ES2347318T3

ES2347318T3 - Cable electrico.

Info

Publication number: ES2347318T3
Application number: ES01977995T
Authority: ES
Inventors: Neil Lawrence Anderson; Evan Ka-Loke Chong
Original assignee: Cathrx Ltd
Current assignee: Cathrx Ltd
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: WO2002032497A1; EP1333881A4; US20050227398A1; EP1916011A1; US7629015B2; ATE468879T1; JP4286537B2; US20100030308A1; EP1333881B1; JP4777377B2; AUPR090300A0; US8075969B2; US7625617B1; EP1916011B1; US20070220746A1; EP1333881A1; JP2008229337A; DE60142245D1; NZ525375A; JP2004510563A

Abstract

Un cable eléctrico (30) que incluye un cuerpo alargado tubular (31) de un material polimérico que comprende un miembro interno tubular (36) y un miembro externo (37) dispuesto en torno al miembro interno (36); al menos un conductor eléctrico (34) colocado entre el miembro interno (36) y el miembro externo (37), de forma que el miembro externo (37) cubra el al menos un conductor eléctrico (34), no estando cubierta al menos una porción del al menos un conductor eléctrico (34) por el miembro externo (37); en el que una porción del miembro externo y una porción del conductor eléctrico, o todo él, están recubiertas con un material conductor eléctricamente para definir al menos una región conductora eléctricamente (32) en el cuerpo alargado (31).

Description

Cable eléctrico.

Campo de la invención

La presente invención versa acerca de cables y electrodos eléctricos médicos y en particular acerca de cables médicos que tienen electrodos fabricados de un material polimérico recubierto con metal.

Técnica anterior

Se utilizan comúnmente los cables y los electrodos eléctricos en el campo médico para aplicaciones tales como la estimulación, la detección, la ablación y la desfibrilación.

Tradicionalmente, los electrodos médicos comprenden componentes metálicos o metálicos enrollados mecanizados que, aunque son adecuadamente conductores, no proporcionan la flexibilidad tanto en el diseño como en las propiedades mecánicas proporcionadas por un polímero recubierto con metal. Además, los polímeros recubiertos con metal son particularmente adecuados para su uso en electrodos de mayor área en los que su peso ligero, flexibilidad y versatilidad son ventajas clave.

Se ha considerado el uso de polímeros recubiertos con metal o llenos de metal como electrodos médicos. Por ejemplo, en el documento US 5.279.781, se describe una fibra llena de metal para su uso como un electrodo de desfibrilación. En este caso, se añade el metal durante el procedimiento de trefilado. Sin embargo, para hacer al electrodo adecuadamente conductor se requiere la adición de una proporción significativa de metal a la fibra que, a su vez, tiene un efecto adverso sobre la resistencia mecánica del electrodo.

Se han considerado otras estructuras, incluyendo siliconas llenas de metal y polímeros intrínsecamente conductores, para su uso como electrodos médicos aunque se ha descubierto que dichas estructuras no tienen el nivel requerido de conductividad necesaria para las aplicaciones médicas mencionadas anteriormente.

Normalmente, el problema encontrado al utilizar un material polimérico como un electrodo es que es difícil obtener una buena conexión eléctrica con el electrodo. En el documento US 5.609.622, se consiguió una conexión eléctrica utilizando un electrodo que tenía hilos metálicos incorporados en su pared. Entonces, se sometió al electrodo a un tratamiento de haz de iones con metal, de forma que se depositó el metal dentro de la pared y, por lo tanto, entró en contacto con los hilos. Sin embargo, en este caso, solo se muestra que la conexión eléctrica se producía en un extremo del electrodo y, además, es cuestionable si se consiguió una buena conexión por medio de este procedimiento, dado que depende de la circunstancia de que el cable entre en contacto con metal a través del grosor del plásti-
co.

El documento EP 0101595 A1 (Vital Signs, Inc.), publicado el 29 de febrero de 1984, da a conocer una sonda biológica con electrodos en su superficie exterior. La sonda está formada de un tubo hueco, con conductores eléctricos incorporados en las paredes del tubo. Los electrodos están formados al aplicar un material líquido conductor eléctricamente a depresiones en las paredes del tubo y endurecerlo. Las depresiones en las paredes del tubo se extienden hasta los conductores incorporados en las paredes, de forma que los electrodos formados por el material líquido conductor eléctricamente se encuentran en contacto eléctrico con los conductores.

La presente invención proporciona un cable y/o un electrodo eléctrico que supera los problemas de la técnica anterior. El documento GB-A-2268071 representa la técnica anterior más relevante.

Cualquier presentación de documentos, actas, materiales, dispositivos, artículos o similares que ha sido incluida en la presente memoria es únicamente con el fin de proporcionar un contexto para la presente invención. No se debe tomar como una admisión de que cualquiera, ni la totalidad, de estos asuntos formen parte de la base de la técnica anterior o que fuesen de conocimiento generalizado común en el campo relevante a la presente invención según existía antes de la fecha de prioridad de cada reivindicación de la presente solicitud.

Revelación de la invención

Según un primer aspecto de la invención se proporciona un cable eléctrico 30 como se define en la reivindicación 1.

El cuerpo alargado comprende un cuerpo tubular fabricado de un material polimérico adecuado. Preferentemente, el conductor eléctrico está alojado dentro de al menos parte de una pared lateral del cuerpo tubular. Además de estar alojado dentro de una pared lateral del cuerpo tubular en la al menos una región conductora eléctricamente del cuerpo, el conductor eléctrico puede extenderse a lo largo de toda la longitud del cuerpo tubular.

El primer miembro interno puede estar fabricado de un material polimérico adecuado, tal como poliuretano, amida del bloque de poliéter (PEBAX), PEEK o poliimida. Preferentemente, el segundo miembro externo está formado de un material polimérico similar al del primer miembro interno. Además, se prefiere que el segundo miembro externo esté fabricado de un material transparente o al menos sustancialmente transparente, de forma que se puede ver el al menos un conductor eléctrico a través del segundo miembro externo.

Preferentemente, el segundo miembro externo es mucho más delgado que el primer miembro interno y normalmente, el segundo miembro externo es lo suficientemente grueso como para cubrir solamente el al menos un conductor eléctrico.

El al menos un conductor eléctrico puede comprender un hilo o hilos metálicos fabricados de material tal como PFA, hilo/s de cobre aislado/s con poliimida o hilo/s de aleación de cobre. Preferentemente, el o los hilos tienen un diámetro de aproximadamente 0,025 a 0,3 mm.

Normalmente, durante la fabricación, se pueden enrollar sustancialmente hilos simples en torno a la circunferencia del primer miembro interno. Preferentemente, se enrollan entre 8 y 24 hilos en torno al primer miembro interno de esta forma, en la que cada hilo tiene una separación predeterminada entre él y el siguiente hilo. Dichos 8 a 24 hilos pueden formar un grupo particular que está separado de un segundo grupo, o subsiguiente, de hilos mediante un espacio que es preferentemente mayor que el espacio entre cada hilo de cada grupo. De esta forma, la identificación de cada grupo puede determinarse más fácilmente. Para ayudar en la identificación, cada grupo puede, además, estar codificado por color.

El al menos un conductor eléctrico puede estar enrollado de forma helicoidal en torno al primer miembro interno. Sin embargo, la presente invención no está limitada a la disposición particular del al menos un conductor eléctrico y se contemplan un número de combinaciones y orientaciones.

Normalmente, una banda en torno a la circunferencia del cuerpo alargado está recubierta junto con la porción expuesta del conductor eléctrico para formar un electrodo de banda en el cuerpo alargado.

Preferentemente, el material conductor eléctricamente es un metal y, preferentemente, un metal biocompatible, tal como platino. Sin embargo, se contempla que se pueda emplear una combinación de dos o más metales o aleaciones metálicas para mejorar la conductividad eléctrica. Por ejemplo, puede ser deseable proporcionar una primera capa de cobre o plata o cualquier otro metal conductor adecuado y una segunda capa de platino para permitir el uso del miembro conductor eléctricamente dentro de un cuerpo.

Se prefiere que la al menos una porción expuesta esté protegida contra la corrosión. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante la inmersión del cuerpo alargado en una disolución tal como cloruro de paladio que recubrirá la o las porciones expuestas.

Según un segundo aspecto de la invención se proporciona un procedimiento para fabricar un cable eléctrico 30 como se define en la reivindicación 8.

El miembro interno está extrudido como un tubo fabricado de un material adecuado tal como poliuretano o amida del bloque de poliéter (PEBAX).

La al menos una porción del al menos un conducto puede estar expuesta mediante un número de medios, incluyendo, pero no limitados a, aplicar calor, productos químicos o láseres para eliminar el área de la capa externa que cubre la al menos una porción. De forma deseable, se utiliza una técnica láser (por ejemplo, láser Yag cuádruple) dado que dicha técnica proporciona una buena precisión. Por ejemplo, el haz láser es capaz de seguir un recorrido particular de, digamos, un hilo enrollado de forma helicoidal que actúa como el al menos un conductor eléctrico. Por otra parte, solo se puede exponer de esta manera una pequeña porción del al menos un conductor, la presente invención no está limitada a la cantidad de conductor expuesta.

Para aplicaciones de energía elevada, tal como la ablación por radiofrecuencia (RF) o por microondas, se pueden exponer conductores eléctricos adyacentes y recubiertos con un material conductor eléctricamente para formar un único electrodo. Tal configuración reduce la densidad de corriente. Los conductores eléctricos de la presente realización pueden estar conectados entre sí en un extremo proximal de cada conductor eléctrico. El número de electrodos formados conjuntamente con la separación entre cada electrodo puede variar.

La porción expuesta de conductor o conductores eléctricos puede estar protegida contra la corrosión mediante la inmersión en una disolución ácida de, por ejemplo, cloruro de paladio, que recubrirá todas las porciones expuestas.

Es deseable que la al menos una porción del al menos un conductor eléctrico y al menos una porción del cuerpo alargado, que están recubiertas conjuntamente para formar un electrodo, estén catalizadas. Para evitar la catálisis del resto del cuerpo alargado o del conductor eléctrico que forma un área no del electrodo, estas áreas están protegidas de la catálisis al protegerlas, por ejemplo, mediante fotolitografía o al utilizar trozos de tubo termocontraíble, tal como PET para proteger dichas áreas. Una alternativa a la protección es el uso de una tinta que está tampografiada sobre las áreas que van a ser recubiertas y, por lo tanto, las áreas que van a ser electrodos. La tinta utilizada puede ser conductora eléctricamente, o no, pero en cualquier caso debería poder catalizar una etapa subsiguiente de recubrimiento. Si se requiere una radiopacidad puede ser deseable utilizar una tinta que incluya paladio coloidal o plata.

La etapa de catalizador tiene como resultado la deposición de una pequeña cantidad de metal noble sobre la superficie del material que va a ser recubierta. Esto proporciona las ubicaciones para la deposición del material conductor eléctricamente, por ejemplo, platino. Aunque un recubrimiento típico por vía química utiliza un catalizador de estaño/paladio, se prefiere que se utilice un procedimiento que elimine el estaño. Por ejemplo, se prefiere paladio en una solución acuosa ácida o de sulfóxido de dimetilo, pudiendo ambos ser reducidos en una disolución de hidracina. Este es particularmente útil, siendo una disolución orgánica, dado que permite una humectabilidad mejorada para muchos sustratos.

La etapa de catalizador puede llevarse a cabo un número de veces.

Preferentemente, el procedimiento de recubrimiento utiliza un recubrimiento por vía química en el que se pueden depositar un número de metales utilizando o bien disoluciones disponibles comercialmente o hechas a medida de iones metálicos complejos junto con un estabilizador y un reductor añadidos. Normalmente, la disolución permite una deposición controlada de un metal durante un periodo específico de tiempo. Si se requiere un electrodo biocompatible, se prefiere que el metal sea platino.

Si se requieren recubrimientos relativamente gruesos, se prefiere que se utilice un polímero poroso.

Los electrodos formados pueden protegerse por medio de una capa, por ejemplo, de polietilenglicol o manitol. Preferentemente, tal capa protectora permite que pase una carga eléctrica a través de la misma.

Los siguientes ejemplos describen la preparación del electrodo según varias realizaciones de los aspectos primero y segundo de la presente invención.

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Ejemplo 1

Se obtuvo un cable de un diámetro de 1,6 mm de MicroHelix en Portland, Oregón, EE. UU. El cable contenía 8 bobinas de hilo aisladas en la pared del tubo. La capa aislante estaba fabricada de una capa delgada de PEBAX. En uno de los hilos, se eliminó una longitud de 4 mm de aislamiento para exponer la cantidad correspondiente de hilo. Se protegió una banda de 4 mm del cable en torno al hilo expuesto. Se recubrió con algo de tinta conductora laminable de Creative Materials (CMI 117-31) de Tyngsboro, Massachusetts en torno a la región no protegida cubriendo el conductor expuesto. Entonces, se sumerge el electrodo con tinta en un baño no electrolítico de complejo de platino y se recubre durante 1 hora a 60 grados C utilizando hidracina como el reductor teniendo como resultado de un grosor de 0,5 micrómetros. Entonces, se midió la impedancia de paso del electrodo recubierto en una disolución de NaCl al 0,18% utilizando una placa de níquel como el electrodo de retorno. El impulso de paso utilizado fue de 5 voltios y 0,5 ms. Se encontró que la impedancia era de 250 ohmios. Se comparó este valor con un electrodo de ablación disponible comercialmente, que se encontró que era de 180 ohmios. El electrodo recubierto no resultó dañado.

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Ejemplo 2

Se obtuvo un cable de un diámetro de 1,6 mm de MicroHelix en Portland, Oregón, EE. UU. El cable contenía 8 bobinas de hilo aislados en la pared del tubo. La capa aislante estaba fabricada de una capa delgada de PEBAX. En uno de los hilos, se eliminó una longitud de 4 mm de aislamiento para exponer la cantidad correspondiente de hilo. Se protegió una banda de 4 mm del cable en torno al hilo expuesto. Se recubrió con algo de tinta conductora laminable de Creative Materials (CMI 117-31) de Tyngsboro, Massachusetts en torno a la región no protegida cubriendo el conductor expuesto. Se recubre la tinta del electrodo con una capa de 3 micrómetros de cobre utilizando un recubrimiento por vía química. Entonces, se sumergió el electrodo recubierto con cobre en una disolución ácida de cloruro de paladio para catalizar la superficie y se sumergió de nuevo en un baño no electrolítico de complejo de platino y se recubre durante 1 hora a 60 grados C utilizando hidracina como el reductor. Entonces, se midió la impedancia de paso en una disolución de NaCl al 0,18% utilizando una placa de níquel como el electrodo de retorno. El impulso del paso utilizado fue de 5 voltios y 0,5 ms. Se encontró que la impedancia era de 120 ohmios. Se comparó este valor con un electrodo de ablación disponible comercialmente, que se encontró que era de 180 ohmios. El electrodo recubierto no resultó dañado.

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Ejemplo 3

Se obtuvo un cable de un diámetro de 1,6 mm de MicroHelix en Portland, Oregón, EE. UU. El cable contenía 8 bobinas de hilo aislados en la pared del tubo. La capa aislante estaba fabricada de una capa delgada de PEBAX. En uno de los hilos, se eliminó una longitud de 4 mm de aislamiento para exponer la cantidad correspondiente de hilo. Se protegió una banda de 4 mm del cable en torno al hilo expuesto. Se recubrió con algo de tinta conductora laminable de Creative Materials (CMI 117-31) de Tyngsboro, Massachusetts en torno a la región no protegida cubriendo el conductor expuesto. Se recubre la tinta del electrodo con una capa de 3 micrómetros de cobre utilizando un recubrimiento por vía química. Entonces, se sumergió el electrodo recubierto con cobre en una disolución ácida de cloruro de paladio para catalizar la superficie y se sumergió de nuevo en un baño no electrolítico de complejo de platino y se recubre durante 1 hora a 60 grados C utilizando hidracina como el reductor.

Entonces, se colocó el electrodo en un trozo de carne sumergido en una disolución de NaCl al 0,18% y un electrodo de retorno de acero inoxidable debajo. Se suministró energía de RF de frecuencia elevada a través del electrodo durante 60 segundos, lo que tuvo como resultado una lesión similar a un electrodo de ablación disponible comercialmente.

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Ejemplo 4

Entonces, se sumergió el electrodo recubierto en una disolución de NaCl al 0,18% utilizando una placa de níquel como el electrodo de retorno. Se suministró un impulso bifásico de desfibrilación de 130 voltios en amplitud y una anchura de impulso de 6 ms a través del electrodo recubierto, lo que tuvo un resultado de una impedancia de 130 ohmios y el electrodo no resultó dañado.

Breve descripción de los dibujos

Se describen ahora realizaciones preferentes de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un número de regiones conductoras eléctricamente de la presente invención en un conjunto de electrodos;

las Figuras 2a, 2b y 2c son vistas esquemáticas que muestran las etapas de fabricación de un miembro conductor eléctricamente según un aspecto adicional de la invención;

las Figuras 3a, 3b y 3c son vistas esquemáticas que muestran las etapas de fabricación de un miembro conductor eléctricamente de otra realización del aspecto mostrado en las Figuras 2a, 2b y 2c; y

las Figuras 4a, 4b y 4c son vistas esquemáticas que muestran las etapas de fabricación de un miembro conductor eléctricamente de una realización adicional del aspecto mostrado en las Figuras 2a, 2b y 2c.

Descripción detallada de los dibujos

En el aspecto de la invención mostrado en las Figuras 2a, 2b y 2c, la invención consiste en un miembro conductor eléctricamente 30 que incluye un cuerpo alargado 31. El cuerpo alargado 31 tiene al menos una región conductora eléctricamente 32 que comprende un material polimérico 33 junto con al menos un conductor eléctrico 34. Una porción del material polimérico 33 y una porción del conductor eléctrico 34, o todo él, están recubiertas con un material conductor eléctricamente 35.

El cuerpo alargado comprende un primer miembro interno cilíndrico 36 y un segundo miembro externo 37, formando sustancialmente dicho segundo miembro externo un recubrimiento en torno al primer miembro interno 36. El segundo miembro externo 37 se extiende sustancialmente a lo largo de la longitud completa del primer miembro interno 36. El al menos un conductor eléctrico 34 está intercalado entre el primer miembro interno 36 y el segundo miembro externo 37.

Como se muestra en la Figura 2b, el conductor eléctrico 34 está expuesto. Esto se puede conseguir mediante un número de medios, incluyendo la aplicación de calor, productos químicos o láseres para eliminar el área del miembro externo 37 que cubre el conductor eléctrico 34.

Entonces, se catalizan el conductor eléctrico expuesto 34 y un área del material polimérico 33 adyacente al conductor eléctrico 34 y son recubiertos con el material conductor eléctricamente 35 para formar un electrodo 38.

Como se muestra en las Figuras 3a, 3b y 3c, se pueden formar dos electrodos 38 al recubrir conductores eléctricos 34 separados junto con un área adyacente del material polimérico 33.

Para aplicaciones de energía elevada, tales como la ablación por RF o por microondas, las Figuras 4a, 4b y 4c muestran cómo se puede recubrir un número de conductores eléctricos 34 junto con sus materiales poliméricos adyacentes 33 con un material conductor eléctricamente para formar un único electrodo 38. Los conductores eléctricos de esta realización pueden estar conectados eléctricamente entre sí en un extremo proximal de cada conductor eléctrico. El número de electrodos formados junto con la separación entre cada electrodo puede variar.

Los expertos en la técnica apreciarán que se pueden llevar a cabo numerosas variaciones y/o modificaciones a la invención como se muestra en las realizaciones específicas sin alejarse del alcance de la invención como se ha descrito en términos generales. Por lo tanto, se deben considerar las presentes realizaciones en todos los aspectos como ilustrativas y no como restrictivas.

Claims

1. Un cable eléctrico (30) que incluye

un cuerpo alargado tubular (31) de un material polimérico que comprende un miembro interno tubular (36) y un miembro externo (37) dispuesto en torno al miembro interno (36);

al menos un conductor eléctrico (34) colocado entre el miembro interno (36) y el miembro externo (37), de forma que el miembro externo (37) cubra el al menos un conductor eléctrico (34), no estando cubierta al menos una porción del al menos un conductor eléctrico (34) por el miembro externo (37);

en el que una porción del miembro externo y una porción del conductor eléctrico, o todo él, están recubiertas con un material conductor eléctricamente para definir al menos una región conductora eléctricamente (32) en el cuerpo alargado (31).

2. El cable eléctrico (30) de la reivindicación 1, en el que el conductor eléctrico (34) está contenido dentro de al menos una parte de una pared del cuerpo tubular (31).

3. El cable eléctrico (30) de la reivindicación 1 o 2, en el que el miembro interno (36) y el miembro externo (37) están fabricados de un material polimérico seleccionado del grupo constituido por el poliuretano y la amida del bloque de poliéter, PEBAX.

4. El cable eléctrico (30) de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el al menos un conductor eléctrico (34) comprende al menos un hilo metálico fabricado de un material seleccionado del grupo constituido por PFA, FEP, hilo/s de cobre o hilo/s de aleación de cobre aislados con poliimida o poliuretano.

5. El cable eléctrico (30) de la reivindicación 4, en el que el al menos un conductor eléctrico (34) comprende una pluralidad de hilos dispuestos en grupos separados.

6. El cable eléctrico (30) de la reivindicación 1, en el que la porción recubierta del material polimérico y el conductor eléctrico forman un electrodo (38) de banda que se extiende sustancialmente en torno a la circunferencia del cuerpo alargado (31).

7. El cable eléctrico de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material conductor eléctricamente es al menos un metal seleccionado del grupo constituido por platino, aleaciones metálicas, acero inoxidable, cobre y plata.

8. Un procedimiento de fabricación de un cable eléctrico (30), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

(i): extrudir un miembro interno tubular alargado (36) de un material polimérico;

(ii): aplicar al menos un conductor eléctrico (34) a una superficie expuesta del miembro interno (36);

(iii): cubrir el miembro interno (36) y el al menos un conductor eléctrico (34) con un miembro externo (37) fabricado de un material polimérico, de forma que el al menos un conductor eléctrico (34) está cubierto por dicho miembro externo (37);

(iv): exponer al menos una porción del al menos un conductor eléctrico (34); y

(v): recubrir dicha porción expuesta del al menos un conductor eléctrico (34) y al menos una porción de la superficie del miembro externo (37) con un recubrimiento (35) de un material conductor eléctricamente.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, que incluye exponer al menos un conductor eléctrico (34) a uno de la aplicación de calor, productos químicos, láseres y una acción mecánica para eliminar el área del miembro externo (37) que cubre la al menos una porción del conductor eléctrico (34).

10. El procedimiento de la reivindicación 8 o 9, que incluye antes de la etapa (v) la etapa adicional de catalizar una superficie del cuerpo alargado que va a ser recubierta, en el que se aplica de forma selectiva un catalizador utilizando tampografía y/o protección.

11. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que se aplica el recubrimiento conductor eléctricamente por medio de un recubrimiento no electrolítico.

12. Un cable eléctrico (30) cuando se fabrica utilizando el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.