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1. WO2020104258 - MULTIPOLARE KANÜLE

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Multipolare Kanüle

Die Erfindung betrifft eine multipolare Kanüle.

Bekannt sind multipolare Kanülen, beispielsweise bipolare Ka nülen mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, welche gegeneinander elektrisch isoliert ausgebildet sind. Ein bekannter Aufbau besteht dabei darin, auf einen Kanülenrohr körper eine elektrisch isolierende Beschichtung in Form eines Rohres aus isolierendem Kunststoff aufzubringen und einen wei teren elektrisch leitenden Rohrkörper auf das elektrisch iso lierende Rohr aufzuschieben. Eine derartig ausgebildete Kanüle weist damit eine hohe Wandstärke und somit einen hohen Quer schnitt auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine multipola re Kanüle bereitzustellen, welcher kleiner dimensioniert wer den kann, um eine Verletzungsgefahr zu verringern.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine multipolare Kanüle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Ver fahren zum Herstellen einer multipolaren Kanüle mit den Merk malen des Patentanspruchs 16.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße multipolare Kanüle weist ein Kanülenrohr mit einem distalen und einem proximalen Ende und eine erste Elektrode und wenigstens eine zweite Elektrode auf, wobei das Kanülenrohr einen Kanülenrohrkörper und eine die erste und die zweite Elektrode gegeneinander elektrisch isolierende Be schichtung aufweist, wobei das distale Ende des Kanülenrohrs eine distale Spitze aufweist, wobei die elektrisch isolierende Beschichtung und wenigstens die zweite Elektrode in einem Dünnschichtverfahren auf den Kanülenrohrkörper aufgebracht sind .

Das erfindungsgemäße Aufbringen der elektrisch isolierenden Beschichtung und wenigstens der zweiten Elektrode in einem Dünnschichtverfahren auf den Kanülenrohrkörper ermöglicht sig nifikant geringere Querschnitte der Kanüle als der herkömmli che Aufbau der multipolaren Kanülen in Form eines Doppelroh res .

Vorzugsweise ist die erste Elektrode durch den Kanülenrohrkör per gebildet, wodurch ein kompakter Aufbau ermöglicht wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die elektrisch isolierende Beschichtung eine Dicke von wenigen Mikrometern, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 1 Mikro meter auf. Dadurch können die äußeren Dimensionen im Quer schnitt der multipolaren Kanüle signifikant verringert werden.

Vorzugsweise weist die zweite Elektrode eine Dicke von wenigen Mikrometern, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 1 Mikro meter, auf. Dadurch kann der Durchmesser der multipolaren Ka nüle deutlich verringert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrisch isolierende Beschichtung aus Parylen. Parylene eignen sich für die Beschichtung auf unterschiedlichsten Substratmaterialien und zur Beschichtung von unterschiedlichsten geometrischen Körpern, so dass sie für die Beschichtung von Kanülenrohrkör pern besoders geeignet sind.

Vorzugsweise bedeckt die elektrisch isolierende Beschichtung einen distalen Abschnitt des Kanülenrohrkörpers abgesehen von der distalen Spitze oder im Wesentlichen vollständig. Dadurch kann eine gute Isolierung zwischen dem Kanülenrohrkörper und in oder auf der isolierenden Beschichtung angebrachten zweiten Elektroden ermöglicht werden.

Vorteilhafterweise ist die zweite Elektrode im Dünnschichtver fahren auf die elektrisch isolierende Beschichtung aufge bracht, wodurch eine geringe Schichtdicke der zweiten Elektro de realisiert werden kann.

Besonders bevorzugt ist die zweite Elektrode aus Aluminium, da Aluminium eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, und zudem auf verschiedenen Materialien wie beispielsweise Paral-lenen, gut haftet.

Vorteilhafterweise ist die zweite Elektrode beabstandet zum distalen Ende der elektrisch isolierenden Beschichtung ange ordnet und bedeckt insbesondere die elektrisch isolierende Be schichtung abgesehen von einem distalen ringförmig umlaufenden Abschnitt. Durch die Beabstandung zum distalen Ende der elektrisch isolierenden Beschichtung kann eine gute elektri sche Isolierung zwischen der zweiten Elektrode und dem Kanü lenrohrkörper ermöglicht werden. Bedeckt die zweite Elektrode die elektrisch isolierende Beschichtung abgesehen von einem distalen ringförmig umlaufenden Abschnitt, kann eine großflä chige zweite Elektrode mit guten elektrisch leitenden Eigen schaften bereitgestellt werden.

Vorteilhafterweise ist auf der zweiten Elektrode zumindest ab schnittsweise eine zweite elektrisch isolierende Beschichtung angeordnet .

Vorteilhafterweise ist die zweite elektrisch isolierende Be schichtung aus Parylenen oder Weißlack. Insbesondere für den Fall, dass die zweite Elektrode aus Aluminium gefertigt ist, bietet sich als zweite elektrisch isolierende Beschichtung ein Weißlack an, um die Leitfähigkeit der Aluminiumschicht mög lichst wenig zu beeinträchtigen.

Vorzugsweise bedeckt die zweite elektrisch isolierende Be schichtung die zweite Elektrode abgesehen von wenigstens einem distal angeordneten aktiven Abschnitt, um eine sichere Handha bung der Kanüle durch einen Benutzer zu ermöglichen. Es ist möglich, dass jede der zweiten Elektroden mehr als einen akti ven Abschnitt aufweist, wodurch komplexe Geometrien an Elekt rodenstrukturen ermöglicht werden können.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die zweite Elektrode in der elektrisch isolierenden Beschichtung angeordnet ist. Eine derartige Anordnung kann dadurch erreicht werden, dass die zweite Elektrode und die elektrisch isolierende Beschichtung gemeinsam auf den Kanülen rohrkörper aufgebracht werden. Dies ermöglicht eine Einbettung des zweiten Elektrode oder auch mehrerer zweiter Elektroden in die elektrisch isolierende Beschichtung.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode mit einem Bioimpedanzsensor verbindbar. Dadurch wird eine weitere Funk tionalität der Kanüle bereitgestellt. Einerseits können die beiden Elektroden im Rahmen der multipolaren Kanüle durch ent sprechende Beaufschlagung zur Stimulation verwendet werden. Werden die beiden Elektroden mit einem Bioimpedanzsensor ver bunden, kann zusätzlich bestimmt werden, in welcher Art von Gewebe die Spitze der multipolaren Kanüle derzeit angeordnet ist .

Vorzugsweise ist an dem proximalen Ende des Kanülenrohrs ein Ansatz angeordnet ist, welcher einen elektrisch kontaktieren den Anschluss für die Elektroden aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine elektrische Kontaktierung der Elektroden erreicht werden, insbesondere, wenn die Elektroden über die gesamte Länge des Kanülenrohrs vom distalen Ende bis zum dem elektrisch kontaktierenden Anschluss verlaufen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer multipola ren Kanüle mit einem Kanülenrohr mit einem distalen und einem proximalen Ende und mit einer ersten Elektrode und wenigstens einer zweiten Elektrode, wobei das Kanülenrohr einen Kanülen rohrkörper und eine die erste und die zweite Elektode gegenei nander elektrisch isolierende Beschichtung aufweist, umfasst folgende Schritte:

- Bereitstellen eines Kanülenrohrkörpers und

- Aufbringen der elektrisch isolierenden Beschichtung und der zweiten Elektrode auf den Kanülenrohrkörper in einem Dünnschichtverfahren .

Durch das Aufbringen der elektrisch isolierenden Beschichtung und der zweiten Elektrode auf dem Kanülenrohrkörper in einem Dünnschichtverfahren können die äußeren Dimensionen der multi polaren Kanüle, insbesondere der Durchmesser, gegenüber her kömmlichen Doppelrohrausgestaltungen von multipolaren Kanülen deutlich verringert werden.

Vorzugsweise werden die elektrisch isolierende Beschichtung und wenigstens eine der zweiten Elektroden in einem Dünn schichtverfahren gemeinsam aufgebracht und anschließend we- nigstens ein distaler Abschnitt der wenigstens einen Elektrode durch ein Abtragen des Verfahrens, vorzugsweise durch Sput tern, freigelegt. In einem derartigen Verfahren können komple xe Geometrien realisiert werden und insbesondere eine oder mehrere zweite Elektroden in die elektrisch isolierende Be schichtung eingebettet werden.

Alternativ oder zusätzlich werden zum Aufbringen der

elektrisch isolierenden Beschichtung und der wenigstens einen zweiten Elektrode folgende Schritte durchgeführt:

- Aufbringen der elektrisch isolierenden Beschichtung auf den Kanülenrohrkörper und

- Aufbringen der zweiten Elektrode auf die elektrisch iso lierende Beschichtung.

Dadurch ergibt sich eine Multilayerstruktur, welche herstel lungstechnische Vorteile aufweist.

Vorzugsweise wird die elektrisch isolierende Beschichtung der art aufgebracht, dass der Kanülenrohrkörper abgesehen von der distalen Spitze oder im Wesentlichen vollständig bedeckt ist. Dadurch kann eine gute elektrische Isolierung erreicht werden.

Vorteilhafterweise wird die zweite Elektrode derart auf die elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht, dass die zweite Elektrode beabstandet zum distalen Ende der elektrisch isolierenden Beschichtung angeordnet ist und insbesondere die elektrisch isolierende Beschichtung abgesehen von einem dista len ringförmig umlaufenden Abschnitt bedeckt ist. Auf diese Weise kann die elektrische Isolierung zwischen dem Kanülen rohrkörper und der zweiten Elektrode sichergestellt werden.

Vorteilhafterweise wird nach dem Aufbringen der zweiten Elekt rode eine zweite elektrisch isolierende Beschichtung zumindest abschnittsweise auf die zweite Elektrode insbesondere in einem Dünnschichtverfahren aufgebracht. Dadurch kann die Sicherheit der Benutzung sowohl für die die multipolare Kanüle handhaben de Person als auch für den Patienten verbessert werden.

Vorteilhafterweise wird die zweite elektrisch isolierende Be schichtung derart auf die zweite Elektrode aufgebracht, dass die zweite Elektrode abgesehen von wenigstens einem distal an geordneten aktiven Abschnitt bedeckt ist. Dabei können viel fältige Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Geometrie des ak tiven Abschnitts der zweiten Elektrode bestehen. Vorzugsweise wird auf die zweite elektrisch isolierende Beschichtung eine dritte Elektrode und auf die dritte Elektrode eine dritte elektrisch isolierende Beschichtung insbesondere in einem Dünnschichtverfahren aufgebracht. Dadurch wird eine Multilay-erstruktur erreicht, welche gleichzeitig eine Multipol-Ausgestaltung der Kanüle ermöglicht. Selbstverständlich ist es möglich, weitere Elektroden in weiteren Schichten aufzubrin gen, wobei die äußerste Schicht als elektrisch isolierende Be schichtung ausgebildet sein sollte.

Das Dünnschichtverfahren ist vorzugsweise ein PVD-Verfahren oder ein Aufdampfverfahren oder ein Sputterverfahren oder ein Aufdruckverfahren oder ein Verfahren zum Aufbringen einer Lackschicht und/oder eine Kombination aus mehreren der vorge nannten Verfahren. Durch derartige Verfahren können nahezu be liebige Geometrien der Elektroden und elektrisch isolierenden Beschichtungen erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführ lich erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische perspektivische Darstellung eines distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels ei ner erfindungsgemäßen multipolaren Kanüle und

Figur 2: eine schematische perspektivische Darstellung eines distalen Endes eines zweiten Ausführungsbeispiels ei ner erfindungsgemäßen multipolaren Kanüle.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer multipola ren Kanüle 10 mit einem Kanülenrohr 12 mit einem distalen Ende 14 und einem nicht dargestellten proximalen Ende. Das Kanülen rohr 12 weist einen Kanülenrohrkörper 18 und eine elektrisch isolierende Beschichtung 20 auf.

Der Kanülenrohrkörper 18 weist am distalen Ende 14 eine dista le Spitze 16 auf, welche beispielsweise dadurch gebildet sein kann, dass das distale Ende 14 in einen Winkel gegen die

Längsachse des Kanülenrohrs 12 abgeschrägt verläuft, bei spielsweise in einem Winkel von etwa 45°. Zusätzlich kann das distale Ende der distalen Spitze 16 einen Facettenschliff 17 aufweisen, um die Schärfe der distalen Spitze 16 zu steigern.

Die elektrisch isolierende Beschichtung 20 ist in einem Dünn schichtverfahren auf den Kanülenrohrkörper 18 aufgebracht und überdeckt den Kanülenrohrkörper 18 insbesondere umlaufend, wo bei die distale Spitze 16 frei bleiben kann. Die elektrisch isolierende Beschichtung 20 kann bis zum proximalen Ende des Kanülenrohrkörpers 18 ausgebildet sein. Der Kanülenrohrkörper 18 kann dabei eine erste Elektrode 22 bilden.

Auf der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 ist eine zwei te Elektrode 22 angeordnet, welche insbesondere umlaufend um die elektrisch isolierende Beschichtung 20 derart angeordnet ist, dass das distale Ende der zweiten Elektrode 22 zum dista len Ende der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 beab-standet ist und insbesondere ein ringförmig umlaufender Ab schnitt 21 der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 frei bleibt. Durch den umlaufenden Abschnitt 21 ist eine ausrei chende elektrische Isolierung zwischen der ersten Elektrode 22 und der zweiten Elektrode 24 auch an den frei bleibenden akti ven Flächen gewährleistet. Die zweite Elektrode 22 kann sich dabei bis zum proximalen Ende des Kanülenrohrs 18 erstrecken.

Auf der zweiten Elektrode 24 ist eine zweite elektrisch iso lierende Beschichtung 25 angeordnet, insbesondere derart, dass die zweite elektrisch isolierende Beschichtung 25 die zweite Elektrode 24 abgesehen von wenigstens einem distal angeordne ten aktiven Abschnitt 24a bedeckt. Der aktive Abschnitt 24a kann beispielsweise ringförmig umlaufend ausgebildet sein oder nahezu jede beliebige geometrische Form annehmen, insbesondere als kreisförmige, elliptische oder rechteckige Fläche ausge bildet sein.

Sollen weitere Pole für eine wie zuvor beschriebene multipola re Kanüle 10 bereitgestellt werden, kann, wie in dem darge stellten Ausführungsbeispiel in Figur 1 ersichtlich, auf die zweite elektrisch isolierende Beschichtung 25 eine dritte Elektrode 26, vorzugsweise ebenfalls im Dünnschichtverfahren, aufgebracht werden, welche wiederum ebenfalls mit einer drit ten elektrisch isolierende Beschichtung 27 abgesehen von we nigstens einem distal angeordneten aktiven Abschnitt 26a abge deckt ist.

Auf die gleiche Art und Weise kann die Kanüle um weitere Pole ergänzt werden.

Am proximalen Ende der multipolaren Kanüle 10 können die

Elektroden 22, 24, 26 elektrisch leitend kontaktiert werden, so dass über die Elektroden 22, 24, 26 eine elektrische Stimu lation bei Einführen der multipolare Kanüle 10 in den Körper eines Patienten möglich ist.

Um weitere Funktionalitäten bereitstellen zu können, besteht auch die Möglichkeit, wenigstens die erste Elektrode 22 und die zweite Elektrode 24 mit einem Bioimpedanzsensor zu verbin den .

Die multipolare Kanüle 10 gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform kann folgendermaßen hergestellt werden. Zu nächst wird der Kanülenrohrköper 18 bereitgestellt. Anschlie ßend wird die elektrisch isolierende Beschichtung 20 auf den Kanülenrohrkörper 18 in einem Dünnschichtverfahren aufge bracht, insbesondere derart, dass das distale Ende 14 des Ka nülenrohrkörpers 18 frei bleibt. Anschließend wird auf die elektrisch isolierende Beschichtung 20 die erste Elektrode 22 in einem Dünnschichtverfahren aufgebracht, insbesondere der art, dass die elektrisch isolierende Beschichtung 20 abgesehen von dem ringförmig umlaufenden Abschnitt 21, welcher sich an das distale Ende der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 anschließt, freibleibt. Anschließend wird auf die zweite

Elektrode 24 eine zweite elektrisch isolierende Beschichtung 25 in einem Dünnschichtverfahren aufgebracht, insbesondere derart, dass ein ringförmig umlaufender aktiver Abschnitt 24a der zweiten Elektrode 24 frei bleibt.

Optional kann, falls weitere Pole an der multipolaren Kanüle gewünscht sind und somit eine Erweiterung zu einer Multipolka nüle erfolgen soll, auf die zweite elektrisch isolierende Be schichtung 25 eine dritte Elektrode 26 insbesondere im Dünn- schichtverfahren aufgebracht werden, insbesondere derart, dass die zweite elektrisch isolierende Beschichtung 25 abgesehen von einem ringförmig umlaufenden Abschnitt abgedeckt ist. Auf die dritte Elektrode 26 kann anschließend eine dritte

elektrisch isolierende Beschichtung 27 aufgebracht werden, insbesondere derart, dass die dritte Elektrode 26 abgesehen von einem aktiven Abschnitt 26a, welcher insbesondere ringför mig umlaufend ausgebildet ist, abgedeckt ist.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer multipo laren Kanüle 10', welche wie die multipolare Kanüle 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Kanülenrohr 12 mit einem distalen Ende 14 und einem nicht dargestellten proximalen Ende aufweist, welches ein Kanülenrohrkörper 18 und eine elektrisch isolierende Beschichtung 20 aufweist. Der Kanülenrohrkörper 18 stellt wiederum die erste Elektrode 22 dar.

Die multipolare Kanüle 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel unterscheidet sich dadurch von dem ersten Ausführungs beispiel, dass in der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 wenigstens eine, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei zweite Elektroden 28a, 28b, 28c, eingebettet angeordnet sind. Die Elektroden 28a, 28b, 28c sind als Leiterbahnen in der elektrisch isolierenden Beschichtung 20 ausgebildet und ver laufen vom distalen Bereich des Kanülenrohrs 20 bis zum proxi malen Ende. Sie können bis an die distale Spitze 16 des Kanü lenrohrs 20 heranreichen. Die aktiven Bereiche der Elektroden 18a, 28b, 28c können durch Entfernen der elektrisch isolieren den Beschichtung 20 über den distalen Enden der Elektroden 28a, 28b, 28c freigelegt werden. In dem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 28a, 28b, 28c als im Wesentlichen runde zueinander parallel verlaufende Leiterbahnen ausgebildet. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Elektroden vielfältige geo metrische Ausgestaltungen annehmen können.

Ein weiterer Unterschied des zweiten Ausführungsbeispieles der multipolaren Kanüle 10' gegenüber dem ersten Ausführungsbei spiel besteht darin, dass die elektrisch isolierende Beschich tung 20 den gesamten Kanülenrohrkörper 18 bis über die distale Spitze 16 abdeckt und lediglich die Stirnfläche des Kanülen rohrkörpers 18 sowie gegebenenfalls vorhandene Facetten-schliffflächen 17 frei lässt.

Die multipolare Kanüle 10' wird folgendermaßen hergestellt:

Zunächst wird der Kanülenrohrkörper 18 bereitgestellt. An-schließend wird in einem Dünnschichtverfahren die elektrisch isolierende Beschichtung sowie die in die elektrisch isolie rende Beschichtung 20 eingebetteten Elektroden 28a, 28b, 28c gemeinsam aufgebracht, wobei die Elektroden 28a, 28b, 28c bei spielsweise aufgedruckt werden können, und anschließend ein distaler Abschnitt der Elektroden 28a, 28b, 28c durch ein ab tragendes Verfahren, beispielsweise durch Sputtern, freige legt, um den jeweiligen aktiven Abschnitt der entsprechenden Elektroden 28a, 28b, 28c zu bilden.

Bezugszeichenliste

10 Multipolare Kanüle

10' Multipolare Kanüle

12 Kanülenrohr

14 distales Ende

16 distale Spitze

17 Facettenschliff

18 Kanülenrohrkörper

20 elektrisch isolierende Beschichtung

21 Abschnitt

22 erste Elektrode

24 zweite Elektrode

24a aktiver Abschnitt

25 zweite elektrisch isolierende Beschichtung

26 dritte Elektrode

26a aktiver Abschnitt

27 dritte elektrisch isolierende Beschichtung

28a Elektrode

28b Elektrode

28c Elektrode