DE102011009857A1 - Elektrische Durchführung mit cermethaltigem Verbindungselement für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung (112) zum Einsatz in einem Gehäuse (20) einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung (110), wobei die elektrische Durchführung (112) mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper (120) und mindestens ein elektrisches Leitungselement (122) aufweist, wobei das Leitungselement (122) eingerichtet ist, um durch den Grundkörper (120) hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum (116) des Gehäuses (20) und einem Außenraum (118) herzustellen, wobei das Leitungselement (122) hermetisch gegen den Grundkörper (120) abgedichtet ist, und wobei das wenigstens eine Leitungselement (122) mindestens ein Cermet aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Durchführung (112) mindestens ein Kopfteil (130) aufweist, wobei das Kopfteil (130) mindestens ein Steckverbinderelement (136) aufweist, wobei das Steckverbinderelement (136) eingerichtet ist, um eine elektrische Anbindung mindestens eines Steckerelements von dem Außenraum (118) an das Steckverbinderelement (136) zu ermöglichen, wobei das Leitungselement (122) mindestens ein Durchführungselement (124) aufweist, und das Durchführungselement (124) und das Steckverbinderelement (136) über mindestens ein Verbindungselement (128) elektrisch leitend verbunden sind, und das wenigstens eine Verbindungselement (128) und das wenigstens eine Durchführungselement (124) einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung und eine elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung.
• In der nachveröffentlichten DE 10 2009 035 972 wird eine elektrische Durchführung für eine medizinisch implantierbare Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart. Weiterhin werden eine Verwendung wenigstens eines Cermet aufweisenden Leitungselementes in einer elektrischen Durchführung für eine medizinisch implantierbare Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung für eine medizinisch implantierbare Vorrichtung offenbart.
• Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von elektrischen Durchführungen für verschiedene Anwendungen bekannt. Als Beispiele sind US 4678868 , US 7564674 B2 , US 2008/0119906 A1 , US 7145076 B2 , US 7561917 , US 2007/0183118 A1 , US7260434B1 , US 7761165 , US 7742817 B2 , US 7736191 B1 , US 2006/0259093 A1 , US 7274963 B2 , US 2004116976 A1 , US 7794256 , US 2010/0023086 A1 , US 7502217 B2 , US 7706124 B2 , US 6999818 B2 , EP 1754511 A2 , US 7035076 , EP 1685874 A1 , WO 03/073450 A1 , US 7136273 , US 7765005 , WO 2008/103166 A1 , US 2008/0269831 , US 7174219 B2 , WO 2004/110555 A1 , US 7720538 B2 , WO 2010/091435 , US 2010/0258342 A1 , US 2001/0013756 A1 , US 4315054 und EP 0877400 zu nennen.
• Aus DE 10 2008 021 064 A1 ist ein Anschlussgehäuse für ein elektromedizinisches Implantat mit Kontaktbuchsen zur Aufnahme und elektrischen Kontaktierung von Elektrodenleitungssteckern bekannt. Das Anschlussgehäuse weist ein Grundmodul sowie ein in das Grundmodul eingesetztes und mit diesem verbundenes, separat vorgefertigtes Deckelmodul mit einer Kontaktbuchse nach dem IS-4-Standard auf.
• Aus US 2008/0119906 A1 ist eine hermetisch verschlossene elektrische Durchführung für Herzschrittmacher und Defibrillatoren bekannt. Diese umfasst eine flache keramische Scheibe, die als isolierender Träger verwendet wird. Die isolierende Scheibe weist Öffnungen auf, in welche verschiedene Elektroden als Durchkontaktierungen eingebracht sind. Weiterhin ist ein Metallflansch offenbart, über welchen die keramische Scheibe mit einem Gehäuse verbunden werden kann.
• Aus US 7,260,434 ist eine Durchführungsvorrichtung für ein implantierbares medizinisches Gerät bekannt. Diese weist eine Mehrzahl gefilterter Durchführungsanordnungen auf, von denen jede sich durch eine isolierende Basis hindurch erstreckt.
• In der DE 697 297 19 T2 wird eine elektrische Durchführung für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung – auch als implantierbare Vorrichtung oder Therapiegerät bezeichnet – beschrieben.
• Elektrische Durchführungen dienen allgemein in der Regel dazu, eine elektrische Verbindung zwischen einem hermetisch abgeschlossenen Inneren und einem Äußeren des Therapiegerätes herzustellen. Bekannte implantierbare Therapiegeräte sind Herzschrittmacher oder Defibrillatoren, die üblicherweise ein hermetisch dichtes Metallgehäuse aufweisen, welches auf einer Seite mit einem Anschlusskörper, auch Header oder Kopfteil genannt, versehen ist. Dieser Anschlusskörper weist einen Hohlraum mit mindestens einer Anschlussbuchse auf, die für die Konnektierung von Elektrodenleitungen dient. Die Anschlussbuchse weist dabei elektrische Kontakte auf, um die Elektrodenleitungen elektrisch mit der Steuerelektronik im Inneren des Gehäuses des implantierbaren Therapiegeräts zu verbinden. Eine wesentliche Voraussetzung für eine solche elektrische Durchführung ist in der Regel die hermetische Dichtigkeit gegenüber einer Umgebung. Folglich müssen in einen elektrisch isolierenden Grundkörper eingebrachten Leitungsdrähte – auch als Durchleitungselemente bezeichnet – über welche die elektrischen Signale laufen, in der Regel spaltfrei in den Grundkörper eingebracht werden.
• Als Nachteil hat es sich dabei herausgestellt, dass die Leitungsdrähte im Allgemeinen aus einem Metall aufgebaut sind und in einen keramischen Grundkörper eingebracht werden. Um eine beständige Verbindung zwischen beiden Elementen sicherzustellen, wird die Innenfläche einer Durchgangsöffnung – auch als Öffnungen bezeichnet – im Grundkörper metallisiert werden, um die Leitungsdrähte einzulöten. Diese Metallisierung in der Durchgangsöffnung hat sich als schwierig aufzubringen herausgestellt. Nur mittels kostenintensiver Verfahren lässt sich eine gleichmäßige Metallisierung der Innenfläche der Bohrung – und damit eine hermetisch dichte Verbindung der Leitungsdrähte mit dem Grundkörper durch Löten – sicherstellen. Der Lötprozess selbst erfordert weitere Komponenten wie beispielsweise Lot-Ringe. Zudem ist der Verbindungsprozess der Leitungsdrähte mit den vorab metallisierten Isolatoren unter Nutzung der Lotringe ein aufwändiger und schwer zu automatisierender Prozess.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung – auch als medizinisch implantierbare Vorrichtung bezeichnet – anzugeben, welche die Nachteile bekannter Vorrichtungen der genannten Art zumindest teilweise vermeidet. Insbesondere soll eine elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung vorgeschlagen werden, welche einfach herzustellen ist, welche eine hohe Dichtigkeit aufweist und welche weiterhin vorzugsweise eine einfache Anbindung externer Komponenten ermöglicht.
• Zur Lösung dieser Aufgabe werden eine elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung, eine medizinisch implantierbare Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung vorgeschlagen, mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der elektrischen Durchführung oder der medizinisch implantierbaren Vorrichtung beschrieben werden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit dem Verfahren und jeweils umgekehrt.
• Zusammenfassend werden folgende Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders bevorzugt vorgeschlagen:
  Ausführungsform 1: Elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung, wobei die elektrische Durchführung mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper und mindestens ein elektrisches Leitungselement aufweist, wobei das Leitungselement eingerichtet ist, um durch den Grundkörper hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum des Gehäuses und einem Außenraum herzustellen, wobei das Leitungselement hermetisch gegen den Grundkörper abgedichtet ist, wobei das wenigstens eine Leitungselement mindestens ein Cermet aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung mindestens ein Kopfteil aufweist, wobei das Kopfteil mindestens ein Steckverbinderelement aufweist, wobei das Steckverbinderelement eingerichtet ist, um eine elektrische Anbindung mindestens eines Steckerelements von dem Außenraum an das Steckverbinderelement zu ermöglichen, wobei, das Leitungselement mindestens ein Durchführungselement aufweist, und das Durchführungselement und das Steckverbinderelement über mindestens ein Verbindungselement elektrisch leitend verbunden sind, und das wenigstens eine Verbindungselement und das wenigstens eine Durchführungselement einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sind.
• Ausführungsform 2: Elektrische Durchführung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement und das Verbindungselement das mindestens eine Cermet aufweisen.
• Ausführungsform 3: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement in den Grundkörper eingebettet ist.
• Ausführungsform 4: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement und der Grundkörper stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch eine stoffschlüssige gesinterte Verbindung.
• Ausführungsform 5: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement von dem Innenraum her elektrisch kontaktierbar ist.
• Ausführungsform 6: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement bündig mit einer Oberfläche des Grundkörpers abschließt oder über die Oberfläche herausragend, insbesondere in den Innenraum und/oder den Außenraum des Gehäuses.
• Ausführungsform 7: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Cermet mindestens eine metallische Komponente aufweist, wobei die metallische Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Platin, einer Platin-Legierung, Iridium, Niob, Molybdän, Tantal, einer Tantal-Legierung, Wolfram, einer Wolfram-Legierung.
• Ausführungsform 8: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Cermet mindestens eine keramische Komponente aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminiumoxid, insbesondere Al₂O₃; Zirkoniumoxid, insbesondere ZrO₂; Magnesiumoxid, insbesondere MgO; ZTA; ATZ; Y-TZP; Aluminiumnitrid; Aluminiumtitanat; eine Piezokeramik, insbesondere eine bleifreie Piezokeramik und besonders bevorzugt eine bleifreie Piezokeramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ba(Zr, Ti)O₃, Ba(Ce, Ti)O₃, KNN, KNN-LiSbO₃ und KNN-LiTaO₃.
• Ausführungsform 9: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderelement mindestens 4 verschiedene Kontaktelemente aufweist, insbesondere mindestens 16 Kontaktelemente, vorzugsweise mindestens 32 Kontaktelemente, weiter bevorzugt mindestens 64 Kontaktelemente und besonders bevorzugt mindestens 128 Kontaktelemente.
• Ausführungsform 10: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderelement mindestens eine Steckerbuchse aufweist.
• Ausführungsform 11: Elektrische Durchführung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerbuchse mindestens ein von dem Steckverbinderelement kontaktierbares Kontaktelement des Leitungselements aufweist.
• Ausführungsform 12: Elektrische Durchführung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement ringförmig ausgestaltet ist.
• Ausführungsform 13: Elektrische Durchführung nach einer der beiden vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerbuchse einen von dem Außenraum her zugänglichen Hohlraum aufweist, wobei das Kontaktelement zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist.
• Ausführungsform 14: Elektrische Durchführung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper zumindest teilweise aus einer isolierenden Werkstoffzusammensetzung gebildet ist.
• Ausführungsform 15: Elektrische Durchführung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Werkstoffzusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aluminiumoxid insbesonere Al₂O₃; Zirkoniumoxid, insbesondere ZrO₂; Magnesiumoxid, insbesondere MgO; ZTA; ATZ; Y-TZP; Aluminiumnitrid; Aluminiumtitanat; eine Piezokeramik, insbesondere eine bleifreie Piezokeramik und besonders bevorzugt eine bleifreie Piezokeramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ba(Zr, Ti)O₃, Ba(Ce, Ti)O₃, KNN, KNN-LiSbO₃ und KNN-LiTaO₃.
• Ausführungsform 16: Elektrische Durchführung nach einer der drei vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
• Ausführungsform 17: Elektrische Durchführung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Polyurethan, insbesondere Tecothane^®; einem Silikon; einem Epoxidharz.
• Ausführungsform 18: Elektrische Durchführung nach einer der beiden vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein optisch transparentes Kunststoffmaterial ist.
• Ausführungsform 19: Elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung weiterhin mindestens ein Filterelement aufweist, insbesondere ein Filterelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Hochpassfilter; einem Tiefpassfilter; einem Bandpassfilter.
• Ausführungsform 20: Medizinisch implantierbare Vorrichtung, umfassend mindestens ein Gehäuse und mindestens eine elektrische Durchführung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die elektrische Durchführung mit dem Gehäuse verbunden ist.
• Ausführungsform 21: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, weiterhin umfassend mindestens einen Rahmen, wobei der Rahmen die elektrische Durchführung zumindest teilweise umschließt, wobei die elektrische Durchführung, über den Rahmen mit den Gehäuse verbunden ist.
• Ausführungsform 22: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen mindestens einen metallischen Werkstoff aufweist, insbesondere einen metallischen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Niob; einer Niob-Legierung; Molybdän; einer Molybdän-Legierung; Titan; einer Titan-Legierung; Tantal; einer Tantal-Legierung; rostfreiem Stahl; einer Kobalt-Chrom-Legierung.
• Ausführungsform 23: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach einer der vorhergehenden, eine medizinisch implantierbare Vorrichtung betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung mit einer dem Innenraum zuweisenden Innenseite und/oder einer dem Außenraum zuweisenden Außenseite des Gehäuses durch mindestens eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch mindestens eine Lötverbindung, verbunden ist.
• Ausführungsform 24: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung, insbesondere der Grundkörper der elektrischen Durchführung, zumindest im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung mindestens eine Metallisierung aufweist, insbesondere eine Gold-Metallisierung.
• Ausführungsform 25: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach einer der vorhergehenden, eine medizinisch implantierbare Vorrichtung betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die medizinisch implantierbare Vorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer aktiven implantierbaren Vorrichtung zur Weitergabe einer elektrischen Stimulation an ein Körpergewebe, insbesondere einen Muskel, einen Nerv, eine Gehirnregion oder ein Blutgefäß; einem Herzschrittmacher; einem implantierbaren Defibrillator; einer Vorrichtung gegen eine kongestive Herzinsuffizienz; einem Hörgerät; einem Cochlea-Implantat; einem Retina-Implantat; einem Neurostimulator; einem peripheralen Muskelstimulator; einer Medikamentenpumpe, insbesondere einer Insulinpumpe; einem ventrikulären Hilfsgerät; einem Rückenmarksstimulator; einem implantierbaren Sensorsystem; einem künstlichen Herz; einem Inkontinenzgerät; einem Knochenwachstumsstimulator; einem gastrischen Schrittmacher; einem prothetischen Gerät.
• Ausführungsform 26: Medizinisch implantierbare Vorrichtung nach einer der vorhergehenden, eine medizinisch implantierbare Vorrichtung betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil in den Innenraum und/oder den Außenraum hinein ragt.
• Die vorgeschlagene elektrische Durchführung ist für den Einsatz in einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung eingerichtet, also zur Verwendung in einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung, wobei die medizinisch implantierbare Vorrichtung insbesondere als aktive implantierbare medizinische Vorrichtung (AIMD) und besonders bevorzugt als Therapiegerät ausgestaltet sein kann.
• Der Begriff einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung umfasst grundsätzlich eine beliebige Vorrichtung, welche eingerichtet ist, um mindestens eine medizinische Funktion durchzuführen und welche in ein Körpergewebe eines menschlichen oder tierischen Benutzers einbringbar ist. Die medizinische Funktion kann grundsätzlich eine beliebige Funktion umfassen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer therapeutischen Funktion, einer diagnostischen Funktion und einer chirurgischen Funktion. Insbesondere kann die medizinische Funktion mindestens eine Funktion aufweisen, bei der mindestens ein Reiz auf das Körpergewebe ausgeübt wird, insbesondere ein elektrischer Reiz Diese Funktion der Reizausübung kann beispielsweise mittels mindestens eines Reizerzeugers und/oder mittels mindestens eines Reizüberträgers ausgeübt werden, beispielsweise mittels mindestens eines Aktors. Auch andere Arten der Reizausübung sind jedoch grundsätzlich möglich.
• Der Begriff einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung – auch als AIMD bezeichnet – umfasst grundsätzlich alle medizinisch implantierbaren Vorrichtungen, die elektrische Signale aus einem hermetisch-dichten Gehäuse in einen Teil des Körpergewebes des Benutzers leiten können und/oder aus dem Teil des Körpergewebes des Benutzers empfangen können. So umfasst der Begriff der aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung insbesondere Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate, implantierbare Cardioverter/Defibrillatoren, Nerven-, Hirn-, Organ- oder Muskelstimulatoren sowie implantierbare Überwachungsgeräte, Hörgeräte, Retina-Implantate, Muskel-Stimulatoren, implantierbare Pumpen für Arzneimittel, künstliche Herzen, Knochenwachstumsstimulatoren, Prostata-Implantate, Magen-Implantate, oder dergleichen.
• Die medizinisch implantierbare Vorrichtung, insbesondere die aktive implantierbare medizinische Vorrichtung, kann in der Regel insbesondere mindestens ein Gehäuse aufweisen, insbesondere mindestens ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse. Das Gehäuse kann vorzugsweise mindestens eine Elektronik umschließen, beispielsweise eine Ansteuer- und/oder Auswerteelektronik der medizinisch-implantierbaren Vorrichtung.
• Unter einem Gehäuse einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element verstanden, welches mindestens ein Funktionselement der medizinisch implantierbaren Vorrichtung, welches zur Durchführung der mindestens einen medizinischen Funktion eingerichtet ist oder die medizinische Funktion fördert, zumindest teilweise umschließt. Insbesondere weist das Gehäuse mindestens einen Innenraum auf, der das Funktionselement ganz oder teilweise aufnimmt. Insbesondere kann das Gehäuse eingerichtet sein, um einen mechanischen Schutz des Funktionselements gegenüber im Betrieb und/oder bei einer Handhabung auftretenden Belastungen zu bieten und/oder einen Schutz des Funktionselements gegenüber Umwelteinflüssen wie beispielsweise Einflüssen durch eine Körperflüssigkeit. Das Gehäuse kann insbesondere die medizinisch implantierbare Vorrichtung nach außen hin begrenzen und/oder abschließen.
• Unter einem Innenraum ist hier ein Bereich der medizinisch implantierbaren Vorrichtung zu verstehen, insbesondere innerhalb des Gehäuses, welcher das Funktionselement ganz oder teilweise aufnehmen kann und welcher in einem implantierten Zustand nicht mit dem Körpergewebe und/oder nicht mit einer Körperflüssigkeit in Kontakt kommt. Der Innenraum kann mindestens einen Hohlraum aufweisen, welcher ganz oder teilweise geschlossen sein kann. Alternativ kann der Innenraum jedoch auch ganz oder teilweise ausgefüllt sein, beispielsweise durch das mindestens eine Funktionselement und/oder durch mindestens ein Füllmaterial, beispielsweise mindestens einen Verguss, beispielsweise durch ein Vergussmaterial in Form eines Epoxidharzes oder eines ähnlichen Materials.
• Demgegenüber wird unter einem Außenraum ein Bereich außerhalb des Gehäuses verstanden. Dies kann insbesondere ein Bereich sein, welcher im implantierten Zustand mit dem Körpergewebe und/oder einer Körperflüssigkeit in Kontakt kommen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Außenraum jedoch auch ein Bereich sein oder einen Bereich umfassen, welcher lediglich von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, ohne dabei notwendigerweise in Kontakt mit dem Körpergewebe und/oder der Körperflüssigkeit zu geraten, beispielsweise ein für ein elektrisches Verbindungselement, beispielsweise einen elektrischen Steckverbinder, von außen zugänglicher Bereich eines Verbindungselements der medizinisch implantierbaren Vorrichtung.
• Das Gehäuse und/oder insbesondere die elektrische Durchführung können insbesondere hermetisch dicht ausgestaltet sein, so dass beispielsweise der Innenraum hermetisch dicht gegenüber dem Außenraum abgedichtet ist. Im Rahmen der Erfindung kann der, Begriff „hermetisch dicht” dabei verdeutlichen, dass bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch innerhalb der üblichen Zeiträume (beispielsweise 5–10 Jahre) Feuchtigkeit und/oder Gase nicht oder nur minimal durch das hermetisch dichte Element hindurchdringen können. Eine physikalische Größe, die beispielsweise eine Permeation von Gasen und/oder Feuchtigkeit durch eine Vorrichtung, z. B. durch die elektrische Durchführung und/oder das Gehäuse, beschreiben kann, ist die so genannte Leckrate, welche beispielsweise durch Lecktests bestimmt werden kann. Entsprechende Lecktests können beispielsweise mit Heliumlecktestern und/oder Massenspektrometern durchgeführt werden und sind im Standard Mil-STD-883G Method 1014 spezifiziert. Die maximal zulässige Helium-Leckrate wird dabei abhängig vom internen Volumen der zu prüfenden Vorrichtung festgelegt. Nach den in MIL-STD-883G, Method 1014, in Absatz 3.1 spezifizierten Methoden, und unter Berücksichtigung der in der Anwendung der vorliegenden Erfindung vorkommenden Volumina und Kavitäten der zu prüfenden Vorrichtungen, können diese maximal zulässigen Helium-Leckraten beispielsweise von 1 × 10^–8 atm·cm³/sec bis 1 × 10^–7 atm·cm³/sec betragen. Im Rahmen der Erfindung kann der Begriff „hermetisch dicht” insbesondere bedeuten, dass die zu prüfende Vorrichtung (beispielsweise das Gehäuse und/oder die elektrische Durchführung oder das Gehäuse mit der elektrischen Durchführung) eine Helium-Leckrate von weniger als 1 × 10^–7 atm·cm³/sec aufweist. In einer vorteilhaften Ausführung kann die Helium-Leckrate weniger als 1 × 10^–8 atm·cm³/sec, insbesondere weniger als 1 × 10^–9 atm·cm³/sec betragen. Zum Zweck der Standardisierung können die genannten Helium-Leckraten auch in die äquivalente Standard-Luft-Leckrate konvertiert werden. Die Definition für die äquivalente Standard-Luft-Leckrate (Equivalent Standard Air Leak Rate) und die Umrechnung sind im Standard ISO 3530 angegeben.
• Elektrische Durchführungen sind Elemente, welche eingerichtet sind, um mindestens einen elektrischen Leitungsweg zu schaffen, der sich zwischen dem Innenraum des Gehäuses zu mindestens einem äußeren Punkt oder Bereich außerhalb des Gehäuses, insbesondere in dem Außenraum, erstreckt. So wird beispielsweise eine elektrische Verbindung mit außerhalb des Gehäuses angeordneten Leitungen, Elektroden und Sensoren ermöglicht.
• Bei üblichen medizinischen implantierbaren Vorrichtungen ist in der Regel ein Gehäuse vorgesehen, welches auf einer Seite ein Kopfteil, auch Header oder Anschlusskörper genannt, aufweisen kann, das Steckerbuchsen für das Anschließen von Zuleitungen, auch Elektrodenleitungen oder Leads genannt, tragen kann. Die Steckerbuchsen weisen beispielsweise elektrische Kontakte auf, die dazu dienen, die Zuleitungen elektrisch mit einer' Steuerelektronik im Inneren des Gehäuses der medizinischen Vorrichtung zu verbinden. Dort, wo die elektrische Verbindung in das Gehäuse der medizinischen Vorrichtung eintritt, ist üblicherweise eine elektrische Durchführung vorgesehen, die hermetisch dichtend in eine entsprechende Gehäuseöffnung eingesetzt ist.
• Aufgrund der Einsatzart von medizinisch implantierbaren Vorrichtungen ist deren hermetische Dichtigkeit und Biokompatibilität in der Regel eine der vorrangigsten Anforderungen. Die hier erfindungsgemäß vorgeschlagene medizinisch implantierbare Vorrichtung kann insbesondere in einen Körper eines menschlichen oder tierischen Benutzers, insbesondere eines Patienten, eingesetzt werden. Dadurch ist die medizinisch implantierbare Vorrichtung in der Regel einer Flüssigkeit eines Körpergewebes des Körpers ausgesetzt. Somit ist es in der Regel von Bedeutung, dass weder Körperflüssigkeit in die medizinisch implantierbare Vorrichtung eindringt, noch dass Flüssigkeiten aus der medizinisch implantierbaren Vorrichtung austreten. Um dieses sicherzustellen, sollte das Gehäuse der medizinisch implantierbaren Vorrichtung, und somit auch die elektrische Durchführung, eine möglichst vollständige Undurchlässigkeit aufweisen, insbesondere gegenüber Körperflüssigkeiten.
• Weiterhin sollte die elektrische Durchführung eine hohe elektrische Isolation zwischen dem mindestens einen Leitungselement und dem Gehäuse und/oder, falls mehrere Leitungselemente vorgesehen sind, zwischen den Leitungselementen sicherstellen. Dabei werden vorzugsweise Isolationswiderstände von mindestens mehreren MOhm, insbesondere mehr als 20 MOhm, erreicht, sowie vorzugsweise geringe Verlustströme, die insbesondere kleiner sein können als 10 pA. Des Weiteren liegt, falls mehrere Leitungselemente vorgesehen sind, das Übersprechen – auch als Crosstalk bezeichnet und die elektromagnetische Kopplung zwischen den einzelnen Leitungselementen vorzugsweise unterhalb medizinisch vorgegebener Schwellen.
• Für die genannten Anwendungen ist die erfindungsgemäß offenbarte elektrische Durchführung besonders geeignet. Weiterhin kann die elektrische Durchführung auch in darüber hinausgehenden Anwendungen genutzt werden, die besondere Anforderungen an die Biokompatibilität, Dichtheit und Stabilität gegenüber Korrosion stellen.
• Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung kann insbesondere den oben genannten Dichtigkeitsanforderungen und/oder den oben genannten Isolationsanforderungen genügen.
• Die elektrische Durchführung weist, wie oben ausgeführt, mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper auf. Unter einem Grundkörper ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, welches in der elektrischen Durchführung eine mechanische Haltefunktion erfüllt, beispielsweise indem der Grundkörper direkt oder indirekt das mindestens eine Leitungselement hält oder trägt. Insbesondere kann das mindestens eine Leitungselement vollständig oder teilweise direkt oder indirekt in den Grundkörper eingebettet sein, insbesondere durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Leitungselement und besonders bevorzugt durch ein Co-Sintern des Grundkörpers und des Leitungselements. Der Grundkörper kann insbesondere mindestens eine dem Innenraum zuweisende Seite aufweisen und mindestens eine dem Außenraum zuweisende und/oder von dem Außenraum aus zugängliche Seite.
• Der Grundkörper ist, wie oben ausgeführt, elektrisch isolierend ausgestaltet. Dies bedeutet, dass der Grundkörper vollständig oder zumindest bereichsweise aus mindestens einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist. Insbesondere kann das mindestens eine elektrisch isolierende Material derart angeordnet sein, dass das mindestens eine Leitungselement gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist und/oder dass, falls mehrere Leitungselemente vorgesehen sind, diese elektrisch gegeneinander isoliert sind. Unter einem elektrisch isolierenden Material ist dabei ein Material zu verstehen, welches einen spezifischen Widerstand von mindestens 10² Ohm·m aufweist, insbesondere von mindestens 10⁶ Ohm·m, vorzugsweise von mindestens 10¹⁰ Ohm·m und besonders bevorzugt von mindestens 10¹² Ohm·m. Insbesondere kann der Grundkörper derart ausgestaltet sein, dass, wie oben ausgeführt, ein Stromfluss zwischen dem Leitungselement und dem Gehäuse und/oder zwischen mehreren Leitungselementen zumindest weitgehend verhindert wird, beispielsweise indem die obengenannten Widerstände zwischen dem Leitungselement und dem Gehäuse realisiert werden. Insbesondere kann der Grundkörper mindestens ein keramisches Material aufweisen.
• Unter einem Leitungselement oder elektrischen Leitungselement ist hier allgemein ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen mindestens zwei Orten und/oder mindestens zwei Elementen herzustellen. Insbesondere kann das Leitungselement einen oder mehrere elektrische Leiter, beispielsweise metallische Leiter, umfassen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, wie oben ausgeführt, das Leitungselement vollständig oder teilweise aus mindestens einem Cermet hergestellt. Das Leitungselement kann beispielsweise in Form eines oder mehrerer Steckerstifte und/oder gekrümmter Leiter ausgestaltet sein. Das Leitungselement kann weiterhin beispielsweise auf einer dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers und/oder der elektrischen Durchführung und/oder auf einer dem Außenraum zuweisenden oder von dem Außenraum aus zugänglichen Seite des Grundkörpers und/oder der elektrischen Durchführung einen oder mehrere Anschlusskontakte aufweisen, beispielsweise einen oder mehrere Steckverbinder, beispielsweise einen oder mehrere Anschlusskontakte, welche aus dem Grundkörper herausragen oder auf andere Weise elektrisch von dem Innenraum aus und/oder dem Außenraum aus kontaktierbar sind.
• Das mindestens eine Leitungselement kann die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum auf verschiedene Weisen herstellen. Beispielsweise kann sich das Leitungselement von mindestens einem auf der dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers angeordneten Abschnitt des Leitungselements zu mindestens einem auf der dem Außenraum zuweisenden oder der von dem Außenraum aus zugänglichen Seite erstrecken. Auch andere Anordnungen sind jedoch grundsätzlich möglich. So kann das Leitungselement beispielsweise auch eine Mehrzahl miteinander elektrisch leitend verbundener Teil-Leitungselemente umfassen. Weiterhin kann sich das Leitungselement in den Innenraum und/oder in den Außenraum hinein erstrecken. Beispielsweise kann das Leitungselement mindestens einen in dem Innenraum angeordneten Bereich und/oder mindestens einen in dem Außenraum angeordneten Bereich aufweisen, wobei die Bereiche beispielsweise miteinander elektrisch verbunden sein können. Verschiedene Ausführungsbeispiele werden unten noch näher erläutert.
• Die mindestens eine Steckverbindung kann insbesondere nach einem oder mehreren der folgenden Standards ausgestaltet sein: dem IS-4-Standard, dem IS-1- und/oder ISO 5841-3-Standard, dem DF-1- und/oder ISO 11318:1993-Standard. Falls mehrere Steckverbindungen vorgesehen sind, können mindestens eine, vorzugsweise mehrere und besonders bevorzugt alle dieser Steckverbindungen nach einem oder mehreren dieser Standards ausgestaltet sein. IS-1 ist ein internationaler Standard für Konnektoren (ISO 5841-3), der gewährleistet, dass standardkonforme Herzschrittmacher und Elektroden mechanisch zusammenpassen. DF-1 ist ein internationaler Standard für Konnektoren (ISO 11318:1993), der gewährleistet, dass standardkonforme Herzschrittmacher und Elektroden mechanisch zusammenpassen.
• Unter einem Steckverbinderelement ist allgemein ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um eine elektrische Steckverbindung mit mindestens einem weiteren Steckverbinderelement einzugehen. Die Steckverbindung kann einpolig oder vorzugsweise auch mehrpolig ausgestaltet sein. Das Steckverbinderelement des Kopfteils der elektrischen Durchführung kann beispielsweise ganz oder teilweise als weibliches Steckverbinderelement ausgestaltet sein. Das Steckverbinderelement kann insbesondere ganz oder teilweise nach einem oder mehreren der oben genannten Standard ausgestaltet sein.
• Unter einer Steckerbuchse ist allgemein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Buchse zu verstehen, welche für die Herstellung einer elektrischen Steckverbindung einsetzbar ist. Unter einer Buchse ist allgemein ein äußeres Element einer Steckverbindung zu verstehen, in welches mindestens ein Stecker eingesteckt oder eingeschoben werden kann. Die Steckerbuchse kann somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens ein äußeres Element des Steckverbinderelements umfassen, in welches mindestens ein Stecker oder mindestens ein Teil eines Steckers eingesteckt oder eingeschoben werden kann. Dieses äußere Element kann den Stecker, welcher einteilig oder auch mehrteilig ausgestaltet sein kann und welcher einen oder mehrere Kontakte umfassen kann, vollständig oder teilweise umschließen und dabei die mindestens eine Steckverbindung herstellen. Der Begriff der Steckerbuchse kann synonym verwendet werden mit anderen, ähnlichen oder gleich bedeutenden Begriffen, wie beispielsweise dem Begriff der Anschlussbuchse oder der Kontaktbuchse.
• Insbesondere kann diese Steckerbuchse eine standardisierte Steckerbuchse sein oder mindestens eine standardisierte Steckerbuchse umfassen. Sind mehrere Steckerbuchsen vorgesehen, so können vorzugsweise eine, mehrere oder alle Steckerbuchsen standardisiert ausgestaltet sein. Die Standardisierung kann insbesondere ausgewählt sein aus einem oder mehreren der Folgenden Standards: dem IS-4-Standard, dem IS-1- und/oder ISO 5841-3-Standard, dem DF-1- und/oder ISO 11318:1993-Standard. Auch andere Arten von Steckerbuchsen in können jedoch alternativ oder zusätzlich umfasst sein.
• Die erfindungsgemäße elektrischen Durchführung kann hergestellt werde in einem Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
• a. Herstellen des mindestens einen Grundkörpers und Einbringen des mindestens einen Leitungselements in den Grundkörper in ungesintertem oder vorgesintertem Zustand;
• b. Gemeinsames Sintern des Grundkörpers und des Leitungselements.
• Unter einem gesinterten Zustand wird dementsprechend ein Zustand eines Werkstücks verstanden, in welchem das Werkstück bereits einen oder mehrere Sinterschritte durchlaufen hat. Unter einem ungesinterten Zustand wird ein Zustand verstanden, in welchem das Werkstück noch keinen Sinterschritt durchlaufen hat. In diesem Zustand kann das Werkstück beispielsweise als Grünling vorliegen. Unter einem vorgesinterten Zustand wird ein Zustand verstanden, in welchem das Werkstück bereist mindestens einen Sinterschritt oder mindestens einen Teil eines Sinterschritts durchlaufen hat, in welchem das Werkstück jedoch noch nicht vollständig ausgesintert ist, das heißt in welchem das Werkstück weiterhin noch sinterfähig ist und durch einen oder mehrere weitere Sinterschritte weiter gesintert werden kann. In diesem Zustand kann das Werkstück beispielsweise noch zumindest teilweise als Grünling, als Braunling oder bereits als keramischer Körper vorliegen.
• Das mindestens eine Leitungselement kann auf einer dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers an ein oder mehrere weitere Leiterelemente elektrisch angebunden sein. Beispielsweise können ein oder mehrere Drähte vorgesehen sein. Das mindestens eine Leiterelement insbesondere das Kontaktelemente kann beispielsweise ganz oder teilweise hergestellt sein aus mindestens einem metallischen Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Platin; einer Platin-Legierung; Iridium; Niob; Molybdän; Titan; einer Titan-Legierung; Tantal; einer Tantal-Legierung; Wolfram; einer Wolfram-Legierung; rostfreiem Stahl; einer Kobalt-Chrom-Legierung, Gold oder einer Goldlegierung, Silber; einer Silber-Legierung, Kupfer; einer Kupfer-Legierung oder Aluminium oder einer Aluminium-Legierung. Auch Kombinationen der genannten Materialien und/oder anderer Materialien sind möglich.
• Das mindestens eine Leitungselement kann auf einer dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers und/oder der elektrischen Durchführung und/oder auf einer dem Außenraum zuweisenden oder von dem Außenraum aus zugänglichen Seite des Grundkörpers und/oder der elektrischen Durchführung mindestens ein elektrisches Verbindungselement aufweisen und/oder mit einem derartigen elektrischen Verbindungselement verbunden sein. Beispielsweise können, wie oben beschrieben, auf einer oder beiden der genannten Seiten jeweils ein oder mehrere Steckverbinder und/oder eine oder mehrere Kontaktflächen und/oder eine oder mehrere Kontaktfedern und/oder ein oder mehrere andere Arten von elektrischen Verbindungselementen vorgesehen sein. Das mindestens eine Verbindungselement ist Bestandteil des mindestens einen Leitungselements und ist elektrisch leitend ausgebildet. Beispielsweise können ein oder mehrere Durchführungselemente der Leitungselemente der Durchführung mit einem oder mehreren Verbindungselementen einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sein.
• Die elektrische Durchführung kann mindestens ein Filterelement aufweisen. Dieses mindestens eine Filterelement kann eingerichtet sein, um elektrische Signale, welche durch die elektrische Durchführung geleitet werden, einer Filterung zu unterziehen, insbesondere einer Frequenzfilterung. Das mindestens eine Filterelement kann beispielsweise auf einer dem Innenraum zuweisenden Seite der elektrischen Durchführung angeordnet sein und/oder auf einer dem Außenraum zuweisenden Seite. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Filterelement jedoch auch in die elektrische Durchführung selbst integriert sein, beispielsweise indem diese ganz oder teilweise ebenfalls in den Grundkörper eingebettet ist. Ein Aufbau von Filterelementen mittels entsprechender elektrischer Elemente, beispielsweise mittels mindestens einer Kapazität und mindestens einem ohmschen Widerstand und/oder mittels mindestens einer, Induktivität und mindestens einem ohmschen Widerstand, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen der Filterelemente kann auch beispielsweise auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen werden, insbesondere auf die US 7,260,434 .
• Unter einem Kopfteil wird allgemein im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element verstanden, welches als Bestandteil einer oder mehrerer elektrischer Steckverbindungen einer medizinisch implantierbaren Vorrichtung wirken kann. Das Kopfteil kann insbesondere aus dem Gehäuse herausragen und kann ganz oder teilweise auf dem Gehäuse oder in dem Außenraum angeordnet sein, kann jedoch auch grundsätzlich in den Innenraum hineinragen, so dass die Steckverbindung beispielsweise durch eine Öffnung in dem Gehäuse zugänglich ist. Für mögliche Ausgestaltungen hinsichtlich der Form des Kopfteils kann beispielsweise auf die oben bereits genannte DE 10 2008 021 064 A1 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich. Die mindestens eine Steckverbindung kann insbesondere nach dem IS-4-Standard ausgestaltet sein oder, falls mehrere Steckverbindungen vorgesehen sind, kann mindestens eine dieser Steckverbindungen nach dem IS-1 (ISO 5841-3), DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder IS-4-Standard ausgestaltet sein.
• Unter einem Steckverbinderelement ist allgemein ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um eine elektrische Steckverbindung mit mindestens einem weiteren Steckverbinderelement einzugehen. Die Steckverbindung kann einpolig oder vorzugsweise auch mehrpolig ausgestaltet sein. Das Steckverbinderelement des Kopfteils der elektrischen Durchführung kann beispielsweise ganz oder teilweise als weibliches Steckverbinderelement ausgestaltet sein.
• Insbesondere kann das Leitungselement mindestens ein Kontaktelement umfassen. Beispielsweise können 4 Kontaktelemente, mehr als 4 Kontaktelemente, 16 Kontaktelemente, mehr als 16 Kontaktelemente, 32 Kontaktelemente, mehr als 32 Kontaktelemente, 64 Kontaktelemente, mehr als 64 Kontaktelemente, 128 Kontaktelemente oder mehr als 128 Kontaktelemente vorgesehen sein. Insbesondere kann dies dazu führen, dass eine der Anzahl an Kontaktelementen entsprechende Anzahl von Kanälen pro Steckverbinderelement vorgesehen ist. Das mindestens eine Kontaktelement kann insbesondere ganz oder teilweise aus mindestens einem metallischen Material ohne keramische Komponente hergestellt sein. Unter einem Kontaktelement kann allgemein ein elektrisch leitfähiges Element verstanden werden, welches Bestandteil des Steckverbinderelements ist und welches somit eingerichtet ist, um direkt oder indirekt von dem Außenraum her elektrisch kontaktiert zu werden. Das mindestens eine Kontaktelement kann grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen, wobei die Ringform besonders bevorzugt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Kontaktelement jedoch auch beispielsweise eine Stabform, eine Form einer Kontaktfeder, eine Form einer von dem Außenraum her zugänglichen Kontaktfläche oder eine andere Form aufweisen.
• Wie dargestellt, weist das Leitungselement ein oder mehrere weitere Elemente auf, beispielsweise das mindestens eine Verbindungselement zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Durchführungselement und dem Steckverbinderelement, insbesondere dem mindestens einen Kontaktelement des Steckverbinderelements. Dieses Verbindungselement weist ebenfalls ein Cermet auf. Zusätzlich kann das Verbindungselement jedoch auch andere Komponenten umfassen. So kann beispielsweise auch eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Durchführungselement über eine elektrische Klemmverbindung, eine Verschraubung, eine Steckverbindung oder eine andere stoffschlüssige, kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung mit elektrisch leitenden Eigenschaften hergestellt werden, beispielsweise einen Leitkleber, eine Lötverbindung oder eine andere Art der Verbindung.
• Unter einer Steckerbuchse ist allgemein eine Buchse zu verstehen, welche für die Herstellung einer elektrischen Steckverbindung einsetzbar ist. Insbesondere kann diese Steckerbuchse eine Steckerbuchse nach dem IS-1 (ISO 5841-3), DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder IS-4 Standard sein oder umfassen. Auch andere Arten von Steckerbuchsen in können jedoch alternativ oder zusätzlich umfasst sein.
• Der optionale Hohlraum der Steckerbuchse kann beispielsweise mindestens eine Öffnung zu dem Außenraum hin aufweisen. Die Steckerbuchse und/oder die Öffnung können grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen runden, einen ovalen, einen polygonalen oder einen auf eine andere Weise gestalteten Querschnitt. Es können eine oder mehrere Steckerbuchsen vorgesehen sein, insbesondere mit einem oder mehreren Hohlräumen und/oder einer oder mehreren Öffnungen. Sind mehrere Steckerbuchsen vorgesehen, so können diese getrennt ausgebildet sein oder können auch ganz oder teilweise zusammengefasst sein.
• Der elektrisch isolierende Grundkörper kann insbesondere das mindestens eine Leitungselement lagern und/oder zumindest teilweise umschließen. Das mindestens eine Material des Grundkörpers sollte, wie oben ausgeführt, vorzugsweise biokompatibel sein und sollte einen ausreichend hohen Isolationswiderstand aufweisen. Für den erfindungsgemäßen Grundkörper hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieser ein oder mehrere Materialien aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkoniumdioxid (ZrO₂), Aluminiumoxid-verstärktes Zirkoniumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA – Zirconia Toughened Aluminum – Al₂O₃/ZrO₂), Yttrium-verstärktes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Aluminiumnitrid (AlN), Magnesiumoxid (MgO), Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(CE, Ti)oxid und Natrium-Kalium-Niobat.
• Hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen des Cermets und/oder der verwendeten metallischen Materialien und/oder Komponenten kann auf die oben genannten Ausführungsformen verwiesen werden. Auch Kombinationen mehrerer der genannten Möglichkeiten sind denkbar. ZTA bezeichnet dabei Zirkonium-verstärktes Alumina (Zirkonia Toughened Alumina), also ein Material, bei welchem Zirkonoxid in eine Matrix aus Aluminiumoxid eingelagert ist, beispielsweise 10–30 Vol.-% Zirkoniumoxid in eine Matrix aus Aluminiumoxid. ATZ bezeichnet Alumina-verstärktes Zirkonia (Alumina Toughened Zirconia), also ein Material, bei welchem Aluminiumoxid eingelagert ist in eine Matrix aus Zirkonoxid, beispielsweise in einem Anteil von 10–30 Vol.-%. Y-TZP bezeichnet Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumoxid, also Zirkoniumoxid, welches einen Anteil an Yttrium aufweist. KNN bezeichnet Kalium-Natrium-Niobat.
• Der Grundkörper kann insbesondere ganz oder teilweise aus einem oder mehreren sinterfähigen Materialien hergestellt sein, insbesondere aus einem oder mehreren sinterfähigen Materialien auf Keramik-Basis. Das oder die Leitungselemente können ganz oder teilweise aus einem oder mehreren sinterfähigen Materialien auf Cermet-Basis aufgebaut sein. Daneben kann das mindestens eine Leitungselement jedoch auch, wie oben ausgeführt, einen oder mehrere weitere Leiter aufweisen, beispielsweise einen oder mehrere metallische Leiter ohne keramischen Anteil.
• Im Rahmen der Erfindung wird als „Cermet” ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren keramischen Werkstoffen in mindestens einer metallischen Matrix oder ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren metallischen Werkstoffen in mindestens einer keramischen Matrix bezeichnet. Zur Herstellung eines Cermets kann beispielsweise ein Gemisch aus mindestens einem keramischen Pulver und mindestens einem metallischen Pulver verwendet werden, welches beispielsweise mit mindestens mit einem Bindemittel und gegebenenfalls mindestens einem Lösungsmittel versetzt werden kann. Das bzw. die keramischen Pulver des Cermets weisen vorzugsweise eine mittlere Korngröße von weniger als 10 μm, bevorzugt weniger als 5 μm, besonders bevorzugt weniger als 3 μm auf. Das bzw. die metallischen Pulver des Cermets weisen vorzugsweise eine mittlere Korngröße von weniger als 15 μm, bevorzugt weniger als 10 μm, besonders bevorzugt weniger als 5 μm auf. Zur Herstellung eines Grundkörpers kann beispielsweise mindestens ein keramisches Pulver verwendet werden, welches beispielsweise mit mindestens einem Bindemittel und gegebenenfalls mindestens einem Lösungsmittel versetzt werden kann. Das bzw. die keramischen Pulver des Grundkörpers weist dabei vorzugsweise eine mittlere Korngröße von weniger als 10 μm (1 μm entsprechen 1·10E – 6 m), bevorzugt weniger als 5 μm, besonders bevorzugt weniger als 3 μm auf. Als mittlere Korngröße wird dabei insbesondere der Medianwert oder d50-Wert der Korngrößenverteilung angesehen. Der d50-Wert beschreibt jenen Wert, bei dem 50 Prozent der Körner des keramischen Pulvers und/oder des metallischen Pulvers feiner sind und die anderen 50% grober sind als der d50-Wert.
• Cermets zeichnen sich allgemein in der Regel durch eine besonders hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus. Die ”Cermets” und/oder ”cermethaltigen” Stoffe können insbesondere hartmetallverwandte Schneidstoffe sein oder umfassen, die jedoch ohne den Hartstoff Wolframkarbid auskommen können und beispielsweise pulvermetallurgisch hergestellt werden können. Ein Sinterprozess für Cermets und/oder das cermethaltige Lagerelement kann insbesondere wie bei homogenen Pulvern ablaufen, nur dass in der Regel bei gleicher Presskraft das Metall stärker verdichtet wird als die Keramik. Gegenüber Sinterhartmetallen hat das cermethaltige Leitungselement in der Regel eine höhere Thermoschock- und Oxidationsbeständigkeit. Die keramischen Komponenten können, wie oben ausgeführt, insbesondere wenigstens eines der folgenden Materialien aufweisen: Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkoniumdioxid (ZrO₂), Aluminiumoxid-verstärktes Zirkoniumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA – Zirconia Toughened Aluminum – Al₂O₃/ZrO₂), Yttrium-verstärktes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Aluminiumnitrid (AlN), Magnesiumoxid (MgO), Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(CE, Ti)oxid, oder Natrium-Kalium-Niobat. Die die mindestens eine metallische Komponente kann insbesondere wenigstens eines der folgenden Metalle und/oder eine Legierung auf Basis mindestens eines der folgenden Metalle aufweisen: Platin, eine Platin-Legierung, Iridium, Niob, Molybdän, Titan, eine Titan-Legierung, Kobalt, Zirkonium, Chrom, Tantal, einer Tantal-Legierung, Wolfram, einer Wolfram-Legierung.
• Unter einem keramischen Herstellungsverfahren wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren verstanden, welches mindestens einen Sinterprozess mindestens eines isolierenden und/oder mindestens eines elektrisch leitfähigen Materials, insbesondere mindestens eines keramischen Materials, umfasst. Das keramische Herstellungsverfahren kann, wie unten noch näher ausgeführt wird, weitere Verfahrensschritte aufweisen, beispielsweise eine Formgebung zur Herstellung mindestens eines Formkörpers, beispielsweise mindestens eines keramischen Grünlings und/oder mindestens eines keramischen Braunlings.
• Unter einem Sintern oder einem Sinterprozess wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen oder Werkstücken verstanden, bei welchem pulverförmige, insbesondere feinkörnige, keramische und/oder metallische Stoffe erhitzt werden und dadurch verbunden werden. Dieser Prozess kann ohne äußeren Druck auf den zu erhitzenden Stoff erfolgen oder kann insbesondere unter erhöhtem Druck auf den zu erhitzenden Stoff erfolgen, beispielsweise unter einem Druck von mindestens 2 bar, vorzugsweise höheren Drucken, beispielsweise Drucken von mindestens 10 bar, insbesondere mindestens 100 bar oder sogar mindestens 1000 bar. Der Prozess kann insbesondere vollständig oder teilweise bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der pulverförmigen Werkstoffe erfolgen, beispielsweise bei Temperaturen von 700°C bis 1400°C. Der Prozess kann insbesondere vollständig oder teilweise in einem Werkzeug und/oder einer Form durchgeführt werden, so dass mit dem Sinterprozess eine Formgebung verbunden werden kann. Neben den pulverförmigen Werkstoffen kann ein Ausgangsmaterial für den Sinterprozess weitere Werkstoffe umfassen, beispielsweise einen oder mehrere Binder und/oder ein oder mehrere Lösungsmittel. Der Sinterprozess kann in einem Schritt oder auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei dem Sinterprozess beispielsweise weitere Schritte vorgelagert sein können, beispielsweise ein oder mehrere Formgebungsschritte und/oder ein oder mehrere Entbinderungsschritte.
• Bei der Herstellung des mindestens einen Leitungselements und/oder optional bei der Herstellung des mindestens einen Grundkörpers kann insbesondere ein Verfahren eingesetzt werden, bei welchem zunächst mindestens ein Grünling hergestellt wird, aus diesem Grünling anschließend mindestens ein Braunling und aus dem Braunling anschließend durch mindestens einen Sinterschritt des Braunlings das fertige Werkstück. Dabei können für das Leitungselement und den Grundkörper getrennte Grünlinge und/oder getrennte Braunlinge hergestellt werden, welche anschließend verbunden werden können. Alternativ können jedoch auch für den Grundkörper und das Leitungselement ein oder mehrere gemeinsame Grünlinge und/oder Braunlinge erstellt werden. Wiederum alternativ können zunächst getrennte Grünlinge erstellt werden, diese Grünlinge dann verbunden werden und aus dem verbundenen Grünling anschließend ein gemeinsamer Braunling erstellt werden. Unter einem Grünling ist allgemein ein Vor-Formkörper eines Werkstücks zu verstehen, welcher das Ausgangsmaterial, beispielsweise das mindestens eine keramische und/oder metallische Pulver umfasst, sowie weiterhin gegebenenfalls ein oder mehrere Bindermaterialien. Unter einem Braunling ist ein Vor-Formkörper zu verstehen, welcher aus dem Grünling durch mindestens einen Entbinderungsschritt entsteht, beispielsweise mindestens einen thermischen und/oder chemischen Entbinderungsschritt, wobei in dem Entbinderungsschritt das mindestens eine Bindermaterial und/oder das mindestens eine Lösungsmittel zumindest teilweise aus dem Vor-Formkörper entfernt wird.
• Der Sinterprozess, insbesondere für ein Cermet, jedoch auch beispielsweise für den Grundkörper, kann vergleichbar zu einem üblicherweise für homogene Pulver verwendeten Sinterprozess ablaufen. Beispielsweise kann unter hoher Temperatur und gegebenenfalls hohem Druck das Material beim Sintervorgang verdichtet werden, so dass das Cermet nahezu dicht ist, oder eine höchstens geschlossene Porosität aufweist. Cermets zeichnen sich in der Regel durch eine besonders hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus. Gegenüber Sinterhartmetallen hat ein Cermet enthaltendes Durchleitungselement in der Regel eine höhere Thermoschock- und Oxidationsbeständigkeit und in der Regel einen an einen umgebenden Isolator angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
• Für die erfindungsgemäße Durchführung kann die mindestens eine keramische Komponente des Cermets insbesondere wenigstens eines der folgenden Materialien aufweisen: Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkoniumdioxid (ZrO₂), Aluminiumoxid-verstärktes Zirkoniumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA – Zirconia Toughened Aluminum – Al₂O₃/ZrO₂), Yttrium-verstärktes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Aluminiumnitrid (AlN), Magnesiumoxid (MgO), Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(CE, Ti)oxid, oder Natrium-Kalium-Niobat.
• Für die erfindungsgemäße Durchführung kann die mindestens eine metallische Komponente des Cermets insbesondere wenigstens eines der folgenden Metalle und/oder eine Legierung auf Basis mindestens eines der folgenden Metalle aufweisen: Platin, Iridium, Niob, Molybdän, Tantal, Wolfram, Titan, Kobalt oder Zirkonium. Eine elektrisch leitfähige Verbindung stellt sich im Cermet in der Regel dann ein, wenn der Metallgehalt über der so genannten Perkolationsschwelle liegt, bei der die Metallpartikel im gesinterten Cermet mindestens punktuell miteinander verbunden sind, so dass eine elektrische Leitung ermöglicht wird. Dazu sollte der Metallgehalt erfahrungsgemäß, abhängig von der Materialauswahl, 25 Vol.-% und mehr betragen, vorzugsweise 32 Vol.-%, insbesondere mehr als 38 Vol.-%.
• Im Sinne der Erfindung werden die Begriffe „ein Cermet aufweisend” und „cermethaltig” synonym verwendet. Folglich bezeichnen beide Begriffe eine Eigenschaft eines Elements, bei welcher das Element cermethaltig ist. Von diesem Sinn auch umfasst ist die Ausführungsvariante, dass das Element, beispielsweise das Leitungselement, aus einem Cermet besteht, also vollständig aus einem Cermet aufgebaut ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform können sowohl das mindestens eine Leitungselement als auch der Grundkörper einen oder mehrere Bestandteile aufweisen, welche in einem Sinterverfahren hergestellt oder herstellbar sind, oder das mindestens eine Leitungselement und der Grundkörper können beide in einem Sinterverfahren hergestellt oder herstellbar sein. Insbesondere können der Grundkörper und das Leitungselement in einem Co-Sinterverfahren, also einem Verfahren einer gleichzeitigen Sinterung dieser Elemente, hergestellt oder herstellbar sein. Beispielsweise können das Leitungselement und der Grundkörper jeweils ein oder mehrere keramische Bestandteile aufweisen, die im Rahmen mindestens eines Sinterverfahrens hergestellt und vorzugsweise verdichtet werden.
• Beispielsweise kann ein Grundkörper-Grünling hergestellt werden aus einer isolierenden Werkstoffzusammensetzung. Dies kann beispielsweise durch ein Pressen der Werkstoffzusammensetzung in einer Form geschehen. Dazu handelt es sich vorteilhafterweise bei der isolierenden Werkstoffzusammensetzung um eine Pulvermasse, welche wenigstens einen minimalen Zusammenhalt der Pulverpartikel aufweist. Die Herstellung eines Grünlings erfolgt dabei beispielsweise durch Verpressen von Pulvermassen, oder durch Formung und anschließende Trocknung.
• Solche Verfahrensschritte können auch genutzt werden, um mindestens einen cermethaltigen Leitungselement-Grünling zu formen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jenes Pulver, welches zu dem Leitungselement-Grünling verpresst wird, cermethaltig ist oder aus einem Cermet besteht oder mindestens ein Ausgangsmaterial für ein Cermet aufweist. Im Anschluss können die beiden Grünlinge – der Grundkörper-Grünling und der Leitungselement-Grünling – zusammengeführt werden. Die Herstellung des Leitungselement-Grünlings und des Grundkörper-Grünlings kann auch gleichzeitig erfolgen, z. B. durch Mehrkomponentenspritzguss, Ko-Extrusion etc., so dass eine nachfolgende Verbindung nicht mehr notwendig ist.
• Beim Sintern der Grünlinge werden diese vorzugsweise einer Wärmebehandlung unterzogen, welche unterhalb der Schmelztemperatur der Pulverpartikel des Grünlings liegt. So kommt es in der Regel zu einer Verdichtung des Materials und damit einhergehend zu einer deutlichen Verringerung der Porosität und des Volumens der Grünlinge. Eine Besonderheit des Verfahrens besteht folglich darin, dass vorzugsweise der Grundkörper und das Leitungselement zusammen gesintert werden können. Es bedarf dementsprechend vorzugsweise im Anschluss keiner Verbindung der beiden Elemente mehr.
• Durch das Sintern wird das Leitungselement mit dem Grundkörper vorzugsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Dadurch wird vorzugsweise eine hermetische Integration des Leitungselementes in dem Grundkörper erzielt. Es bedarf vorzugsweise keines anschließenden Verlötens oder Verschweißens des Leitungselements in dem Grundkörper mehr. Vielmehr wird durch das bevorzugte gemeinsame Sintern und die bevorzugte Nutzung eines cermethaltigen Grünlings eine hermetisch dichtende Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Leitungselement erreicht.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Sintern ein nur teilweises Sintern des mindestens einen optionalen Grundkörper-Grünlings umfasst, wobei dieses teilweise Sintern beispielsweise den oben beschriebenen Entbinderungsschritt bewirken und/oder umfassen kann. Im Rahmen dieses nur teilweisen Sinterns wird der Grünling vorzugsweise wärmebehandelt. Dabei findet in der Regel schon eine Schrumpfung des Volumens des Grünlings statt. Allerdings erreicht das Volumen des Grünlings in der Regel nicht dessen Endstadium. Vielmehr bedarf es in der Regel noch einer weiteren Wärmebehandlung – ein endgültiges Sintern –, bei dem der oder die Grünlinge auf ihre endgültige Größe geschrumpft werden. Im Rahmen dieser Ausführungsvariante wird der Grünling vorzugsweise nur teilweise gesintert, um schon eine gewisse Festigkeit zu erreichen, damit der Grünling leichter zu handhaben ist.
• Das Ausgangsmaterial, welches zur Herstellung mindestens eines Grünlings des Leitungselements und/oder mindestens eines Grünlings des Grundkörpers verwendet wird, kann insbesondere ein trockenes Pulver sein oder ein trockenes Pulver umfassen, wobei das trockene Pulver trocken zu einem Grünling gepresst wird und eine ausreichende Adhäsion aufweist, um seine gepresste Grünlings-Form beizubehalten. Optional können jedoch zusätzlich zu dem mindestens einen Pulver eine oder mehrere weitere Komponenten in dem Ausgangsmaterial umfasst sein, beispielsweise, wie oben ausgeführt, ein oder mehrere Binder und/oder ein oder mehrere Lösungsmittel. Derartige Binder und/oder Lösungsmittel, beispielsweise organische und/oder anorganische Binder und/oder Lösungsmittel, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und sind beispielsweise kommerziell erhältlich. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial einen oder mehrere Schlicker umfassen oder ein Schlicker sein. Ein Schlicker ist im Rahmen der Erfindung eine Suspension von Partikeln eines Pulvers aus einem oder mehreren Materialien in einem flüssigen Bindemittel, und gegebenenfalls in einem wasserbasierten oder organischen Bindemittel. Ein Schlicker weist eine hohe Viskosität auf und ist auf einfache. Weise ohne hohen Druck zu einem Grünling formbar.
• Der Sinterprozess, der im Allgemeinen unterhalb der Schmelztemperatur der verwendeten Keramik-, Cermet- oder Metall-Materialien, in Einzelfällen aber auch knapp oberhalb der Schmelztemperatur der niederschmelzenden Komponente eines Mehrkomponenten-Gemischs, meist der Metall-Komponente, ausgeführt wird, führt bei Grünlingen aus Schlickern dazu, dass das Bindemittel langsam aus dem Schlicker hinaus diffundiert. Eine zu schnelle Erwärmung führt zu einer schnellen Volumenzunahme des Bindemittels durch Übergang in die gasförmige Phase und zu einer Zerstörung des Grünlings oder zur Bildung von unerwünschten Fehlstellen im Werkstück.
• Als Bindemittel – auch als Binder bezeichnet – können beispielsweise thermoplastische oder duroplastische Polymere, Wachse, thermogelisierende Substanzen oder oberflächenaktive Substanzen verwendet werden. Dabei können diese allein oder als Bindergemische mehrerer solcher Komponenten eingesetzt werden. Falls einzelne Elemente oder alle Elemente der Durchführung (Grundkörper-Grünling, Leitungselement-Grünling, Durchführungs-Rohling) im Rahmen eines Extrudierverfahrens erstellt werden, sollte die Zusammensetzung des Binders so sein, dass der durch die Düse extrudierte Strang der Elemente so weit formstabil ist, dass die durch die Düse vorgegebene Form ohne weiteres eingehalten werden kann. Geeignete Binder, auch als Bindemittel bezeichnet, sind dem Fachmann bekannt.
• Im Gegensatz dazu handelt es sich im Stand der Technik bei dem Leitungselement in der Regel um einen metallischen Draht. Ein erfindungsgemäß mit einem Cermet ausgestaltetes Leitungselement kann leicht mit anderen Bauelementen verbunden werden, da es sich dabei um einen Verbund aus Metall und Keramik handelt. Folglich können sowohl von dem Leitungselement als auch von weiteren Bauelementen, beispielsweise im Grundkörper, ein oder mehrere Grünlinge erstellt werden, die im Anschluss einem Sinterprozess unterworfen werden. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch mindestens ein gemeinsamer Grünling für mehrere Bauelemente hergestellt werden. Die sich so ergebende elektrische Durchführung ist nicht nur besonders biokompatibel und beständig, sondern weist auch eine gute hermetische Dichtigkeit auf. Zwischen dem Leitungselement und dem Grundkörper ergeben sich in der Regel keinerlei Risse oder noch zu lötende Verbindungsstellen. Vielmehr ergibt sich beim Sintern eine Verbindung des Grundkörpers und des Leitungselements. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass das wenigstens eine Leitungselement aus einem Cermet besteht. In dieser Ausführungsvariante weist das Leitungselement nicht nur Bestandteile aus Cermet auf, sondern ist vollständig aus einem Cermet aufgebaut.
• Es bestehen mehrere Möglichkeiten, die elektrische Durchführung mit dem Gehäuse zu verbinden. Diese Möglichkeiten sind auch kombinierbar. So besteht zum einen die Möglichkeit, die elektrische Durchführung direkt mit dem Gehäuse zu verbinden, beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Es kann insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung zwischen einer Innenseite und/oder einer Außenseite des Gehäuses und der elektrischen Durchführung realisiert werden, insbesondere mindestens eine Lötverbindung. Um eine Benetzung der elektrischen Durchführung, insbesondere eines keramischen Grundkörpers der elektrischen Durchführung, mit Lot zu begünstigen, kann mindestens eine Metallisierung des Grundkörpers vorgesehen sein, beispielsweise eine Metallisierung, welche durch mindestens ein physikalisches Dampfphasenabscheidungsverfahren aufgebracht wird, beispielsweise ein Sputterverfahren. Beispielsweise kann diese Metallisierung eine diese Metallisierung aus Gold, Titan und/oder Chrom und/oder Kombinationen oder Mehrfachschichten aus diesen Materialien sein oder umfassen. Über die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise mindestens eine Innenwand des Gehäuses, beispielsweise mindestens eine Seitenwand des Gehäuses, mit dem Grundkörper verbunden werden.
• Alternativ oder zusätzlich besteht zur Realisierung einer Verbindung zwischen der elektrischen Durchführung und dem Gehäuse die Möglichkeit, mindestens einen als Halteelement wirkenden optionalen Rahmen – auch als Rahmenelement bezeichnet – vorzusehen, über welchen die elektrische Durchführung mit dem Gehäuse verbunden wird. Dieser Rahmen kann Bestandteil der elektrischen Durchführung sein, beispielsweise indem dieser einstückig mit der elektrischen Durchführung ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Rahmen jedoch auch ganz oder teilweise als separates Bauteil ausgestaltet werden oder als Bestandteil des Gehäuses. Der Rahmen kann die elektrische Durchführung beispielsweise vollständig oder teilweise umschließen. Der Rahmen kann als Halteelement fungieren, mittels dessen die elektrische Durchführung in dem Gehäuse integriert werden kann. Beispielsweise kann der Rahmen in Form eines Kranzes um die elektrische Durchführung angeordnet sein. Der Rahmen kann beispielsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuse und/oder mit der elektrischen Durchführung verbunden sein bzw. werden. Insbesondere kann mittels des Rahmens eine dichte Ausgestaltung eines Übergangs zwischen der elektrischen Durchführung und dem Gehäuse realisiert werden.
• Der Grundkörper und das Rahmenelement können auf verschiedene Weisen miteinander verbunden werden, welche grundsätzlich auch kombinierbar sind. Ebenso können das Rahmenelement und das Gehäuse auf verschiedene Weisen miteinander verbunden werden, welche ebenfalls auch miteinander kombinierbar sind. Bei der Herstellung der medizinisch implantierbaren Vorrichtung kann beispielsweise zunächst das Rahmenelement mit dem Grundkörper verbunden werden, und anschließend das Rahmenelement mit dem Gehäuse, oder umgekehrt. Auch beispielsweise eine zeitlich überlappende oder gleichzeitige Verbindung ist denkbar. Unabhängig voneinander können in diesen Verfahrensschritten ein oder mehrere kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungsverfahren zum Einsatz kommen, wobei stoffschlüssige Verbindungsverfahren besonders bevorzugt sind, insbesondere ein Lötverfahren und/oder mindestens ein Schweißverfahren.
• Das Rahmenelement kann beispielsweise als Halteelement wirken oder ganz oder teilweise als Halteelement ausgestaltet sein. Das Rahmenelement kann insbesondere mindestens einen Flansch aufweisen, wobei insbesondere der Flansch metallisch leitend sein kann. Der Flansch kann dazu dienen, die elektrische Führung gegenüber einem Gehäuse der implantierbaren Vorrichtung abzudichten. Durch das Rahmenelement wird die elektrische Durchführung vorzugsweise in dem Gehäuse gehalten. Beispielsweise kann das Rahmenelement an mindestens einer Außenseite, beispielsweise umfangsseitig, mindestens einen Flansch aufweisen. Dieser Flansch kann ein Lager bilden, in welches beispielsweise das Gehäuse der medizinisch implantierbaren Vorrichtung oder Teile desselben, beispielsweise Deckel und/oder Gehäuseschalen, eingreifen können, vorzugsweise dichtend eingreifen können. Folglich kann das Rahmenelement mit dem mindestens einen angeschlossenen Flansch beispielsweise einen U-, T-, L- oder H-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch die Integration wenigstens eines Flansches in das Rahmenelement ist eine sichere, stoßfeste und dauerhafte Integration der elektrischen Durchführung in der implantierbaren Vorrichtung sichergestellt. Zusätzlich kann der. Flansch beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass das Gehäuse oder Teile desselben kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit diesem verbunden werden können, beispielsweise durch mindestens eine clipartige Verbindung.
• Wie oben ausgeführt, kann der Grundkörper zumindest teilweise in die optionale mindestens eine Rahmenöffnung des Rahmenelements hineinragen und vorzugsweise die Rahmenöffnung zumindest teilweise ausfüllen. Beispielsweise kann der Grundkörper in dem Bereich, welcher in die Rahmenöffnung hineinragt, oder in zumindest einem Teil dieses Bereichs, eine äußere Form aufweisen, welche der Form des Rahmenelements entspricht, beispielsweise mit einer Toleranz von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise von weniger als 0,2 mm, insbesondere von weniger als 0,1 mm. Dementsprechend kann der Grundkörper beispielsweise ganz oder mit zumindest einem Abschnitt beispielsweise passgenau oder im Rahmen der oben genannten Toleranzen in das Rahmenelement bzw. die Rahmenöffnung eingefügt werden.
• Auf diese oder auf andere Weise können, wie oben ausgeführt, das Rahmenelement und der Grundkörper derart zusammenwirkend ausgestaltet sein, dass der Grundkörper bei der Montage eindeutig zu dem Rahmenelement positionierbar ist, beispielsweise selbstzentrierend. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch eine oder mehrere Positionierungshilfen an dem Grundkörper und/oder an dem Rahmenelement vorgesehen sein, beispielsweise mechanisch ineinander greifende Positionierungshilfen, beispielsweise jeweils mindestens eine eindeutige Positionierungshilfe an dem Grundkörper und mindestens eine entsprechende eindeutige Positionierungshilfe an dem Rahmenelement, wobei die Positionierungshilfen mechanisch bei einer Montage ineinandergreifen können. Verschiedene andere Ausgestaltungen sind möglich.
• Wie oben beschrieben, kann das Rahmenelement auf verschiedene Weisen geometrisch. ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Grundkörper als Ringscheibe ausgestaltet sein, beispielsweise mit rundem, ovalem oder polygonalem Querschnitt. Der Grundkörper kann auf die Ringscheibe aufgesetzt sein, ohne in diese hineinzuragen, kann jedoch auch vollständig in der Ringscheibe aufgenommen sein oder mit einem Abschnitt in die Ringscheibe hineinragen Der optionale Rahmen kann insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein. Insbesondere kann es sich, wie oben ausgeführt, um mindestens einen metallischen Werkstoff handeln, beispielsweise ausgewählt aus der oben genannten Gruppe metallischer Werkstoffe, wobei auch Kombinationen der genannten Materialien möglich sind. Alternativ oder zusätzlich kann der Rahmen – das Halteelement – jedoch auch beispielsweise wiederum mindestens ein Cermet aufweisen. Weiterhin ist es denkbar, dass das Leitungselement und das Halteelement materialeinheitlich sind. Bei dieser Variante werden für das Leitungselement und das Halteelement dieselben Materialien verwendet. Insbesondere handelt es sich dabei um ein beständiges, leitfähiges und biokompatibles Cermet. Da sowohl das Halteelement als auch das Leitungselement noch mit metallischen Komponenten verbunden werden, müssen beide entsprechende Voraussetzungen für ein Verschweißen oder Verlöten aufweisen. Ein Cermet, welches die oben genannten Voraussetzungen aufweist, kann sowohl für das Halteelement als auch für das Leitungselement eingesetzt werden, um so eine besonders preiswerte elektrische Durchführung zu erhalten.
• Der als Halteelement wirkende optionale Rahmen kann insbesondere mindestens einen Flansch aufweisen, wobei insbesondere der Flansch metallisch leitend sein kann. Der Flansch kann dazu dienen, die elektrische Führung gegenüber einem Gehäuse der implantierbaren Vorrichtung abzudichten. Durch das Halteelement wird die elektrische Durchführung vorzugsweise in dem Gehäuse gehalten. Beispielsweise kann das Halteelement an mindestens einer Außenseite mindestens einen Flansch aufweisen. Dieser Flansch kann ein Lager bilden, in welches beispielsweise das Gehäuse der medizinisch implantierbaren Vorrichtung oder Teile desselben, beispielsweise Deckel und/oder Gehäuseschalen, eingreifen können, vorzugsweise dichtend eingreifen können. Folglich kann das Halteelement mit dem mindestens einen angeschlossenen Flansch beispielsweise einen U- oder H-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch die Integration wenigstens eines Flansches in das Halteelement ist eine sichere, stoßfeste und dauerhafte Integration der elektrischen Durchführung in der implantierbaren Vorrichtung sichergestellt. Zusätzlich kann der Flansch beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass das Gehäuse oder Teile desselben kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit diesem verbunden werden können, beispielsweise durch mindestens eine clipartige Verbindung.
• In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine medizinisch implantierbare Vorrichtung vorgeschlagen, mit den oben genannten Merkmalen. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der elektrischen Durchführung und/oder dem Verfahren beschrieben wurden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit der medizinisch implantierbaren Vorrichtung. Die medizinisch implantierbare Vorrichtung kann weiterhin beispielsweise mindestens eine Zuleitung umfassen, welche im englischen auch als „lead” oder „leads” bezeichnet wird und welche eingerichtet sein kann, um mit dem Steckverbinderelement der elektrischen Durchführung eine elektrische Steckverbindung einzugehen. Beispielsweise kann die Zuleitung mindestens ein Steckerelement, beispielsweise mindestens ein männliches und/oder mindestens ein weibliches Steckerelement, umfassen, welches mit dem Steckverbinderelement der elektrischen Durchführung eine elektrische Steckverbindung eingehen kann. Insbesondere kann es sich dabei um mindestens ein männliches Steckerelement handeln, welches in das mindestens eine Steckverbinderelement einsteckbar ist, beispielsweise mindestens ein Steckerelement nachdem IS-4-Standard.
• Das Gehäuse weist die mindestens eine Gehäuseöffnung auf. Die Gehäuseöffnung kann grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine runde, ovale oder polygonale Gestalt. Das Gehäuse kann beispielsweise aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt sein, beispielsweise aus mindestens zwei Gehäuseschalen, wobei beispielsweise die Gehäuseöffnung in eines der Gehäuseteile eingebracht sein kann oder auch in mindestens zwei der Gehäuseteile, beispielsweise in Form von Aussparungen in den Gehäuseteilen, welche sich nach einem Zusammenfügen der Gehäuseteile zu der Gehäuseöffnung ergänzen. Das Gehäuse kann beispielsweise ganz oder teilweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein, vorzugsweise aus Titan oder einer Titan-Legierung. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Werkstoffe einsetzbar, beispielsweise einer oder mehrere der oben bezüglich des Rahmenelements genannten bevorzugten Werkstoffe.
• Die vorgeschlagene elektrische Durchführung, die medizinisch implantierbare Vorrichtung und das Verfahren weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren der genannten Art eine Vielzahl von Vorteilen auf. So lässt sich ein kostengünstiges Herstellungsverfahren realisieren, welches gleichzeitig eine hohe Prozesssicherheit und einen geringen Ausschuss aufweist. Gleichzeitig lässt sich durch die Verwendung keramischer Materialien eine hohe mechanische Stabilität und eine hohe Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit, insbesondere Körperflüssigkeit, realisieren. Die vorgeschlagenen Durchführungen weisen somit eine hohe Lebensdauer auf. Gleichzeitig lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine Mehrzahl von Verfahrensschritten zusammenfassen und im Rahmen üblicher keramischer Herstellungsverfahren auch optional automatisieren.
• Im Rahmen der Untersuchungen würde das folgende Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäße Durchführung erstellt: Im ersten Schritt wird eine Cermet-Masse aus Platin (Pt) und Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit 10% Zirkoniumdioxid (ZrO₂) hergestellt. Dabei werden folgende Ausgangsstoffe eingesetzt:
• – 40 vol.% Pt-Pulver mit einer mittleren Korngröße von 10 μm und
• – 60 vol.% Al₂O₃/ZrO₂-Pulver mit einem relativen Gehalt von 10% ZrO₂ und einer mittleren Korngröße von 1 μm. Die beiden Komponenten wurden gemischt, mit Wasser sowie einem Binder versetzt und durch einen Knetprozess homogenisiert. Analog zum ersten Schritt wird in einem zweiten Schritt eine Keramikmasse aus einem Pulver mit einem Al₂O₃-Gehalt von 90% und einem ZrO₂-Gehalt von 10% hergestellt. Die mittleren Korngrößebetrug etwa 1 μm. Das Keramikpulver wurde ebenfalls mit Wasser sowie einem Binder versetzt und homogenisiert. In einem dritten Schritt wurde die in Schritt zwei hergestellte Keramikmasse aus Aluminiumoxid mit einem Gehalt von 10% Zirko-niumdioxid in eine Form eines Grundkörpers gebracht. In eine Öffnung in dem Grünling des Grundkörpers wurde ein Cermet-Körper als Grünling eingebracht, der aus der in Schritt 1 her-gestellten Cermet-Masse, enthaltend ein Gemenge aus Platinpulver und Aluminiumoxid mit einem Gehalt von 10% Zirkoniumdioxid, gefertigt wurde. Anschließend wurde die Keramikmasse in der Form verdichtet. Danach wurde die Cermet- und die Keramikkomponente bei 500°C entbindert und bei 1650°C fertiggesintert.
• Im Rahmen der erfindungsgemäß ausgestalteten elektrischen Durchführung weist das Leitungselement ein Durchführungselement und ein Verbindungselement auf. Dabei ist das Durchführungselement insbesondere stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden. Um die geforderte hermetische Dichtheit zu erreichen, kann der Grundkörper eine Keramik aufweisen und das in dem Grundkörper stoffschlüssig eingebundene Durchführungselement ein Cermet aufweisen. Zusätzlich zeichnet sich die erfindungsgemäße elektrische Durchführung dadurch aus, dass sowohl das Durchführungselement als auch das Verbindungselement einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sind. Folglich weist auch das Verbindungselement einen Cermet auf. Die oben beschriebenen elektrischen Durchführungen im Stand der Technik weisen Verbindungselemente auf, die aus einem Draht gebildet werden und stoffschlüssig einerseits mit einem ebenfalls aus Draht bestehenden Durchführungselement und andererseits mit einem aus Metall aufgebauten Kontaktelement verbunden werden. Diese Verbindung wird insbesondere durch ein Verlöten sichergestellt. Die Lötstellen des Verbindungselementes mit dem Durchführungselement und dem Kontaktelement haben sich als eine Schwachstelle im Stand der Technik herausgestellt. Um auch diesen Nachteil zu überwinden ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement und das Durchführungselement einstückig, also als ein Element, ausgeformt sind. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verbindungselement und das Durchführungselement nicht nur einstückig, sondern auch stoffeinheitlich ausgebildet sind. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn sowohl das Durchführungselement und das Verbindungselement einen Cermet aufweisen oder aus diesem bestehen. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist das Leitungselement folglich zumindest partiell einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet. Durch diese Art der Ausgestaltung wird die Anzahl der stoffschlüssigen Verbindungen innerhalb der elektrischen Durchführung reduziert, wodurch sich die Einsatzdauer der elektrischen Durchführung erhöht.
• Im Rahmen der Erfindung umschreibt das Leitungselement eine Mehrzahl von Teilelementen. Das Leitungselement dient dabei zur Erstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Innenraum und einem Außenraum. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Leitungselement das Durchführungselement und das Verbindungselement aufweist. Dabei sind das Durchführungselement und das Verbindungselement einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst das Leitungselement das Durchführungselement, das Verbindungselement und mindestens ein Kontaktelement. Dabei ist vorteilhafterweise jeweils ein Durchführungselement mit einem Kontaktelement über ein Verbindungselement direkt und unmittelbar verbunden. Das Kontaktelement kann aus einem Cermet oder aus einem Metall, wie insbesondere Titan oder Edelstahl, aufgebaut sein. Denkbar ist es auch, dass das Kontaktelement, das Verbindungselement und das Durchführungselement einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sind, wobei die drei genannten Elemente das Cermet aufweisen.
• Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Gleiche oder funktionsgleiche oder hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente werden dabei mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
• Es zeigen:
• 1, 2 und 3 verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen medizinisch implantierbaren Vorrichtung und einer erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung.
• In den 1 und 2 sind verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen medizinisch implantierbaren Vorrichtung 110 und einer erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung 112 dargestellt. Dabei zeigt 1 eine Schnittdarstellung der medizinisch implantierbaren Vorrichtung 110, und 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der elektrischen Durchführung 112. Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung senkrecht zur Schnittebene aus den 1 und 2, also eine Schnittdarstellung durch den Hohlraum 142 der Steckerbuchse 138 des Steckverbinderelements 136.
• Die medizinisch implantierbare Vorrichtung 110 kann beispielsweise als aktive medizinisch implantierbare Vorrichtung ausgestaltet sein, beispielsweise gemäß dem oben genannten Stand der Technik. Insbesondere kann für den Aufbau der medizinisch implantierbaren Vorrichtung und deren Funktionalität auf die oben genannte DE 10 2008 021 064 A1 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
• Die medizinisch implantierbare Vorrichtung 110 weist ein Gehäuse 114 auf, welches einen Innenraum 116 umschließt und von einem Außenraum 118 trennt. In dem Innenraum 116 können beispielsweise eine oder mehrere elektrische und/oder elektromechanische und/oder fluidische Komponenten aufgenommen sein, beispielsweise eine oder mehrere Komponenten, welche eine medizinische Funktion der medizinisch implantierbaren Vorrichtung 110 gewährleisten oder unterstützen. Das Gehäuse 114 kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein und kann beispielsweise aus einer oder mehreren Gehäuseschalen zusammengesetzt sein, beispielsweise mit einer Trennebene in der Zeichenebene gemäß 1.
• Die medizinisch implantierbare Vorrichtung 110 weist weiterhin die oben bereits genannte elektrische Durchführung 112 auf. Diese kann beispielsweise vorgesehen sein, um eine feuchtigkeitsdichte elektrische Verbindung zwischen dem Innenraum 116 und dem Außenraum 118 zu schaffen, beispielsweise zu einer oder mehreren Elektroden, welche in einem Herzmuskel angeordnet sind und diesen stimulieren können. Zu diesem Zweck weist die elektrische Durchführung 112 einen Grundkörper 120 auf, in welchem ein oder mehrere Leitungselemente 122 aufgenommen sind. Diese Leitungselemente 122 stellen mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Innenraum 116 und dem Außenraum 118 her.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitungselemente 122 mehrteilig ausgestaltet und umfassen exemplarisch jeweils mindestens ein Durchführungselement 124, welches in dem Innenraum 116 mündet oder in den Innenraum 116 hineinragt, mindestens ein, in diesem Fall ringförmig ausgestaltetes, Kontaktelement 126 und mindestens ein das Durchführungselement 124 und das Kontaktelement 126 verbindendes Verbindungselement 128. Erfindungsgemäß sind das Verbindungselement 128 und das Durchführungselement 124 einstückig und stoffeinheitlich. Somit ist ein direkter elektrischer Leitungsweg von dem Innenraum 116 bis zu dem Kontaktelement 126 geschaffen. Einzig zwischen dem Kontaktelement 126 und dem Verbindungselement 128 kann eine stoffschlüssige Verbindung durch ein Löten aufgebaut werden. In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Leitungselement 122 einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet ist. Dabei das Kontaktelement 126, das Durchführungselement 124 und das Verbindungselement 128 aus einem Cermet gebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Leitungselemente 122 vorgesehen. Es ist jedoch auch eine andere Anzahl von Leitungselementen 122 denkbar, beispielsweise die oben genannten Anzahlen.
• Die in 3 dargestellte Schnittzeichnung durch die elektrische Durchführung 112 gemäß 2 verdeutlicht den Aufbau des Leitungselementes 122. Das Leitungselement 122 weist zum einen ein Durchführungselement 124 auf. Dieses Durchführungselement 124 weist einen Cermet auf oder besteht aus einem Cermet. Das Durchführungselement 124 ist vorteilhafterweise in einer stoffschlüssig gesinterten Verbindung mit dem Grundkörper 120. Dadurch wird die benötigte hermetische Dichtheit der elektrischen Durchführung 112 erreicht. An das Durchführungselement 124 schließt sich das Verbindungselement 128 an. Es ist die Funktion des Verbindungselementes 128 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Durchführungselement 124 und einem Kontaktelement 126 herzustellen. Das Kontaktelement 126 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ringartig ausgestaltet und weist ein Metall, vorzugsweise Edelstahl auf. Das Verbindungselement 128 durchragt säulenartig den Kopfteil 130. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jener Bereich des Kopfteiles 130 der das Steckverbinderelement 136 umschließt aus einem Kunststoffmaterial aufgebaut. Bei dem Kunststoffmaterial handelt es sich vorteilhafterweise um ein Silikon- und/oder einen Epoxidharz oder ein Polyurethan. Das Kunststoffmaterial aufweisende Kopfteil 130 kann im Vorhinein erstellt werden und auf die Kontaktelemente aufgeschoben werden. Mittels einer Klebung 160 wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse 114 und/oder der elektrischen Durchführung 112 und dem Kopfteil 130 erreicht. Die Besonderheit dieser Ausführungsvariante liegt darin, dass die Anzahl der Lötverbindungen in der elektrischen Anbindung einer Elektrode und der Elektronik im Inneren des Gehäuses 114 reduziert wird. Da jede Lötstelle eine potentielle Schwachstelle darstellt, wird durch die Reduktion der Anzahl der Lötverbindungen die Zuverlässigkeit der medizinisch implantierbaren Vorrichtung 110 weiter gesteigert.
• Das Kopfteil 130 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel exemplarisch einstückig ausgebildet und beispielsweise von außen auf eine Außenseite 132 des Gehäuses 114 aufgesetzt. Der Kopfteil 130 weist ein Kunststoff-Material wie beispielsweise einen Silikon und/oder einen Epoxidharz und/oder einen Polyurethan. Die Kontaktelemente 126 können beispielsweise durch die Öffnung 140 in den Hohlraum 142 eingefügt werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Kopfteil 130 eine oder mehrere Montageöffnungen aufweist, durch welche das oder die Kontaktelemente 126 in den Grundkörper 120 einbringbar sind. Die Montageöffnung 146 kann anschließend mit einem Verschluss 150 verschlossen werden, beispielsweise einem Füllmaterial, insbesondere einem Kunststoff-Füllmaterial wie beispielsweise einem Silikon und/oder einem Epoxidharz und/oder einem Polyurethan.
• Das Kopfteil 130 weist mindestens ein Steckverbinderelement 136 auf, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Steckerbuchse 138 ausgestaltet ist. Diese Steckerbuchse 138 weist einen von dem Außenraum 118 her durch eine Öffnung 140 zugänglichen langgestreckten, beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 142 auf, von welchem aus die Kontaktelemente 126 zugänglich sind. Beispielsweise können die Kontaktelemente 126 den Hohlraum 142 ringförmig umschließen, wie in 3 erkennbar. Der Hohlraum 142 und dessen Öffnung 140 können grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen, beispielsweise einen beliebigen Querschnitt, insbesondere einen runden oder polygonalen Querschnitt. Das Kopfteil 130 kann genau ein Steckverbinderelement 136 umfassen oder auch, vorzugsweise, eine Mehrzahl derartiger Steckverbinderelemente 136, beispielsweise mindestens zwei, mindestens vier, mindestens sechs, mindestens zehn oder sogar mehr Steckverbinderelemente 136. Das Steckverbinderelement 136 kann beispielsweise dem IS-1 (ISO 5841-3) und/oder dem DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder dem IS-4-Standard entsprechen. Das Steckverbinderelement 136 kann eingerichtet sein, um eine elektrische Anbindung mindestens eines Steckerelements von dem Außenraum 118 an das Steckverbinderelement 136 zu ermöglichen. Wie oben ausgeführt, kann dieses Steckerelement, welches in den 1, 2 und 3 nicht dargestellt ist, beispielsweise ein Steckerelement einer Elektrode oder einer anderen Art von Aktor sein, welche beispielsweise zur Stimulierung von Muskelgewebe eingesetzt werden können. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
• Der Grundkörper 120 weist elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Insbesondere kann der Grundkörper aus mindestens einer isolierenden Werkstoffzusammensetzung hergestellt sein, insbesondere einer keramischen isolierenden Werkstoffzusammensetzung, beispielsweise gemäß der oben beschriebenen Art. Die Durchführungselemente 124 sowie die Verbindungselemente 128 sind vollständig oder teilweise aus einem Cermet hergestellt. Die Durchführungselemente 124 sind vorzugsweise stoffschlüssig in dem Grundkörper 120 aufgenommen. Besonders bevorzugt ist es, wenn diese bei der Herstellung als Grünlinge in einen Grünling des Grundkörpers 120 eingefügt und gemeinsam mit diesem gesintert werden, oder wenn ein gemeinsamer Grünling für den Grundkörper 120 und die Durchführungselemente 124 hergestellt wird. Letzteres kann beispielsweise durch ein Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren oder ein anderes Formgebungsverfahren erfolgen, bei welchem ein mehrteiliger Grünling hergestellt wird. Anschließend kann dieser gemeinsame Grünling mindestens einem Sinterverfahren unterzogen werden. Bevorzugt werde die Durchführungselemente 124 sowie die Verbindungselemente 128 ebenfalls als ein Grünling geformt und so einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet.
• Gezeigt ist in 3 eine Schnittdarstellung senkrecht zur Schnittebene in den 1 und 2, also eine Schnittdarstellung durch den Hohlraum 142 der Steckerbuchse 138 des Steckverbinderelements 136. Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, ist das Kopfteil 130 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig ausgestaltet. So ist das Kopfteil 130 mit dem oben bereits beschriebenen elektrisch isolierenden Grundkörper 120 stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Das Kopfteil 130 kann beispielsweise als vorgeformtes Bauteil ausgestaltet sein, beispielsweise als Kunststoffbauteil und insbesondere als spritzgegossenes Kunststoffbauteil.
• Das Steckverbinderelement 136 in den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen kann über die dargestellten Elemente hinaus ein oder mehrere weitere Elemente umfassen. So können beispielsweise ein oder mehrere Klemmfedern vorgesehen sein, welche eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Halterung eines Steckerelements in der Steckerbuchse 138 gewährleisten können. Auch andere Elemente können vorgesehen sein, beispielsweise, wie oben beschrieben, ein oder mehrere Filterelemente. Bezüglich grundsätzlicher Aufbauten der Steckerbuchsen kann beispielsweise auf den IS-4-Standard oder auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen werden, insbesondere die DE 10 2008 021 064 A1 .
• In dem Gehäuse 114 ist eine Gehäuseöffnung 134 vorgesehen. Dabei zeigt die Darstellung des Ausführungsbeispiels in 1 das vollständige Gehäuse 114 in einer Schnittdarstellung, wohingegen in 2 in einer Schnittdarstellung lediglich ein Teil des Gehäuses 114 gezeigt ist. In diesen Ausführungsbeispiel ist die elektrischen Durchführung 112 auf in der Gehäuseöffnung 134 des Gehäuses 114 befestigt. Diese Fixierung kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Beispielsweise kann die Fixierung wiederum eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Lötverbindung, umfassen. In jedem Fall sollte eine hermetisch dichte Verbindung erfolgen, so dass keine Feuchtigkeit durch die Gehäuseöffnung 134 in den Innenraum 116 eindringen kann. Wiederum kann der Grundkörper 120 vor dem Verbinden mit mindestens einer Metallisierung versehen werden, beispielsweise wiederum mindestens einer Goldmetallisierung.
• Wiederum alternativ oder zusätzlich zu der gezeigten Verbindung, bei welcher der Grundkörper 120 direkt über die stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise die Lötverbindung, mit dem Gehäuse 114 verbunden wird, kann der Grundkörper 120 auch beispielsweise, wie oben ausgeführt, über mindestens einen Rahmen mit dem Gehäuse 114 verbunden sein. Dieser Rahmen, welcher in den Figuren nicht dargestellt ist, kann als separates Bauelement ausgestaltet sein, kann jedoch auch beispielsweise mit dem Grundkörper 120 und/oder mit dem Gehäuse 140 verbunden sein, bevor jeweils das andere Bauelement angebunden wird. Beispielsweise kann der Rahmen ein metallischer Rahmen sein, beispielsweise ein Titan-Rahmen. Auch andere Werkstoffe sind denkbar, beispielsweise die oben genannten Werkstoffe.
• Bezugszeichenliste

110

medizinisch implantierbare Vorrichtung

112

elektrische Durchführung

114

Gehäuse

116

Innenraum

118

Außenraum

120

Grundkörper

122

Leitungselement

124

Durchführungselement

126

Kontaktelement

128

Verbindungselement

130

Kopfteil

132

Außenseite

134

Gehäuseöffnung

136

Steckverbinderelement

138

Steckerbuchse

140

Öffnung

142

Hohlraum

146

Montageöffnung

148

Oberseite

150

Verschluss

156

Unterschale

158

Oberschale

160

Klebeverbindung

162

Innenseite

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
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• US 4678868 [0003]
• US 7564674 B2 [0003]
• US 2008/0119906 A1 [0003, 0005]
• US 7145076 B2 [0003]
• US 7561917 [0003]
• US 2007/0183118 A1 [0003]
• US 7260434 B1 [0003]
• US 7761165 [0003]
• US 7742817 B2 [0003]
• US 7736191 B1 [0003]
• US 2006/0259093 A1 [0003]
• US 7274963 B2 [0003]
• US 2004116976 A1 [0003]
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• US 2010/0023086 A1 [0003]
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• US 7706124 B2 [0003]
• US 6999818 B2 [0003]
• EP 1754511 A2 [0003]
• US 7035076 [0003]
• EP 1685874 A1 [0003]
• WO 03/073450 A1 [0003]
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• US 2008/0269831 [0003]
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• US 2001/0013756 A1 [0003]
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• DE 102008021064 A1 [0004, 0065, 0111, 0120]
• US 7260434 [0006, 0064]
• DE 69729719 T2 [0007]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• IS-4-Standard [0004]
• Standard Mil-STD-883G Method 1014 [0045]
• MIL-STD-883G, Method 1014, in Absatz 3.1 [0045]
• Standard ISO 3530 [0045]
• IS-4-Standard [0056]
• IS-1- und/oder ISO 5841-3-Standard [0056]
• DF-1- und/oder ISO 11318:1993-Standard [0056]
• ISO 5841-3 [0056]
• ISO 11318:1993 [0056]
• IS-4-Standard [0059]
• IS-1- und/oder ISO 5841-3-Standard [0059]
• DF-1- und/oder ISO 11318:1993-Standard [0059]
• IS-4-Standard [0065]
• IS-1 (ISO 5841-3) [0065]
• DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder IS-4-Standard [0065]
• IS-1 (ISO 5841-3) [0069]
• DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder IS-4 Standard [0069]
• IS-4-Standard. [0101]
• IS-1 (ISO 5841-3) [0117]
• DF-1 (ISO 11318:1993) [0117]
• IS-4-Standard [0117]
• IS-4-Standard [0120]

Claims (8)

1. Elektrische Durchführung (112) zum Einsatz in einem Gehäuse (20) einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung (110), wobei die elektrische Durchführung (112) mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper (120) und mindestens ein elektrisches Leitungselement (122) aufweist, wobei das Leitungselement (122) eingerichtet ist, um durch den Grundkörper (120) hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum (116) des Gehäuses (20) und einem Außenraum (118) herzustellen, wobei das Leitungselement (122) hermetisch gegen den Grundkörper (120) abgedichtet ist, wobei das wenigstens eine Leitungselement (122) mindestens ein Cermet aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung (112) mindestens ein Kopfteil (130) aufweist, wobei das Kopfteil (130) mindestens ein Steckverbinderelement (136) aufweist, wobei das Steckverbinderelement (136) eingerichtet ist, um eine elektrische Anbindung mindestens eines Steckerelements von dem Außenraum (118) an das Steckverbinderelement (136) zu ermöglichen, wobei das Leitungselement (122) mindestens ein Durchführungselement (124) aufweist, und das Durchführungselement (124) und das Steckverbinderelement (136) über mindestens ein Verbindungselement (128) elektrisch leitend verbunden sind, und das wenigstens eine Verbindungselement (128) und das wenigstens eine Durchführungselement (124) einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sind.
2. Elektrische Durchführung (112) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement (124) und das Verbindungselement (128) das mindestens eine Cermet aufweisen.
3. Elektrische Durchführung (112) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement (124) in den Grundkörper (120) eingebettet ist.
4. Elektrische Durchführung (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungselement (124) und der Grundkörper (120) stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch eine stoffschlüssige gesinterte Verbindung.
5. Elektrische Durchführung (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderelement (136) mindestens eine Steckerbuchse (138) aufweist.
6. Elektrische Durchführung (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (130) zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
7. Elektrische Durchführung (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderelement mindestens 4 verschiedene Kontaktelemente (126) aufweist, insbesondere mindestens 16 Kontaktelemente (126), vorzugsweise mindestens 32 Kontaktelemente (126), weiter bevorzugt mindestens 64 Kontaktelemente (126) und besonders bevorzugt mindestens 128 Kontaktelemente (126).
8. Medizinisch implantierbare Vorrichtung (110), umfassend mindestens ein Gehäuse (114) und mindestens eine elektrische Durchführung (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Durchführung (112) mit dem Gehäuse (114) verbunden ist.

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