(57)【要約】  様々な医療用用途に適切な医療用電気リード線及び身体植込型の電極が開示される。一般に電極は、多価電解質を含むポリマーマトリックス内に分散された、酸化イリジウム等の擬似容量材料のマイクロ粒子を有する複合材料を含む。ポリマーマトリックスは、過剰な多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーをさらに含む。この複合材は、電極それ自体又は電極コーティングを形成するために使用され得る。複合材内の擬似容量材料の存在は、電極の電荷貯蔵容量を増加させ、患者の心臓をペーシングするために適切な電気化学ウィンドウ内に電荷密度の安全送達を可能とさせる。
2010540104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用電気リード線であって、
パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、
前記導体に動作可能に接続される少なくとも一つの電極であって、前記電極がポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質材料と、前記ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを有する、前記電極と、
を含む医療用電気リード線。
【請求項２】
前記電極は、前記導体に動作可能に接続された導電性基材を含み、前記ポリマーマトリックスを含むコーティングは、前記基材の少なくとも一部の上にコートされる、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項３】
前記導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項４】
前記導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項５】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項６】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項７】
前記擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、及びこれらの組合せから選択される、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項８】
前記擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項９】
前記擬似容量材料は、前記電極の電極電位が、心臓をペーシングするために適切な電気化学ウィンドウ内に維持されるのに十分な量で存在する、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項１０】
医療用電気リード線であって、
パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、
導電性基材と、同基材の少なくとも一部の上に配置された導電性複合材料を含むコーティングとを有する電極であって、前記複合材料がポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、前記ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量粒子とを含む、前記電極と、
を含む医療用電気リード線。
【請求項１１】
前記導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェ
ン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１２】
前記導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含み、前記負に帯電した電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１３】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１４】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸である、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１５】
前記擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化チタン、酸化オスミウム、及びこれらの組合せから選択される、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１６】
前記容量材料は、酸化イリジウムを含む、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項１７】
身体植込型の電極であって、
導電性金属基部と、
前記導電性基部の少なくとも一部の上に配置された複合材コーティングであって、同複合材コーティングがポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーと、前記ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを含む、前記複合材コーティングと、
を含む身体植込型の電極。
【請求項１８】
前記導電性金属基部は、擬似容量材料を含む第１の層と、前記複合材コーティングを含む第二の層とを有する、請求項１７に記載の身体植込型の電極。
【請求項１９】
前記導電性ポリマーはポリエチレンジオキシチオフェンを含み、前記負に帯電した電解質はポリスチレンスルホン酸を含み、前記擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項２０】
前記導電性ポリマーはポリピロールを含み、前記負に帯電した電解質はポリグルタミン酸を含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項２１】
前記導電性ポリマーはポリピロールを含み、前記負に帯電した電解質は、ポリグルタミン酸を含む、請求項１０に記載の医療用電気リード線。
【請求項２２】
前記ポリマーマトリックスは、過剰なポリスチレンスルホン酸によってドープされたポリエチレンジオキシチオフェンを含み、前記擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む、請求項１７に記載の身体植込型の電極。
【請求項２３】
前記ポリマーマトリックスは、過剰なポリグルタミン酸によってドープされたポリピロールを含む、請求項１７に記載の身体植込型の電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体植込型の医療装置に関し、より詳細には、身体組織における電気インパルスを感知するためのまたは器官もしくは神経に電気刺激パルスを送達するための植込型電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、「導電性複合材電極材料（ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ）」と題する２００７年１０月１５日に出願の米国仮出願第６０／９７９，９０６号の利益を主張するものであり、その全体を引用によって本明細書に援用する。
【０００３】
心臓ペーシングリード線はよく知られており、バッテリ作動するペースメーカーその他のパルス発生手段から心臓にパルス刺激信号を運ぶためや、体外から心臓の電気活動を監視するために広く用いられている。正常なリズムに心臓を復帰させるように、電極を介して電気エネルギーが心臓に与えられる。電極性能に影響を与える因子には、電極／組織の界面における分極、電極容量、感知インピーダンス、および電圧しきい値が含まれる。それらの用途の全てにおいて、電極／組織界面における電気性能特性を最適化することが非常に所望される。
【０００４】
低しきい値の心臓ペーシング又は神経刺激を対象としている電極材料は、電荷注入中に高い電気的効率及び最小の分極消失を有することが必要とされている。電気刺激を与えるために使用される電極は、早過ぎるバッテリ消耗を防止するために、高いインピーダンス、すなわち、小さい表面積をさらに有する必要がある。この小さい面積によって生じる高い電流密度により、電極電位がガス発生又は電極の腐食の生じない安全電気化学ウィンドウの限界を超えることがある。
【０００５】
電荷注入効率は、電気化学的な活性化領域及び植込型電極の静電容量に直接に関係する。電極の静電容量は、電荷貯蔵能力（ｍＣ／ｃｍ２）に正比例する。擬似容量材料の存在によって、電極の電荷貯蔵静電容量を増加させ、電荷密度の安全な送達を可能とさせる。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態によると、本願発明は、医療用電気リード線に関する。医療用電気リード線は、パルス発生器に接続されるように構成された基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体を有する。医療用電気リード線は、さらに少なくとも一つの電極を含む。電極は、導体に動作可能に接続される。一実施形態によると、電極は、負に帯電した多価電解質（ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）と、擬似容量材料とを含む複合材料を有する。更なる実施形態において、電極は、過剰な負に帯電した多価電解質又はイオノマーによってドープされた、導電性ポリマーを含む。
【０００７】
さらに別の実施形態によると、電極は、導体に動作可能に接続される基材と、この基材の少なくとも一部の上に配置されるコーティングとを含む。このコーティングは、負に帯電した多価電解質材料と、擬似容量材料とを含む。
【０００８】
さらに別の実施形態によると、本願発明は、身体植込型の電極である。身体植込型の電極は、導電性基部を含む。導電性基部は、導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質と、擬似容量材料とを含む。
【０００９】
別の実施形態によると、導電性基部は、さらに導電性金属基部と、この導電性基部の少なくとも一部の上に配置されたコーティングとを含む。この実施形態によると、コーティングは、導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質と、擬似容量材料とを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態によると、身体植込型の電極は、導電性基材と、この導電性基材の少なくとも一部の上に配置された第１の層及び第２の層を含むコーティングとを含む。第１の層は、擬似容量材料を含む。第２の層は、導電性ポリマーと負に帯電した電解質とを含む。
【００１１】
さらに別の実施形態によると、医療用電気リード線は、パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、導体に動作可能に接続される少なくとも一つの電極であって、電極がポリマーマトリックスを含み、このポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質材料と、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを含む。更なる実施形態において、電極は、導体に動作可能に接続された導電性基材を含み、ポリマーマトリックスを含むコーティングは、基材の少なくとも一部の上にコートされる。
【００１２】
更なる実施形態において、導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される。導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む。
【００１３】
更なる実施形態において、負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される。負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む。
【００１４】
更なる実施形態において、擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、及びこれらの組合せから選択される。擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む。擬似容量材料は、電極の電極電位が、心臓をペーシングするために適切な電気化学ウィンドウ内に維持されるのに十分な量で存在する。
【００１５】
さらに別の実施形態によると、医療用電気リード線は、パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、導電性基材と、同基材の少なくとも一部の上に配置された導電性複合材料を含むコーティングとを有する電極であって、複合材料がポリマーマトリックスを含み、このポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量粒子とを含む。
【００１６】
更なる実施形態において、導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される。導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含み、負に帯電した電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む。
【００１７】
更なる実施形態において、負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される。負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸である。
【００１８】
更なる実施形態において、擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化チタン、酸化オスミウム、及びこれらの組合せから選択される。
擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む。
【００１９】
さらに別の実施形態によると、身体植込型の電極は、導電性金属基部と、導電性基部の少なくとも一部の上に配置された複合材コーティングであって、同複合材コーティングがポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを含む。導電性金属基部は、擬似容量材料を含む第１の層と、複合材コーティングを含む第二の層とを有する。
【００２０】
更なる実施形態において、導電性ポリマーはポリエチレンジオキシチオフェンを含み、負に帯電した電解質はポリスチレンスルホン酸を含み、擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む。導電性ポリマーはポリピロールを含み、負に帯電した電解質はポリグルタミン酸を含む。導電性ポリマーはポリピロールを含み、負に帯電した電解質は、ポリグルタミン酸を含む。
【００２１】
更なる実施形態において、ポリマーマトリックスは、過剰なポリスチレンスルホン酸によってドープされたポリエチレンジオキシチオフェンを含み、擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む。ポリマーマトリックスは、過剰なポリグルタミン酸によってドープされたポリピロールを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明の一実施形態によるリード線及びパルス発生器の概略図。
【図２】本願発明の一実施形態による図１に示されたリード線の部分断面図。
【図３Ａ】本願発明の一実施形態によるリード線の先端側部分の断面図。
【図３Ｂ】本願発明の別の実施形態によるリード線の先端側部分の断面図。
【図４】本願発明の一実施形態による電極の垂直断面図。
【図５】本願発明の別の実施形態による電極の垂直断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
幾つかの実施形態が開示される一方、本願発明の例示の実施形態を図示及び説明する以下の詳細な説明から、当業者には本願発明のさらに別の実施形態も明らかとなる。従って、図面及び詳細な説明は、例示的な性質として取り扱われ、これに限定されない。
【００２４】
本願発明は、様々な改変形態及び代替形態に適応可能であるが、特定の実施形態が、図面に例示として示され、以下に詳細に説明される。しかしながら、その意図は、本願発明を記載される特定の実施形態に限定するものではない。むしろ、本願発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本願発明の範囲に含まれる全ての改変形態、均等物、及び代替形態を含むものであることが意図される。
【００２５】
以下の詳細な説明において、それらの一部を成し、本発明を実施することのできる特定の実施形態の例示として示される、添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本願発明を実施することが可能となるように十分詳細に記載されており、他の実施形態も用いられ、且つ本願発明の範囲から逸脱すること無しに構造的な変更が行われることがさらに理解される。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味に捉えられるべきものではなく、本願発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって規定される。
【００２６】
図１は、パルス発生器１４に結合された医療用電気リード線１０の概略図である。一実施形態において、リード線１０は、患者の心臓にペーシングエネルギーを送達するように構成される。あるいはまた、リード線１０は、患者の心臓からの電気信号を感知及び受信
することに適応している。本願発明の更なる実施形態において、リード線１０は、神経刺激用途に適応している。
【００２７】
パルス発生器１４は、患者の胸部又は他の所望される場所に外科的に形成されたポケット部に移植される。パルス発生器１４は、一般にバッテリ等の電源と、キャパシタと、他の構成要素とを含む。さらに、パルス発生器１４は、一般に信号解析、信号処理、及び信号制御を実行するための電子部品を含む。例えば、パルス発生器１４は、細動、頻脈、および徐脈を含む不整脈に応じて心臓に心室除細動、電気除細動、およびペーシングを行うための、様々なエネルギーレベルおよびタイミングの電気ショックおよびパルスを決定し送達するための処理および評価を行うマイクロプロセッサを含むことが可能である。
【００２８】
図２は、図１に示されるリード線１０の部分断面図を示す。図２に示されるように、リード線１０は、基端側部分２４と先端側部分２８とを有する、長尺状の可撓性リード線本体２０を含む。本願発明の一実施形態において、リード線本体２０は、ガイドワイヤ又はスタイレット等の案内要素を受け入れるためのルーメンを含む。
【００２９】
心臓リード線１０は、リード線本体２０の基端３２から先端３６に延びる、コイル状導体等の一つ以上の導体３０をさらに含む。基端３２は、コネクタ４０を介してパルス発生器１４に動作可能に接続されるように構成される。導体３０は、一般にらせん形として構成され、且つ一つ以上の導体ワイヤ又はフィラメントを含む。導体３０は、リード線本体２０上に配置された少なくとも一つの電極５０に動作可能に接続される。リード線１０は、必要に応じて、又は所望の通りに複数の電極を含み得る。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂは、本願発明の様々な実施形態によるリード線本体２０の先端端３６の部分断面図である。図３Ａに示されるように、電極５０は、リード線本体２０の先端３６に配置された先端側チップ電極５０ｂである。本願発明の別の例示の実施形態によると、図３Ｂに示されるように、本体２０は、リード線１０を両極性リード線とする基端側電極５０ａ及び／又は先端側チップ電極５０ｂを含むことができる。
【００３１】
様々な実施形態において、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、電極５０は、導電性複合材料を含む。本願発明の一つの例示の実施形態によると、電極５０は、導電性ポリマー、多価電解質、及び擬似容量材料を含む複合材から形成される。
【００３２】
本願発明の一実施形態によると、導電性ポリマーは、真性導電性ポリマーである。真性導電性ポリマーは、共役ポリマーと電気伝導性ポリマーとを含む。真性導電性ポリマーは、金属化合物又は炭素等、非重合体の導電性フィラー又はコーティングを必要とすること無しに導電性を有する。真性導電性ポリマーは、電子的特性を示す共役な骨格を形成する交互の単結合及び二重結合を含む。真性導電性ポリマーにおける電荷は、共役な骨格に沿って生成された電荷担体を介して、ポリマー分子に沿って及びポリマー分子間で搬送される。
【００３３】
真性導電性ポリマーは、その導電性を増強するためにドーパントを含み得る。また、ドーパントは、ポリマーの導電性を制御する補助となり得る。真性導電性ポリマーの導電性は、ドーピングのレベルによって、一般に半電導性から超電導性までの範囲とすることができる。また、一部の真性導電性ポリマーは、ポリマーに擬似容量特性を与える、極めて可逆的な準酸化還元（ｑｕａｓｉ−ｒｅｄｏｘ）挙動を示し得る。真性導電性ポリマーの例示は、以下のポリピロール、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、ポリアニリン、ポリナフタレン、他の適切な導電性ポリマー、及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。
【００３４】
電極複合材への導電性ポリマーの包含によって、その生体適合性を高めることができ、ペーシングしきい値を減少させるとともに、感知性能を向上させることができる。さらに、導電性ポリマーの包含によって、金属性の界面（例えば、金属性の電極）の代わりに有機的な界面を生体組織に与え、インプラントに対する生物学的反応を良好にし得る。局所部位における組織の炎症及び治癒反応は、リード線に隣接する領域における壊死を減少させるように制御及び／又は変更され、得られる線維性被膜の厚みを減少させ得る。
【００３５】
多価電解質（ポリマー電解質又はイオノマーとも呼ぶ）は、その構成単位が電解質基を有するポリマーである。これらの基は、水溶液中で解離し、ポリマーを帯電させる。多価電解質は、正（カチオン性）又は負（アニオン性）に帯電できる。一部の多価電解質は、カチオン性及びアニオン性の両方の繰り返し単位を含む。例示の負に帯電した多価電解質（ポリアニオン）は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。多価電解質には、ポリマー薬剤複合物も含まれる。例示のポリマー薬剤複合物は、ポリグルタミン酸又はポリエチレングリコールとパクリタキセルとの複合物を含む。ポリマー薬剤複合物を電極複合材に包含させることは、治療薬を患者の心臓内の標的部位に局所的に送達する方法として有用である。
【００３６】
多価電解質は、良好なイオン及び電子の両方の伝導体の機能を有するポリマーマトリックスを形成するために導電性ポリマーをドープするのに使用される。アニオンを用いて導電性ポリマーをドープすることによって、ポリマーを「金属様」とする、共役結合に沿う電子伝導性パスが誘導される。負に帯電した多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーの一例は、過剰なポリスチレンスルホン酸（ＰＰＳ）によってドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を含む（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳと表す）。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、過剰なＰＳＳを有するＰＥＤＯＴの非化学量論的な多価電解質の錯体である。負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーの別の例は、ポリグルタミン酸によってドープされたポリピロールを含む。電極複合材における多価電解質の包含によって、電極複合材の各部分を小さな分子に対して一般に透過性とすることが可能であり、結果として、非常に大きな有効電極表面積が得られる。さらに、バルクタイプのマトリックスでは、急峻な電極−組織の界面が除去される。大きな電極表面積と急峻な電極−組織の界面の除去との組み合わせによって、より効率的な電荷移動プロセスを可能とする。
【００３７】
本願発明の一実施形態によると、電極複合材は、さらに擬似容量材料を含む。擬似容量材料では、酸化／還元（レドックス）反応等の可逆的なファラデープロセスが生じることが可能である。擬似容量キャパシタは、多量の電荷を貯蔵することが可能であり、高容量キャパシタ又は超高容量キャパシタとして機能することが可能である。サイクリックボルタンメトリーを使用して材料の静電容量が測定される場合、静電容量は、測定された電流に正比例する。ポリアニリン及びポリチオフェン等の一部の導電性ポリマーは、擬似容量キャパシタとしても機能することができる。本願発明の一実施形態によると、擬似容量材料は、導電性ポリマー／ポリマー電解質マトリックスの全体を通じて分散する。例示の擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、及びこれらの組合せ等の遷移金属酸化物を含むが、これらに限定されない。これらのうちの一つ以上の材料を導電性ポリマー又は多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーに包含させることによって、擬似容量材料の静電容量特性をさらに引き上げることができる。擬似容量材料は、マイクロ粒子又はナノ粒子の形態としてポリマーマトリックスの全体を通じて分散される。一部の実施形態において、擬似容量粒子の分散において、粒子は一様に分散することが可能である。
【００３８】
導電性複合材料に存在する擬似容量材料の量は、電極電位をペーシング用の安全電気化
学ウィンドウ内に維持するために重要である。電極複合材に存在する擬似容量材料の量は、電極電位をペーシング用の安全電気化学ウィンドウ内に維持するために十分な量とすべきである。「ペーシング用の安全電気化学ウィンドウ」は、可逆反応のみが生じる範囲の電位として規定できる。これは、「電荷注入限界」とも呼ばれる。一般に、ペーシング用の電気化学ウィンドウの電位の限界は、水の酸素及びプロトンへの分解（アノード限界）、水素の水酸化物イオンへの分解（カソード限界）が生じる、約２Ｖである。この電位範囲内において、多数の追加の反応がさらに生じ得る。
【００３９】
【表１】
2010540104.tif 000003
【００４０】
電極組織界面における電圧降下値は、水の分解によるカソード及びアノードの電位限界の範囲内となり、結果として電極の高い静電容量を生じる。
本願発明の一実施形態によると、導電性電極複合材料に存在する擬似容量材料の量は、電極電位を約２Ｖの電気化学ウィンドウ内に維持するのに十分な量とすべきである。本願発明の更なる一実施形態によると、導電性電極複合材料は、繊維性マトリックスの全重量の約３５重量％以下の量で存在する擬似容量材料を含む。
【００４１】
本願発明の一実施形態によると、電極は、過剰なポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）及び酸化イリジウムによってドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を含む複合材から形成される。酸化イリジウムは、マイクロ粒子又はナノ粒子の形態としてポリマーマトリックスの全体を通じて分散される。本願発明の更なる実施形態において、酸化イリジウムは、ポリマーマトリックスの全体を通じて一様に分散される。
【００４２】
本願発明の別の更なる実施形態によると、電極は、過剰なポリグルタミン酸及び酸化イリジウムによってドープされた、ポリピロールを含む複合材から形成される。
図４は、本願発明の別の実施形態による電極５０の垂直断面図である。図４に示されるように、電極５０は、導電性基材６０と、この基材上に配置された導電性複合材料を含むコーティング６５とを含む。基材は、白金、ステンレス鋼、ＭＰ３５Ｎ、白金−イリジウム合金又は別の同様の導体材料から形成される。コーティング６５は、導電性基材６０の少なくとも一部の上に配置される。本願発明の別の実施形態によると、コーティング６５は、基材の外面を実質的に全て覆う。
【００４３】
図５は、本願発明のさらに別の実施形態による電極５０の断面概略図である。この実施形態によると、電極５０は、導電性基材６０と複合材コーティング７０とを含み、複合材コーティング７０は、導電性基材６０の少なくとも一部の上に配置されている。導電性基材６０は、白金、ステンレス鋼、ＭＰ３５Ｎ、白金−イリジウム合金又は別の同様の導電性材料から形成される。
【００４４】
図５に示されるように、複合材コーティング７０は、第１の層７２と第２の層７５とを含む。第１の層７２は、現在のリード線技術において当業者に用いられているような擬似容量コーティングである。一実施形態によると、第１の層７２は、マイクロ多孔質の又はナノ多孔質の構造を有し得る。第１の擬似容量層を導電性基材６０上に形成するための例示の材料は、遷移金属酸化物及び他のキャパシタ材料であり、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、白金イリジウム、白金化白金、酸化イリジウム、窒化チタン、酸窒化チタン、チタンカーバイド、酸化タンタル、窒化タンタル、酸窒化タンタル、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。
【００４５】
過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーを含むポリマーマトリックスは、第２の層７５を形成する。複合材コーティング７０の第２の層７５は、第１の層７２の上の少なくとも一部に配置される。別の実施形態によると、第２の層７５は、第１の層７２を実質的に全て覆うように配置される。導電性ポリマー／多価電解質マトリックスの存在は、第１の層７２の静電容量特性を増加させ得る。一実施形態によると、導電性ポリマー／多価電解質マトリックスは、過剰なポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）によってドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を含む。本願発明の別の実施形態によると、導電性ポリマー／多価電解質マトリックスは、過剰なポリグルタミン酸によってドープされたポリピロールを含む。過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた、導電性ポリマーのさらに他の組合せが可能である。本願発明のさらに他の実施形態において、第２の層７５は、上述のような過剰な負に帯電した高分子電解質と擬似容量材料とによってドープされた、導電性ポリマーを含む。
【００４６】
本願発明の様々な実施形態によると、電極５０及び／又はコーティング６５，７０は、ディップコーティング、ブラシコーティング、滴下コーティング、エレクトロスプレーコーティング、電気化学堆積、電気紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ）、スパッタリングによって、又は電着によって形成され得る。更なる実施形態において、コーティング６５，７０は、化学堆積、プラズマコーティング又は両極性電気堆積によって電極５０の表面上にコートされ得る。これらの方法及び他の方法は、当業者に公知である。
【００４７】
本願発明の一実施形態において、ポリピロール又はＰＥＤＯＴ等の導電性ポリマーは、モノマーの水溶液に導電性基板を浸漬させ、この基板に電流を流すことによって形成される。導電性ポリマーは、その形成中に溶液に存在する他の分子又はドーパントを包含し得る（例えば、治療薬又は組織への取付けを促進させる生体分子）。
【００４８】
別の実施形態によると、電極及び／又は電極コーティングは、スプレーコーティングによって形成され得る。スプレーコーティングではコーティング位置のより良好な制御が可能であり、スプレー溶液／混合物によってリード線及び／又は電極の他の領域を汚染すること無しに、リード線及び／又は電極の一つの領域を選択的にコーティングすることが可能である。スプレーコーティングの他の利点には、コーティング溶液／混合液の浪費を減少させること、及び装置上（例えば、リード線本体沿い又は電極上）でのコーティングが一様であることである。
【００４９】
本願発明のさらに別の実施形態によると、電極複合材及び／又は電極コーティングは、導電性基板上に導電性ポリマー／多価電解質マトリックスをスピンコーティングすることによって形成される。次に、カソードめっきを用いて、擬似容量材料の粒子を導電性ポリマー／多価電解質マトリックス内に包含又は組み込むことができる。
【００５０】
本願発明の特許請求の範囲から逸脱すること無しに、様々な改変及び追加が、議論される例示の実施形態において行われる。例えば、上述の実施形態では特定の特徴が参照される一方、本願発明の範囲には、異なる特徴の組合せを有する実施形態及び記載された全て
の特徴を含まない実施形態も含まれる。従って、本願発明の範囲は、クレームの範囲内に含まれる全ての代替物、改変物、及び変更物等と全てのそれらの均等物を包含することが意図される。
【図１】
2010540104.tif 000004
【図２】
2010540104.tif 000005
【図３Ａ】
2010540104.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2010540104.tif 000009
【誤訳訂正書】
【提出日】平成22年3月30日(2010.3.30)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１１
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１２
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１３
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１４
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１５
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１６
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１７
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１８
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１９
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正１０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２０
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【誤訳訂正１１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２１
【訂正方法】削除
【訂正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月29日(2010.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用電気リード線であって、
パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、
前記導体に動作可能に接続される少なくとも一つの電極であって、前記電極がポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質材料と、前記ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを有する、前記電極と、
を含む医療用電気リード線。
【請求項２】
前記電極は、前記導体に動作可能に接続された導電性基材を含み、前記ポリマーマトリックスを含むコーティングは、前記基材の少なくとも一部の上にコートされる、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項３】
前記導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項４】
前記導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項５】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項６】
前記負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項７】
前記擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、及びこれらの組合せから選択される、請求項１に記載の医療用電気リー
ド線。
【請求項８】
前記擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項９】
前記擬似容量材料は、前記電極の電極電位が心臓をペーシングするために適切な電気化学ウィンドウ内に維持されるのに十分な量で存在する、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【請求項１０】
前記導電性ポリマーはポリピロールを含み、前記負に帯電した電解質はポリグルタミン酸を含む、請求項１に記載の医療用電気リード線。
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月30日(2010.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
さらに別の実施形態によると、身体植込型の電極は、導電性基材と、この導電性基材の少なくとも一部の上に配置された第１の層及び第２の層を含むコーティングとを含む。第１の層は、擬似容量材料を含む。第２の層は、導電性ポリマーと負に帯電した電解質とを含む。
さらに別の実施形態によると、医療用電気リード線は、パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、導体に動作可能に接続される少なくとも一つの電極であって、電極がポリマーマトリックスを含み、このポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、負に帯電した多価電解質材料と、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを含む。更なる実施形態において、電極は、導体に動作可能に接続された導電性基材を含み、ポリマーマトリックスを含むコーティングは、基材の少なくとも一部の上にコートされる。
更なる実施形態において、導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される。導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含む。
更なる実施形態において、負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される。負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む。
更なる実施形態において、擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化オスミウム、酸化チタン、及びこれらの組合せから選択される。擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む。擬似容量材料は、電極の電極電位が、心臓をペーシングするために適切な電気化学ウィンドウ内に維持されるのに十分な量で存在する。
さらに別の実施形態によると、医療用電気リード線は、パルス発生器に接続されるように構成される基端から、先端に延びる導体を含むリード線本体と、導電性基材と、同基材の少なくとも一部の上に配置された導電性複合材料を含むコーティングとを有する電極であって、複合材料がポリマーマトリックスを含み、このポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量粒子とを含む。
更なる実施形態において、導電性ポリマーは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセ
チレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニルビニレン）、及びこれらの混合物から選択される。導電性ポリマーは、ポリエチレンジオキシチオフェンを含み、負に帯電した電解質は、ポリスチレンスルホン酸を含む。
更なる実施形態において、負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ナフィオン（登録商標）、及びこれらの混合物から選択される。負に帯電した多価電解質は、ポリスチレンスルホン酸である。
更なる実施形態において、擬似容量材料は、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化チタン、酸化オスミウム、及びこれらの組合せから選択される。擬似容量材料は、酸化イリジウムを含む。
さらに別の実施形態によると、身体植込型の電極は、導電性金属基部と、導電性基部の少なくとも一部の上に配置された複合材コーティングであって、同複合材コーティングがポリマーマトリックスを含み、ポリマーマトリックスが、過剰な負に帯電した多価電解質によってドープされた導電性ポリマーと、ポリマーマトリックスの全体を通じて分散された擬似容量材料とを含む。導電性金属基部は、擬似容量材料を含む第１の層と、複合材コーティングを含む第２の層とを有する。
更なる実施形態において、導電性ポリマーはポリエチレンジオキシチオフェンを含み、負に帯電した電解質はポリスチレンスルホン酸を含み、擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む。導電性ポリマーはポリピロールを含み、負に帯電した電解質はポリグルタミン酸を含む。導電性ポリマーはポリピロールを含み、負に帯電した電解質は、ポリグルタミン酸を含む。
更なる実施形態において、ポリマーマトリックスは、過剰なポリスチレンスルホン酸によってドープされたポリエチレンジオキシチオフェンを含み、擬似容量材料は酸化イリジウム粒子を含む。ポリマーマトリックスは、過剰なポリグルタミン酸によってドープされたポリピロールを含む。
【国際調査報告】
2010540104.tif 000010
2010540104.tif 000011
2010540104.tif 000012