JP5855789B2 - 原子層堆積により形成された極薄の分離層を備えるペーシングリード線 - Google Patents

Description

本発明は医療装置に関する。特に、本発明は耐摩耗性が増強された医療装置に関する。更に、このような医療装置を製造する方法にも関する。

患者の体に埋め込み、もしくは挿入するように構成された様々なポリマー被覆の医療装置は周知である。
このような装置には医療的な要件が要求される。例えば、ポリマーコーディングの強度は特定の使用において重要なパラメーターである。絶縁特性も重要である。

本発明の目的は耐摩耗性が増強された医療装置及びこのような医療装置を製造する方法を提供することにある。

本明細書は、医療装置及びこのような医療装置を製造する方法に関する様々な実施例を記載する。
実施例１において、埋め込み型の医療リード線は基材を含み、基材は表面と、前記基材の表面に配置されたナノラミネートとを有する。ナノラミネートは、少なくとも一つのセラミック層と、少なくとも一つのポリマー層とを含む。セラミック層の厚さは、約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である。

実施例２では、実施例１に記載の埋め込み型の医療リード線において、ナノラミネートは第１のセラミック層と第２のセラミック層とを含み、一つのポリマー層は、第１のセラミック層と第２のセラミック層との間に配置される。
実施例３では、実施例１もしくは実施例２に記載の埋め込み型の医療リード線において、セラミック層及び少なくとも一つのポリマー層は同心状に配置される。

実施例４では、実施例１〜３のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、少なくとも一つのポリマー層の厚さは、約１００ナノメーター（１．０×１０^−７ｍ）より薄い。
実施例５では、実施例１〜４のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、少なくとも一つのセラミック層は、酸化アルミニウム及び酸化チタンを含む群から選択された少なくとも一つの成分を含む。

実施例６では、実施例１〜５のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、ポリマー層はポリアミド及びポリイミドを含む群から選択された少なくとも一つの成分を含む。

実施例７では、実施例１〜６のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、埋め込み型の医療リード線は、外側の表面と内側の表面を有する管状の本体を含み、前記ナノラミネートは前記外側の表面に配置される。

実施例８では、実施例１〜７のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、埋め込み型の医療リード線は、外側の表面と内側の表面を有する管状の本体を含み、前記ナノラミネートは前記内側の表面に配置される。

実施例９では、実施例１〜８のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、少なくとも一つの層を更に含み、前記少なくとも一つの層は、セラミック材及びポリマー材を含む。

実施例１０において、埋め込み型の医療リード線においてナノラミネートを形成する方法は、埋め込み型の医療リード線にセラミック材を堆積し、約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さを有するセラミック層を形成する工程と、セラミック層にポリマー材を堆積し、ポリマー層を形成する工程とを含む。

実施例１１では、実施例１０に記載の方法において、更にポリマー層に第２のセラミック材を堆積し、第２のセラミック層を形成する工程を含む。
実施例１２では、実施例１０もしくは実施例１１に記載の方法において、セラミック材を堆積する工程は、原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）によってセラミック材を堆積する手段を含む。

実施例１３では、実施例１０〜１２のうち何れか一つに記載の方法において、セラミック材を堆積する工程は、ゾルゲル法によってセラミック材を堆積する手段を含む。
実施例１４では、実施例１０〜１３のうち何れか一つに記載の方法において、セラミック材を堆積する工程は、液相式ミスト成膜（ｌｉｑｕｉｄ−ｓｏｕｒｃｅ ｍｉｓｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＬＳＭＣＤ）によってセラミック材を堆積する手段を含む。

実施例１５において、埋め込み型の医療リード線は、医療リード線の遠位端から近位端まで延びる基材を含む。基材は、ポリマー材の全体にわたって分散された少なくとも一つのナノクレイ材もしくはナノダイアモンド材の粒子を有する少なくとも一つのポリマー材を含む。

実施例１６では、実施例１５に記載の埋め込み型の医療リード線において、ナノクレイ材もしくはナノダイアモンド材はポリマー材の全体にわたって均一に分散される。
実施例１７では、実施例１５もしくは実施例１６に記載の埋め込み型の医療リード線において、更に、ポリマー材の全体にわたって分散されたセラミック材を含む。

実施例１８では、実施例１５〜１７のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、ポリマー材はポリアミドポリマー類、ポリイミドポリマー類、ウレタン樹脂及びシリコーンを含む群から選択された少なくとも一つの成分を含む。

実施例１９では、実施例１５〜１８のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、ナノダイアモンド材は、約１〜１０ナノメーター（１．０×１０^−９〜１．０×１０^−８メートル）の間にある結晶サイズを有するダイアモンド粒子を含む。

実施例２０では、実施例１５〜１８のうち何れか一つに記載の埋め込み型の医療リード線において、更に、基材にセラミック層を含む。
複数な実施形態は開示されたが、本発明の他の実施形態は、本発明の例示的な実施形態を示し記載する以下の詳細な記述から当業者には明白となる。従って、図面もしくは詳細な記述は、本質的に説明のためのものであって、制限的なものではない。

埋め込み型医療装置の例示的な実施形態を示す概要図。 ナノラミネートを含む埋め込み型のリード線の実施形態を示す断面図。 伝導体及びポリマー絶縁体の間にナノラミネートを含む埋め込み型のリード線の実施形態を示す断面図。 外側の表面に応用されたナノラミネートを含む埋め込み型のリード線の実施形態を示す断面図。 セラミック層、ポリマー層及びハイブリッド層を含むナノラミネートを有する埋め込み型のリード線の実施形態を示す断面図。 セラミック材を含むポリマー材の実施形態を示す断面図。

図１はパルス発生装置１０５と共に使用するためのリード線１０２のような埋め込み型医療装置１００を示す。埋め込み型医療装置１００は、リード線の本体１１０と、リード線の本体１１０内に含まれた少なくとも一つの長尺状の伝導体１２０とを含む。リード線の本体１１０は近位端１１２から遠位端１１４まで延びる。リード線１０２の近位端１１２は、例えば、端子ピン１３１を用いて、パルス発生装置１０５と電気的に接続される。

埋め込み型医療装置１００は、ペイサーズ、心臓除細動器／除細動器、ペイサーズ／除細動器、心臓再同期療法（Ｃａｒｄｉａｃ Ｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ，ＣＲＴ）装置などの両室のもしくは他の多部位の再同期装置もしくは共調装置、探知装置、薬物送達システム、神経刺激装置もしくは器官刺激装置などの心臓機能管理システム（ｃａｒｄｉａｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ，ＣＦＭ ｓｙｓｔｅｍ）を一般的に示すが、それに限定するものではない。代替方法として、リード線１０２は、神経刺激もしくは他の体内埋め込み可能な応用に利用されてもよい。

パルス発生装置１０５は電子回路部分及び電源を含む。ひとつの実施例において、電子回路は、処理及び評価を提供し、電気ショックもしくは異なるエネルギーレベルのパルス、神経刺激装置もしくは心室除細動、心臓除細動のタイミング、もしくは細動、心臓再同期、頻脈もしくは徐脈を含む検知された心臓不整脈に応答した心臓のペーシングを決定、送達するミクロ処理装置を含む。他の実施例において、パルス発生装置１０５は、心臓の本質の信号を検知し、一シリーズの時間設定された放電を発生させる蓄電池式装置である。

埋め込み型医療装置１００は、更に一つ以上の電極１１５を含む。一つ以上の電極１１５の各は少なくとも一つの伝導体１２０と電気的に接続される。電極１１５はパルス発生装置１０５から電気信号を組織に送達することを許容する。埋め込み型医療装置１００は更に、リード線の本体１１０を患者の体内に固定することを許容する技術的特徴を含む。例えば、リード線の本体１１０は、一つ以上の枝状のような消極的な固定特徴を含む。他の選択では、リード線の本体１１０は、固定らせん状構造体のような積極的に固定するアセンブリを含む。

リード線の本体１１０は患者の組織の周囲からリード線の本体１１０内における電気的な伝導部品を隔離する。いくつの実施形態において、部品は、リード線の本体１１０の内側の表面において、摩擦もしくは磨耗する。オーバータイムで、これは、短絡の結果になる隔離の故障をもたらす。本明細書に記載されたいくつの実施形態において、リード線の本体１１０は強化した耐摩耗性を有する。他の実施形態において、リード線の本体は故障分離のリスクを低減する余分の隔離システムを有する。

図２は本開示により、リード線の本体１１０を通して軸線上に延びる管腔１２２を備えるリード線の本体１１０の実施形態の断面図を示す。ナノラミネート１２４はリード線の本体１１０の内側の表面に配置され、セラミック層１２６ａ、１２６ｂ（セラミック層１２６としてまとめて意味をしている）及びポリマー層１２８を含む。図に２に示すように、いくつの実施形態において、セラミック層１２６ａ、１２６ｂ及びポリマー層１２８は、同心状に配置されるが、他のパターンでもよい。

ナノラミネート１２４はリード線の本体１１０の内側の表面の全部もしくは少なくとも一部を覆う。例えば、ナノラミネート１２４はリード線の本体１１０の遠位端から近位端まで延びる。

セラミック層１２６は酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、シリコーン酸化膜、酸化亜鉛及びその他のものなど無機材もしくはセラミック材を含む。本明細書に論じられるように、リード線の本体１１０は複数層のセラミック層１２６、例えば、セラミック層１２６ａ、１２６ｂを含む。各分離したセラミック層１２６は同様な構成を含む。他の実施形態において、セラミック層１２６は異なる構成を有してもよい。

本明細書に記載されるように、セラミック層１２６はセラミック層１２６の厚さにわたって制御を提供するセルフリミッティングな反応処理によって形成される。ひとつの実施例において、セラミック層１２６は原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）によって形成される。原子層堆積は、化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）に基づくコーティング技術である。原子層堆積は、膜の厚さにわたって精密な制御を得るため、二つの半反応に分かれる二つの化学反応である。いくつの実施形態において、セラミック層１２６は約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さを有する。いくつの実施形態において、セラミック層１２６は約２０ナノメーター（２．０×１０^−８ｍ）より薄い厚さを有し、更なる実施形態において、約１０ナノメーター（１．０×１０^−８ ｍ）より薄い厚さを有する。いくつの実施形態において、セラミック層１２６は約１〜２０ナノメーター（１．０×１０^−９ ｍ〜２．０×１０^−８ｍ）もしくは５〜２０ナノメーター（５．０×１０^−９ｍ〜２．０×１０^−８ｍ）の厚さを有する。

本明細書に詳細に論じられるように、ポリマー層１２８はセラミック層１２６の間に配置される。ポリマー層１２８はポリマー材を含む。適切なポリマー材は、ポリアミドポリマー類及びポリイミドポリマー類を含むが、これに限定するものではない。更に、適切なポリマー材は、ウレタン樹脂及びシリコーンを含む。実施形態は、一つ以上のポリマー層１２８を含み、ポリマー層１２８は同一の、もしくは異なる構成を含んでもよい。

ポリマー層１２８は、ナノメーター級の厚さを有する。例えば、いくつの実施形態において、ポリマー層１２８は約５〜１００ナノメーター（５．０×１０^−９ｍ〜２．０×１０^−８ｍ）の間にある。

ポリマー材は、典型的に、セラミック材より相対的に高い弾性を有する。セラミック材は、ポリマー材と較べて、より高い耐摩耗性及びより良好な絶縁性を有する。約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）より厚い厚さを有するセラミック層１２６は、特に変形後の高い歪み点において、クラッキング及び／もしくはデラミネーションを経験することが知られている。隣接のセラミック層１２６とポリマー層１２８とを分離することは、セラミック層がクラッキング及びデラミネーションに対して増加した抵抗を有するように、個々のセラミック層１２６を約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さに維持する同時に、ナノラミネート１２４の全体の厚さを３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）より厚くさせる。ナノラミネート１２４は、ポリマー材だけを含むナノラミネートより、より高い耐摩耗性及びより良好な絶縁性を有する。更に、個々のセラミック層１２６の厚さは約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下であるため、セラミック材のクラッキングもしくはデラミネーションのリスクは、減少される。例えば、ナノラミネート１２４を有するリード線の本体１１０は、リード線の本体１１０の内側の表面に摩擦する部品による磨耗に対してより高い抵抗性を有する。

本開示の実施形態は、同心状に配置されたセラミック層１２６とポリマー層１２８との様々な組み合わせを有するナノラミネート１２４を含む。ひとつの実施例において、一つのセラミック層１２６はリード線の本体１１０の内側の表面に強化した耐摩耗性を提供するため、管腔１２２の近傍に直ちに配置される。例えば、セラミック層１２６はリード線の本体１１０よりより高い耐摩耗性を有する時、強化した耐摩耗性は経験される。更に、セラミック層１２６はポリマー層１２８より、より高い耐摩耗性を有する。

ポリマー層１２８のポリマー材は、セラミック層１２６とポリマー層１２８との接合面において、セラミック層１２６のセラミック材と絡み合わせる。例えば、ナノラミネート１２４はセラミック材及びポリマー材を含むセラミック層１２６及びポリマー層１２８の間の接合領域を含む。

ナノラミネート１２４の絶縁性及び機械特性は、セラミック層１２６及びポリマー層１２８の厚さ及び／もしくは構成を調節することによって適合される。例えば、ナノラミネート１２４の弾性はポリマー量の増加と伴い、増加する。一つの実施形態において、ナノラミネート１２４のポリマー量は、ポリマー層１２８の厚さの増加と伴い、増加する。他の実施形態において、ナノラミネート１２４のポリマー量は、ポリマー層１２８の数の増加と伴い、増加する。ひとつの実施形態において、セラミック層１２６は、五酸化タンタルを含み、ポリマー層１２８は、ポリイミドポリマーを含む。

ナノラミネート１２４は絶縁特性を有する。本実施形態において、ナノラミネート１２４はリード線の本体１１０に設けられ、ナノラミネート１２４は伝導体１０２を絶縁する。いくつの実施形態において、複数のセラミック層１２６は、組織のような周囲の環境からリード線の本体１１０内の電気部品を絶縁もしくは隔離する余分な絶縁システムの役とする。仮に一つのセラミック層１２６は故障した場合もしくは弱さを発展させる場合、残りのセラミック層１２６は、電気部品から周囲環境を保護するための十分な絶縁性を提供する。

ナノラミネート１２４は様々な製造処理によって形成される。セラミック層１２６はセラミック層１２６の厚さにわたって制御を提供するセルフリミッティングな反応処理によって形成される。ひとつの実施例において、セラミック層１２６は原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）によって形成される。本明細書に記載されるように、原子層堆積は、化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）に基づくコーティング技術である。原子層堆積は、膜の厚さにわたって精密な制御を得るため、二つの半反応に分かれる二つの化学反応である。この二つの半反応は一緒に一つの反応サイクルを意味している。

先駆物質が表面での可能なサイトにおいて反応するため、各半工程は、セルフリミッティングである。第一の半反応において、気相状態の第一の先駆物質種は、反応チャンバーに入れられ、そして、反応サイドと反応することによって基材の表面（例えば、リード線の本体１１０の内側の表面）に吸着される。第一の先駆物質種の化学吸着は、基材における全ての自由な表面種が反応するまで続行し、その時点では反応は自己終了し、単一層をもたらす。一旦全ての自由な表面種は反応した場合、処理（例えば、半反応）は停止し、他の露光反応は他の単一層の成長を発生させない。

第一の半反応は完成した後、反応チャンバーは浄化され、第二の先駆物質種は反応チャンバーに導入される。単一層は、第二の先駆物質種と反応する反応部位を有する。第二の先駆物質種は、気相状態で反応のチャンバーに入れられ、以前に形成された単一層の表面における反応部位と反応する。第二の先駆物質の化学吸着は、単一層の全ての反応部位が反応するまで続行され、その時点では反応は自己終了し、第一の先駆物質と反応可能な反応部位を有する他の単一層をもたらす。反応チャンバーは浄化される。他の第一及び第二の先駆物質の単一層は所望のコーティングの厚さを得るまで他の反応サイクルによって堆積される。

ひとつの実施例において、セラミック層１２６は下記二つの連続的な半反応によって形成される。
Ａｌ-ＯＨ＋Ａｌ（ＣＨ_３）_３（ｇ）a：Ａｌ-Ｏ-Ａｌ（ＣＨ_３）_２＋ＣＨ_４（ｇ）
Ａｌ-Ｏ-Ａｌ（ＣＨ_３）_２＋２Ｈ_２Ｏ（ｇ）a：Ａｌ-Ｏ-ＡＬ（ＯＨ）_２＋２ＣＨ_４（ｇ）
ひとつの実施例において、各半反応は、コーティングの厚さにわたって制御を提供する二つの先駆物質の間に約０．１ナノメーター（１．０×１０⁻¹⁰メートル）の厚さ及び繰り返したスイッチングを貢献する。

原子層堆積処理は、ピン孔のない層もしくはコーティングを提供する。原子層堆積処理は、厚さ及び／もしくはより高い一致性の程度においてより多い不一致性を有する層を提供する。本明細書に記載されたナノラミネート１２４及びナノラミネート１２４を形成する処理は空間的に挑戦的な構造を有する医療装置にコーティングすることに有用である。空間的に挑戦的な構造において、例えば、配管及び回路の内側の表面において、堆積もしくはコーティングの不一致性を得ることに困難である。本明細書に記載されたナノラミネート１２４及びナノラミネート１２４を形成する処理は非常に高い横縦比（例えば、深い及び狭い溝）を有する医療装置をコーティングすることに有用である。

セラミック層１２６を形成する代替な方法はゾルゲル処理、液相式ミスト成膜装置（ｌｉｑｕｉｄ−ｓｏｕｒｃｅ ｍｉｓｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＬＳＭＣＤ）、パルスプラズマ化学気相成長、及び放射線誘発気相成長を含む。液相式ミスト成膜装置（ｌｉｑｕｉｄ−ｓｏｕｒｃｅ ｍｉｓｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＬＳＭＣＤ）において、液体の先駆物質は、基材の表面に合体する細かなミストの形で基材に送達する。基材は、先駆物質の溶解剤が蒸発し、基材の表面に薄層の固体を残る時の熱処理を順次に受ける。

ポリマー層１２８は層の厚さにわたって制御を行う処理によって形成される。適切な処理は分子層の堆積、ゾルゲル処理、液相式ミスト成膜装置（ｌｉｑｕｉｄ−ｓｏｕｒｃｅ ｍｉｓｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＬＳＭＣＤ）及びプラズマ化学気相成長（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＥＣＶＤ）。ナノラミネート１２４はリード線の本体において使用するように記載されても、ナノラミネート１２４は他の医療装置に使われることも認められる。適切な医療装置は、例えば、リード線の本体もしくはカテーテルなどの管状形状を有してもよいし、もしくは他の形状を有してもよい。

図３は、リード線の本体２１０の断面図を示す。一つ以上のリード線２３０は管腔２２２を通して延びる。ナノラミネート２２４はリード線２３０の外側の表面に配置され、セラミック層２２６ａ、２２６ｂ（セラミック層２２６としてまとめて意味をしている）及びポリマー層２２８を含む。図３に示すように、いくつの実施形態において、セラミック層２２６ａ、２２６ｂ及びポリマー層２２８は、同心状に配置され、もしくは他のパターンも可能である。

ナノラミネート２２４は、リード線２３０に超極薄、しかし強固な絶縁性を提供する。セラミック層２２６は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、シリコーン酸化膜、酸化亜鉛及びその他のものなどのセラミック材を含む。本明細書に論じられるように、リード線２３０は複数層のセラミック層２２６、例えば、セラミック層２２６ａ、２２６ｂを含む。各分離したセラミック層２２６は同様な構成を含む。他の実施形態において、セラミック層２２６は異なる構成を有する。

本明細書に記載されたセラミック層１２６のように、セラミック層２２６は、セラミック層２２６の厚さにわたって制御を提供するセルフリミッティングな反応処理によって形成される。ひとつの実施例において、セラミック層２２６は原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＡＬＤ）によって形成される。各セラミック層２２６は３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さを有する。本明細書に記載された約３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さを有するセラミック層２２６は３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）より厚い厚さを有するセラミック層２２６と較べて、減少されたクラッキングもしくはデラミネーションのリスクを有する。

ナノラミネート２２４はリード線２３０を絶縁する。例えば、約２０ボルトまで、特に約１０ボルトまでの低電圧のリード線の場合、例えば、単一の５ナノメーター（５．０×１０^−９メートル）厚いセラミック層２２６は十分な絶縁性を提供することができる。より高い電圧のワイヤの場合、より厚いセラミック層２２６は必要である。ポリイミド、ポリアミドもしくはテフロン（登録商標）などのポリマーは十分な絶縁性を提供するように使われる同時に、これらの材料は、セラミック材と同じくらい高い耐摩耗性を提供しない。ナノラミネート２２４がポリマー層２２８によって分離された複数のセラミック層２２６を含むため、ナノラミネート２２４は少なくとも部分において強化した耐摩耗性を有するとともに、十分な絶縁性を提供し周囲の組織を保護する。

本明細書に記載されるように、ナノラミネート２２４は十分な絶縁特性を有し、リード線２３０からリード線の本体２１０の周囲の組織を保護する。降伏電圧は絶縁材に電気的に伝導性を持たせるように要求される最小量の電圧である。ナノラミネート２２４の全体の降伏電圧は各個々の層にわたって個々の電場を計算することによってモデルされる。ひとつの実施例において、各層のナノラミネート２２４は約４メガボルト毎センチメートル（４×１０^＾−１Ｖ／ｍ）より大きい降伏電圧を有する。他の実施例において、各層のナノラミネート２２４は約４〜１２メガボルト毎センチメートル（４×１０^＾−１〜１．２Ｖ／ｍ）の間にある降伏電圧を有する。

ナノラミネート２２４は図２のナノラミネート１２４に加えたものもしくはその代替例とする。本明細書に示すように、各セラミック層２２６の厚さは３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である。他に、ポリマー層２２８はセラミック層２２６の間に配置される。いくつの実施形態において、ポリマー層２２８のポリマーは層の接合表面においてセラミック層２２６と相互に作用する。ナノラミネート２２４、セラミック層２２６及びポリマー層２２８は同様な構成を有してもよい、本明細書に記載されるように、ナノラミネート１２４と同様な処理によって形成されてもよい。

図４は外側の表面に応用されたナノラミネート２２４を有するリード線の本体２１０の断面図を示す。リード線の本体２１０の外側の表面に応用された場合、ナノラミネート２２４は強化したスリップの特性とともに強化した耐摩耗性を提供する。例えば、ナノラミネート２２４はリード線の本体２１０の外側の表面より、より低い摩擦特性及びより高い耐摩耗性を有する。更に、更なる実施例において、ナノラミネート２２４はカテーテルの外側の表面に応用される。ナノラミネート２２４は、ナノラミネート２２４が強化した耐摩耗性及び強化したスリップ特性を提供するように、カテーテルの外側の表面よりより低い摩擦特性及びより高い耐摩耗性を有する。

図５はセラミック層２２６、ポリマー層２２８及びハイブリッド層２３２を含むナノラミネート２２４を有するリード線の本体２１０の断面図を示す。ハイブリッド層２３２はセラミック層２２６及びポリマー層２２８の間に配置される。ハイブリッド層２３２はセラミック材及びポリマー材を含む。例えば、ハイブリッド層２３２は無機反応物質及び有機反応物質を混合することによって形成される。他には、ハイブリッド層２３２はセルフリミッティング処理によって形成される。セルフリミッティング処理はハイブリッド層２３２の厚さを制御することができる。

例えば、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙａｌｕｍｉｎｕｍ，ＴＭＡ）及びエチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ，ＥＧ）は混合され、アルコーンとして周知である製品を生産する。反応スキームにおいて、セラミック材対ポリマー材の比例は、エチレングリコールの一部を水に置換することによって変更される。例えば、エチレングリコール（ＥＧ）はＡで表され、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）はＢで表され、及び水はＣで表され、適切なアセンブリ順番はＡ、Ｂ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｂなどである。ハイブリッド層２３２は純ポリマー（エチレングリコール）及び純セラミック材（トリメチルアルミニウム，ＴＭＡ）のそれらの間にある機械特性を有する。図５に示すように、リード線の本体２１０の外側の表面に設けられたナノラミネート２２４は、ハイブリッド層２３２を含む。他の医療装置のうち、リード線の本体の内面に、もしくはリード線、もしくはカテーテルの外面に設けられたナノラミネートはハイブリッド層２３２を含んでもよい。

ハイブリッド層２３２は３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）より薄い厚さを有することでクラッキングもしくはデラミネーションのリスクを低減する。例えば、ハイブリッド層２３２は約５〜３０ナノメーター（０．５×１０^−８〜３．０×１０^−８ｍ）の厚さを有してもよい。ひとつの実施例において、ハイブリッド層２３２はナノラミネート２２４のセラミック層２２６及びナノラミネート２２４のポリマー層２２８の間に使われる。ハイブリッド層２３２は、分離したセラミック層２２６とポリマー層２２８をそれぞれに絡み合わせ、その層の間における過渡を滑らかにさせる。ハイブリッド層２３２は代替反応物質で形成されてもよいと認識される。例えば、ジエチル亜鉛はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）の代わりに使われてもよい。

図６は、ポリマー材２３６の全体にわたって分散されたセラミック材２３４を含むリード線の本体２１０の断面図を示す。本明細書に論じられるように、セラミック材は、ポリマー材と較べて、より高い耐摩耗性及び増加した強度を有する。セラミック材２３４は、強化した強度及び／もしくは耐摩耗性を提供するポリマー材２３６の全体にわたって分散される。例えば、セラミック材２３４はポリマー材２３６の全体にわたって均一に分散される。

ひとつの実施例において、ポリマー材２３６は、まずセラミック材をポリマー材のビーズもしくは粒子にコーティングもしくは堆積することによって形成される。そして、ポリマー被覆のビーズは押し出されてリード線の本体のような医療装置を形成する。コーティングされたビーズの押し出し品は押し出されたポリマー材２３６の全体にわたって分散されたセラミック材２３４になる。

セラミック材２３４はポリマービーズにおいて形成されたセラミック材のコーティングの厚さにわたって制御を提供するセルフリミッティングな反応処理によって堆積される。本明細書に記載されるように、例えば、セラミックコーティングは原子層堆積（ＡＬＤ）によって形成される。

いくつの実施形態において、ナノクレイ材及び／もしくはナノダイアモンド材はセラミック材２３４に加えて、もしくはその代わりにポリマー材２３６に織り込まれる。
ナノクレイ材はポリマー材２３６の強度を向上し、増加した耐摩耗性を提供する。ナノクレイ材は高い横縦比を有する。例えば、ナノクレイ材は板状の構造（板構造を指している）を有する。板状の構造において、二次元における寸法は構造の厚さを超える。板状構造のナノクレイは、通常高い横縦比を有する。例えば、個々の血小板の厚さは約１ナノメーター（１．０×１０^−９メートル）であり、表面寸法は少なくとも約３００ナノメーターから約６００ナノメーターより長い寸法まで設定される。適切なナノクレイ材は、Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ，Ｇｏｎｚａｌｅｓ，ＴＸ社から入手可能なナノクレイを含み、これに限定するものではない。適切なナノクレイ材は分散を許容する四級アンモニウムと反応するモンモリロナイト粘土である。ひとつの実施例において、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）及びＣｌａｙｔｏｎｅ（登録商標）は有用な添加剤である。

ナノクレイ材は押出成形の前にポリマー材に織り込まれる。ひとつの実施例において、ナノクレイ材は２軸押出機によってポリマー材と混合することで混合材を形成する。混合材は２軸押出機内にペレットに細かく切られ、そして混合材は、１軸押出機によって、例えば、リード線の本体のような所望の製品に形成する。押出成形の後に、ナノクレイ材は押し出されたポリマー材に分散される。ナノクレイ材を含み、押し出しているポリマービーズは、そこに均一に分散されたナノクレイを有する押し出されたポリマー材を生産する。より具体的に、ナノクレイ材はポリマー材の全体にわたって三次元（長さ、幅及び厚さ）において均一に分散される。押出成形の後、本明細書に記載されるように、セラミックコーティングは原子層堆積（ＡＬＤ）及び他の処理によってポリマー材に応用される。

いくつの実施形態において、ナノダイアモンド材はセラミック材とナノクレイ材と混合し、もしくはそれらの代わりとして使われる。ナノダイアモンド材は、ポリマー材の強度を向上させ、増加した耐摩耗性を提供する。ナノダイアモンドは約１〜１００ナノメーター（１．０×１０^−９ 〜１．０×１０^−７メートル）の間、約５０ナノメーター（５．０×１０^−８メートル）未満、もしくは約２０ナノメーター（２．０×１０^−８メートル）未満における粒子サイズを有するナノ粒径のダイアモンド粒子である。適切なナノダイアモンド材はｕＤｉａｍｏｎｄ（登録商標）、フィンランドのヴァンターヴァンターにあるＣａｒｂｏｄｅｏｎ社から提供可能なＭｏｌｔｏ（商標出願）を含むが、これらに限定するものではない。

ナノダイアモンド材はナノクレイに関して前記に論じられるように、押出成形の前にポリマー材と混合する。ナノクレイ材に類似し、押出成形の後に、ナノダイアモンド材はポリマー材の全体にわたって均一に分散される。

リード線の本体のような医療装置はセラミック材２３４、ナノクレイ材、ナノダイアモンド材もしくはそれらの組み合わせを含むポリマー材２３６から形成される。本明細書に論じられるように、セラミック材２３４、ナノクレイ材、ナノダイアモンド材は、ポリマー材の強度及び耐摩耗性を増加させる。セラミック材２３４、ナノクレイ材、ナノダイアモンド材もしくはそれらの組み合わせを含むポリマー材２３６を有するリード線の本体２１０は改善された耐摩耗性と、低減された故障分離のリスクを有することができる。

様々な修正及び追加が、本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書に検討された例示的な実施形態に対して実施可能である。例えば、上記に記載された実施形態は特別な技術特徴に言及するが、本発明の範囲も、技術特徴の異なる組み合わせを有する実施形態及び上記の技術特徴の全部を含まない実施形態を含む。従って、本発明の範囲は請求項の範囲内及び全部の同等物の範疇内において、このような代替形態、修正例及び変形例の全てを含むことを意図している。

Claims (15)

1. 埋め込み型の医療リード線であって、
   基材を含み、
   前記基材は、表面と、
   前記基材の表面に配置されたナノラミネートであって、前記ナノラミネートは、少なくとも一つのセラミック層と、少なくとも一つのポリマー層を含み、前記セラミック層の厚さは３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である前記ナノラミネートとを含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
2. 請求項１に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記ナノラミネートは第１のセラミック層と第２のセラミック層とを含み、一つの前記ポリマー層は前記第１のセラミック層と前記第２のセラミック層の間に配置されることを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
3. 請求項１又は２に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記セラミック層及び少なくとも一つの前記ポリマー層は同心状に配置されることを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、少なくとも一つの前記ポリマー層の厚さは１００ナノメーター（１．０×１０^−７ｍ）より薄いことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、少なくとも一つの前記セラミック層は、酸化アルミニウム及び酸化チタンを含む群から選択される少なくとも一つの成分を含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記埋め込み型の医療リード線は、外側の表面及び内側の表面を有する管状の本体を含み、前記ナノラミネートは前記外側の表面に配置されることを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記埋め込み型の医療リード線は、外側の表面及び内側の表面を有する管状の本体を含み、前記ナノラミネートは前記内側の表面に配置されることを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、更に少なくとも一つの層を含み、前記少なくとも一つの層はセラミック材及びポリマー材を含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
9. 埋め込み型の医療リード線においてナノラミネートを形成する方法において、前記方法は、
   前記埋め込み型の医療リード線にセラミック材を堆積し、３０ナノメーター（３．０×１０^−８ｍ）以下である厚さを有するセラミック層を形成する工程と、
   前記セラミック層にポリマー材を堆積し、ポリマー層を形成する工程と、を含むことを特徴とするナノラミネートを形成する方法。
10. 請求項９に記載の方法において、更に前記ポリマー層に第２のセラミック材を堆積し、第２のセラミック層を形成する工程を含むことを特徴とするナノラミネートを形成する方法。
11. 埋め込み型の医療リード線であって、前記埋め込み型の医療リード線は、
    前記医療リード線の遠位端から近位端まで延びる基材を含み、前記基材は少なくとも一つのポリマー材と、前記ポリマー材の全体にわたって分散される少なくとも一つのナノクレイ材もしくはナノダイアモンド材の粒子とを含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
12. 請求項１１に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記ナノクレイ材もしくはナノダイアモンド材は前記ポリマー材の全体にわたって均一に分散されることを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
13. 請求項１１又は１２に記載の埋め込み型の医療リード線において、更に前記ポリマー材の全体にわたって分散されるセラミック材を含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、前記ナノダイアモンド材は１〜１００ナノメーター（１．０×１０^−９〜１．０×１０^−７メーター）の間にある結晶サイズを有するダイアモンド粒子を含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。
15. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の埋め込み型の医療リード線において、更に、前記基材にセラミック層を含むことを特徴とする埋め込み型の医療リード線。

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