JP2013545524A - 電気外科器具の電極装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの導電性電極部と、１つの絶縁性支持体部とを備え、その電極部と支持体部の両方がセラミック材料から成る電気外科器具の電極装置が知られている。機械特性および電気特性を改良し、製造法を簡易化するために、支持体部の未焼成体と電極部の未焼成体が相互に、特に材料的に接続されて１つの複合未焼成体を形成し、それが連結した状態で焼結される。

Description

本発明は電気外科器具の電極装置に関する。

外科手術においては、高周波（ＲＦ）電流を補助として組織の切断及び凝固を行うことのできる器具が頻繁に使用される。多くの場合そのような器具はステンレススチールで作られている。ただし、組織やその派生物質が器具上に堆積される可能性がある。器具の洗浄は骨の折れる仕事である。

そのような堆積を回避、または少なくとも最小化するために、米国特許第５，９２５，０３９号公報には、金属支持体を導電性セラミックで被覆することが開示されている。ただしそのような器具は、セラミックと金属支持体との膨張係数が大きく異なり、器具を加熱した場合に被覆に欠けが生じるために、比較的短い耐久性しか示さない。

米国特許第４，８６２，８９０号公報には、セラミック支持体に金属被覆を施した電極装置が開示されている。金属被覆が弾性を持つために、電極が加熱された際の上記の張力に関する問題はそれほど顕著ではない。ただしここでも堆積が比較的容易に発生する。

米国特許第５，６６５，０８５号公報には、絶縁性セラミックが導電性セラミック被覆を備える電極装置が開示されている。この電極装置またはこれを備える電気外科器具の製造は、手のかかるものであり、耐久性も適切ではない。

米国特許第５，９２５，０３９号 米国特許第４，８６２，８９０号 米国特許第５，６６５，０８５号 独国公開特許１９６５２０９８号

従って、本発明の目的は、簡易化された製造方法により耐久性を向上させた、上記のようなタイプの電極装置を開発することにある。

この目的は、請求項１に記載の電極装置で達成される。具体的には、この目的は少なくとも１つの導電性電極部と、１つの絶縁性支持体部とを備える電気外科器具の電極装置で達成される。ここで、電極部は支持体部と同様にセラミック材料で作られており、支持体部の未焼成体（Ｇｒｕｅｎｌｉｎｇ）と電極部の未焼成体とが相互に、特に材料的に接続されていて、単一の複合未焼成体を形成して連結した状態で焼結される。

従って本発明の本質的な特徴は、２つのセラミック材料が未焼成体の状態で既に結合されており、相互に遷移する境界面が連結焼結される前に既にあることである。この製造手法は、断面観察をすれば歴然としており、これまでの通常の電極装置とは極めて明確に識別が可能である。

電極部と支持体部は好ましくは、本質的に同一の熱膨張係数を持つセラミック材料から成る。この結果、温度変動の影響を受けない本体が形成される。好ましくはセラミック材料がいずれもシリコン窒化物である。ただし導電性を生じる成分の添加または混合が異なっており、この成分は周知のものである。具体的には混合成分として、アルミニウム酸化物、イットリウム酸化物、またはマグネシウム酸化物が含まれてよい。

焼結の前に複合未焼成体が好ましくは、特にレーザ、または摺動研削のような機械的切断による表面処理を施される。未焼成体は軟らかいので、この結果優れた表面構造が得られる。

本発明の好適な実施形態において、電極部はアンダーカットを形成して支持体部と接続される。こうして、装置の安定性が増し、複合未焼成体の製造が簡易化される。そしてまた複合未焼成体も安定化される。

使用されるセラミックの電導性により、電極部は追加処理なしで使用することが可能である。ただし、本発明の別の実施形態においては、電極部は少なくとも部分的に被覆、特にメタライズまたは電気めっきが施される。その結果、例えば電極部の給電ラインに電気接続される部分で境界抵抗を特に低くすることが可能である。

さらに、上記の目的は、次のステップを含む電気外科器具の電極の製造方法によって達成される。
ａ）電気絶縁性の第１のセラミック材料を用意する。
ｂ）電気伝導性の第２のセラミック材料を用意する。
ｃ）第１のセラミック材料からなる少なくとも１つの支持体部と、第２のセラミック材料からなる少なくとも１つの電極部とを含む複合未焼成体を作製する。
ｄ）複合未焼成体を形成する第１と第２のセラミック材料を連結焼結する。

２つの未焼成体を結合して１つの複合未焼成体としてから焼結することで、特に安定した構造を簡単に実現できる。

焼結の前に未焼成体が好ましくは、特にレーザ、または摺動研削などの機械的切断によって表面処理を施される。結果として高品質の表面と極めて微細な構造とが簡単に実現可能である。

有利には、第１と第２のセラミック材料が実質的に同一の熱膨張係数を持つ。特に、これらが同一のセラミック材料、つまり具体的にはシリコン窒化物を含む。ただし、伝導性を付与するための成分の添加または混合が異なる。この結果、高い安定性を持ち、温度の影響を受けない器具を製造することが可能である。

それ自体は周知である製造方法によって、２Ｋ射出成型プロセス（２成分射出成形プロセス）で複合未焼成体が製造される場合、製造は特に簡単であり、機能的に信頼性が高い。

ここで、導電性と非導電性のセラミックが少なくとも非常に近い熱膨張係数を確保することだけが必要な場合には、使用可能なセラミックは複数あることが強調されるべきである。

このようにして構成または製造された電極装置の特に有利な使用法は、電気外科用の切断及び／又は凝固のためのツールとして使用されることである。その場合、電極部は処置する組織に直接接触する。このような電極装置では堆積がほとんど認められない。

別の有利な使用法としては、標本器具としての構成がある。ここでは、支持体部は、特に鉤形、球または半球形、あるいは円盤形の標本採取部分として構成され、電極部はその標本器具の切断または凝固部を形成する。

別の有利な応用としては、電極装置を水ジェット外科用器具に使用することができる。ここで、支持体部は切断流体の通路用の管を備え、電極装置は電気外科的な切断または凝固に使用される。

これとは別に、あるいはこれに追加して、プラズマ外科器具に使用することも可能である。ここでは電極部が好ましくは灌流イオン化電極（ｄｕｒｃｈｓｔｒｏｅｍｂａｒｅ Ｉｏｎｉｓａｔｉｏｎｓｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）として配置される。

全体として、上記の全ての器具または電極装置は、小型化が大いに可能であるので内視鏡外科器具に有利に使用することが可能である。

以下において本発明を図面を参照して詳細に説明する。

スパチュラ形電気外科手術器具の部分断面図である。 図１の器具の斜視図である。 第１の製造工程における、図１および図２の器具のスパチュラ部分の図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 第２の製造工程における、図１から図４の器具の模式図である。 図５の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 別の電気外科器具の一端部の長手方向断面図である。 本発明の電気外科器具の別の実施形態の長手方向断面図である。 図８の器具の斜視図である。 本発明の一実施形態による把持鉗子の端部の長手方向断面図である。

これ以降の記述において、同一部品および同一機能を有する部品に対しては同一参照符合を使用する。

図１と２は、広く使用されているスパチュラ形をした電気外科器具を示す。この場合、支持体部１０が電極部２０に貼り付けられている。支持体部１０は絶縁性であり、電極部２０は導電性である。いずれの場合にもシリコン窒化物セラミックが用いられている。導電性の電極部２０のシリコン窒化物には、アルミニウム酸化物、イットリウム酸化物及びマグネシウム酸化物が添加されている。この添加は、熱膨張係数を実質的に添加がされていないシリコン窒化物と同じに保ちつつ、少なくとも電極としての利用が容易に可能である程度の電気伝導度とするとの効果を有する。

この器具を標準のグリップに挿入するために使用される、支持体部１０の下流の接続部は、金属被覆２１を有し、接続要素への境界抵抗を可能な限り下げるようにする。

以下において図１と２に従って、スパチュラ形の電気外科器具の使用法を説明する。

最初に、電導性のシリコン窒化物材料から未焼成体が造られる。この未焼成体は図３と４に示す形状を持っている。この未焼成体には開口２２が設けられ、またアンダーカット２３も設けられる。次のステップで、図３と４に従って２Ｋプロセスにより、この未焼成体に非導電性シリコン窒化物が射出成形されて、開口２２とアンダーカット２３が充填される。このように製造された、部分添加されたシリコン窒化物と部分添加されていないシリコン窒化物とから成る“複合未焼成体”が、電極部２０と支持体部１０とを備える。この射出成型工程の次に、複合未焼成体は焼かれて、すなわちそれ自体は周知の焼結が行われて、図１と２に示すように極めて安定した物体が得られる。添加量が低いことにより、導電性と非導電性のシリコン窒化物との間の境界面が“ぼけ”て、顕微鏡写真や断面観察では実質的に検出できないほどであるために、安定性が特に高い。結果として、本発明の電気外科器具を、非電導性のシリコンセラミック本体上に電導性のセラミックを被覆した器具から識別することも可能である。

ここで、本発明による器具の製造、または本発明による方法を実行する上でシリコン窒化物が好適な唯一のセラミックではないことは再度指摘しておくべきであろう。これに関しては関連文献にそのほかの数多くの実施例が記述されている。

本明細書の図７、８、９に示された実施形態においては、電気外科器具の端部が図示されている。これらはそれぞれ、電気伝導性のシリコン窒化物で作られたチューブ状の本体を持ち、管２４とその端にノズル２５を備えた電極部２０を形成している。こうして、流体ジェット手術（ウォータジェット手術）用の装置を製造できる。上記の方法を用いて、電極部２０の端部を、半球支持体部１０（図７）、または鉤１１（図８、９）として構成し、それぞれを組織標本のために使用可能とすることができる。このように図７〜９に示した器具は、使用に関して３つの可能性を持つ。第１に、この器具は機械仕上げが可能である。第２に、ウォータジェットによって組織を分離可能である。第３に、高周波電流の補助により切断及び凝固処理を実行可能である。

図１０に示す本発明の実施形態は、把持鉗子の端部（長手方向断面）である。この場合、把持鉗子の２つのジョーは支持体１０として構成されている。そして、端部においてのみ導電性シリコン窒化物セラミックの電極部２０が非導電性シリコン窒化物セラミックに被着されている。この場合、複合未焼成体の製造時に押出しコーティングされたライン２６を介して接触が取られる。

電気伝導性のある電極部２０の表面は研磨されてもよいし、溝彫りが施されていてもよい。この場合、複合未焼成体に対してそのような表面処理工程が実行されることが望ましい。

１０ 支持体部
１１ 鉤
２０ 電極部
２１ メタライゼーション
２２ 開口
２３ アンダーカット
２４ 管
２５ ノズル
２６ ライン

Claims (15)

1. 少なくとも１つの導電性電極部（２０）と、１つの絶縁性支持体部（１０）とを備える電気外科器具の電極装置であって、
   前記電極部（２０）は前記支持体部（１０）と同様にセラミック材料で作られており、
   前記支持体部（１０）の未焼成体と前記電極部（２０）の未焼成体とが相互に、特に材料的に接続されていて、単一の複合未焼成体を形成して連結して焼結される、ことを特徴とする、電極装置。
2. 前記電極部（２０）と前記支持体部（１０）とが、略同一の熱膨張係数を持つセラミック材料、特にはシリコン窒化物から作られており、ただし、導電性を生じる成分の添加または混合が異なっていることを特徴とする、請求項１に記載の電極装置。
3. 前記電極部のセラミック材料は、混合／添加成分としてアルミニウム酸化物、及び／又はイットリウム酸化物、及び／又はマグネシウム酸化物を含むことを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の電極装置。
4. 焼結の前に、前記複合未焼成体は、特にレーザによって、または摺動研削などの機械的切断によって表面処理を施されることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の電極装置。
5. 安定性を向上させるために、前記電極部（２０）が前記支持体部（１０）とアンダーカット（２２、２３）によって連結されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の電極装置。
6. 前記電極部（２０）は、特に電気めっきによってメタライズされて、少なくとも部分的に被覆されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の電極装置。
7. 電気外科器具の電極装置の製造方法であって、
   ａ）電気絶縁性の第１のセラミック材料を用意し、
   ｂ）電気伝導性の第２のセラミック材料を用意し、
   ｃ）前記第１のセラミック材料からなる少なくとも１つの支持体部と、前記第２のセラミック材料からなる少なくとも１つの電極部とからなる複合未焼成体を作製し、
   ｄ）前記複合未焼成体を形成する前記第１と第２のセラミック材料を連結焼結する、
   ステップを含む方法。
8. 焼結の前に、前記複合未焼成体は、特にレーザによって、または摺動研削などの機械的切断によって表面処理を施されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１と第２のセラミック材料は略同一の熱膨張係数を持ち、好ましくは同一セラミック材料、特にシリコン窒化物であって、ただし導電性を生じる成分の添加または混合が異なっていることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記未焼成体は、２Ｋ射出成形法で製造されることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置を電気外科的な切断及び／又は凝固のツールの一部として利用する方法であって、前記電極部を処置される組織に対して直接接触させる利用方法。
12. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置を標本器具に利用する、特に請求項１１に記載の利用方法であって、前記支持体部が、特に鉤形、球形または半球形、または円盤形の標本部として構成され、かつ前記電極部が前記標本器具の切断部または凝固部を形成する、利用方法。
13. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置を水ジェット外科器具に利用する、特に請求項１１または１２のいずれか１項に記載の利用方法であって、前記電極部が切断流体の通路用の管を備える、利用方法。
14. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置をプラズマ外科器具に利用する、特に請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の利用方法であって、前記電極部が好ましくは灌流イオン化電極として配置されている、利用方法。
15. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置を内視鏡外科器具に利用する、特に請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の利用方法。

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