JPH062165B2 - 移植可能電極の製造方法 - Google Patents

移植可能電極の製造方法

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JPH062165B2
JPH062165B2 JP59268224A JP26822484A JPH062165B2 JP H062165 B2 JPH062165 B2 JP H062165B2 JP 59268224 A JP59268224 A JP 59268224A JP 26822484 A JP26822484 A JP 26822484A JP H062165 B2 JPH062165 B2 JP H062165B2
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    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
    • A61L27/30—Inorganic materials
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移植可能な電極、特に刺激電極の製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
例えば心臓ペースメーカ用の刺激電極は、一般に、刺激
パルスを伝達するための絶縁ケーブル導線と例えば半
球、円筒または線条からなる電極とから構成されてい
る。刺激伝導系に故障があるときの心臓の電気刺激は、
刺激可能な細胞膜における所定の電界強さの発生を前提
とする。刺激開始後、この刺激は心筋全体に自動的に拡
がり、心筋を収縮させる。
刺激を起生するには、エネルギー供給ユニットを備えた
移植可能な電子部材と、刺激電極および無刺激電極を備
えた刺激電極回路とからなる電子ペースメーカが使用さ
れる。刺激パルスの間、0.5ないし２ｍｓ以内に、小さ
なコンデンサが刺激電流回路を介して一部分放電され
る。パルスの休止期間中にコンデンサは、エネルギー供
給ユニット即ちバッテリーによって再び充電される。パ
ルス期間中は、刺激電極の近くの刺激可能な組織中に、
刺激を起生するのに必要な電界強さが生じる。
例えば白金、白金・イリジウムまたはコバルト４０部、
クロム２０部、鉄１６部、ニッケル１５部、モリブデン
７部およびマンガン２部の合金(Elgiloy)からなる通常
の刺激電極は、隣接組織に変性作用を及ぼす。即ちこの
組織は、約0.5ないし１mmの厚さの刺激不可能な結合組
織層で囲まれるが、この層は約２ないし４週間で形成さ
れる。その場合この期間中に刺激閾値が定常的に増加
し、刺激作用を起生するには、ますます大きな電流を必
要とするため、必要な電圧も増加する。刺激可能な組織
は、いわば電極から離れるため、同じ電界強さを生じる
には一層大きなエネルギーを加える必要がある。刺激電
極のヘッドが例えば１mmの半径をもつ半球からなり、こ
の刺激電極の周囲に約１mmの厚さの結合組織層が形成さ
れている場合、刺激閾値電流は数倍に増大する。電圧が
ほぼ同じ程度に高くなるため、必要な電力は約１６倍に
増大する。このことは、エネルギー源の容量および電圧
に対する要求が刺激電極における組織の増大に大きく依
存していることを意味している。
ガラス炭素をガラスから成る基板上に例えば0.5ないし
1.79g/cm3の密度でスパッタリングすることが可能であ
ることが知られている。ガラス炭素の析出速度は電力に
比例して増加するが、このスパッタリングされたガラス
炭素層の密度は電力に反比例する。スパッタリング条件
が同じでターゲット材料としてグラファイトを使用する
場合は例えば1.58g/cm3の密度、熱分解性グラファイト
では例えば1.40g/cm3の密度、ガラス炭素では例えば0.7
4g/cm3の密度が得られる。スパッタリングされた層は結
晶質ではなく、その微細構造は粒状であり、0.1ないし
1.0μmの粒度の粒子を含有している（文献Z.Marinkovi
c,R.Roy;Carbon１９７６，第１４巻，３２９−３３１ペ
ージ参照）。
さらに刺激電極用の電極材料としては、ガラス状炭素と
も呼ばれるガラス炭素を使用することが知られている。
電極ヘッド材料としてのこのガラス炭素は、表面が活性
化されている。この場合活性化された表面とは、微孔性
構造をもつ表面、即ち直径が0.002μmより小さな気孔を
もつ表面を意味している。ガラス炭素を活性化すること
によって、電極と組織との境界面に生じ境を接する刺激
可能な組織内の電界強さの増大に寄与しない分極損失
を、極めて低く抑制することができる。このようにする
ことによって、移植の期間中に刺激閾値の電流密度が高
くならないため、結合組織形成による僅少な被包および
僅少なエネルギー消費並びにこれに関連した良好な連続
使用特性が保証された移植可能な電極を得ることができ
る。電極ヘッドの活性化は、この公知の電極の場合、空
気を４００℃以上の温度に加熱することによって特別な
工程で行われる。その場合、表面が僅少な焙焼減量を生
じるが、これは電気特性に良好な影響を及ぼす。この場
合電極ヘッドの滑らかな表面は肉眼時にはそのまま維持
される（ドイツ連邦共和国特許出願公告第２６１３０７
２号公報）。
〔発明が解決すべき問題点〕
本発明の目的は、電極材料が身体に対する順応性をもつ
と共に面に関する電気化学的な高い二重層をキャパシタ
ンスをもち、しかも製造が極めて簡単な移植可能電極、
特に刺激電極を提供することにある。
〔問題点の解決手段〕
この目的は本発明によれば、電極の表面の少くとも一部
にガラス炭素がターゲットからガラス炭素をスパッタリ
ングすることによって達成される。
電極材料としては、例えば白金・イリジウム（Ｐｔ−Ｉ
ｒ）、とりわけガラス炭素、特に白金が使用される。さ
らに場合によっては、例えば数μmの厚さの薄い白金層
を備えた例えばコバルト、クロム、鉄、ニッケル、モリ
ブデンおよびマンガンを含有する白金(Elgiloy)を使用
することができる。
ガラス炭素層は、圧力が例えば４ないし８・１０−２mb
ar、とりわけ約５ないし７・１０−２mbar、特に約６・
１０−２mbarで、電圧が例えば1.6ないし2.4kV、とりわ
け1.8ないし2.2kV、特に約2.1kVの例えばアルゴン雰囲
気中でスパッタリングされる。電力は例えば0.5ないし
1.5kW、とりわけ0.8ないし1.2kW、特に約１kWであり、
析出速度は例えば毎分約１５ｎｍである。
〔作用効果〕
電極にスパッタリングされるガラス炭素層は１ないし２
０μｍ、とりわけ約４ないし５μｍの厚さを有し、0.7g
/cm3の密度に達する。従って電極は密な表面ではなく、
微孔性表面、すなわち直径が約0.002μｍ以下で、密度
ガラス炭素の約半分の気孔をもつ表面が得られるが、そ
の場合電極は肉眼的には平滑な表面が維持される。実際
面、すなわちアルゴン雰囲気圧力と析出速度との比例
性、および電力と密度との比例性についての認識に反
し、例えば約１kWの比較的大きな電力の場合、例えば僅
か約0.7g/cm3の比較的少い密度しか得られない。さら
に、このスパッタリングされたガラス炭素層は電極に良
好に固着し、例えば白金電極には極めて良好に固着す
る。
さらに気孔性のガラス炭素層をスパッタリングされた白
金電極は約１Hzの周波数の場合、約５０ｍＦ／cm2の高
い電気化学的な二重層キャパシタンスが得られる。従っ
て、電極と組織との境界面に生じ境を接する刺激可能な
組織における電界強さの増大には寄与しないような分極
損失の発生が極めて少い移植可能な電極が得られる。そ
のほかこのような移植可能な電極の場合には、移植期間
中における刺激閾値の電流密度が増大しないため、結合
組織形成による僅少な被包、および僅少なエネルギー消
費並びにこれに関連した良好な連続使用特性が保証され
る。
その場合、ガラス炭素を付加的に活性化せずに、この長
所、特に高い電気化学的な二重層キャパシタンスが得ら
れ、しかも白金電極の場合良好な接触性を有する長所が
得られる。白金は金属材料に属するため、電極を簡単に
製造し形成することができる。
移植可能な電極の好適な実施態様において、例えば白金
からなる電極を、少くとも一部分、ガラス炭素でスパッ
タリングすることができる。このようにすることによっ
て、インピーダンスが小さいため、電流負荷がスパッタ
リング領域に集中されるようになる。この表面を電極ヘ
ッドの表面に転移することによって、エネルギー消費量
および刺激閾値を本質的に改善することができる。
別の好適な実施態様においては、人工耳の蝸牛殻用の微
小電極または多重電極の白金線が、ガラス炭素によって
スパッタリングされる。
この用途においては、神経刺激の場合、刺激閾値のため
に例えば0.5Ａ／cm2の高い電流密度が要求され、従って
高い分極値が得られるため、面に関する高い二重層キャ
パシンタスが特に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター、シヤツク ドイツ連邦共和国ニユルンベルク、シユニ ークリンガーシユトラーセ 33 (56)参考文献 特開 昭52−118988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−118989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−182059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−106513（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−193852（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭55−14347（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガラス炭素ターゲットから４ないし８・１
    ０−２ｍｂａｒの圧力、1.6ないし2.4kVの電圧、0.5な
    いし1.5kWの電力でガラス炭素が電極表面の少なくとも
    一部分にスパッタリングされることを特徴とする移植可
    能電極の製造方法。
  2. 【請求項２】アルゴン雰囲気中でスパッタリングされる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】電極材料として白金を使用することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】電極材料として白金・イリジウムを使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  5. 【請求項５】電極材料としてガラス炭素を使用すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  6. 【請求項６】コバルト、クロム、鉄、ニッケル、モリブ
    デンおよびマンガンを含有し白金層を備えた合金(Elgil
    oy)からなる電極を使用することを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の方法。
JP59268224A 1983-12-20 1984-12-18 移植可能電極の製造方法 Expired - Lifetime JPH062165B2 (ja)

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JPS60156474A JPS60156474A (ja) 1985-08-16
JPH062165B2 true JPH062165B2 (ja) 1994-01-12

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