob-(V)-chlorid, Tantal-(V)-chlorid und Mischungen davon. Das Bindemittel wird bei Raumtemperatur hergestellt, indem zuerst die Vorläuferverbindung des biokompatiblen Metalls in einem Lösungsmittel aufgelöst wird. Bevorzugte Lösungsmittel sind Alkohole, wie tert.-Butanol, Isopropanol und Ethanol.
Lose Nanoröhrchen werden dann in der Vorläufer-Lösung mit einer hohen Schergeschwindigkeit gemischt. Die resultierende homogene Mischung wird auf die Elektrodenoberfläche als dünner Film durch Eintauchen, Sprühen, mit einem Abstreifmesser, durch eine Tropfenanwendung oder in anderer Weise, bei der das Gemisch von Metall-Verbindung/Lösungsmittel/Nanoröhrchen damit in Kontakt gebracht wird, angewendet. Die Lösungsmittelentfernung erfolgt durch Trocknen des Substrats in einer erwärmten Atmosphäre. Dies erzeugt eine dünne Schicht aus Metallverbindung/Nanoröhrchen-Schicht auf der Elektrodenoberfläche. Eine Hitzebehandlung bei niedriger Temperatur wandelt die Metallverbindungsschicht in einen dünnen Komposit-Film aus Metall/Nanoröhrchen oder Metalloxid/Nanoröhrchen um. Dieser Schritt des Erhitzens wird bei einer Temperatur von etwa 300°C bis etwa 500°C im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 3 Stunden ausgeführt. Der resultierende dünne Film weist eine Dicke von etwa 100 bis 500 nm auf und ähnelt einem porösen Metallmatrix-Komposit mit dem biokompatiblen leitenden Metalloxid oder Metall als Matrix und den Nanoröhrchen als zweite Phase.
Im Fall von Iridiumoxid als Bindemittel, das aus Chloriridiumsäure hergestellt wird, wird das Iridiummetall leicht oxidiert, und ein Metalloxidbindemittel resultiert daraus. Die bevorzugte Umwandlungsatmosphäre ist Luft. Im Falle eines Bindermittels aus Platin, Titan, Zirkonium, Niob und Tantal oxidieren bei den verwendeten Temperaturen die entsprechenden Platin-, Titan-, Zirkonium-, Niob- und Tantalmetalle nicht. Stattdessen wird angenommen, dass das Erhitzen der Vorläufer dieser Metalle in einer inerten Atmosphäre, wie Argon, Stickstoff, Helium und einem Vakuum ein Metallbindemittel ergibt.
Die folgenden Beispiele beschreiben die Art und Verfahren für ein Nanoröhrchen-beschichtetes Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung und stellen die beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung dar, die von den Erfindern ins Auge gefasst wird.
BEISPIEL 1
Ein Tantalsubstrat wurde in einer geschlossenen Kammer eingebracht. Die Kammer wurde auf etwa 650°C erhitzt, wobei Wasserstoffgas durch die Kammer in einer Geschwindigkeit von etwa 1 Liter/min für etwa jede 20 cc des Reaktionsvolumens floss. Als die Reaktionskammer die gewünschte Temperatur erreicht hatte, wurden 0,5 Liter/min Acetylen zu dem Reaktionsgasstrom zugefügt. Nach etwa 15 Minuten wurde beobachtet, dass eine verwendbare Nanoröhrchen-Beschichtung in situ auf dem Tantalsubstrat gewachsen war. Die Fotografien in den 3A und 3B zeigen die resultierende in situ gewachsene Nanoröhrchen-Beschichtung auf dem Tantalsubstrat in 20 000-facher bzw. 50 000-facher Vergrößerung.
Eine verwendbare Nanoröhrchen-Beschichtung kann in ähnlicher Weise auf einem Substrat aus Titan, Zirkonium, Iridium, Platin, Niob und mit Stickstoff dotiertem amorphen Kohlenstoff oder fast jedem Substrat wachsen, das mit einem dünnen Film einer Beschichtung dieser Materialien versehen ist. Diese katalytischen oder keimbildenden Materialien haben biokompatible Eigenschaften, die ähnlich zu denen des Tantals sind.
BEISPIEL II
Das Beizen mit einer wässrigen Oxalsäure-Lösung bei 80°C während 1 Stunde reinigte eine Titanelektrodenspitze.
Eine Chloriridiumsäure-Lösung wurde durch Auflösen von 1 g Chloriridiumsäure in 35 ml Isopropylalkohol bei Raumtemperatur unter Rühren hergestellt. Loses Nanoröhrchen-Pulver wurde dann unter Rühren mit hoher Schergeschwindigkeit zugegeben, bis eine dicke, viskose Mischung erhalten wurde. Das mit Iridiumoxid beschichtete Substrat wurde dann in das Gemisch eingetaucht, um darauf eine viskose Beschichtung von Nanoröhrchen bereitzustellen. Das Erhitzen des beschichteten Substrats auf etwa 340°C in Luft während etwa 1 Stunde wandelte das Metallchlorid in Iridiummetall um, das dann durch weiteres Erhitzen nachfolgend oxidiert wurde. Das mit Iridiumoxid beschichtete Substrat wurde dann in Nanoröhrchen eingebettet.
Das Foto in 4 zeigt eine in ähnlicher Weise erzeugte Nanoröhrchen-Beschichtung, die an ein PYREX^®-Glassubstrat mit einem Iridiumoxid-Bindemittel gebunden ist, in einer 20.000-fachen Vergrößerung. Während das Experiment mit einer Titanelektrodenspitze durchgeführt wurde, liegt der Grund für das Glassubstrat darin, dass das Glas leicht bricht und dann an der Bruchkante ("edge-on") im SEM angesehen wird, um einen Querschnitt der Dünnfilmbeschichtung darzustellen. Mit Submikron-Beschichtungen ist es sehr schwierig, den Querschnitt des Titanbestandteils selbst zu bekommen. PYREX^®-Glas wurde verwendet, da es einer Hitzebehandlung bei 340°C ohne Erweichen oder Zersplitterung widersteht.

Claims

Implantierbare Elektrode, welche umfasst: a) ein Substrat; b) eine biokompatible und elektrisch leitende katalysierende Beschichtung, die auf dem Substrat auftritt und aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff, Stickstoff-dotiertem Kohlenstoff, Tantal, Titan, Zirkonium, Iridium, Platin, Niob oder einem Nitrid, einem Karbid, einem Kohlenstoffnitrid und einem Oxid der Metalle, ausgewählt wird; und c) eine Vielzahl an Kohlenstoff-haltigen Nanoröhren ("nanotubes"), die an der Beschichtung anhaften.
Elektrode nach Anspruch 1, worin das Substrat aus der Gruppe, bestehend aus Tantal, Titan, Zirkonium, Iridium, Platin und Niob, ausgewählt wird.
Elektrode nach Anspruch 1, worin der Stickstoff in dem Stickstoff-dotierten Kohlenstoff bei einer Konzentration von 1 bis 57 Atom-Prozent bereitgestellt wird.
Elektrode nach jedem beliebigen der vorherigen Ansprüche, worin die Nanoröhren in einer Form, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einwändigen Nanoröhren, mehrwändigen Nanoröhren, Nanorohr-Seilen, Kohlenstoff-Fasern, und Kombinationen hiervon, vorliegen.
Elektrode nach jedem beliebigen der vorherigen Ansprüche, worin die Nanoröhren aus einem Reaktionsgas, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acetylen, Methylacetylen-Propadien und einem Gas der Paraffin-Reihe herstellbar sind.
Elektrode nach Anspruch 5, worin das Reaktionsgas Ammoniak einschließt.
Elektrode nach Anspruch 1, wobei die Elektrode Nanoröhren umfasst, die am Tantal anhaften, das auf das Titan-Substrat aufgetragen wird.
Verfahren zum Bereitstellen einer implantierbaren Elektrode, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrats; b) Auftragen eines katalytischen Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff, Stickstoff-dotiertem Kohlenstoff, Tantal, Titan, Zirkonium, Iridium, Platin, Niob oder einem Nitrid, einem Karbid, einem Kohlenstoffnitrid und einem Tantal-, Titan-, Zirkonium-, Iridium-, Platin- oder Nioboxid auf das Substrat; c) Erhitzen des beschichteten Substrats; d) In-Kontakt-Bringen des erhitzten Substrats mit einem fließenden Kohlenwasserstoff-haltigen Gas-Strom, um somit Kohlenstoff-haltige Nanoröhren auf dem beschichteten Substrat bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren das Erhitzen des beschichteten Substrats auf eine Temperatur von 350°C bis 1.150°C beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei das Verfahren das Kühlen des Nanoröhren-beschichteten Substrats im Wasserstoff vor der Verwendung beinhaltet.
Verfahren zum Bereitstellen einer implantierbaren Elektrode, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrats; b) Bereitstellen von Nanoröhren, die mit einem Bindemittel-Vorläufer vermischt sind, ausgewählt aus Chloroiridium-Säure, Chloroplatin-Säure, Titan-(IV)-chlorid, Zirkonium-(IV)-chlorid, Niob-(V)-chlorid und Tantal-(V)-chlorid in einem Solvens; c) In-Kontakt-Bringen des Bindemittel-Vorläufers mit dem Substrat; d) Umwandeln des Bindemittel-Vorläufers zur Beschichtung auf dem Substrat, das die darin eingebetteten Nanoröhren aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren das Erhitzen des mit dem Bindemittel-Vorläufer beschichteten Substrats in entweder einer oxidierenden oder einer inerten Atmosphäre beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei das Verfahren das Erhitzen des mit dem Bindemittel-Vorläufer beschichteten Substrats bei einer Temperatur von 300°C bis 500°C beinhaltet.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren das Erhitzen des mit dem Bindemittel-Vorläufer beschichteten Substrats für eine Dauer von 30 Minuten bis 3 Stunden beinhaltet.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Verfahren das Erhitzen des Chloroiridium-Säure-Bindemittel-Vorläufers in einer oxidierenden Atmosphäre beinhaltet, um Nanoröhren bereitzustellen, die in einem Iridiumoxid-Bindemittel eingebettet sind, das auf das Substrat aufgetragen ist.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Verfahren das Erhitzen des Chloroplatin-Säure-, Titan-(IV)-chlorid-, Zirkonium-(IV)-chlorid-, Niob-(V)-chlorid- und Tantal-(V)-chlorid-Bindemittel-Vorläufers in einer inerten Atmosphäre beinhaltet, um Nanoröhren bereitzustellen, die in einem Bindemittel aus Platin, Titan, Zirkonium, Niob bzw. Tantal eingebettet sind, das auf das Substrat aufgetragen ist.
Verfahren zum Bereitstellen einer implantierbaren Elektrode, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrats; b) Auftragen eines Kohlenstoff-haltigen katalytischen Materials auf das Substrat; c) Erhitzen des Kohlenstoff-haltigen beschichteten Substrats; d) In-Kontakt-Bringen des erhitzten Substrats mit einem fließenden Kohlenwasserstoffhaltigen Gas-Strom, um somit Kohlenstoff-haltige Nanoröhren auf dem Kohlenstoff-haltigen beschichteten Substrat bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Verfahren das Erhitzen des Kohlenstoffhaltigen beschichteten Substrats auf eine Temperatur von 350°C bis 1.150°C beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei das Verfahren das Sputtern des Kohlenstoff-haltigen katalytischen Materials auf das Substrat beinhaltet.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Verfahren das Bereitstellen des gesputterten Kohlenstoff-haltigen katalytischen Materials als Stickstoffdotierten Kohlenstoff beinhaltet.
Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 17 bis 20, wobei das Verfahren das Bereitstellen des Stickstoffs in dem Stickstoff-dotierten Kohlenstoff bei einer Konzentration von 1 bis 57 Atom-Prozent beinhaltet.
Verfahren zum Bereitstellen einer implantierbaren Elektrode, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrats; b) Auftragen eines katalytischen Materials, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Stickstoff-dotiertem Kohlenstoff, Tantal, Titan, Zirkonium, Iridium, Platin und Niob oder einem Nitrid, einem Karbid, einem Kohlenstoffnitrid und einem Oxid hiervon, auf das Substrat; c) Unterziehen des beschichteten Substrats einem Plasma-gestützten chemischen Dampfabscheidungs-Verfahren, das einen fließenden Kohlenwasserstoffhaltigen Gas-Strom enthält, um somit Kohlenstoff-haltige Nanoröhren auf dem beschichteten Substrat bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Verfahren die Verwendung der Mikrowellen-Anregung in dem Plasma-gestützten chemischen Dampfabscheidungs-Verfahren beinhaltet.