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JP2010227462A - Electrode for medical device and medical treatment instrument - Google Patents

Electrode for medical device and medical treatment instrument Download PDF

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JP2010227462A
JP2010227462A JP2009080752A JP2009080752A JP2010227462A JP 2010227462 A JP2010227462 A JP 2010227462A JP 2009080752 A JP2009080752 A JP 2009080752A JP 2009080752 A JP2009080752 A JP 2009080752A JP 2010227462 A JP2010227462 A JP 2010227462A
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JP
Japan
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electrode
group
electrode body
materials
medical
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Application number
JP2009080752A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kasai
広明 葛西
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for medical devices and a medical treatment instrument which are used at a low voltage and suppress a deterioration of treatment performance due to adhesion of living tissues. <P>SOLUTION: A high-frequency treatment instrument 10 includes an electrode part 1 used by abutting on a subject to be treated. The electrode part 1 includes an electrode body 2 constituted of a metallic material and a coating layer 3 formed on a surface of the electrode body 2. A group of materials showing thermal oxidation resistance higher than that of the metallic material of the electrode body 2 belong to a first group. A group of materials showing electrochemical oxidation resistance higher than that of the metallic material of the electrode body 2 belong to a second group. A group of materials having a water contact angle greater than that of the metallic material of the electrode body 2 belong to a third group. The coating layer 3 is formed by mixing two or more kinds of materials including one or more kinds of low stickiness materials constituted of one or more kinds of materials belonging to one or more groups among the first, second, and third groups and one or more kinds of conductive materials with electric conductivity higher than that of the metallic material of the electrode body 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、医療機器用電極および医療用処置具に関する。   The present invention relates to an electrode for a medical device and a medical treatment tool.

従来、例えば、被処置物である生体組織に高周波電圧を印加することで、生体組織を切開したり、凝固させたりする高周波処置具が知られている。このような高周波処置具には、生体組織に当接させた状態で高周波電圧を印加する医療機器用電極が用いられる。
このような医療機器用電極は、生体組織への処置時に電極表面に生体組織が固着することによって電極のインピーダンスや放電特性が変化し、例えば切れ味や凝固性能などの処置性能の劣化が発生するため、電極表面に生体組織が固着しにくい医療機器用電極が強く望まれていた。
このような技術として、従来から、電極本体の表面に生体組織の固着を低減するコート層を設けることが知られている。
例えば、特許文献1には、内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿脱される電気絶縁性のシースの先端に、生体に接触させてその生体の接触面を焼灼するための高周波電極が配置された内視鏡用高周波処置具(医療用処置具)において、高周波電極の一部又は全部に、金又は白金属の金属又は合金からなる被膜を形成したことを特徴とする内視鏡用高周波処置具が記載されている。
ここで、高周波電極の一部に形成された被膜は、少なくとも生体との接触面となる範囲の電極表面は、全部が覆われている。
また、特許文献2には、一対の挟持部を有し、この一対の挟持部により挟持された被挟持体に高周波電力を印加する機能を備えたバイポーラピンセット(医療用処置具)において、一対の挟持部の電極(医療機器用電極)の表面を鏡面仕上げし、この電極の表面に傷付き防止用の膜を形成したことを特徴とするバイポーラピンセットが記載されている。
このバイポーラピンセットの傷付き防止用の膜は窒化チタン膜からなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a high-frequency treatment tool that incises or coagulates a living tissue by applying a high-frequency voltage to the living tissue that is an object to be treated is known. In such a high-frequency treatment tool, an electrode for medical equipment that applies a high-frequency voltage in a state of being in contact with a living tissue is used.
In such electrodes for medical devices, the impedance and discharge characteristics of the electrode change due to the biological tissue adhering to the electrode surface during treatment of the biological tissue, and the treatment performance such as sharpness and coagulation performance deteriorates. Therefore, there has been a strong demand for an electrode for medical equipment in which living tissue is difficult to adhere to the electrode surface.
As such a technique, conventionally, it is known to provide a coat layer for reducing adhesion of a living tissue on the surface of an electrode body.
For example, in Patent Document 1, a high-frequency electrode is disposed at the distal end of an electrically insulating sheath that is inserted into and removed from a treatment instrument insertion channel of an endoscope so as to contact the living body and cauterize the contact surface of the living body. An endoscopic high-frequency treatment instrument (medical treatment instrument), wherein a coating made of a metal or an alloy of gold or white metal is formed on a part or all of the high-frequency electrode. The ingredients are listed.
Here, the coating formed on a part of the high-frequency electrode covers at least the electrode surface in a range that is a contact surface with the living body.
Patent Document 2 discloses a bipolar tweezers (medical treatment tool) having a pair of sandwiching portions and having a function of applying high-frequency power to a sandwiched body sandwiched by the pair of sandwiching portions. A bipolar tweezers is described in which the surface of an electrode (medical device electrode) in a clamping part is mirror-finished and a film for preventing scratches is formed on the surface of the electrode.
The film for preventing damage of the bipolar tweezers is made of a titanium nitride film.

特開2006−68407号公報JP 2006-68407 A 特開2000−107194号公報JP 2000-107194 A

しかしながら、上記のような従来の医療機器用電極および医療用処置具には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、電極表面の被膜が、金、白金属の金属、またはその合金からなるため、生体組織が固着しにくくなるとされているが、これらの電極本体となっているステンレス鋼などに比べて硬度が低いため電極表面に傷が付きやすくなっている。電極表面に傷が発生し、表面に微細な凹凸部が形成されると、高周波電圧が印加された際に、凹凸部の凸部に放電が集中するため、電極表面に接触する生体組織の一部での発熱が顕著となる。そのため、生体組織が急速に乾燥、凝固して、電極表面に生体組織が固着しやすくなり、処置性能が劣化してしまうという問題がある。
また、特許文献2に記載の技術では、電極の表面に窒化チタン膜を形成するため、ステンレス鋼などに比べて表面の硬度を向上することができ、電極の表面の傷が発生することによる生体組織の固着は低減できるものの、電極の表面が絶縁体に覆われている。これにより導体の電極に比べてインピーダンスが大きくなり、より高電圧を印加する必要がある。このように高電圧化が進むと、人体に用いる医療用処置具としての操作性が悪化してしまうという問題がある。
However, the conventional medical device electrode and medical treatment tool as described above have the following problems.
In the technique described in Patent Document 1, since the coating on the electrode surface is made of gold, a white metal, or an alloy thereof, it is considered that the living tissue is difficult to be fixed. Since the hardness is lower than that of steel or the like, the electrode surface is easily scratched. When scratches occur on the electrode surface and fine irregularities are formed on the surface, when high-frequency voltage is applied, discharge concentrates on the projections of the irregularities. Heat generation at the part becomes remarkable. Therefore, there is a problem that the living tissue is rapidly dried and solidified, and the living tissue is easily fixed on the electrode surface, and the treatment performance is deteriorated.
In the technique described in Patent Document 2, since a titanium nitride film is formed on the surface of the electrode, the hardness of the surface can be improved compared to stainless steel and the like, and the living body due to the generation of scratches on the surface of the electrode. Although the adhesion of the tissue can be reduced, the surface of the electrode is covered with an insulator. As a result, the impedance becomes larger than that of the conductor electrode, and it is necessary to apply a higher voltage. When the voltage increases in this way, there is a problem that operability as a medical treatment instrument used for a human body is deteriorated.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、低電圧で用いることができ、生体組織の固着による処置性能の劣化を抑制することができる医療機器用電極および医療用処置具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can be used at a low voltage, and can be used for medical device electrodes and medical treatment tools that can suppress deterioration of treatment performance due to fixation of biological tissue. The purpose is to provide.

上記の課題を解決するために、本発明の医療機器用電極は、被処置物に当接させて用いる医療機器用電極であって、金属材料で構成される電極本体と、該電極本体の表面に形成されたコート層とを備え、該コート層は、前記電極本体の金属材料よりも耐熱酸化特性が高い材料群を第1群、前記電極本体の金属材料よりも電気化学的な耐酸化性が高い材料群を第2群、前記電極本体の金属材料よりも水との接触角が大きい材料群を第3群と称するとき、前記第1群、前記第2群、および前記第3群のいずれか1群以上に含まれる1種類以上からなる低固着性材料と、前記電極本体の金属材料よりも電気伝導率が高い1種類以上の導電性材料とをそれぞれ1種類以上含む2種類以上の材料が混在されてなる構成とする。
この発明によれば、電極本体の表面に形成されたコート層は、第1群、第2群、および第3群のいずれか1群以上に含まれる1種類以上からなる低固着性材料と電極本体よりも電気伝導率が高い導電性材料とをそれぞれ1種類以上含む2種類以上の材料が混在されてなるので、低固着性材料によって電極表面における生体組織の固着を抑制することができるとともに、導電性材料によって良好なインピーダンスを確保することができる。
第1群は、電極本体の金属材料よりも耐熱酸化特性が高い材料群であるため、コート層は、温度上昇しても電極本体に比べて熱酸化されにくい。そのため、コート層の表面が熱酸化されることによる表面の微細凹凸が発生せず、また酸化物の発生による電流分布の集中などの変化も生じないため、生体組織の固着の原因が抑制される。
第2群は、電極本体の金属材料よりも電気化学的な耐酸化性が高い材料群であるため、コート層の表面が酸化されることによる表面の微細凹凸が発生せず、また酸化物の発生による電流分布の集中などの変化も生じないため、生体組織の固着の原因が抑制される。
第3群は、電極本体の金属材料よりも水との接触角が大きい材料群であるため、コート層表面に生体組織が付着しにくくなるため、生体組織の固着の原因が抑制される。
In order to solve the above-mentioned problems, the medical device electrode of the present invention is a medical device electrode used in contact with an object to be treated, the electrode main body made of a metal material, and the surface of the electrode main body The coating layer is formed of a first group of materials having higher heat-resistant oxidation characteristics than the metal material of the electrode body, and more electrochemical oxidation resistance than the metal material of the electrode body. When the material group having a higher contact angle with water than the metal material of the electrode body is referred to as the third group, the first group, the second group, and the third group. Two or more types each including one or more types of low-adhesion materials comprising at least one type included in any one group or more and one or more types of conductive materials having higher electrical conductivity than the metal material of the electrode body The material is mixed.
According to the present invention, the coating layer formed on the surface of the electrode body is composed of one or more kinds of low-adhesion materials and electrodes included in one or more of the first group, the second group, and the third group. Since two or more types of materials each including one or more types of conductive materials having a higher electrical conductivity than the main body are mixed, it is possible to suppress the fixation of the living tissue on the electrode surface by the low adhesion material, Good impedance can be ensured by the conductive material.
Since the first group is a group of materials having higher heat-resistant oxidation characteristics than the metal material of the electrode body, the coat layer is less likely to be thermally oxidized than the electrode body even if the temperature rises. For this reason, the surface of the coat layer is thermally oxidized, so that no fine irregularities on the surface are generated, and there is no change in the concentration of current distribution due to the generation of oxides, thereby suppressing the cause of adherence of living tissue. .
The second group is a group of materials having higher electrochemical oxidation resistance than the metal material of the electrode body, so that the surface of the coat layer is not oxidized, and fine surface irregularities are not generated. Since there is no change such as concentration of current distribution due to generation, the cause of sticking of living tissue is suppressed.
The third group is a group of materials having a contact angle with water larger than that of the metal material of the electrode body, so that the living tissue is less likely to adhere to the surface of the coat layer, and the cause of the sticking of the living tissue is suppressed.

また、本発明の医療機器用電極では、前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、前記低固着性材料は、前記第1群に含まれる、高硬度DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、炭窒化チタン(TiCN)、窒化チタン(TiN)、窒化クロム(CrN)、および窒化チタンアルミニウム(TiAlN)のうちの1種類以上を含むことが好ましい。   In the medical device electrode of the present invention, the electrode body is made of stainless steel, and the low-adhesion material is included in the first group, such as high hardness DLC (diamond-like carbon), titanium carbonitride (TiCN). ), Titanium nitride (TiN), chromium nitride (CrN), and titanium aluminum nitride (TiAlN).

また、本発明の医療機器用電極では、前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、前記低固着性材料は、前記第2群に含まれる、銀(Ag)、白金(Pt)、および金(Au)のうちのいずれか1種類以上を含むことが好ましい。   In the medical device electrode according to the present invention, the electrode body is made of stainless steel, and the low-adhesion material is silver (Ag), platinum (Pt), and gold (Au) included in the second group. It is preferable to include any one or more of the above.

また、本発明の医療機器用電極では、前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、前記低固着性材料は、前記第3群に含まれる、フッ素含有DLC、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂のうちのいずれか1種類以上を含むことが好ましい。   In the medical device electrode of the present invention, the electrode body is made of stainless steel, and the low-adhesion material is a fluorine-containing DLC, a silicone-based resin, or a fluorine-based resin included in the third group. It is preferable that any one or more of these are included.

また、本発明の医療機器用電極では、前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、前記導電性材料は、銅(Cu)、金(Au)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、およびクロム(Cr)のうちの1種類以上を含むことが好ましい。   In the medical device electrode of the present invention, the electrode body is made of stainless steel, and the conductive material is made of copper (Cu), gold (Au), aluminum (Al), platinum (Pt), and chromium ( Preferably, one or more of (Cr) are included.

本発明の医療用処置具は、本発明の医療機器用電極を備える構成とする。
この発明によれば、本発明の医療機器用電極を備えるので、本発明の医療機器用電極と同様の作用を備える。
The medical treatment instrument of the present invention includes the medical device electrode of the present invention.
According to this invention, since the medical device electrode of the present invention is provided, the same operation as the medical device electrode of the present invention is provided.

本発明の医療機器用電極および医療用処置具によれば、耐熱酸化特性、電気化学的な耐酸化性、および水との接触角の少なくともいずれかの点で電極本体より低固着性を有する低固着性材料と電極本体より電気伝導率が高い導電性材料とを含むコート層が電極本体の表面に形成されるので、低電圧で用いることができ、生体組織の固着による処置性能の劣化を抑制することができるという効果を奏する。   According to the medical device electrode and the medical treatment instrument of the present invention, the low adhesion having lower adhesion than the electrode body in at least one of the heat oxidation resistance, electrochemical oxidation resistance, and contact angle with water. Since a coating layer containing an adhesive material and a conductive material having a higher electrical conductivity than the electrode body is formed on the surface of the electrode body, it can be used at a low voltage and suppresses deterioration of treatment performance due to adhesion of living tissue. There is an effect that can be done.

本発明の実施形態に係る医療機器用電極を備える医療用処置具の概略構成を示す模式的な構成図である。It is a typical block diagram which shows schematic structure of the medical treatment tool provided with the electrode for medical devices which concerns on embodiment of this invention. 図1におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG.

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る医療機器用電極および医療用処置具について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る医療機器用電極を備える医療用処置具の概略構成を示す模式的な構成図である。図2は、図1におけるA−A断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
A medical device electrode and a medical treatment tool according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a medical treatment instrument including a medical device electrode according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

本実施形態の高周波処置具10は、高周波電圧を印加することで、生体組織を被処置物として切開、切除したり、生体組織を凝固(止血)したりするための医療用処置具である。高周波処置具10の概略構成は、図1に示すように、術者が手で持つための把持部4と、把持部4の先端から突出された電極部1とからなる。   The high-frequency treatment tool 10 of this embodiment is a medical treatment tool for incising and excising a living tissue as a treatment object or coagulating (hemostasis) the living tissue by applying a high-frequency voltage. As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the high-frequency treatment instrument 10 includes a grasping portion 4 for an operator to hold by hand, and an electrode portion 1 protruding from the distal end of the grasping portion 4.

電極部1は、被処置物である生体組織に当接させて高周波電圧を印加する医療機器用電極であり、高周波電源5に接続された軸部2aと、軸部2aの先端側に設けられたヘラ状の処置部2bとを有する電極本体2と、軸部2aの表面に形成されたコート層3とからなる。
電極本体2の材質としては、適宜の金属材料を採用することができる。本実施形態では、一例として、強度、耐食性に優れるステンレス鋼、例えば、SUS304を採用している。
SUS304の熱酸化開始温度Toは、約500℃であり、水との接触角は約80°であり、電気伝導率σは、σ=1.4×1016(1/Ω・m))である。
また、SUS304は、鉄(Fe)を主成分とし、ニッケル(Ni)、Crを含有する鉄系合金であり、Fe、Ni、Crの標準電極電位Esは、それぞれ、−0.447(V)、−0.257(V)、−0.744(V)のように、いずれも負の値をとるため、標準電極電位Esが正の金属材料に比べて、より酸化されやすくなっている。
The electrode unit 1 is an electrode for medical equipment that applies a high-frequency voltage by contacting a living tissue as a treatment object, and is provided on a shaft portion 2a connected to a high-frequency power source 5 and a distal end side of the shaft portion 2a. The electrode body 2 has a spatula-like treatment portion 2b, and the coat layer 3 is formed on the surface of the shaft portion 2a.
As the material of the electrode body 2, an appropriate metal material can be adopted. In this embodiment, as an example, stainless steel excellent in strength and corrosion resistance, for example, SUS304 is employed.
The thermal oxidation start temperature To of SUS304 is about 500 ° C., the contact angle with water is about 80 °, and the electrical conductivity σ is σ = 1.4 × 10 16 (1 / Ω · m)). is there.
SUS304 is an iron-based alloy containing iron (Fe) as a main component and containing nickel (Ni) and Cr. The standard electrode potentials Es of Fe, Ni, and Cr are -0.447 (V), respectively. , −0.257 (V), −0.744 (V), both of which take negative values, the standard electrode potential Es is more easily oxidized than a positive metal material.

コート層3は、電極本体2の処置部2bの外表面を略一定の層厚で被覆するもので、電極本体2の金属材料よりも生体組織に対する低固着性を有する低固着性材料と、電極本体2の金属材料よりも電気伝導率が高い1種類以上の導電性材料とをそれぞれ1種類以上含む2種類以上の材料を混在させて成膜したものである。ここで、混在させるとは、少なくともコート層3の表面において低固着性材料と導電性材料とが混在することを意味する。
また、生体組織に対する低固着性材料とは、電極本体2の金属材料よりも耐熱酸化特性が高い材料群(以下、第1群と称する)、電極本体2の金属材料よりも電気化学的な耐酸化性が高い材料群(以下、第2群と称する)、電極本体2の金属材料よりも水との接触角が大きい材料群(以下、第3群と称する)のいずれか1群以上に含まれる1種類以上からなる材料を意味する。
これにより、処置部2bは、図2に示すように、厚さ方向の表裏面がいずれもコート層3により被覆されている。
コート層3の層厚は、必要とする表面の硬度や導電性に応じて適宜の層厚を採用することができるが、例えば、0.5μm〜30μmとすることが好ましい。層厚が0.5μm未満の場合、通常の機械加工(切削、研削等)仕上げによる表面粗さをコート層3によりカバーしきれず、処置部2bの基材が露出してしまう。一方、層厚が30μmを越えると、コート層3の内部応力による割れが発生する可能性が高まる。また、コート層3の層厚は、4μm〜10μmとすることがさらに好ましい。層厚を4μm以上にすることで、鍛造等のように表面粗さが大きくなってしまう加工により得られた部品においても、基材の露出を防ぐことが可能となり、また、複雑形状の凹部等もカバーリングすることが可能となる。また、層厚を10μm以下とすることで、加熱や冷却に伴う処置部2bの基材とコート層3との熱膨張係数差によるコート層3のクラックや剥離を防止することが可能となる。
また、低固着性材料および導電性材料の種類数は、それぞれが1種類以上含まれることで、2種類以上の材料が含まれていれば、特に制限はない。
また、電極部1の生体組織に対する低固着性やインピーダンスを良好に保つことができれば、生体組織に対する固着性および電気伝導率σのいずれもが電極本体2以下となる材料を含んでいてもよい。
電極部1のインピーダンスとしては、0.1Ω以上1000Ω以下であることが好ましい。
The coat layer 3 covers the outer surface of the treatment portion 2b of the electrode body 2 with a substantially constant layer thickness. The coat layer 3 has a low adhesion material having a lower adhesion to living tissue than the metal material of the electrode body 2, and an electrode The film is formed by mixing two or more kinds of materials each including one or more kinds of conductive materials having higher electrical conductivity than the metal material of the main body 2. Here, mixing means that a low adhesion material and a conductive material are mixed at least on the surface of the coat layer 3.
Further, the low-adhesion material for living tissue refers to a material group (hereinafter referred to as a first group) having higher heat-resistant oxidation characteristics than the metal material of the electrode body 2, and more electrochemical acid resistance than the metal material of the electrode body 2. Included in any one or more of a material group (hereinafter referred to as the second group) having high chemical properties and a material group (hereinafter referred to as the third group) having a larger contact angle with water than the metal material of the electrode body 2 Means one or more materials.
Thereby, as shown in FIG. 2, the treatment portion 2 b is covered with the coat layer 3 on both the front and back surfaces in the thickness direction.
The layer thickness of the coat layer 3 may be an appropriate layer thickness depending on the required surface hardness and conductivity, but is preferably 0.5 μm to 30 μm, for example. When the layer thickness is less than 0.5 μm, the surface roughness due to normal machining (cutting, grinding, etc.) cannot be covered by the coat layer 3, and the base material of the treatment portion 2b is exposed. On the other hand, if the layer thickness exceeds 30 μm, the possibility of cracking due to internal stress of the coat layer 3 increases. The layer thickness of the coat layer 3 is more preferably 4 μm to 10 μm. By setting the layer thickness to 4 μm or more, it becomes possible to prevent the substrate from being exposed even in parts obtained by processing that increases the surface roughness, such as forging, etc. Can also be covered. In addition, by setting the layer thickness to 10 μm or less, it becomes possible to prevent the coating layer 3 from being cracked or peeled off due to a difference in thermal expansion coefficient between the base material of the treatment portion 2 b and the coating layer 3 due to heating or cooling.
Further, the number of types of the low-adhesion material and the conductive material is not particularly limited as long as one or more types are included, and two or more types of materials are included.
Moreover, as long as the low adherence of the electrode part 1 to the living tissue and the impedance can be kept good, the adherence to the living tissue and the electrical conductivity σ may include a material that becomes the electrode body 2 or less.
The impedance of the electrode part 1 is preferably 0.1Ω or more and 1000Ω or less.

第1群の低固着性材料の熱酸化特性は、材料の熱酸化開始温度Toで判定するものとする。したがって、本実施形態のように、電極本体2がステンレス鋼からなる場合、高硬度DLC(商品名:HA・DLC 日本アイ・ティ・エフ(株)製、To=約550(℃))、TiCN(To=約520(℃))、TiN(To=約600(℃))、CrN(To=約800(℃))、およびTiAlN(To=約900(℃))のうちの1種類以上を含む材料を採用することができる。   The thermal oxidation characteristics of the first group of low adhesion materials are determined by the thermal oxidation start temperature To of the material. Therefore, when the electrode body 2 is made of stainless steel as in the present embodiment, high hardness DLC (trade name: HA • DLC, manufactured by Japan IT-F Co., Ltd., To = about 550 (° C.)), TiCN (To = about 520 (° C.)), TiN (To = about 600 (° C.)), CrN (To = about 800 (° C.)), and TiAlN (To = about 900 (° C.)) Including materials can be employed.

第2群の低固着性材料の電気化学的な耐酸化性は、標準電極電位Es、もしくは実験によって判定するものとする。本実施形態のように、電極本体2がステンレス鋼からなる場合、標準電極電位Esが正となる材料を好適に採用することができる。例えば、Ag(Es=+0.8(V))、Pt(Es=+1.11(V))、およびAu(Es=+1.50(V))のうちのいずれか1種類以上を含む材料を採用することができる。
なお、電極本体2が、金属元素からなる場合には、第2群の低固着性材料として、電極本体2の金属元素の標準電極電位Esより大きい値の金属材料を採用することができる。この場合、標準電極電位Esが負の場合もあり得る。
また、合金同士の電気化学的な耐酸化性の大小は実験により判定することができる。
The electrochemical oxidation resistance of the second group of low adhesion materials shall be determined by the standard electrode potential Es or by experiment. As in the present embodiment, when the electrode body 2 is made of stainless steel, a material having a positive standard electrode potential Es can be preferably used. For example, a material containing one or more of Ag (Es = + 0.8 (V)), Pt (Es = + 1.11 (V)), and Au (Es = + 1.50 (V)) is used. Can be adopted.
In the case where the electrode body 2 is made of a metal element, a metal material having a value larger than the standard electrode potential Es of the metal element of the electrode body 2 can be adopted as the second group of low adhesion materials. In this case, the standard electrode potential Es may be negative.
Moreover, the magnitude of electrochemical oxidation resistance between alloys can be determined by experiment.

第3群の低固着性材料の例としては、本実施形態のように、電極本体2がステンレス鋼からなる場合、フッ素含有DLC、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂のうちのいずれか1種類以上を含む材料を採用することができる。
例えば、水との接触角は、フッ素含有DLCの一例であるフッ素添加DLC(日本アイ・ティ・エフ(株)製)では約96°である。また、フッ素系樹脂の一例であるサイトップ樹脂(旭硝子(株)製)では約118°、ナノスコート((株)ティーアンドケー製)では約124°である。
As an example of the low adhesion material of the third group, when the electrode body 2 is made of stainless steel as in this embodiment, any one or more of fluorine-containing DLC, silicone resin, and fluorine resin is used. The material containing can be adopted.
For example, the contact angle with water is about 96 ° in a fluorine-added DLC (manufactured by Japan ITF Co., Ltd.) which is an example of a fluorine-containing DLC. Further, CYTOP resin (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), which is an example of a fluorine-based resin, has an angle of approximately 118 °, and Nanoscoat (manufactured by T & K Corp.) has an angle of approximately 124 °.

上記の導電性材料の例としては、本実施形態のように、電極本体2がステンレス鋼からなる場合、Cu(σ=59×1016(1/Ω・m))、Au(σ=45.2×1016(1/Ω・m))、Al(σ=37×1016(1/Ω・m))、Pt(σ=9.4×1016(1/Ω・m))、およびCr(σ=7.5×1016(1/Ω・m))のうちの1種類以上を含む材料を採用することができる。ここで、電気伝導率は、25℃の値を示した。 As an example of the conductive material, when the electrode body 2 is made of stainless steel as in this embodiment, Cu (σ = 59 × 10 16 (1 / Ω · m)), Au (σ = 45. 2 × 10 16 (1 / Ω · m)), Al (σ = 37 × 10 16 (1 / Ω · m)), Pt (σ = 9.4 × 10 16 (1 / Ω · m)), and A material containing one or more of Cr (σ = 7.5 × 10 16 (1 / Ω · m)) can be used. Here, the electric conductivity showed a value of 25 ° C.

本実施形態において、コート層3は、低固着性材料および導電性材料をそれぞれ1種類以上含む2種類以上の材料を混在するので、コート層3の種々の特性を調整することが可能となる。例えば、Auは、低固着性で導電性も良好であるため、従来、電極本体にAu被膜のみを形成することが知られているが、Auは、硬度が低いため表面に傷がつきやすく、表面に微細な傷がつくと、傷の凸部からの放電が大きくなり、生体組織が局所的に加熱されて傷の凸部に固着を起こしやすくなっている。
そのため、Auを低固着性材料および導電性材料のいずれか一方として採用する場合には、低固着性材料および導電性材料のいずれか他方に、Auよりも硬度の高い材料を採用することが好ましい。
そして、コート層3の表面に露出するより高硬度の材料とAuとの隣接距離が十分小さくなるように、分散度合いを調整して混在させることで、コート層3全体としての硬度を向上して、Auに傷がつきにくいようにすることができる。これにより、生体組織の固着を安定して抑制することができる。例えば、AuとTiNとの組合せや、AuとCrとの組合せなどを採用することで、低固着性をより安定させることができる。
In the present embodiment, since the coating layer 3 includes two or more types of materials each including one or more types of low-adhesion materials and conductive materials, various characteristics of the coating layer 3 can be adjusted. For example, since Au has low adhesion and good conductivity, it is conventionally known that only an Au film is formed on the electrode body. However, since Au has low hardness, the surface is easily scratched, When fine scratches are made on the surface, the discharge from the convex portions of the scratches becomes large, and the living tissue is locally heated, which tends to cause sticking to the convex portions of the scratches.
Therefore, when adopting Au as either one of the low-adhesion material and the conductive material, it is preferable to adopt a material having higher hardness than Au as the other of the low-adhesion material and the conductive material. .
And the hardness of the coat layer 3 as a whole is improved by adjusting the degree of dispersion so that the adjacent distance between the higher hardness material exposed on the surface of the coat layer 3 and Au becomes sufficiently small. , Au can be made hard to be damaged. Thereby, adherence of the living tissue can be stably suppressed. For example, by adopting a combination of Au and TiN or a combination of Au and Cr, the low adhesion can be further stabilized.

このようなコート層3は、低固着性材料および導電性材料をターゲットとするスパッタリング、イオンプレーティングなどのPVD法、熱やプラズマ、レーザによるCVD法、あるいはメッキなどにより形成することができるが、特に限定されるものではない。また、それぞれの材料の混合比は、各材料の成膜速度比や反応性ガスの導入量を変えたりして調整することができる。   Such a coat layer 3 can be formed by sputtering, ion plating or the like PVD method, heat or plasma, CVD method by laser, plating or the like, which targets a low adhesion material and a conductive material. It is not particularly limited. Moreover, the mixing ratio of each material can be adjusted by changing the film formation rate ratio of each material or the amount of reactive gas introduced.

このような構成の高周波処置具10の作用について説明する。
高周波処置具10は、患者に対極板6を装着した状態で、高周波電源5によって高周波処置具10の電極部1に高周波電圧を印加し、術者が患者の被処置部に、電極部1のうち、コート層3で被覆された状態の処置部2bに対応する部分を接触させて用いる。
このとき、電極部1と対極板6との間にコート層3を介して高周波電流が発生するが、電極部1と生体組織との接触部分は、対極板6の電極面積に比べて極めて小面積となるため、電極部1と生体組織との接触部近傍のみ電流密度が極めて大きくなってジュール熱が発生する。このとき、温度上昇が緩やかであると、水分の蒸発による組織の乾燥・変性が発生し組織が凝固する。温度上昇が急激であると、組織の炭化等が進行しやすくなり、電極部1への組織の固着が発生しやすくなる。
The operation of the high-frequency treatment instrument 10 having such a configuration will be described.
The high-frequency treatment instrument 10 applies a high-frequency voltage to the electrode portion 1 of the high-frequency treatment instrument 10 by the high-frequency power source 5 with the counter electrode 6 attached to the patient, and the operator applies the electrode portion 1 to the treatment target portion of the patient. Of these, the portion corresponding to the treatment portion 2b covered with the coat layer 3 is used in contact.
At this time, a high-frequency current is generated between the electrode portion 1 and the counter electrode plate 6 via the coat layer 3, but the contact portion between the electrode portion 1 and the living tissue is extremely small compared to the electrode area of the counter electrode plate 6. Because of the area, the current density becomes extremely large only in the vicinity of the contact portion between the electrode portion 1 and the living tissue, and Joule heat is generated. At this time, if the temperature rise is moderate, the tissue is dried and denatured due to the evaporation of moisture, and the tissue is solidified. When the temperature rise is rapid, the carbonization of the tissue is likely to proceed, and the tissue is easily fixed to the electrode portion 1.

その際、生体組織に接触する電極部1の表面が、生体組織に対する固着性が高い材料からなると、生体組織が電極部1の表面に固着してしまう。これにより、電極部1の表面の放電特性が変化し、高周波処置具10の処置性能、例えば切れ味などが劣化することになる。
本実施形態の電極部1では、処置部2bの表面に設けられたコート層3が低固着性材料を含むことで、より生体組織の固着性が高い電極本体2が表面に露出されている場合に比べて、生体組織の固着を抑制することができる。
これにより、生体組織の固着による処置性能の劣化を抑制することができる。
At this time, if the surface of the electrode unit 1 that comes into contact with the living tissue is made of a material having high adhesion to the living tissue, the living tissue is fixed to the surface of the electrode unit 1. Thereby, the discharge characteristic of the surface of the electrode part 1 changes, and the treatment performance, for example, sharpness etc. of the high frequency treatment tool 10 deteriorates.
In the electrode unit 1 of the present embodiment, when the coat layer 3 provided on the surface of the treatment unit 2b includes a low-adhesion material, the electrode body 2 having higher adhesion to living tissue is exposed on the surface. In comparison with this, it is possible to suppress adherence of living tissue.
Thereby, degradation of treatment performance due to fixation of living tissue can be suppressed.

生体組織に対する固着性は、種々の観点から評価することができるが、本実施形態では、電極部1の表面が酸化されることによって固着性が増大すること、および水分を伴う生体組織が電極部1の表面に付着し易いために固着性が増大することに着眼して、低固着性材料を選定している。
第1群の低固着性材料は、耐熱酸化特性が電極本体2の金属材料に比べて高いため、高周波処置具10の使用時に電極部1が温度上昇しても、表面の熱酸化が起こりにくく、表面の平滑性が良好に保たれるため、生体組織の固着を抑制することができる。
第2群の低固着性材料は、電気化学的な耐酸化性が電極本体2の金属材料に比べて高いため、電極本体2の金属材料に比べて、酸化が起こりにくい物質になっている。そのため、表面の熱酸化が起こりにくく、表面の平滑性が良好に保たれるため、生体組織の固着を抑制することができる。
第3群の低固着性材料は、水との接触角が電極本体2の金属材料よりも大きいため、水分を含んだ生体組織の電極部1の表面に対する付着力は小さい。そのため、電極部1の表面に対する付着面積が小さい状態で、切開などが進められるので、生体組織の固着を抑制することができる。
The adhesion to the living tissue can be evaluated from various viewpoints. In this embodiment, the adhesion is increased by oxidizing the surface of the electrode unit 1, and the living tissue with moisture is the electrode unit. In view of the fact that the adhesiveness is increased because it easily adheres to the surface of 1, a low adhesiveness material is selected.
Since the first group of low-adhesion materials have higher heat-resistant oxidation characteristics than the metal material of the electrode body 2, even when the temperature of the electrode unit 1 rises during use of the high-frequency treatment instrument 10, thermal oxidation of the surface hardly occurs. In addition, since the smoothness of the surface is kept good, it is possible to suppress the adherence of the living tissue.
The second group of low-adhesion materials have a higher electrochemical oxidation resistance than the metal material of the electrode body 2 and are therefore substances that are less likely to oxidize than the metal material of the electrode body 2. As a result, thermal oxidation of the surface is unlikely to occur and the smoothness of the surface is kept good, so that sticking of living tissue can be suppressed.
Since the third group of low-adhesion materials have a larger contact angle with water than the metal material of the electrode body 2, the adhesive force to the surface of the electrode portion 1 of the biological tissue containing moisture is small. Therefore, incision or the like is performed in a state where the area of attachment to the surface of the electrode unit 1 is small, and thus it is possible to suppress adherence of living tissue.

一方、処置部2bに導電性の低い低固着性材料のみによる被膜を形成すると、電極部1のインピーダンスが増大し、高周波電源5の電力を上げなくてはならないが、本実施形態では、コート層3に導電性材料を混在させるので、インピーダンスを良好に設定することができる。
例えば、電極部1のインピーダンスを、0.1Ω以上1000Ω以下のように低く設定すれば、高周波電源5の電力を抑えることが可能となる。
例えば、PTFEやシリコーン樹脂等の有機物が被覆された従来の電極のインピーダンスは200〜400kΩである。このような電極で組織の凝固を行う場合、凝固モードで80W程度の電源電力が必要である。しかし、本発明のように、電極部1のインピーダンスを0.1Ω〜1kΩに設定することで、20W程度の電力で同様の処置を施すことが可能となる。
このため、より大電力を要する高周波処置具に比べて、高周波処置具10の取り扱いが容易となり、操作性が向上する。また、高周波電源5の大きさも小型化することができる。
On the other hand, when a film made of only a low-adhesive material with low conductivity is formed on the treatment portion 2b, the impedance of the electrode portion 1 increases, and the power of the high-frequency power source 5 must be increased. Since a conductive material is mixed in 3, impedance can be set satisfactorily.
For example, if the impedance of the electrode unit 1 is set to be as low as 0.1Ω or more and 1000Ω or less, the power of the high frequency power supply 5 can be suppressed.
For example, the impedance of a conventional electrode coated with an organic material such as PTFE or silicone resin is 200 to 400 kΩ. When the tissue is coagulated with such an electrode, a power supply of about 80 W is required in the coagulation mode. However, by setting the impedance of the electrode unit 1 to 0.1Ω to 1 kΩ as in the present invention, the same treatment can be performed with a power of about 20 W.
For this reason, compared with the high frequency treatment tool which requires more electric power, handling of the high frequency treatment tool 10 becomes easy, and operativity improves. In addition, the size of the high-frequency power source 5 can be reduced.

なお、上記の説明では、医療機器用電極を医療用処置具の一例である高周波処置具に用いた場合の例で説明したが、医療用処置具は、高周波処置具には限定されない。例えば、プローブ、鉗子、ピンセット、メス、スネア、ワイヤーなど、形状を問わず、また、バイポーラ、モノポーラのいずれでも適用可能である。   In the above description, an example in which the medical device electrode is used in a high-frequency treatment tool that is an example of a medical treatment tool has been described. However, the medical treatment tool is not limited to a high-frequency treatment tool. For example, any shape such as a probe, forceps, tweezers, scalpel, snare, and wire can be used, and any of bipolar and monopolar can be applied.

1 電極部(医療機器用電極)
2 電極本体
2b 処置部
3 コート層
5 高周波電源
10 高周波処置具(医療用処置具)
1 Electrode part (Electrode for medical equipment)
2 Electrode body 2b Treatment section 3 Coat layer 5 High frequency power supply 10 High frequency treatment instrument (medical treatment instrument)

Claims (6)

被処置物に当接させて用いる医療機器用電極であって、
金属材料で構成される電極本体と、
該電極本体の表面に形成されたコート層とを備え、
該コート層は、
前記電極本体の金属材料よりも耐熱酸化特性が高い材料群を第1群、前記電極本体の金属材料よりも電気化学的な耐酸化性が高い材料群を第2群、前記電極本体の金属材料よりも水との接触角が大きい材料群を第3群と称するとき、
前記第1群、前記第2群、および前記第3群のいずれか1群以上に含まれる1種類以上からなる低固着性材料と、
前記電極本体の金属材料よりも電気伝導率が高い1種類以上の導電性材料とをそれぞれ1種類以上含む2種類以上の材料が混在されてなることを特徴とする医療機器用電極。
A medical device electrode used in contact with an object to be treated,
An electrode body made of a metal material;
A coating layer formed on the surface of the electrode body,
The coat layer is
A first group of materials having higher thermal oxidation resistance than the metal material of the electrode body, a second group of materials having higher electrochemical oxidation resistance than the metal material of the electrode body, and a metal material of the electrode body When the group of materials having a larger contact angle with water is referred to as the third group,
A low-adhesion material composed of one or more types included in any one or more of the first group, the second group, and the third group;
An electrode for a medical device, wherein two or more kinds of materials each including one or more kinds of conductive materials having higher electrical conductivity than the metal material of the electrode body are mixed.
前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、
前記低固着性材料は、前記第1群に含まれる、高硬度DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、炭窒化チタン(TiCN)、窒化チタン(TiN)、窒化クロム(CrN)、および窒化チタンアルミニウム(TiAlN)のうちの1種類以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の医療機器用電極。
The electrode body is made of stainless steel,
The low adhesion material includes high hardness DLC (diamond-like carbon), titanium carbonitride (TiCN), titanium nitride (TiN), chromium nitride (CrN), and titanium aluminum nitride (TiAlN) included in the first group. The medical device electrode according to claim 1, comprising at least one of the above.
前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、
前記低固着性材料は、前記第2群に含まれる、銀(Ag)、白金(Pt)、および金(Au)のうちのいずれか1種類以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の医療機器用電極。
The electrode body is made of stainless steel,
3. The low adhesion material includes one or more of silver (Ag), platinum (Pt), and gold (Au) included in the second group. The electrode for medical devices described in 1.
前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、
前記導電性材料は、銅(Cu)、金(Au)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、およびクロム(Cr)のうちの1種類以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の医療機器用電極。
The electrode body is made of stainless steel,
3. The conductive material according to claim 1, wherein the conductive material includes one or more of copper (Cu), gold (Au), aluminum (Al), platinum (Pt), and chromium (Cr). The electrode for medical equipment as described.
前記電極本体は、ステンレス鋼からなり、
前記低固着性材料は、前記第3群に含まれる、フッ素含有DLC、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂のうちのいずれか1種類以上を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の医療機器用電極。
The electrode body is made of stainless steel,
The low adhesion material includes any one or more of fluorine-containing DLC, silicone resin, and fluorine resin included in the third group. The electrode for medical devices described in 1.
請求項1〜5のいずれかに記載の医療機器用電極を備える医療用処置具。   A medical treatment instrument comprising the medical device electrode according to claim 1.
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