DE3213331C2 - Elektrodenspitze für einen Herzschrittmacher und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenspitze für einen Herzschrittmacher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Elektrodenspitzen für Herzschrittmacher sind in zahlreichen Aus­ führungsformen bekannt. Bei der Gestaltung der Elektrodenspitze müssen verschiedene Anforderungen erfüllt werden, so z. B. muß dafür gesorgt werden, daß die Elektrodenspitze fest im Gewebe verbleibt ohne ihre Lage zu verändern. Da die Elektrodenspitze nicht nur zum Abgeben eines Reiz- oder Schrittmacherimpulses an das Gewebe verwendet wird, sondern auch als Fühlelektrode dient, wird einerseits eine große Schritt­ macherimpedanz und andererseits eine geringe Fühlimpedanz gewünscht. Eine hohe Schrittmacherimpedanz erreicht man durch kleine geometrische Abmessungen der Oberfläche der Elektrodenspitze. Hin­ gegen ist es für eine geringe Fühlimpedanz zweckmäßig, eine sehr große Kontaktoberfläche zur Verfügung zu haben.

Aus der DE-A-26 13 072 ist in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Elektrodenspitze bekannt, die aus Glaskohlenstoff besteht, deren Außenoberfläche aufgerauht ist, und in der Schlitze oder Löcher mit einer Größe von 50 bis 500 Mikrometer ausgebildet sind, in die das Gewebe einwachsen kann. Zur Ausbildung der Schlitze oder Löcher, in der aus Glaskohlenstoff bestehenden Elektrodenspitze werden bei der Herstellung des Rohlings für die Elektrodenspitze Formkörper oder Fasern eingelagert, die im Zuge des späteren Bearbeitungsver­ fahrens z. B. verdampft werden. Durch diese Maßnahme wird nicht nur erreicht, daß das Gewebe in die Schlitze oder Löcher hineinwachsen kann sondern es wird auch noch - bei etwa gleichbleibenden geometrischen Abmessungen der Spitze - die "Mikrooberfläche", d. h. die mit dem Gewebe in Berührung gelangende Kontaktfläche, ver­ größert. Offenbar ist nun aber die aus Glaskohlenstoff gefertigte Elektrodenspitze ein massives Teil, welches den in der Druckschrift nicht näher beschriebenen Weise auf dem Elektrodenschaft angeordnet ist.

Aus der GB-A-20 40 685 ist eine Elektrodenspitze für Herzschrittmacher bekannt, die aus einer Faserpackung leitender Fasern besteht, welche von einem etwa halbkugelförmigen leitenden Gitter umgeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenspitze der eingangs genannten Art anzugeben, die nicht nur einen sicheren Halt der implantierten Elektrodenspitze im Gewebe gewährleistet, sondern darüber hinaus bei vergleichsweise geringen geometrischen Ab­ messungen eine sehr hohe Mikrooberfläche besitzt um die gewünschte hohe Schrittmacherimpedanz und niedrige Fühlimpedanz zu erreichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk­ male. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Elektrodenkappe der erfindungsgemäßen Elektrodenspitze ist hohl, wobei ein Hohlraum zwischen dem oberen Ende des Elektrodenschafts und der Innenseite der konvex ausgebildeten Elektrodenkappe gebildet ist. Hierdurch besitzt die Elektrodenspitze nicht nur eine Außenober­ fläche, sondern auch eine Innenoberfläche, die mit der Außenoberfläche über die Durchführungs-Öffnungen verbunden ist. Das in die Öffnungen eindringende Gewebe kann soweit einwachsen, daß es auch teilweise mit der Innenfläche der Elektrodenkappe in Berührung gelangt. Bei einer speziellen Ausführungsform gemäß der Erfindung beträgt die Flächengröße der Außenfläche der Elektrodenkappe etwa 8,0 mm². Mit den Wandungen der Öffnungen und der inneren Oberfläche der Elektrodenkappe ergibt sich eine "Mikrooberfläche" von etwa 20 mm², als mehr als dem doppelten der eigentlichen Außenoberfläche der Elektrodenkappe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachgereichten Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Elektrodenspitze eines Herz­ schrittmachers;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Schafts für die Elektrodenspitze nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Elektrodenspitze nach der Fig. 1;

Fig. 4a bis 4f Arbeitsschritte des Verfahrens zum Herstellen der porösen Elektrodenspitze für Herzschrittmacher nach Fig. 1.

Nach Fig. 1 weist die Elektrodenspitze eine Elektrodenkappe 11 und einen Elektrodenschaft 13 auf. Die Elektrodenkappe 11 besteht aus einem 0,34 mm dicken Abschnitt aus Platinblech, der in eine konkav- konvexe Form gebracht ist und eine Fläche von 4 bis 8 mm² und einen Durchmesser von etwa 2 mm besitzt. Die konvexe Oberfläche 15 stellt die äußere Oberfläche der Elektrodenkappe 11 und die konkave Ober­ fläche 17 die innere Oberfläche der Elektrodenkappe 11 dar.

Es ist eine Mehrzahl an Öffnungen 19, siehe Fig. 3, durch die Elektrodenkappe 11 gebohrt. Die Öffnungen 19 sind im einheitlichen Abstandsverhältnis angeordnet. Es sind 55 Öffnungen 19 mit kreis­ förmigem Querschnitt vorhanden, sie haben einen inneren Durchmesser in der Größenordnung von 15 bis 300 µm. Wahlweise besitzen die Öffnungen 19 eine allgemein kegelstumpfförmige Gestalt und einen inneren Durchmesser von 120 µm in der konvexen Oberfläche 15 und einen inneren Durchmesser von 100 m in der konkaven Oberfläche 17. Es liegen ebenfalls vier Öffnungen 25 im gleichen Abstandsverhältnis mit allgemein ovaler Form, benachbart zu dem Umfangsrand der Kappe 11, vor, wobei der große Durchmesser sich auf etwa 90 µm und der kleine Durchmesser auf etwa 120 µm beläuft. Diese größeren Öffnungen 25 ermöglichen ein Eintreten von Flüssigkeiten und ein Einwachsen des Gewebes in dem Fall einer sogenannten "side on"-Elektrodenspitzen­ stellung. Es können z. B. die großen Durchmesser der Öffnungen 25 sich auf 60 bis 1200 µm und die Meinen Durchmesser auf 15 bis 300 µm belaufen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Ende 27 des zylinderförmigen Teils 21 mit einer Tragkante 23 versehen. Das andere Ende 29 des zylinder­ förmigen Teils 21 paßt mit den elektrischen Leiter des Herzschritt­ machers zusammen.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Elektrodenkappe 11 und zeigt die Örtlichkeit der Öffnungen in der Elektrodenkappe 11.

Die geometrische Oberfläche der Elektrodenkappe 11 beläuft sich auf etwa 8,0 mm². Diese kleine Fläche führt zu einer erhöhten Schritt­ macherimpedanz. Bezüglich der inneren Oberflächen der Öffnungen 19 und 25, die sich durch die Elektrodenkappe 11 erstrecken, der inneren Oberfläche 15 der Kappe 11 und der äußeren Oberfläche 17 der Kappe 11 beläuft sich die Mikrooberfläche der gesamten Elektrodenkappe 11 auf etwa 20 mm².

Die Fig. 4a bis 4f zeigen ein Beispiel für das Herstellen der Herz­ schrittmacherelektrode. Wie in der Fig. 4a gezeigt, wird ein Platte aus Platin vorgesehen. Die Platinplatte wird in eine konkav-konvexe Form gemäß Fig. 4b überführt. Sodann wird eine Mehrzahl an Öffnungen 19 und 25 in der konkav-konvexen Platte ausgebildet, siehe die Fig. 4c. Es ist vorgesehen, diese Öffnungen durch Bohren mit einem Laser, Elektronenstrahl oder auf andere Weise vorzunehmen, um Öffnungen vorherbestimmter Form und Größen an einer genau festgelegten Stelle zu bohren. Weiterhin werden die Stelle und die Anzahl der Öffnungen 19, 25 gemäß den angestrebten elektrischen Eigenschaften für die Elektrode und das gewünschte Ausmaß des Hereinwachsens in das Gewebe ausgewählt.

Wie anhand der Fig. 4d gezeigt ist, ist der Elektrodenschaft 13 mit einer Öffnung 31 für die Aufnahme des Elektrodenleiters (nicht gezeigt) vorgesehen. Sodann wird der Elektrodenschaft 13 mit einer Tragkante 23 versehen, siehe die Fig. 4e. Abschließend, siehe die Fig. 4f, wird die Tragkante 23 mit der konkaven Oberfläche 17 der Elektrodenkappe 11 durch Laserschweißen verbunden.

Die äußere Oberfläche 15 der Kappe 11 erfährt sodann eine Ver­ größerung ihrer Mikrooberfläche durch Aufrauhen unter Ausbildung mindestens einer Fläche 33, siehe die Fig. 4f, die Spalten, Unregel­ mäßigkeiten, Protruberanzen und ähnliches aufweist. Das bevorzugte Verfahren zum Aufrauhen der äußeren Oberfläche 15 der Kappe 11 erfolgt durch Aufblasen von Glaskügelchen. Es können auch Verfahren wie Funkenerosion (elektrisches Nadelätzen) angewandt werden.

Das oben beschriebene Verfahren führt zur Herstellung einer porösen Elektrode für Herzschrittmacher mit einer kleinen geometrischen Ober­ fläche und somit einer hohen Schrittmacherimpedanz, wodurch ein niedriger Stromverbrauch sichergestellt wird. Gleichzeitig ergibt sich eine große Mikrooberfläche, wodurch eine niedrige Fühlimpedanz und verbessertes Fühlvermögen ermöglicht werden. Die Mehrzahl der Öffnungen durch die Elektrode, wodurch sie porös wird, erleichtert die Befestigung der Elektrode an dem umgehenden Gewebe dadurch, daß das Gewebe in die Öffnungen hineinwachsen kann.

Claims (8)

1. Elektrodenspitze für einen Herzschrittmacher, mit einer Elektrodenkappe (11), die eine konvexe Außenoberfläche (15) besitzt in der eine Anzahl von Öffnungen (19) ausgebildet ist, und mit einem die Elektrodenkappe (11) tragenden Elektrodenschaft (13), dadurch gekennzeichnet,
daß die aus einer Platte geformte und mit dem zylinderförmigen Elektrodenschaft (13) verbundene Elektrodenkappe (11) eine konkave Innenoberfläche (17) besitzt, und
daß sich die als Bohrungen ausgebildeten Öffnungen von der Außenoberfläche (15) durch die Elektrodenkappe zu deren Innenoberfläche (17) erstrecken, so daß die Gesamtoberfläche der Elektrodenkappe (11) durch die Summe der Außenoberfläche (15), der Innenoberfläche (17) und der Öffnungswandungen gebildet wird.

2. Elektrodenspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkappe (11) aus Platin besteht.

3. Elektrodenspitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen kreisförmige Öffnungen (19) mit einem Durchmesser von 15 bis 300 Mikrometer und ovale Öffnungen (25) mit großem Durchmesser von 60 bis 1200 Mikrometer und kleinem Durch­ messer von 15 bis 300 Mikrometer aufweisen.

4. Elektrodenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenschaft (13) eine Tragkante (23) zum Halten der Elektrodenkappe (11) aufweist.

5. Elektrodenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Außenoberfläche (15) aufgerauht ist.

6. Verfahren zum Herstellen der Elektrodenspitze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Elektrodenkappe (11) ein Platte in eine konvex-konkave Gestalt ver­ formt, daß dann die Öffnungen (19, 25) gebohrt werden, und daß die Elektrodenkappe über eine an dem Elektrodenschaft (13) ausgebildete Tragkante (23) mit dem Elektrodenschaft verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Bohren der Öffnungen mittels Laserstrahl erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 bei dem die Elektroden­ kappe (15) mit der Tragkante (23) des Elektrodenschafts (13) ver­ schweißt wird.