CN102614589B - 用于可植入医疗设备的具有保持元件的含金属陶瓷的套管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气套管，用在可植入医疗设备的外壳内，其中，该电气套管具有至少一个电气绝缘基体和至少一个电气传导元件；该电气套管还具有至少一个保持元件，用于将该电气套管保持在该外壳中或外壳上；该传导元件设置用于穿过该基体在该外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接；该传导元件相对于该基体气密地密封；至少一个传导元件具有至少一种金属陶瓷；其中，所述保持元件的至少80%的重量从由元素周期表的副族IV、V、VI、VIII、IX、X中的一种金属或其中至少两种金属组成的组中选出的材料制成。

Description

用于可植入医疗设备的具有保持元件的含金属陶瓷的套管
技术领域
本发明涉及一种用在可植入医疗设备的外壳中的电气套管。而且，本发明涉及一种制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。
背景技术
在后公布的文献DE102009035972中公开了一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于可植入医疗设备的电气套管。此外，公开了至少一个包括金属陶瓷的传导元件在用于可植入医疗设备的电气套管中的使用以及制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。
从现有技术可获悉许多用于各种不同应用的电气套管。作为实例包括US4678868、US7564674 B2、US2008/0119906A1、US7145076B2、US7561917、US2007/0183118A1、US7260434B1、US7761165、US7742817B2、US7736191B1、US2006/0259093A1、US7274963B2、US2004116976A1、US7794256、US2010/0023086A1、US7502217B2、US7706124B2、US6999818B2、EP1754511A2、US7035076、EP1685874A1、WO03/073450A1、US7136273、US7765005、WO2008/103166A1、US2008/0269831、US7174219B2、WO2004/110555A1、US7720538B2、WO2010/091435、US2010/0258342A1、US2001/0013756A1、US4315054以及EP0877400。
DE69729719T2描述了一种用于有源可植入医疗设备（也称为可植入设备或治疗设备）的电气套管。这种类型的电气套管用来建立治疗设备的气密的封闭式内部与外部之间的电气连接。已知的可植入治疗设备为心脏起搏器或除颤器，它们通常包括密封的金属外壳，该金属外壳在其一侧上设有连接体（也称为头部或头部件）。所述连接体具有中空空间，其具有至少一个用于连接电极引线的连接插座。在此，连接插座包括电气接触以便将电极引线电气连接到可植入治疗设备的外壳内部中的控制电子器件。相对于周围环境的气密密封性是这种电气套管的基本的先决条件。因此，必须将引入电气绝缘基体中的引线没有间隙地引入到基体中，所述引线也称为传输元件，电信号通过所述传输元件传播。在此已经证明不利的是，引线通常由金属制成并且被引入到陶瓷基体中。为了确保两个元件之间的持久的连接，对基体中的通孔（也称为开口）的内表面金属化以便焊接引线。通孔中的金属化被证明难于沉积。只有借助昂贵的方法才能确保钻孔内表面的均匀金属化以及由此保证通过焊接使引线气密地密封连接到基体。焊接工艺本身需要其它部件，例如焊环。而且，利用焊环将引线连接到先前金属化的绝缘体的工艺是一种费力且难以自动化的工艺。
发明内容
一般化地，本发明要解决的技术问题在于，至少部分地克服现有技术产生的缺陷。
本发明的任务是提出一种用于可植入医疗设备的电气套管，其中能够至少部分地克服至少一个所提到的缺点。
本发明的另一任务是使电气套管持久地连接在医疗设备的外壳内或外壳上。
形成类别的权利要求的主题有助于至少一个任务的解决。依赖于这些权利要求的从属权利要求为所述主题的优选的实现。
为了解决该任务，提出具有权利要求1特征的、用在可植入医疗设备的外壳内的电气套管。此外为了解决该任务提出具有权利要求6特征的、制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。在从属权利要求中分别给出优选扩展。在此结合电气套管或可植入医疗设备所描述的特征和细节也适用于本发明的方法，反之亦然。
总之，在本发明的范围内下述实施方式被认为是特别优选的：
用在可植入医疗设备的外壳内的电气套管，其中，该电气套管具有至少一个电气绝缘基体和至少一个电气传导元件，其中，该电气套管还具有至少一个保持元件，用于将电气套管保持在该外壳中或外壳上；该传导元件设置用于穿过该基体在该外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接；该传导元件相对于该基体气密地密封；其中，至少一个传导元件具有至少一种金属陶瓷，其中，该保持元件的至少80%的重量，优选至少90%的重量，特别优选至少99%的重量从由元素周期表的副族V、VI、VIII、IX和X中的一种金属或其中至少两种组成的组中选出的材料制成。在选择适当的材料方面，可以考虑专业人员公知的、特别是具有高度生物相容性的所有材料及其混合物。因此这些材料应在具有按照本发明的套管的医疗设备应用于其中的身体中满足时间尽可能长且基本上不变的主要条件。为此特别是考虑所提到的副族中的金属、混合物和合金。对于混合物和合金既可以基于所提到的副族的金属，也可以考虑由一种或多种这些金属与其它金属构成的混合物和合金。首先这样的混合物或合金优选是能够与电气连接的基体建立稳定连接的。
在一种优选实施方式中，材料选自由以下项目组成的组：铂(Pt)、铁(Fe)、铱(Ir)、铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)、钴(Co)、铬(Cr)、特别是钴-铬合金以及锆(Zr)以及其中至少两种，特别优选的是Ti、Nb、Mo、Co、Cr以及它们的合金。这些金属可以单独或彼此组合或与其它材料（例如其它金属）组合来使用。优选例如采用铌和所提到的其它金属中的一种的合金。此外优选铁合金，其通常被称为特种钢（Edelstahl）。除了钴-铬合金之外优选的还有铂以及铂合金。
在本发明的电气套管的一种实施方式中，基体和至少一个传导元件稳固接合地连接，特别是通过稳固接合的烧结的连接。以下还将对烧结过程详细描述。
在本发明的电气套管的一种实施方式中，基体至少部分地由绝缘材料化合物构成。
在本发明的电气套管的一种优选实施方式中，绝缘材料化合物选自由以下项目组成的组：氧化铝、氧化镁、氧化锆、钛酸铝和压电陶瓷材料。这些材料在被处理为陶瓷时具有独特的耐热性、机械硬度以及抗酸碱的惰性。因此这些材料特别适于作为生物相容的材料用在可植入医疗设备中。
所提出的电气套管被设置用于在可植入医疗设备中使用，其中该可植入医疗设备特别地可以作为有源可植入医疗设备（AIMD）构成，并且特别优选地作为治疗设备构成。
原则上，术语可植入医疗设备包括被设置为执行至少一个医疗功能并且可以被引入到人或动物用户的身体组织中的任何设备。原则上，医疗功能可以包括选自这样的组的任何功能，该组由治疗功能、诊断功能和外科手术功能组成。特别地，医疗功能可以包括至少一个执行器功能，其中借助至少一个执行器将至少一个刺激施加到身体组织上，特别是施加电刺激。
原则上，术语有源可植入医疗设备（也称为AIMD）包括可以将电气信号从气密密封的外壳传导到用户身体组织的部分中和/或可以接收来自用户身体组织的该部分的电气信号的所有可植入医疗设备。因此，术语有源可植入医疗设备特别地包括心脏起搏器，耳蜗植入物，可植入心律转变器/除颤器，神经刺激器、大脑刺激器、器官刺激器或肌肉刺激器以及可植入监视设备，助听器、视网膜植入物，肌肉刺激器，可植入药泵，人造心脏，骨生长刺激器，前列腺植入物，胃植入物等等。
可植入医疗设备，特别是有源可植入医疗设备，一般可以包括特别是至少一个外壳，特别是至少一个气密密封的外壳。外壳可以优选地包围至少一个电子单元，例如可植入医疗设备的控制和/或分析电子单元。
在本发明的范围中，可植入医疗设备的外壳应当被理解为这样的元件，其至少部分地包围可植入医疗设备的至少一个功能元件，所述至少一个功能元件被设置为执行所述至少一个医疗功能或者促进该医疗功能。特别地，外壳包括完全地或者部分地容纳功能元件的至少一个内部空间。特别地，外壳可以被设置为向功能元件提供免受操作期间和/或处理时出现的应力的机械保护，和/或向功能元件提供免受诸如通过体液产生的影响之类的外界影响的保护。特别地，外壳可以从外表上看限制和/或封闭可植入医疗设备。
在此，内部空间应当被理解为可植入医疗设备的尤其是外壳内的区域，该区域可以完全地或者部分地容纳功能元件并且在植入状态下不接触身体组织和/或不接触体液。内部空间可以包括可以完全地或者部分地闭合的至少一个中空空间。然而，可替换地，内部空间也可以完全地或者部分地例如由所述至少一个功能元件和/或由至少一种填充材料填充，所述填充材料例如是至少一种浇注料，例如环氧树脂或类似材料形式的至少一种浇注材料。
形成对照的是，外部空间应当被理解为外壳外部的区域。这特别地可以是这样的区域，其在植入状态下可以接触身体组织和/或体液。但是可替换地或者附加地，外部空间也可以是或者包括只可从外壳外部接近而在此过程中不必接触身体组织和/或体液的区域，例如可植入医疗设备的连接元件的、对于电气连接元件（例如电气插头连接器）来说可从外部接近的区域。
外壳和/或特别是电气套管可以特别地被构成为气密密封的，使得例如内部空间相对于外部空间是气密密封的。在本发明的范围中，术语“气密密封”在此可以说明在常见时间段（例如5-10年）内按规定使用的情况下湿气和/或气体根本不可能或者仅最小程度地渗透通过气密密封的元件。可以例如通过泄漏测试确定的所谓的泄漏率是可以例如描述气体和/或湿气通过设备（例如通过电气套管和/或外壳）的渗透的物理参数。相应的泄漏测试例如可以利用氦泄漏测试仪和/或质谱仪执行并且在Mil-STD-883G方法1014标准中规定。在此，依据要检查的设备的内部体积来确定最大可允许氦泄漏率。依照MIL-STD-883G方法1014第3.1节中规定的方法并且考虑本发明的应用中使用的、要检查的设备的体积和腔体，所述最大可允许氦泄漏率可以例如为从1x10-8 atm*cm³/sec至1x10-7 atm*cm³/sec。在本发明的范围内，术语“气密密封”特别地可以表示要检查的设备（例如外壳和/或电气套管或具有电气套管的外壳）具有小于1x10-7 atm*cm³/sec的氦泄漏率。在一个有利的实施方式中，氦泄漏率可以小于1x10-8 atm*cm³/sec，特别地小于1x10-9 atm*cm³/sec。出于标准化的目的，上述氦泄漏率也可以转换成等效标准空气泄漏率。ISO 3530标准中说明了等效标准空气泄漏率（Equivalent Standard Air Leak Rate）的定义和所述转换。
电气套管是被设置为创建至少一个电气传导路径的元件，所述传导路径在外壳的内部空间至外壳外部的至少一个外部点或区域之间延伸，所述至少一个外部点或区域特别地位于外部空间中。因此，使得可以建立例如到设置在外壳外部的引线、电极和传感器的电气连接。
在常见的可植入医疗设备中通常设有外壳，该外壳可以在一侧包括头部件（也称为头部或连接体），该头部件可以承载用于连接引线（也称为电极引线或导线）的连接插座。连接插座包括例如电气接触，这些电气接触用来将引线电气连接到医疗设备的外壳的内部中的控制电子单元。通常，在电气连接进入医疗设备的外壳中所在的位置处设置电气套管，该电气套管以气密密封的方式插入到相应的外壳开口中。
由于可植入医疗设备的使用类型，它们的密封性和生物相容性通常是最重要的要求之一。本文提出的依照本发明的可植入医疗设备特别地可以插入到人或动物用户，尤其是患者的身体中。由此，可植入医疗设备通常暴露给身体的机体组织的液体。因此，通常重要的是，没有体液渗透到可植入医疗设备中并且没有液体从可植入医疗设备泄漏。为了确保这点，可植入医疗设备的外壳以及由此还有电气套管应当具有尽可能完全的不可渗透性，特别是相对于体液。
此外，电气套管应当确保所述至少一个传导元件与外壳之间的高电气绝缘，和/或如果存在多个传导元件的话所述多个传导元件之间的高电气绝缘。在此，所达到的绝缘电阻优选地为至少数兆欧姆（Ohm），特别地超过20兆欧姆，并且优选达到很小的泄漏电流，特别地可以小于10pA。此外，在存在多个传导元件的情况下，各传导元件之间的串扰和电磁耦合优选地低于医疗应用预先给定的阈值。
本发明的公开的电气套管非常适合于上述应用。此外，该电气套管也可以用在超出上述应用的、对生物相容性、密封性和抵抗腐蚀的稳定性提出特殊要求的应用中。
本发明的电气套管特别地可以满足上述密封性要求和/或上述绝缘要求。
如上所述，电气套管包括至少一个电气绝缘基体。在本发明的范围内，基体应当被理解为在电气套管中例如通过由基体直接地或者间接地保持或者承载所述至少一个传导元件来满足机械保持功能的元件。特别地，所述至少一个传导元件可以完全地或者部分地直接或者间接嵌入到基体中，特别是通过基体与传导元件之间的稳固接合的连接以及特别优选地通过基体和传导元件的共同烧结。特别地，基体可以具有至少一个面向内部空间的侧面以及至少一个面向外部空间和/或可从外部空间接近的侧面。
如上所述，基体被设计为电气绝缘的。这意味着基体完全地或者至少按区域地由至少一种电气绝缘材料制成。在此，电气绝缘材料应当被理解为电阻率为至少107Ohm*m、特别地至少108Ohm*m、优选地至少109Ohm*m以及特别优选地至少1011Ohm*m的材料。特别地，基体可以设计为，使得如上所述例如通过在传导元件与外壳之间实现上面所述的电阻，至少基本上防止在传导元件与外壳之间和/或在多个传导元件之间的电流流动。特别地，基体可以包括至少一种陶瓷材料。
在此，传导元件或者电气传导元件一般性地应当被理解为被设置为在至少两个位置和/或至少两个元件之间建立电气连接的元件。特别地，传导元件可以包括一个或多个电气导体，例如金属导体。在本发明的范围内，如上所述传导元件完全地或者部分地由至少一种金属陶瓷制成。附加地，还可以提供一个或多个其它电气导体，例如金属导体。传导元件可以例如设计为一个或多个插头脚和/或弯曲导体的形式。此外，传导元件可以例如在基体和/或电气套管的面向内部空间的侧面上和/或在基体和/或电气套管的面向外部空间或者可从外部空间接近的侧面上包括一个或多个连接接触，例如一个或多个插头连接器，例如一个或多个从基体伸出或者可以通过其它方式从内部空间和/或外部空间电气接触的连接接触。
所述至少一个传导元件可以以各种各样的方式建立内部空间与外部空间之间的导电连接。例如，传导元件可以从传导元件的设置在基体的面向内部空间的侧面上的至少一个部分延伸到传导元件的设置在面向外部空间或者可从外部空间接近的侧面上的至少一个部分。然而，原则上其它布置也是可行的。因此，传导元件例如也可以包括以导电的方式彼此连接的多个部分传导元件。此外，传导元件可以延伸到内部空间和/或外部空间中。例如，传导元件可以包括设置在内部空间中的至少一个区域和/或设置在外部空间中的至少一个区域，其中这些区域可以例如彼此电气连接。下面还要详细解释不同的实施例。
至少一个传导元件可以在基体的和/或电气套管的朝向内部空间的侧面上和/或在基体的和/或电气套管的朝向外部空间或可从外部空间接近的侧面上具有至少一个电气连接元件和/或与这样的电气连接元件连接。例如，如上所述，可以在一个或两个所述的侧面上分别设置一个或多个插头连接器和/或一个或多个接触面和/或一个或多个接触弹簧和/或一个或多个其它类型的电气连接元件。至少一个可选的连接元件例如可以是至少一个传导元件的组成部分和/或可以与至少一个传导元件导电连接。例如，套管的一个或多个传导元件可以与和一个或多个内部连接元件和/或一个或多个外部连接元件相接触。内部连接元件的材料应能与传导元件持久连接。外部连接元件应必须是生物相容的并且应该能够与至少一个传导元件持久连接。
电气绝缘的基体例如能够特别是支承该至少一个传导元件。如上所述，该基体的至少一种材料应该优选是生物相容的并应该具有足够高的绝缘电阻。对于本发明中的基体，已证明当其具有一种或多种材料时是有利的，这些材料从包括氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝强化的氧化锆(ZTA)、氧化锆强化的氧化铝(ZTA - Zirconia Toughened Aluminum - Al2O3/ZrO2)、釔强化的氧化锆(Y-TZP)、硝酸铝(AlN)、氧化镁(MgO)、压电陶瓷、氧化钡(Zr, Ti)、氧化钡(CE, Ti)以及钠-钾-铌（Natrium-Kalium- Niobat）的组中选出。
该保持元件包括基体并作为至可植入设备的外壳的连接元件。该保持元件的材料应是生物相容的、易于处理的、防腐蚀的并且能够与基体和外壳持久地稳固接合地连接的。对于按照本发明的保持元件，当其包括至少一种以下金属和/或基于至少一种以下金属的合金时被证明是非常有利的：铂、铱、铌、钼、钽、钨、钛、钴-铬合金或锆。
在提出的电气套管中，至少一个传导元件具有至少一种金属陶瓷。
基体特别地可以完全地或者部分地由一种或多种可烧结材料制成，特别地由一种或多种基于陶瓷的可烧结材料制成。一个或多个传导元件可以完全地或者部分地由一种或多种基于金属陶瓷的可烧结材料制成。但除此之外，如上所述，所述至少一个传导元件也可以包括一个或多个其它导体，例如一个或多个金属导体。
在本发明的范围内，“金属陶瓷”指的是由至少一种金属基质中的一种或多种陶瓷材料制成的复合材料，或者由至少一种陶瓷基质中的一种或多种金属材料制成的复合材料。为了产生金属陶瓷，例如可以使用至少一种陶瓷粉末和至少一种金属粉末的混合物，该混合物例如可以被掺入至少一种粘合剂以及必要时的至少一种溶剂。
在本发明的范围内，烧结或烧结工艺一般化地应当被理解为用于制造材料或工件的方法，在该方法中加热和由此化合粉末状、特别是细粒状陶瓷/或金属物质。该工艺可以在不将外部压力施加到要加热的物质上的情况下进行，或者可以特别地在升高施加到要加热的物质上的压力下进行，例如在至少2巴的压力，优选地更高的压力，例如至少10巴、特别地至少100巴或者甚至至少1000巴的压力下进行。该工艺可以特别地完全地或者部分地在低于粉末状材料的熔化温度的温度下，例如在700℃至1400℃的温度下进行。该工艺可以特别地完全地或者部分地在工具和/或模具中执行，使得模型成型可以与烧结工艺关联。除了粉末状材料之外，用于烧结工艺的原材料还可以包括其它材料，例如一种或多种粘合剂和/或一种或多种溶剂。烧结工艺可以在一个步骤中或在多个步骤中进行，其中可以在烧结工艺之前进行其它步骤，例如一个或多个成型步骤和/或一个或多个脱离步骤。
特别地，可以在制造所述至少一个传导元件时和/或可选地在制造所述至少一个基体时使用以下方法，其中首先制造至少一个生坯，随后从所述生坯制造至少一个棕坯，并且随后通过棕坯的至少一个烧结步骤从所述棕坯制造成品工件。在此，可以针对传导元件和基体制造单独的生坯和/或单独的棕坯，随后可以将这些生坯和/或棕坯连接。但是可替换地，还可以针对基体和传导元件产生一个或多个公共的生坯和/或棕坯。再次可替换地，可以首先产生单独的生坯，接着可以连接所述生坯，并且随后可以从连接的生坯中产生公共的棕坯。通常，生坯应当被理解为工件的坯料（Vor-Formkörper），其包括原材料，例如所述至少一种陶瓷和/或金属粉末，以及此外必要的一种或多种粘合材料和/或一种或多种溶剂。棕坯应当被理解为通过至少一个脱离步骤（例如至少一个热和/或化学的脱离步骤）从生坯产生的坯料，其中在脱离步骤中将所述至少一种粘合剂和/或所述至少一种溶剂至少部分地从坯料中移除。
尤其是用于金属陶瓷的，但是同样地例如用于基体的烧结工艺可以与常用于均匀粉末的烧结工艺类似地进行。例如，材料可以在烧结过程中在高温下以及必要时在高压下压实，使得金属陶瓷是近似紧密的或者具有最多封闭的孔隙度。通常，金属陶瓷的特征在于特别高的硬度和耐磨性。与烧结硬金属相比，包含金属陶瓷的传输元件通常具有更高的抗热冲击和氧化性能，并且通常具有与周围绝缘体匹配的热膨胀系数。
对于依照本发明的套管而言，金属陶瓷的所述至少一种陶瓷组分特别地可以包括至少一种以下材料：氧化铝（Al2O3）、二氧化锆（ZrO2）、氧化铝增韧氧化锆（ZTA）、氧化锆增韧氧化铝（ZTA—氧化锆增韧铝—Al2O3/ ZrO2）、钇增韧氧化锆（Y-TZP）、氮化铝（AlN）、氧化镁（MgO）、压电陶瓷材料、钡（Zr，Ti）氧化物、钡（CE，Ti）氧化物或铌酸钾钠。
对于依照本发明的套管而言，金属陶瓷的所述至少一种金属组分特别地可以包括至少一种以下金属和/或基于至少一种以下金属的合金：铂、铱、铌、钼、钽、钨、钛、钴或锆。通常，当金属含量超过所谓的渗滤阈值时在金属陶瓷中产生导电连接，在所谓的渗滤阈值时烧结的金属陶瓷中的金属颗粒至少点状地彼此连接，使得允许电气传导。为此，根据经验金属含量应当按体积为25%和更多，优选地按体积为32%，特别地按体积超过38%，这取决于材料的选择。
在本发明的范围内，措辞“包括金属陶瓷”和“包含金属陶瓷的”同义地使用。因此，这两个措辞指的是元件是包含金属陶瓷的元件特性。该含义也包括以下实施方式变型，即元件（例如传导元件）由金属陶瓷组成，即完全由金属陶瓷制成。
在一个优选的实施方式中，所述至少一个传导元件和基体二者可以包括在烧结方法中或者可以在烧结方法中制造的一个或多个部件，或者所述至少一个传导元件和基体二者在烧结方法中或者可以在烧结方法中制造。特别地，基体和传导元件在共同烧结方法中或者可以在共同烧结方法中制造，所述方法即这些元件同时烧结的方法。例如，传导元件和基体可以分别包括在至少一个烧结方法的范围内制造以及优选地压实的一个或多个陶瓷部件。
例如，基体生坯可以由绝缘材料化合物制造。这可以例如通过在模具中按压该材料化合物而进行。为此，绝缘材料化合物有利地为粉末物质，该粉末物质具有粉末颗粒的至少最小的内聚力。在此，生坯的制造例如通过挤压粉末物质或通过成型和接着的干燥而进行。
这些方法步骤也可以用来成型至少一个包含金属陶瓷的传导元件生坯。在此例如可以规定，被挤压成传导元件生坯的粉末是包含金属陶瓷的或者由金属陶瓷组成或者包括至少一种用于金属陶瓷的原材料。随后，可以组合这两种生坯，即基体生坯和传导元件生坯。传导元件生坯和基体生坯的制造也可以例如通过多组分注塑成型、共挤等等而同时地进行，使得随后不再需要连接它们。
当烧结生坯时，生坯优选地经受低于生坯粉末颗粒的熔化温度的热处理。因此通常导致材料的压实以及由此导致生坯的孔隙度和体积的明显降低。因此，所述方法的一个特殊性在于，基体和传导元件优选地可以一起烧结。因此，随后优选地不再需要连接这两个元件。
通过烧结，传导元件优选地以压紧配合的方式（kraftschlüssig）和/或强制联锁的方式（formschlüssig）和/或稳固结合的方式(stoffschlüssig)连接到基体。由此优选地实现了传导元件在基体中的气密集成。优选地，不再需要后续的将传导元件焊接或熔接到基体中。相反地，通过包含金属陶瓷的生坯的优选的共同烧结和优选的利用而实现基体与传导元件之间的气密密封连接。
本发明的方法的一个有利的改进的特征在于，烧结包括所述至少一个可选的基体生坯的仅仅部分的烧结，其中所述部分的烧结可以实现和/或包括例如上面描述的脱离步骤。优选地，在所述仅仅部分的烧结的范围内对生坯进行热处理。在此过程中通常已经发生生坯体积的收缩。然而，生坯的体积通常未达到其最终状态。相反地，通常还需要其它热处理，即最终烧结，其中一个或多个生坯收缩到其最终尺寸。在所述实施方式变型的范围内，优选地仅仅部分地烧结生坯以便已经获得使得生坯更易于处理的特定稳定性。
特别地，用于制造传导元件的至少一个生坯和/或基体的至少一个生坯的原材料可以是干燥粉末或者包括干燥粉末，其中干燥粉末在干燥状态下压制成生坯并且具有足以维持其压制的生坯形状的粘附性。然而，可选地，除了所述至少一种粉末之外，原材料还可以包括一种或多种其它组分，例如如上所述的一种或多种粘合剂和/或一种或多种溶剂。这种类型的粘合剂和/或溶剂（例如有机和/或无机的粘合剂和/或溶剂）原则上是本领域技术人员公知的，并且例如在商业上可获得。原材料可以例如包括一种或多种浆液（Schlicker）或者是浆液。在本发明的范围内，浆液是由一种或多种材料制成的粉末的颗粒在液体粘合剂中以及必要时在基于水的或有机的粘合剂中的悬浮液。浆液具有高的粘度并且可以在不施加高压的情况下简单地被成形为生坯。
在生坯由浆液制成的情况下，通常低于使用的陶瓷材料、金属陶瓷材料或者金属材料的熔化温度地执行，但是在个别情况下也可以刚好高于多组分混合物的较低熔化组分（这大多为金属组分）的熔化温度地执行的烧结工艺导致粘合剂缓慢地从浆液中扩散出来。过于快速的加热通过转变到气相而导致粘合剂的体积的迅速增加以及导致生坯的破坏或者导致工件中不希望的缺陷的形成。
热塑性或热固性塑料聚合物、蜡、热凝胶物质和/或表面活性物质例如可以用作粘合剂，也称为Binder（粘合剂）。在此，这些物质可以单独地使用或者用作这样的多种组分的粘合剂混合物。如果在挤压方法的范围内产生套管的各元件或者所有元件（基体生坯，传导元件生坯，套管坯件），那么粘合剂的化合物应当使得通过喷嘴挤出的元件线足够形状稳定以便容易地维持由喷嘴预先给定的形状。适当的粘合剂（也称为粘合剂）对于本领域技术人员是已知的。
形成对照的是，在现有技术中传导元件通常为金属导线。依照本发明设有金属陶瓷的传导元件可以容易地连接到基体，因为它是陶瓷材料。因此，可以由传导元件和由基体二者产生生坯，随后该一个或多个生坯经受烧结工艺。这样得到的电气套管不仅是特别生物相容的和耐用的，而且具有良好的气密密封性。在传导元件与基体之间不出现裂缝或仍然要焊接的连接部位。相反地，在烧结时得到基体和传导元件的连接。因此在本发明的特别优选的实施方式变型中规定，所述至少一个传导元件由金属陶瓷组成。在该实施方式变型中，传导元件不仅包括由金属陶瓷制成的部件，而且完全由金属陶瓷制成。
金属陶瓷的特征一般化地在于特别高的硬度和耐磨性。特别地，“金属陶瓷”和/或“包含金属陶瓷的”物质可以是或者包括与硬金属有关的切割材料，但是该切割材料没有作为硬物质的碳化钨也行并且可以例如通过粉末冶金方式制造。金属陶瓷和/或含金属陶瓷的传导元件的烧结工艺特别是可以与均匀粉末的情况相同地进行，所不同的仅是，在相同的压力下通常要比陶瓷材料更强地压实金属。与烧结硬金属相比，含金属陶瓷的传导元件通常呈现对热冲击和氧化的较高的抵抗力。
陶瓷组分，特别是基体中的陶瓷组分，可以如上所述地例如是氧化铝(Al2O3)和/或二氧化锆(ZrO2)，而优选在保持元件中使用的金属组分则尤其可以考虑铌、钼、钽、钴、铂、铬。特别优选的是陶瓷组分Al2O3与铌、铁、钛或钼的组合。替代地，将陶瓷组分ZrO2与作为金属组分的铌相组合。以上这些组合尤其适合于按照本发明的连接，其也常被称为“扩散接合（bonding）”。
为了将电气套管集成在心脏起搏器的外壳中，电气套管可以具有保持元件。该保持元件优选围绕基体的整个表面设置。根据基体的形状，保持元件例如可以围绕基体设置成凸缘状或环形的。保持元件用于压紧配合和/或强制联锁地使基体与外壳连接。在此，保持元件和外壳之间的连接应是气密密封的。在一优选实施方式中，在保持元件的材料组成中，金属氧化物的组分，如氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、钛酸铝（Al2TiO5）和压电陶瓷材料，至少为保持元件重量的20%。特别优选金属氧化物的组分小于保持元件重量的10%，特别优选小于保持元件重量的1%。在一种特别优选的实施方式中，电气套管具有没有金属陶瓷的保持元件。很小的金属氧化物的组分虽然一方面使保持元件易于制造和与电气套管连接，但是另一方面也使其在应用中比具有过高金属氧化物含量的保持元件更灵活。金属氧化物含量越高，保持元件的可变形性就越小，这可以导致保持元件的不灵活的处理。此外，当保持元件相对于其它材料、例如相对于设备的外壳同样是易于连接的时，保持元件特别是可以灵活使用的。相比于利用金属陶瓷或在陶瓷情况下，这由本发明提出的保持元件中的高金属组分更能得到保证。
该包含金属的保持元件可以与可植入医疗设备的外壳简单、持久、气密密封地连接。由于保持元件和传导元件还与金属部件连接，因此两者都具有用于熔接或焊接的前提条件。在本发明的一种实施方式中，保持元件至少部分地由从包括铂(Pt)、铁(Fe)、铱(Ir)、铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)、钴(Co)、铬(Cr)、特别是钴-铬合金以及锆(Zr) 以及其中至少两种的组中选出的材料制成或由这些金属的合金或与其它金属的合金制成。
一种有利的实施方式包括由绝缘材料化合物形成的基体。该基体用于把导线与保持元件和可植入医疗设备的其它物体绝缘。通过导线传导的电信号将不会因接触到可植入设备的外壳而衰减或者短路。另外，为了进行医疗植入，基体必须包括生物相容的化合物。为此，优选的是基体由玻璃陶瓷或者类似玻璃的材料组成。已证明特别优选的是基体的绝缘材料化合物为以下材料的组中的至少之一：氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）、氧化锆（ZrO2）、钛酸铝（Al2TiO5）、以及压电陶瓷材料。在这一情况下，氧化铝具有高电阻和低介电损失。此外，高耐热性和良好的生物相容性补充了这些特性。
根据本发明的套管的另一个有利的改进在于：保持元件包括至少一个凸缘，其中特别地所述凸缘可以金属导电。凸缘可以用于将电气套管相对于可植入设备的外壳密封。通过保持元件将电气套管保持在可植入设备中。在这里描述的实施例变型中，保持元件在外侧上包括至少一个凸缘。这些凸缘形成轴承，可植入医疗设备的盖可以与该轴承啮合，优选密封地与该轴承啮合。因此具有封闭凸缘的保持元件可以包括U形或H形截面。通过至少一个凸缘在保持元件中的集成，确保了电气套管在可植入设备中的安全的、耐冲击的和持久的集成。
本发明还包括一种可植入医疗设备，特别是心脏起搏器或者除颤器，其具有根据所述权利要求和实施方式至少之一的电气套管。针对电气套管和/或所述方法所描述的特征与细节，也将明显适用于可植入医疗设备。
本发明同样涉及一种用于制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。在以上已经描述了在制造电气套管时所产生的缺点。由此得出的任务同样也在以上有所描述。针对电气套管所描述的特征与细节，在此显然也适用于根据本发明的方法，反之亦然。
在本发明的另一方面中提出一种用于制造可植入医疗设备的电气套管方法，其中该方法具有以下步骤：
a) 由绝缘材料化合物产生对于至少一个基体的至少一个基体生坯；
b) 对于至少一个传导元件形成至少一个包含金属陶瓷的传导元件生坯；
c) 将至少一个传导元件生坯引入基体生坯中；
d) 将基体生坯与至少一个基体生坯连接，以获得至少一个带有至少一个传导元件和至少一个基体的基体，
其中，将基体和保持元件一起在100℃至3000℃的温度下进行焙烧。
基体和保持元件的连接例如可以通过在提高的温度下使两个元件简单地接触来实现，其中，将两个物体在数分钟（如10至1000分钟）或数小时（如0.2至50小时，优选0.5至3小时）内置于相对于室温提高了的温度下。温度的选择首先取决于基体材料和保持元件材料的选择。因此在一般情况下对于这样的连接过程（也称为“扩散接合”）选择约相应于较高熔化的材料的熔化温度的50-90%的温度。对于按照本发明的材料来说，该温度在100℃至3000℃之间，优选在500℃至2700℃之间，特别优选在700℃至2500℃。通常将该温度选择为低于参与本发明的连接的材料中熔点最低的材料的熔化温度。
“扩散接合”一般被理解为使两个材料不同、在其它情况下很难彼此连接的物体稳定连接的工艺。在此，在适当的温度-压力比下使两种不同的材料相接触并在该条件下保持特定的时间。在这些在两种材料的连接面上相对于常规条件大多提高了的温度和压力下，会发生在两个物体间的物质传输，该物质传输可以在两个物体间建立非常稳定的连接。
“扩散接合”的原理和这样的两种不同材料间的结合的特性在Shizadi A.A.的出版物，Journal of Surface and Interface Analysis, Vol 31, No. 7，609-618页中有所描述，因此在此作为实施这样的过程和这样处理的材料的特性的参考。
在本发明的另一实施方式中，在将保持元件与基体连接时，在基体和保持元件上施加0.2至20 MPa（兆帕）范围内的压力，优选在1至12 MPa范围内。压力例如可以借助施加在基体或保持元件上的重物来施加。此外优选在连接时主要采用小于1 * 10-4 mbar的压力，优选是起始压力。该连接大多在真空炉中实施。
在本发明的另一实施方式中，保持元件至少部分地由金属构成。优选保持元件至少部分地由从由元素周期表的副族IV、V、VI、VIII、IX、X中的金属或其中至少两种组成的组中选出的材料制成。此外，在本发明的一种实施方式中，金属从包括铂、铱、铌、铁、钼、钽、钨、钛、钴、铬、特别是钴-铬合金以及锆或其中两种的组中选出。
这些金属可以单独使用或者和其它材料组合使用。这些其它材料可以包括已提到的金属和合金，或例如其它金属的其它材料。替代地或附加地，还可以采用由多种所述金属构成的合金。替代地或附加地，还可以采用由一种或多种所述金属和一种或多种其它金属构成的混合物或合金。其例如还可以是包括非金属、如金属氧化物（如ZrO、ZrO2、Al2O3）和其它陶瓷的混合物。
在本发明的一种实施方式中，保持元件包含铌而基体包含氧化锆。氧化锆可以是氧化锆（II）(ZrO)或氧化锆（IV）(ZrO2)，或是两者的混合物。优选基体包含氧化锆（IV）。氧化锆（IV）尤其是抗酸碱的，因此其非常适用于既与不同pH值的体液接触又与设备内的液体或蒸汽以及同样可能是碱性或酸性的物质接触的医疗设备中。此外ZrO2作为焙烧的粉末形成非常硬且高阻抗的陶瓷。用于基体的ZrO2以及用于保持元件的Nb的组合在机械要求下非常稳定。在连接具有ZrO2的基体和包含Nb的保持元件时，通过“扩散接合”可以达到非常好的连接。
在本发明方法的一种实施方式中，保持元件包含从由铌(Nb)、铂(Pt)、铁(Fe) 和钼(Mo) 或其中至少两种组成的组中选出的材料，基体包含氧化铝。氧化铝(Al2O3)作为陶瓷具有高度的机械耐受性，并非常适于例如通过“扩散接合”与如Nb、Pt、Fe、Mo的金属相接合。所述金属又能够很好地通过熔接、焊接或接合置于其它组件上，例如医疗设备的外壳上。
优选将基体生坯和至少一个传导元件生坯一起焙烧。
在本发明方法的一种特别优选的实施方式中，将基体生坯和至少一个基体生坯一起焙烧。该过程例如可以是烧结。烧结特别优选用于粉末状的使用材料。由此得到特别硬、惰性且稳定的物体，此外这些物体大多是生物相容的。这样的物体尤其适用于可植入设备中。
在本发明的另一实施方式中，以上所述方法的步骤a)包括对基体生坯的部分烧结。
在本发明的另一实施方式中，以上所述方法的步骤b)包括对传导元件生坯的部分烧结。
此外提出一种利用所述方法的特征通过以上所述方法的实施方式得到的电气套管。
本发明的再一方面提出一种可植入医疗设备，特别是心脏起搏器或除颤器，其具有至少一个如上至少一个实施方式中所述的电气套管。在本发明的另一方面提出一种根据以上所述实施方式的电气套管在可植入医疗设备中的应用。
本发明方法的另一特性在于，基体和传导元件都具有要在烧结方法的范围内进行处理的陶瓷成份。在步骤a)的范围内，由绝缘材料化合物制成基体生坯。这可以通过在模具中压制该材料化合物来实现。为此绝缘材料化合物优选为粉末料，其至少具有粉末颗粒的最小内聚力。这通常通过使粉末颗粒的粒度不超过0.5mm来实现。在此，制造生坯通过压制粉末料或通过成型以及然后干燥来实现。这样的方法步骤还被用来形成包含金属陶瓷的传导元件生坯。在此被压制成传导元件生坯的粉末是包含金属陶瓷的或由金属陶瓷组成。然后将两个生坯（基体生坯和传导元件生坯）接合到一起。在该被称为步骤c)的步骤之后进行连接，例如通过对两个生坯进行焙烧，也称为烧结。但是替换的还可以提供用于连接两个元件的其它工艺，例如元件的粘合、焊接或熔接。
在烧结时对生坯进行热处理，该热处理低于生坯的粉末颗粒的熔化温度地进行。由此会出现生坯的孔隙度和体积的明显减小。因此本发明的方法的特性在于，能够将基体和传导元件一起焙烧。不再需要随后的两个元件的连接。通过焙烧过程，使传导元件得以按压紧配合和/或强制联锁和/或稳固接合的方式与基体相连。由此实现了传导元件在基体中的气密集成。不再需要随后的传导元件在基体中的焊接或熔接。实际上，通过共同焙烧和对含金属陶瓷的生坯的利用，可以实现基体和传导元件之间的气密密封连接。
根据本发明的方法的一个有利改进的特征在于：如上所述步骤a）包括基体生坯的部分烧结。在所述仅部分烧结的范围内对基体的生坯进行热处理。在此过程中基体生坯的体积已经发生收缩。然而，生坯的体积仍没有达到其最终状态。实际上，这还需要步骤d）的范围内的另一次热处理，其中，把具有传导元件生坯的基体生坯收缩至它们的最终大小。在实施例变型的范围内，仅部分地热处理生坯，以达到使基体生坯更易于处理的某种表面硬度。特别是就仅在一定的难度下才能被压制成生坯形状的绝缘材料化合物而言，这样做不太困难。
另一实施例变型的特点在于，在步骤b)中就已经对传导元件生坯进行部分烧结。如以上针对基体生坯所述的，也可以对传导元件生坯进行烧结，以达到一定的表面稳定性。在此要注意，在该实施例变型中，在步骤d)中才进行最终、完全的烧结。因此传导元件生坯也在步骤d）中才达到其最终大小。
附图说明
从权利要求、以下所提供的描述以及附图中得到本发明的其它功能与优点。在附图中通过多个实施例说明本发明。图中示出：
图1示出可植入医疗设备；
图2示出本发明的电气套管的剖视图；
图3示意性示出根据图2的电气套管的俯视图；
图4示出电气套管的剖面放大图；
图5示出制造具有保持元件的电气套管的方法步骤的草图；
图6示出由保持元件包围的、矩形套管的草图；
图7示出具有圆形保持元件的、T形套管的草图；
图8示出由保持元件包围的T形套管的草图，该套管具有多个设置在医疗设备外壳中、相接触的金属陶瓷传导元件；
图9示出在炉子中的具有保持元件的套管的草图。
具体实施方式
图1示例性示出可植入设备100，如心脏起搏器，在该设备的金属外壳中集成了电气套管10。电气套管10与可植入设备100的外壳110气密密封地连接，并有利地通过熔接连接。因此，电气套管10的保持元件20包括可以简单且可靠地与外壳110相熔接的金属是非常有利的。电气套管10用于在医疗设备100的气密封闭的内部和外部之间建立电气连接。因此，在电气套管10上可以连接在此仅示意性示出的传导螺纹120，该传导螺纹与刺激电极连接。这样类型的刺激电极例如用在心肌中，由此使得心脏起搏器的信号可以传导到心肌。为了达到气密的密封性，将导线30嵌入到基体40中。基体40使得能够在通过凸缘状保持元件20形成的套管开口22中形成保持元件20和至少一个导线30之间的气密密封。该电气绝缘的基体防止导电的拉长导线30与金属外壳110或金属保持元件20之间发生短路。
在现有技术的电气套管中，使用金属导线作为传导元件，其必须被焊接在绝缘元件中。为此基体具有用于该传导元件的圆柱形套管，在该套管的内壁上设置金属涂层。而焊接被证实是容易出错且费事的。图2中示出按照本发明的电气套管10，其克服了上述缺点。该电气套管10具有凸缘状的保持元件20。保持元件20用于在可植入医疗设备100中保持电气套管10。实施为凸缘状的保持元件20具有通孔22。这尤其是在图3中示出，图3示出了图2以截面图示出的电气套管10的俯视图。构造为矩形且为凸缘状的保持元件20在其内部具有在此具有矩形实施的通孔22。至少一条拉长导线30通过该通孔22延伸。在所示出的实施例中，共有5个传导元件30穿过保持元件20延伸。基体40这样设置在通孔22中：使得在保持元件20和传导元件30之间形成气密密封。按照本发明的所示出的电气套管10的特性在于，传导元件30包括金属陶瓷或由金属陶瓷制成。
金属陶瓷指由在金属基质中的陶瓷材料构成的复合材料。这样的含金属陶瓷的传导元件50的特性在于，可以将其在一个方法步骤中与同样含陶瓷的基体40一起烧结。由此在传导元件50与基体40之间不会产生不期望的通路、裂缝或错误位置。更确切地说，是在两个元件40、50之间实现了介质密封的连接。在此得到如下的制造按照本发明的电气套管10的各个方法步骤：
a. 由绝缘材料化合物产生对于基体（40）的基体生坯；
b. 对于传导元件（30）形成至少一个含金属陶瓷的传导元件生坯；
c. 将该至少一个传导元件生坯引入该基体40生坯中；
d. 将基体生坯与该至少一个传导元件生坯一起焙烧，以获得带有至少一个传导元件（30）的基体（40）。
本发明方法的特性这样来得到：基体生坯和传导元件生坯都由粉末压制而成，并且接着焙烧。由此，可以以较少的方法步骤产生既包括传导元件生坯也包括基体生坯的生坯（Grünling），然后将该共同的生坯进行焙烧。在一种有利的实施变形中，不仅基体40和传导元件30由粉末压制而成并进行烧结，保持元件20也是如此。保持元件20因此同样在产生步骤中由包含陶瓷的粉末产生。然后，将三个生坯（保持元件20、传导元件30、基体40）组合在一起。由此在生坯阶段中得到电气套管10。随后对该三个生坯进行共同的烧结。由此得到的电气套管10一方面能够满足所有需要的电气特性，另一方面能够在一个步骤中制成，而不需要事后对各个元件进行焊接或熔接。此外含金属的、具有金属陶瓷的保持元件20使得能够与可植入医疗设备100的外壳进行简单而持久的连接。
图4再次示出电气套管10的各个组成部分的放大图。该放大图相应于图3中以“I”标示出的区域。由电气绝缘的材料化合物制成的基体40围绕传导元件30。可以将例如用于心脏起搏器的传导螺纹连接到该传导元件30。基体40由制成为凸缘状的保持元件20围绕。在所示的实施例变型中，该保持元件20含金属陶瓷。因此该保持元件可以和含金属陶瓷的支承元件50以及电气绝缘的基体40一起在一个步骤中进行焙烧或烧结。在此，有利的特别是保持元件20和支承元件50是材料一致的。
为了将电气套管10集成在可植入医疗设备100中，保持元件20可以包括凸缘。在图中未示出这样的凸缘。设备100的外壳110可以设置在该凸缘上，由此使得能够在两个元件之间实现气密密封的连接。优选保持元件20和凸缘材料一致和/或整块地构成。
图5示意性示出连接保持元件20和基体40的方法的流程。在第一步骤510中，如上所述地产生基体40和传导元件30的连接。在此之后或与此同时，在第二步骤520中，通过旋转、磨制或金属注塑制造保持元件20。保持元件可以由不同的材料制成。优选由金属制成。保持元件20例如可以从包括铌(Nb)、铁(Fe)、钛(Ti)、铂(Pt)、铱(Ir)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钴-铬合金或锆(Zr)和其中两种的组中选出。还可以考虑采用一种以上所述的金属和该组中的另一种金属或一种其它的金属的合金。优选保持元件20由铌或铌合金制成。
在第三步骤530中，保持元件20与由基体40和传导元件30组成的复合物被组合成套管10，如图9所示。在此，基体40的接触面970分别和保持元件20的一个接触面980相接触。在第四步骤540中，将套管10置于可加热的真空炉（属于Degussa, Deutschland）900的底盘910上，也如图9所示。在第五步骤550中，对套管10施以重物920。步骤550可以在步骤540之前进行或在其之后进行。重物920的大小和质量取决于套管10的大小以及在基体40和保持元件20之间的接口上所达到的压力。在所示出的例子中，重物920的质量约为1000克。但是也可以将重物920的质量选择得更高或更低。优选该质量在100克至5000克的范围内，特别优选在500克至2000克的范围内。
在此该1000克重的重物920带来的压力取决于套管10和保持元件20的大小和几何形状。在在此所示出的例子中，套管10的基体40的外直径940约为3.5mm，而保持元件20的内直径950为2.6mm。由此该例中，通过套管10的T形几何结构使套管10的T形截面的底面931压在环形保持元件20的表面上，以形成接合连接930。由此会在基体40和保持元件20之间产生约4.3 mm2的边界面。在此压力约为2MPa。该压力可以通过对重物920的质量或套管10和保持元件20的支承面的几何形状的选择来改变。在此优选该压力在0.5至10 MPa的范围内。在此该压力由重物在基体40和保持元件20之间的接合连接930上的压力和炉子900内主导的低压组合而成。
在将套管10和保持元件20以及重物920引入炉子900之后，在第六步骤560中，使炉子900处于真空，并在1700℃下将炉子900加热2小时。在此，温度可以恒定也可以变化。优选在1至4小时的处理时间期间炉子900中的温度在800至2200℃之间，特别优选是在1100至1800℃之间。在该处理时间期间的压力在0.2至20MPa中。该压力也可以变化。优选炉子900中的压力在1至1 MPa之间。此外优选在连接时炉子900中由优选低于1*10-4mbar（毫巴）的低压主导。
为了实现套管10和保持元件20之间特别持久且快速的连接，可以在第一步骤510中接合到一起之前对套管10的接触面970和保持元件20的接触面980进行处理。该处理例如可以包括抛光或磨光。因此优选表面970和980的粗糙度的平均粗糙值小于1 µm，优选小于0.5µm，特别优选小于0. 1 µm以及此外优选小于0.01 µm。通过这种方式可以正面支持如在炉子900中进行的扩散接合工艺，从而能够构成套管10和保持元件20间的持久的连接，例如数年，优选数十年。
图6和7示出套管10和保持元件20的不同几何结构。由此图6所示的套管10具有包含金属陶瓷的传导元件30，传导元件30由绝缘材料包围，该绝缘材料形成围绕该传导元件30的基体40。在该例中，这样构成的套管10构成矩形的形状。但是也可以考虑所有其它的形状，如圆形、三角形，从而该套管可以采取球形或正六面体或圆柱形或圆锥体或其它三维形状。在此保持元件20包围套管10的至少一个外表面的至少一部分。在该例中，保持元件20的截面为L形，从而基体40以接触面970在其中一个L形内表面上与保持元件20的接触面980相接触。因此通过这些接触面可以建立强制联锁（formschluessig）的连接。在此保持元件20具有简单连接到要将套管10引入其中的医疗设备的外壳的功能。在此保证了医疗设备的外壳气密地通过套管10借助保持元件20而封闭。由于保持元件20至少部分地由金属制成，因此至外壳的连接可以通过焊接或熔接实现。但替代地还可以进行粘合处理。
图7中，套管10的截面为T形。在此包含金属陶瓷的传导元件30设置在T形的柄中，从而传导元件30在两侧都由L形的、基体40形式的绝缘层包围。三维地看，传导元件30由基体40环形地包围，其中，该环的直径从传导元件30的一侧到其另一端部阶梯状地变小。该阶梯用于在基体40上垂直于基体40中的传导元件30的取向地形成平的接触面970，这使得其能够与保持元件20的接触面980相接触。通过接触面970和980的水平取向，使得能够通过重物920简化套管10和保持元件20间的强制联锁，如图9所示。
图8示出具有保持元件20的套管，和三个通过导线55和60相接触的传导元件30，这些传导元件设置在未示出的医疗设备的外壳110中。在此内导线60引入该设备的内部，而外导线55能够实现与外部设备或组织的接触。导线55、60通过接触面810与包含金属陶瓷的传导元件30连接。
图9示出炉子900，套管10被置于炉子900的底板910上。套管10在其底面931上与保持元件20接触而在表面931上与重物920接触。通过重物920使套管10和保持元件20之间的压力在套管下加强。如在图5中已描述的，可以对炉子加热并施以真空，从而能够通过在具有接触面970和980的接合连接930上的增加的压力使套管10和保持元件20的材料熔化。在该例中，保持元件20的截面为L形。由此在一侧形成与套管10的较大的接触面980，但也形成两个另外的表面981和982，例如作为接触面990、991用于在另一侧与医疗设备（在此未示出）的外壳接触。
附图标记列表
10 电气套管
20 保持元件
22 通孔
30 传导元件
40 基体
50 内部空间
51 外部空间
55 外导线
60 内导线
100可植入医疗设备
110 外壳
120 传导螺纹
510 第一步骤
520 第二步骤
530 第三步骤
540 第四步骤
550 第五步骤
560 第六步骤
810 接触面
900 炉子
910 底盘
920 重物
930 接合连接
931 底面
932 表面
940 外直径套管
950 内直径保持元件
970 接触面套管
980 接触面保持元件
981保持元件的第二表面
982保持元件的另一表面
990第二接触面保持元件
991第三接触面保持元件

Claims (19)

1.一种用在可植入医疗设备（100）的外壳（110）内的电气套管（10），其中，
该电气套管（10）具有至少一个电气绝缘的基体（40）和至少一个电气传导元件（30），
电气套管（10）还具有至少一个保持元件（20），用于将所述电气套管（10）保持在该外壳（110）中或外壳（110）上，
电气传导元件（30）设置为穿过该基体（40）在该外壳（110）的内部空间（50）和外部空间（51）之间建立至少一个导电连接，
电气传导元件（30）相对于该基体（40）气密地密封，
至少一个电气传导元件（30）具有至少一种金属陶瓷，
其特征在于，
所述保持元件（20）的重量的至少80%由以下材料制成，该材料选自元素周期表的副族IV、V、VI、VIII、IX和X中的至少一种金属，以及
所述电气套管（10）具有小于1x10-7atm*cm3/sec的氦泄漏率。
2.如权利要求1所述的电气套管，其中，所述材料选自铂、铁、铱、铌、钼、钽、钨、钛、钴、铬和锆中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的电气套管，其中，所述基体（40）和所述至少一个电气传导元件（30）稳固接合地连接。
4.如权利要求3所述的电气套管，其中，所述基体（40）和所述至少一个电气传导元件（30）稳固接合地烧结连接。
5.如权利要求1至2中任一项所述的电气套管（10），其中，所述基体（40）至少部分地由绝缘材料化合物构成。
6.如权利要求5所述的电气套管（10），其中，所述绝缘材料化合物选自由以下项目组成的组：氧化铝、氧化镁、氧化锆、钛酸铝和压电陶瓷。
7.一种用于制造用于可植入医疗设备（100）的电气套管（10）的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a. 对于至少一个基体（40）通过陶瓷粉末和/或陶瓷浆液成型来产生至少一个基体生坯；
b. 对于至少一个电气传导元件（30）通过金属陶瓷粉末和/或金属陶瓷浆液成型来形成至少一个含金属陶瓷的电气传导元件生坯；
c. 将至少一个电气传导元件生坯引入基体生坯中；
d. 将基体生坯与至少一个电气传导元件生坯连接，以获得至少一个带有至少一个电气传导元件（30）的基体（40）；
其中，将基体（40）与保持元件（20）在100℃ 和3000℃之间的温度下进行连接。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在将保持元件（20）与所述基体（40）进行连接时，在所述基体（40）和保持元件（20）之间的连接位置（930）上施加0.2至20 MPa范围内的压力。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中，所述保持元件（20）至少部分地由金属构成。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述金属选自元素周期表的副族IV、V、VI、VIII、IX和X中的至少一种。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述金属选自铂、铁、铱、铌、钼、钽、钨、钛、钴、铬和锆中的至少一种。
12.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，所述保持元件（20）包含铌，所述基体（40）包含氧化锆。
13.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，所述保持元件（20）包含选自铌、铂、铁和钼中的至少一种，所述基体（40）包含氧化铝。
14.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，将所述基体生坯与至少一个电气传导元件生坯进行焙烧。
15.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，所述步骤a包括对基体生坯进行部分烧结。
16.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，所述步骤b包括对电气传导元件生坯进行部分烧结。
17.一种电气套管（10），通过如权利要求7至16中任一项所述的方法获取。
18.一种可植入医疗设备（100），具有至少一个如权利要求1至6和权利要求17中任一项所述的电气套管（10）。
19.如权利要求18所述的可植入医疗设备（100），其中，该可植入医疗设备（100）是心脏起搏器或除颤器。
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