DE102011009866A1

DE102011009866A1 - Direkt aufbringbare elektrische Durchführung

Info

Publication number: DE102011009866A1
Application number: DE102011009866A
Authority: DE
Inventors: Jens Trötzschel; Mark Kempf
Original assignee: Heraeus Precious Metals GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: DE102011009866B4; CN102671299A; CN102671299B; US20120193118A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung (100) zum Einsatz in einem Gehäuse (20) einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung (10), wobei die elektrische Durchführung (100) mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper (120) und mindestens ein elektrisches Leitungselement (110) aufweist, wobei das Leitungselement (110) eingerichtet ist, um durch den Grundkörper (120) hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum (23) des Gehäuses (20) und einem Außenraum (24) herzustellen, wobei das Leitungselement (110) hermetisch gegen den Grundkörper (120) abgedichtet ist und wobei das wenigstens eine Leitungselement (110) mindestens ein Cermet aufweist,
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Grundkörper (120) einen Kontaktbereich (150) aufweist, wobei über den Kontaktbereich (150) der Grundkörper (120) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (150) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft 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. Derartige elektrische Durchführungen dienen 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 die hermetische Dichtigkeit gegenüber einer Umgebung. Folglich müssen in einen elektrisch isolierenden Grundkörper eingebrachte Leitungsdrähte, auch als Durchleitungselemente bezeichnet, über welche die elektrischen Signale laufen, 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, 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.
Allgemein besteht die Aufgabe darin, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Durchführung zum Einsatz in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung zu schaffen, die insbesondere preiswert herzustellen ist und eine hermetisch dichte Verbindung mit dem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung ermöglicht.
Der Gegenstand des Kategorie bildenden Anspruches leistet einen Beitrag zu Lösung mindestens einer der Aufgaben. Die von diesem Anspruch abhängigen Unteransprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dieses Gegenstands dar.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektrische Durchführung für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Die Erfindung betrifft dabei eine 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. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen Kontaktbereich aufweist, wobei über den Kontaktbereich der Grundkörper stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar ist.
Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung zeichnet sich dadurch aus, dass sie unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden werden kann. Im Stand der Technik bekannte elektrische Durchführungen weisen ein rahmenartig ausgestaltetes Element auf, welches den Grundkörper umgibt und aus einem Metall aufgebaut ist. Dieses rahmenartige Element wird genutzt, um die elektrische Durchführung in eine Öffnung des Gehäuses einzufügen. Im Gegensatz dazu ist die hier offenbarte elektrische Durchführung derart ausgestaltet, dass sie eine Öffnung in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung – im Folgenden medizinische Vorrichtung – überbrückt. Die elektrische Durchführung wird also unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden und ist dabei rahmenfrei ausgestaltet. Zum einen reduziert der Verzicht auf einen Rahmen die Kosten zur Herstellung einer elektrischen Durchführung und zum anderen wird die Anzahl der stoffschlüssigen Verbindungen in einer medizinischen Vorrichtung reduziert. Dies ist insofern vorteilhaft, da jede stoffschlüssige Verbindung eine potentielle Schwachstelle ist, durch die Umwelteinflüsse, wie etwa Körperflüssigkeiten, in die medizinische Vorrichtung eindringen können. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung weist einen Kontaktbereich auf, der diesen direkten stoffschlüssigen Verbund zwischen Gehäuse und elektrischer Durchführung ermöglicht. Im Folgenden sollen verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung des Kontaktbereiches und der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung offenbart werden.
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, weist mindestens ein Gehäuse auf, 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 außenzugänglicher 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 hindurch dringen 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.
Weiterhin kann das Gehäuse eine Gehäuseöffnung aufweisen. In und/oder auf und/oder an der Gehäuseöffnung ist die elektrische Durchführung angeordnet, vorzugsweise derart, dass die Gehäuseöffnung durch den Grundkörper bzw. die elektrische Durchführung hermetisch dicht abgeschlossen wird. Die Gehäuseöffnung kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise eine runde, ovale oder polygonale Form, insbesondere eine rechteckige oder quadratische Form
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 Anschlussbuchsen für das Anschließen von Zuleitungen, auch Elektrodenleitungen oder Leads genannt, tragen kann. Die Anschlussbuchsen 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, sollten 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 kann grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine runde Gestalt, eine ovale Gestalt oder eine polygonale Gestalt, insbesondere eine rechteckige oder quadratische Gestalt, beispielsweise in einer Blickrichtung auf eine Gehäuseöffnung des Gehäuses.
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 und/oder das unten noch näher beschriebene Zentrierelement können beispielsweise rotationssymmetrisch um eine Achse ausgestaltet sein, beispielsweise um eine im Wesentlichen senkrecht zur Gehäuseöffnung angeordnete Achse. So kann der Grundkörper und/oder das Zentrierelement beispielsweise eine Form einer Scheibe aufweisen, beispielsweise einer Scheibe mit runder, ovaler oder polygonaler Grundfläche. Alternativ kann der Grundkörper und/oder das Zentrierelement beispielsweise auch eine gestufte Form aufweisen, beispielsweise eine Form mindestens zweier aufeinander gesetzter Scheiben unterschiedlichen Durchmessers oder Äquivalentdurchmessers, welche vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind und welche beispielsweise einen runden, einen ovalen oder einen polygonalen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen, Querschnitt aufweisen können. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
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 oben genannten 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. Zusätzlich können noch ein oder mehrere andere elektrische Leiter vorgesehen sein, beispielsweise metallische Leiter. 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 Leitungselement kann beispielsweise auf der dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers plan mit dem Grundkörper abschließen und/oder aus dem Grundkörper heraus in den Außenraum ragen oder auch mit einem anderen Element verbunden sein. Selbiges gilt unabhängig von der Ausgestaltung der Innenseite auch für die dem Außenraum zuweisende Seite des Grundkörpers.
Das mindestens eine Leitungselement kann innerhalb des Grundkörpers und/oder auf einer dem Innenraum zuweisenden Seite des Grundkörpers und/oder auf einer dem Außenraum 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 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 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.
Der elektrisch isolierende Grundkörper kann insbesondere das mindestens eine Leitungselement lagern und/oder zumindest teilweise umschließen. Insbesondere kann das mindestens eine Leitungselement vollständig oder teilweise in den Grundkörper eingebettet sein, beispielsweise stoffschlüssig. 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 mindestens ein keramisches Material aufweist oder aus mindestens einem keramischen Material besteht. Vorzugsweise weist der Grundkörper ein oder mehrere Materialien auf, 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 Aluminaverstärktes 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 1·10–6 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.
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 – auch als teilgesinterter Zustand bezeichnet – 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.
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), Yttriumverstärktes 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 und/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, Co-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 elektrischen Durchführung (beispielsweise der mindestens eine Grundkörper-Grünling und/oder der mindestens eine Leitungselement-Grünling) 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 mindestens 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 und/oder den Grundkörper direkt mit dem Gehäuse zu verbinden, beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig und stoffschlüssig. Insbesondere kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und einer Innenseite und/oder einer Außenseite des Gehäuses und/oder einem der Gehäuseöffnung zuweisenden Rand des Gehäuses realisiert werden, insbesondere mindestens eine Lötverbindung. Um eine Benetzung der elektrischen Durchführung, insbesondere des keramischen Grundkörpers der elektrischen Durchführung, mit Lot zu begünstigen, kann als Kontaktbereich mindestens eine Metallisierung des Grundkörpersvorgesehen sein, beispielsweise eine Metallisierung, welche durch mindestens ein physikalisches Dampfphasenabscheidungsverfahren aufgebracht wird, beispielsweise ein Sputterverfahren. So kann der Grundkörper eine, insbesondere zumindest teilweise den Grundkörper bedeckende, Metallisierung aufweist, wobei über die Metallisierung der Grundkörper stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar ist. Beispielsweise kann diese Metallisierung mindestens ein Metall umfassen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gold, Titan und Chrom und/oder mindestens eine Kombination und/oder mindestens eine Mehrfachschicht, umfassend eines oder mehrere dieser Metalle. In einer möglichen Ausführungsform kann der Kontaktbereich ein Cermet aufweisen und/oder aus einem Cermet gebildet sein.
Der Grundkörper und das Gehäuse können neben der stoffschlüssigen Verbindung über den Kontaktbereich auf verschiedene Weisen auf verschiedene Weisen miteinander verbunden werden, welche grundsätzlich auch kombinierbar sind. So können bei diesem Verbinden ein oder mehrere kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindungsverfahren zum Einsatz kommen.
Der Grundkörper der elektrischen Durchführung kann mittels des Kontaktbereiches auf verschiedene Weisen mit dem Gehäuse verbunden werden. Beispielsweise kann der Grundkörper und/oder der Kontaktbereich von dem Innenraum her oder dem Außenraum her auf das Gehäuse aufgesetzt werden, beispielsweise wenn der Grundkörper in mindestens einer Dimension höhere Abmessungen aufweist als die Gehäuseöffnung. Alternativ oder zusätzlich kann das der Grundkörper und/oder der Kontaktbereich jedoch auch ganz oder teilweise in die Gehäuseöffnung eingesetzt werden und/oder in die Gehäuseöffnung hineinragen.
Wiederum können der Grundkörper und/oder der Kontaktbereich und/oder das Zentrierelement auch derart ausgestaltet sein, dass das der Grundkörper und/oder der Kontaktbereich und/oder das Zentrierelement eindeutig zu dem Gehäuse positionierbar ist, beispielsweise selbstzentrierend zu der mindestens einen Gehäuseöffnung. Dies kann beispielsweise wiederum derart erfolgen, dass mindestens ein Teil des Gehäuses und/oder das Zentrierelement passgenau oder mit geringer Toleranz in die Gehäuseöffnung eingreift, beispielsweise mit einer Toleranz von weniger als 0,5 mm, insbesondere weniger als 0,2 mm und besonders bevorzugt von weniger als 0,1 mm.
Weiterhin können der Grundkörper und/oder der Kontaktbereich und/oder das Gehäuse mindestens ein Befestigungsprofil aufweisen. Unter einem Befestigungsprofil ist grundsätzlich ein beliebiges Profil zu verstehen, welches von einer ebenen Auflagefläche abweicht und eine Befestigung der elektrischen Durchführung an dem Gehäuse unterstützt. Dieses Befestigungsprofil kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass das Gehäuse den Grundkörper teilweise umschließt oder mindestens zwei zueinander unter mindestens einem Winkel angeordnete Kontaktflächen zu dem Grundkörper aufweist. So kann beispielsweise, ein eckiges oder abgerundetes U-förmiges Profil vorgesehen sein, wobei der Grundkörper beispielsweise zwischen die Arme des U eingebettet sein kann oder zwischen diese hineinragen kann.
Eine weitere Ausführungsformen ist 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.
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 einem der Verfahren beschrieben wurden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit der medizinisch implantierbaren Vorrichtung und umgekehrt. 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 der elektrischen Durchführung eine elektrische Verbindung, beispielsweise 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 nach dem IS-1 (ISO 5841-3), DF-1 (ISO 11318:1993) und/oder IS-4-Standard.
Wie dargelegt, weist das Gehäuse die mindestens eine Gehäuseöffnung auf, die grundsätzlich eine beliebige Gestalt aufweisen kann, wie 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.
Mittels der elektrischen Durchführung ist mindestens eine elektrische Verbindung zwischen mindestens einem Innenraum des Gehäuses und mindestens einem Außenraum hergestellt. Die Gehäuseöffnung kann durch die elektrische Durchführung insbesondere, wie oben ausgeführt, hermetisch dicht verschlossen sein.
Die vorgeschlagene elektrische Durchführung und die medizinisch implantierbare Vorrichtung weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen 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. Insbesondere lässt sich erfindungsgemäß die Zahl der Grenzflächen reduzieren, wodurch das Fehlerpotenzial allgemein verringert werden kann. Durch die verringerten Grenzflächen kann beispielsweise ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Körperflüssigkeit verringert werden. 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.
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% Zirkoniumdioxid 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 hergestellten 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.
Das Gehäuse oder ein Element des Gehäuses wie etwa der näher zu erläuternde Durchführungsträger können Titan oder eine Titanlegierung aufweisen oder aus Titan oder einer Titanlegierung bestehen. In diesem Fall zeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsvariante der elektrischen Durchführung dadurch aus, dass über den Kontaktbereich der Grundkörper stoffschlüssig mit einem Titan aufweisenden Gehäuse verbindbar ist. Durch die entsprechende Wahl des Grundkörpers ist eine stoffschlüssige Verbindung mit einem Titan haltigen Material möglich. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Materialien für den Grundkörper wird dadurch eingeschränkt, dass dieser zum einen elektrisch isoliert sein muss. Zum anderen verlangt sein Einsatz in einer medizinischen Vorrichtung, dass der Grundkörper aus einem biokompatiblen Material besteht. Um die stoffschlüssige Verbindung des Grundkörpers über den Kontaktbereich mit dem Gehäuse zu ermöglichen, kann der Grundkörper im Bereich des Kontaktbereiches mit Metall dotiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich Lotmaterialien oder Lotpasten aufzubringen. Ein entsprechendes Aufbringen kann etwa durch ein Aufdrucken realisiert werden.
Eine Ausgestaltungsvariante zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktbereich über ein Lotgefüge oder Sintergefüge stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar ist. Ein Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes oder durch Diffusion an den Grenzflächen entsteht. Die Liquidustemperatur der Grundstoffe wird dabei nicht erreicht. So kann der Kontaktbereich als ein Lot ausgestaltet sein. Gegebenenfalls ist zwischen dem Kontaktbereich und dem Gehäuse ein Lotring angeordnet, so dass der Kontaktbereich nur die Eigenschaften aufweisen muss, mit dem Lotring und darüber mit dem Gehäuse eine stoffschlüssige Verbindung einzugehen. Alternativ oder zusätzlich hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kontaktbereich derart ausgestaltet ist, dass er ein Sintergefüge mit dem Gehäuse eingehen kann. Dadurch kann der Kontaktbereich insbesondere als ein Braunling ausgeformt sein, der entweder direkt mit dem Gehäuse im Rahmen eines Sinterschrittes ein Sintergefüge aufbaut. Alternativ ist es möglich, den Kontaktbereich mit einem entsprechenden Schlicker, wie etwa einem Keramikschlicker, zu bestreichen oder zu bedrucken, welcher dann im Rahmen eines Sinterschrittes als eine Art Verbindungsmittel genutzt wird, um den Kontaktbereich mit dem Gehäuse stoffschlüssig zu verbinden.
Eine Ausführungsform der elektrischen Durchführung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktbereich eine metallische Beschichtung – auch als Metallisierung bezeichnet – auf dem Grundkörper ist und/oder enthält. Wie dargelegt, überlappt der Kontaktbereich zumindest bereichsweise eine Öffnung in dem Gehäuse. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die elektrische Durchführung unmittelbar und stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden wird. Wie oben geschildet ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper aus einem isolierenden Material, wie etwa einer Keramik, aufgebaut ist. Bei einigen der oben aufgeführten Keramiken ist eine direkte Kontaktierung zwischen der Keramik an sich und dem Metall nicht möglich. Folglich ist erfindungsgemäß ein Kontaktbereich vorgesehen. Dieser Kontaktbereich kann in der hier beschriebenen Ausführungsvariante eine metallische Beschichtung auf dem Grundkörper sein. Diese metallische Beschichtung sorgt im Rahmen eines Lötprozesses dann für die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Gehäuse. Eine entsprechende metallische Beschichtung kann aufgedampft, aufgesputtert oder aufgedruckt werden. Die metallische Beschichtung soll dabei Metalle aufweisen, die insbesondere eine dauerhafte und stabile und stoffschlüssige Verbindung mit einem Gehäuse aus Titan ermöglichen. Es handelt sich dabei vorteilhafterweise um Metalle aus der Gruppe: Silber, Gold oder Messing, insbesondere eine Legierung aus einer der Metalle. Die zumindest teilweise Nutzung eines der genannten Metalle in der metallischen Beschichtung ermöglicht einen hermetisch dichten Verbund zwischen Grundkörper und Gehäuse. Weitere vorteilhafte Metalle für die metallische Beschichtung – auch Metallisierung – sind oben aufgeführt.
In einer Ausführungsvariante ist die elektrische Durchführung derart aufgebaut, dass die von der elektrischen Durchführung beanspruchte Fläche größer ist als die Fläche, der Öffnung in dem Gehäuse – auch Gehäuseöffnung –, über welches die elektrische Durchführung montiert werden soll. In diesem Falle überdeckt also die elektrische Durchführung die Öffnung in dem Gehäuse vollständig. Bei solcher Art Ausgestaltungen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kontaktbereich an einer zum Gehäuse hinweisenden Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist. Im Rahmen der Herstellung der aktiven implantierbaren Vorrichtung kann die elektrische Durchführung derart auf dem Gehäuse angeordnet sein, dass die Öffnung in dem Gehäuse vollständig überdeckt ist. Da der Kontaktbereich an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist, liegt dieser im flächigen Kontakt mit den Rändern der Öffnung des Gehäuses. Ein solcher großflächiger Verbund stellt die hermetische Dichtheit der medizinischen Vorrichtung sicher und ist einfach zu realisieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Grundkörper als eine flache Scheibe, insbesondere als eine flache Keramikscheibe ausgebildet. Bei dieser Ausführungsvariante weist der Grundkörper im Querschnitte eine rechteckartige Form auf. Entsprechende Grundkörper können leicht hergestellt werden. Diese besondere Bauform ermöglicht es ebenfalls, auf einen Flansch zu verzichten und elektrische Durchführung direkt an das Gehäuse anzulöten. Der weitere Vorteil der erfindungsgemäßen Durchführung besteht darin, dass diese mit einfachen Verfahren hergestellt werden kann, welchen durchaus bekannte Verfahrensabläufe zugrunde liegen können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper wenigstens ein Zentrierelement aufweist, wobei das wenigstens eine Zentrierelement eine wenigstens abschnittsweise komplementäre Form zu einer Öffnung in dem Gehäuse aufweist, um ein Positionieren der elektrische Durchführung in dem Gehäuse zu ermöglichen. Wie dargelegt überdeckt die elektrische Durchführung eine Gehäuseöffnung in dem Gehäuse. Um die Positionierung der elektrischen Durchführung auf dem Gehäuse sicherzustellen, kann an dem Grundkörper ein Zentrierelement angeordnet sein. Dieses Zentrierelement kann insbesondere an einer Unterseite des scheibenartig ausgestalteten Grundkörpers angeordnet sein. Bei dem Zentrierelement kann es sich um einen Ring oder stiftartig ausgebildete Elemente handeln. Jene müssen derart ausgestaltet sein, dass sie weit genug in die Öffnung des Gehäuses hineinragen, um eine Positionierung der elektrischen Durchführung im Rahmen der akzeptablen Fehlertoleranzen zu ermöglichen. Die zumindest abschnittsweise komplementäre Form der Zentrierelemente kann sich auf zwei Arten ergeben. Zum einen kann die Querschnittform der Öffnung eine entsprechende Form der Zentrierelemente vorgeben. So kann die Öffnung in dem Gehäuse etwa im Rahmen eines Stanzvorganges erstellt werden, bei dem Teile der Gehäuseränder in das Gehäuseinnere gebogen werden. Hier hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das wenigstens eine Zentrierelement derart ausgestaltet ist, dass die Form komplementär ist zu der bogenartigen Form der Einpressung des Gehäuses. Desweiteren kann die Projektion der Öffnung in der Öffnungsebene eine runde, ovale, rechteckige oder sonst wie gestaltete Form aufweisen. Auch hier hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das wenigstens eine Zentrierelement eine zumindest abschnittsweise komplementäre Form zu jener projizierten Form der Öffnung aufweist. Je nach gewähltem Material für den Grundkörper bzw. nach Herstellungsprozess für die elektrische Durchführung kann es vorteilhaft sein, wenn das Zentrierelement als eine geschlossene Kurve ausgebildet ist, die an einer Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist. Alternativ kann eine Mehrzahl von Zentrierelementen an dem Grundkörper angeordnet sein und so für einen zumindest bereichsweise formschlüssigen Sitz der elektrischen Durchführung in der Öffnung sorgen. In einer weiteren Ausführungsform können der Grundkörper und das Zentrierelement stoffeinheitlich ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise umgibt der Kontaktbereich das Zentrierelement zumindest bereichsweise. Wie dargelegt soll das wenigstens eine Zentrierelement in die Öffnung des Gehäuses eindringen. Je nach Ausgestaltung des Zentrierelementes und der Öffnung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kontaktbereich nicht an dem Zentrierelement angeordnet ist, sondern alternative Bereiche des Grundkörpers der elektrischen Durchführung bedeckt. Alternativ ist es auch möglich, dass der Kontaktbereich zumindest gewisse Teile des Zentrierelementes überdeckt. In einer weiteren Ausführungsform können der Grundkörper und das Zentrierelement einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind der Grundkörper und das Zentrierelement aus dem identischen Keramikwerkstoff erstellt. Dieses kann insbesondere durch eine Erstellung des Grundkörpers und des Zentrierelements in einem gemeinsamen Grünling realisiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Durchführung zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper und das wenigstens eine Leitungselement eine stoffschlüssige gesinterte Verbindung aufweisen, insbesondere dass das wenigstens eine Leitungselement aus einem mit dem Grundkörper gemeinsam gesinterten Cermet-Material gebildet ist.
Im Rahmen der Erfindungsmeldung wird eine elektrische Durchführung beschrieben, welche sich dadurch auszeichnet, dass der Grundkörper einen Kontaktbereich aufweist, mittels dessen die elektrische Durchführung stoffschlüssig mit einem Gehäuse einer medizinischen Vorrichtung verbindbar ist. Teil des Gehäuses der medizinischen Vorrichtung kann insbesondere ein Durchführungsträger sein. Folglich umfasst die Erfindung auch einen Durchführungsträger zum Einsatz in einem Gehäuse einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung, mit wenigstens einer elektrischen Durchführung nach wenigstens einem der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele, und einem Kanalelement, wobei das Kanalelement eingerichtet ist, um durch den Durchführungsträger hindurch zumindest eine gasdurchlässige Verbindung zwischen einem oberen Bereich des Durchführungsträgers und einem unteren Bereich herzustellen.
Von entscheidender Bedeutung bei medizinischen Vorrichtungen ist deren hermetische Dichtheit. Im Rahmen der Herstellung einer medizinischen Vorrichtung werden sämtliche Komponenten auf ihre hermetische Dichtheit überprüft. Aufgrund ihrer geometrischen Größe ist insbesondere die Überprüfung der elektrischen Durchführungen mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Um jene zu reduzieren hat es sich als Vorteilhaft herausgestellt, einen Durchführungsträger zu verwenden. Auf diesen Durchführungsträger können eine einzelne elektrischen Durchführungen oder eine Mehrzahl von elektrischen Durchführungen montiert werden. Im Anschluss daran findet eine Überprüfung der hermetischen Dichtheit des Durchführungsträgers mit den – insbesondere mehreren – elektrischen Durchführungen statt. Besteht der Durchführungsträger die entsprechenden Untersuchung im Rahmen der Qualitätssicherheit, wird der Durchführungsträger mit einem taschenartigen Gehäuseteil verbunden und bildet so das Gehäuse der medizinischen Vorrichtung. Der Durchführungsträger kann deckelartig eine in den taschenartig ausgeformten Gehäuseteil angeordnete Öffnung überdecken. Neben der genannten Überprüfung der elektrischen Durchführung ist eine weiterer Vorteil darin zu sehen, dass entsprechende Durchführungsträger im Allgemeinen aus einem Metall hergestellt werden, das identisch ist zu dem Metall des verbleibenden Gehäuseteiles. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Titan. Das Verschweißen des aus Titan aufgebauten Gehäuseteiles mit dem aus Titan aufgebauten Durchführungsträger ist leicht und kontrollierbar sicherzustellen. Folglich wird von der hier beschriebenen Erfindung umfasst, dass der Grundkörper der elektrischen Durchführung einen Kontaktbereich aufweist, wobei über den Kontaktbereich der Grundkörper stoffschlüssig mit dem Durchführungsträger des Gehäuses verbindbar ist. Der Durchführungsträger unterscheidet sich von bekannten Flanschen durch seine beschriebene Funktion und durch seine Größe.
Der erfindungsgemäß beschriebene Durchführungsträger kann in einer Ausführungsform ein Kanalelement aufweisen. Dieses Kanalelement dient als eine Art Durchleitung. Im Rahmen der Überprüfung der hermetischen Dichtigkeit wird durch das Kanalelement Helium unterhalb der elektrischen Durchführungen geleitet. Mittels eines Heliumlecktesters wird dann nach etwaigen Lecks in den elektrischen Durchführungen gesucht. Nach Verschweißen des Durchführungsträgers mit dem Gehäuseteil zum Gehäuse wird dieses Kanalelement noch genutzt, um ein inertes Gas wie etwa Stickstoff in das Innere des Gehäuses zu leiten Im Anschluss daran wird das Kanalelement stoffschlüssig zugeschweißt.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein hier offenbartes Gehäuse. Dabei betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung, wobei das Gehäuse mindestens eine elektrische Durchführung aufweist, 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. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Grundkörper einen Kontaktbereich aufweist, wobei über den Kontaktbereich der Grundkörper stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der elektrischen Durchführung beschrieben worden sind, selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Gehäuse und umgekehrt.
Die Besonderheit des hier offenbarten erfindungsgemäßen Gehäuses besteht darin, dass der Grundkörper der elektrischen Durchführung direkt und unmittelbar stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist. Die elektrische Durchführung ist somit rahmenfrei an das Gehäuse angebunden. Dadurch entfällt zumindest eine stoffschlüssige Verbindungsnaht, wie sie im Stand der Technik zwischen dem Grundkörper und dem Flansch auftritt. Eine entsprechende Reduktion der Anzahl der Verbindungsnähte reduziert gleichzeitig die Fehleranfälligkeit des Gehäuses bzw. der aktiven implantierbaren, medizinischen Vorrichtung.
Weiterhin wird im Rahmen der Patentanmeldung eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung mit zumindest einer elektrischen Durchführung gemäß einem der beschriebenen Ausführungsvarianten beansprucht. Ebenfalls beansprucht wird eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung mit zumindest einem Durchführungsträger nach einer der beschriebenen Ausführungsvarianten, wobei insbesondere der Durchführungsträger ein Kanalelement aufweist, wobei das Kanalelement eingerichtet ist, um durch den Durchführungsträger hindurch mindestens eine gasdurchlässige Verbindung zwischen einem oberen Bereich des Durchführungsträgers und einem unteren Bereich herzustellen. Ebenfalls beansprucht wird eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung mit zumindest einem Gehäuse nach einem der beschriebenen Ausführungsvarianten.
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. Es zeigen:
1 eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung,
2 eine erfindungsgemäße elektrische Durchführung, die mit einem Gehäuse stoffschlüssig verbunden ist,
3 eine Ausschnittsvergrößerung des Bereiches I aus 2,
4 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung,
5 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung mit einem Zentrierelement,
6 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung mit einer weiteren Ausführungsvariante des Zentrierelementes und
7 einen Durchführungsträger mit zwei erfindungsgemäßen elektrischen Durchführungen.
Die 1 zeigt eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung 10. Teil dieser Vorrichtung 10 ist eine elektrische Durchführung 100. Die Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 20 auf. Innerhalb des Gehäuses 20 ist eine Platine 30 angeordnet, auf welcher eine Elektronik 50 montiert ist. Eine Batterie 40 versorgt die Elektronik 50 mit der benötigten elektrischen Energie. Ein Kondensator 45 kann dafür genutzt werden, um die bei implantierbaren Defibrillatoren benötigten Pulsenergien zu speichern. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung 100 ist derart in das Gehäuse 20 eingefügt, dass die Elektronik 50 hermetisch von der Umgebung abgeschlossen ist. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung 100 ermöglicht Helium Leckraten von weniger als 1 × 10^–9 atm·cm³/sec. Darüber hinaus widersteht sie Reinigungs- und Sterilisationsprozessen.
Die einzelnen Kanäle der Elektronik 50 sind über innere Verbindungselemente 55 mit den einzelnen Leitungselementen 110 der elektrischen Durchführung 100 verbunden. Bei diesen inneren Verbindungselementen 55 kann es sich um Drähte und/oder um gesinterte Elemente handeln, die direkt mit der Elektronik 50 verbunden sind. Handelt es sich bei der medizinisch implantierbaren Vorrichtung 10 um einen Herzschrittmacher, sollen durch die Elektronik 50 Pulse ausgelöst werden, die über eine Zuleitung 500 zu einer nicht dargestellten Elektrode geleitet werden, die im Allgemeinen direkt im Herzmuskel des Patienten angeordnet ist. Dort kann der elektrische Puls des Herzschrittmachers dann für eine Anregung des Herzmuskels sorgen. Die elektrische Durchführung 100 ist Teil jener elektrischen Leitung, die den elektrischen Puls von der Elektronik 50 zu der Elektrode leitet. Die eigentliche, in den Körper des Patienten eingebrachte Zuleitung 500 weist einen Zuleitungsdraht 520 auf, der durch Teile des Patienten verläuft und welcher an seinem distalen Ende mit der Elektrode verbunden ist. An dem proximalen Ende ist der Zuleitungsdraht 520 mit einem Anschlussstecker 510 verbunden. Dieser Anschlussstecker 510 lagert in einem Aufnahmeelement 540 bezeichnet. Das Aufnahmeelement 540 ist Teil eines Kopfteiles 300 – auch als Header bezeichnet –, welches mit dem Gehäuse 20 der implantierbaren Vorrichtung 10 verbunden ist. Bei bekannten implantierbaren Vorrichtungen ist dieser Kopfteil 300 aus einem Kunststoff hergestellt. Innerhalb des Aufnahmeelementes 540 sind mehrere Anschlussbuchsen 530 angeordnet, die einen kraft- und/oder formschlüssigen Kontakt mit dem Anschlussstecker 510 herstellen. Zusätzlich sind die Anschlussbuchsen 530 über äußere Verbindungselemente 60 mit den Leitungselementen 110 in der elektrischen Durchführung 100 verbunden. Auf einer Innenseite innerhalb des Gehäuses 20 sind die Leitungselemente 110 über innere Verbindungselemente 55 mit den einzelnen Kanälen der Elektronik 50 der implantierbaren Vorrichtung 10 elektrisch verbunden. So kann ein elektrischer Puls aus der Elektronik 50, über die inneren Verbindungselemente 55, durch die Leitungselemente 110, die äußeren Verbindungselemente 60 und die Anschlussbuchse 530 in die Elektrode und damit den Herzmuskel geleitet werden.
In 2 ist das Gehäuse 20 sowie die erfindungsgemäße elektrische Durchführung 100 dargestellt. Die elektrische Durchführung 100 weist einen elektrisch isolierenden Grundkörper 120 auf, der insbesondere aus einer Keramik aufgebaut ist. Mit dem Grundkörper 120 stoffschlüssig verbunden sind drei elektrische Leitungselemente 110. Diese Leitungselemente 110 durchlaufen den Grundkörper 120. Die Aufgabe der elektrischen Leitungselemente liegt darin, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum 23 des Gehäuses 20 und einem Außenraum 24 herzustellen. Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Leitungselement 110 und dem Grundkörper 120 entsteht ein hermetisch dichte elektrische Durchführung 100. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitungselemente 110 aus einem Cermet aufgebaut. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht darin, dass der Grundkörper unmittelbar und direkt mit dem Gehäuse 150 verbunden ist.
Die Leitungselemente 110 der elektrischen Durchführung 100 sind Teil eines Leitungsweges, über dem insbesondere elektrische Impulse von einer im Gehäuse 20 angeordneten Elektronik 50 an einem im Außenraum 24 angeordneten Elektrode geleitet werden. Um diese Durchführung zu ermöglichen weist das Gehäuse 20 eine Öffnung 22 auf, welche von der elektrischen Durchführung überdacht wird. Durch den stoffschlüssigen Verbund zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 ist die hermetische Dichtigkeit der aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung 10 sichergestellt.
In 3 ist eine Ausschnittsvergrößerung des Bereiches I aus 2 zu erkennen. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung 100 zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper 120 einen Kontaktbereich 150 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktbereich an einer Außenfläche des scheibenartig ausgestalteten Grundköpers 120 angeordnet. Der Kontaktbereich 150 ist derart ausgestaltet, dass der Grundkörper stoffschlüssig mit dem Gehäuse 150 verbindbar ist. Die Bewegungspfeile 210 verdeutlichen ein Auflegen der elektrischen Durchführung 100 kann auf einen Randbereich 25, welcher die Öffnung 22 umgibt. Zwischen dem Randbereich 25 des Gehäuses 20 und dem Kontaktbereich 150 der elektrischen Durchführung 100 kann eine stoffschlüssige Verbindung aufgebaut werden. Dieses kann etwa durch einen Lötprozess geschehen. Um das Lotgefüge zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 zu ermöglichen, kann der Kontaktbereich 150 als eine metallische Beschichtung ausgestaltet sein. Diese metallische Beschichtung auf dem Grundkörper 120 ermöglicht den stoffschlüssigen Verbund zwischen einem insbesondere aus Keramik hergestellten Grundkörper 120 und einem insbesondere aus Titan hergestellten Gehäuse 20.
4 verdeutlicht eine weitere Anordnung der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung in einem Gehäuse 20. Auch hier wird der Grundkörper 120 direkt und stoffschlüssig mit dem Gehäuse 20 verbunden. Zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 ist kein weiteres Element angeordnet. Entgegen dem Stand der Technik handelt es sich hierbei um eine rahmenfreie elektrische Durchführung, die nicht über einen kranzartigen Rahmen verfügt, der den Grundkörper umschließt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Randbereich 25 des Gehäuses 20 einen L-förmigen Querschnitt auf. Dieser L-förmige Randbereich formt eine Art Vorsprung auf dem der Grundkörper 120 lagert. Im Rahmen des Herstellungsprozesses wird zwischen dem Gehäuse 20 und der elektrischen Durchführung 100 ein Lotring oder eine Lotpaste derart angeordnet, dass sie das Formen der stoffschlüssigen Verbindung 200 zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 unterstützt. Der Herstellungsprozess umfasst dabei die folgenden Schritte:

• Erstellen des Gehäuses 20 mit der Öffnung 22.
• Auflegen eines Lotringes und/oder einer Lotpaste im Randbereich 25 um die Öffnung 22 herum.
• Auflegen der elektrischen Durchführung 100 auf das Gehäuse 20 (vergleiche 2, 5 und 6) oder zumindest parzielles Einlegen der elektrischen Durchführung in eine Gehäuseöffnung (vergleiche 4).
• Thermische Behandlung des Systemes aus elektrischer Durchführung 100 und Gehäuse 20, so dass sich eine stoffschlüssige Verbindung 200 zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 bildet.

Damit die stoffschlüssige Verbindung 200 hermetisch dicht ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, im Rahmen der Wärmebehandlung ein Gewicht auf die elektrische Durchführung 100 zu legen, um so einen Verbund zwischen den Materialien des Kontaktbereiches 150 im Grundkörper 120 und den Materialien des Gehäuses 20 zu verbessern. Die Wärmebehandlung kann insbesondere in einem Vakuumofen oder ähnlichen Einrichtungen geschehen, welche dem Fachmann bekannt sind.
In 5 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Gehäuses 20 und der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung 100 gezeigt. Da weist die elektrische Durchführung 100 ein Zentrierelement 160 aus. Dieses Zentrierelement 160 ragt zumindest abschnittsweise in die Öffnung 22 des Gehäuses 20 herein und erleichtert so eine Positionierung der elektrischen Durchführung 100 in dem Gehäuse 20. Dabei sind der Grundkörper 120 und das Zentrierelement 160 einstückig und stoffeinheitlich ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 20 im Bereich der Gehäuseöffnung 22 plattenartig ausgestaltet. In dieses Gehäuse 20 ist eine zylinderförmige Öffnung 22 eingebracht. Das Zentrierelement weist eine wenigstens abschnittsweise komplementäre Form zu der Öffnung 22 auf und ist folglich ebenfalls zylinderartig ausgestaltet. Bei der Montage lässt sich die korrekte Position der elektrischen Durchführung 100 der Öffnung 22 leicht erzielen. Sobald das Zentrierelement 160 in die Öffnung 22 eingeführt wird, ist die angestrebte Positionierung der elektrischen Durchführung 100 erreicht. Mittels des Zentrierelementes 160 ist zum einen sichergestellt, dass die Öffnung 22 vollständig durch den Grundkörper 120 bzw. die elektrische Durchführung 100 abgedeckt wird. Zum anderen hilft das Zentrierungselement 160 dabei, den Grundkörper 120 so zu positionieren, dass der Kontaktbereich 150 räumlich in unmittelbarer Nähe mit dem Gehäuse 20 zum Liegen kommt.
In den 2 und 5 ist der Kontaktbereich 150 jeweils auf einer Unterseite 122 des Grundkörpers angeordnet. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird die elektrische Durchführung nur auf dieser Unterseite 122 mit einem Kontaktbereich versehen, welcher in direkter stoffschlüssiger Verbindung mit dem Gehäuse 20 kommt. Die 4 zeigt eine elektrische Durchführung 100, die einen Kontaktbereich 150 aufweist, der sowohl an einer Unterseite 121 als auch an einer Außenseite 123 des Grundkörpers 120 angeordnet ist. Die Anordnung und Ausgestaltung des Kontaktbereiches 150 ist somit direkt abhängig von der Art und der Ausgestaltung der Öffnung 22 und/oder dem Gehäuse 20. Dieses verdeutlicht auch die 6.
Das Gehäuse 20 in 6 weist eine trichterartige eingebogene Öffnung 22 auf. Wie der Querschnitt durch das Gehäuse 20 und die elektrische Durchführung 100 in 6 verdeutlicht, sind die Ränder der Öffnung 22 halbkreisförmig ausgestaltet. Das Zentrierelement 160 weist eine komplementäre Form zu dieser trichterartigen Öffnung 22 auf. Entsprechend ist eine Innenseite des Zentrierelementes 160 – welche in die Unterseite des Grundkörpers 120 mündet – bogenartig ausgestaltet. So ist ein einfaches Positionieren der elektrischen Durchführung 100 in dem Gehäuse 20 möglich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Kontaktbereich 150 sowohl Elemente der Unterseite des Grundkörpers 120 als auch Bereiche des Zentrierelementes 160. Diese Ausgestaltung der elektrischen Durchführung bzw. des Gehäuses 20 ermöglicht eine großflächige, stoffschlüssige Verbindung. Im Rahmen des Herstellungsprozesses kann auf den gebogenen Randbereich 25 der Öffnung 22 ein Lotring aufgesetzt werden. In den Lotring und in die Öffnung 22 wird dann die elektrische Durchführung mit dem Zentrierelement 160 eingeführt. Bei einem Lötprozess in einem Vakuumofen findet eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 120 und dem Gehäuse 20 innerhalb des Kontaktbereiches 150 statt.
In 7 ist eine Durchführungsträger 900 gezeigt. Der Durchführungsträger 900 ist Teil des Gehäuses 20. Der Durchführungsträger 900 ist im Allgemeinen aus dem gleichen Material aufgebaut wie ein Gehäuseteil 26, mit dem dieser stoffschlüssig verbunden wird, um das Gehäuse 20 zu formen. Der Durchführungsträger 900 ist nicht mit einem Rahmen zu verwechseln, wie er im Stand der Technik um den Grundkörper 120 angeordnet ist. Vielmehr ist der Durchführungsträger 900 Basis für wenigstens eine elektrische Durchführung. Darüber hinaus weist der Durchführungsträger 900 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Kanalelement 110 auf. Ausgangsbasis für den Durchführungsträger ist das Bemühen zu überprüfen, ob die elektrische Durchführung 100 hermetisch dicht ist. Da die geometrische Größe der elektrischen Durchführung 100 oftmals gering ist, haben sich Lecktest an diesen als schwierig herausgestellt. Gleichzeitig benötigen moderne medizinische Vorrichtungen eine Mehrzahl von elektrischen Durchführungen 100. Somit dient der Durchführungsträger 900 als Basis für wenigstens eine elektrische Durchführung 100 sowie ein Kanalelement 910, welches zur Überprüfung der hermetischen Dichtheit sowohl der elektrischen Durchführung 100 als auch der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Durchführungsträgern 900 und den elektrischen Durchführungen 100. Das Kanalelement 910 kann insbesondere zur Überprüfung der hermetischen Dichtheit genutzt werden und ist derart ausgestaltet, dass es eine gasdurchlässige Verbindung zwischen einem oberen Bereich 901 und einem unteren Bereich 902 des Durchführungsträgers 900 herstellt. So kann etwa Helium durch das Kanalelement 910 in den unteren Bereich 902 geleitet werden. Mittels eines Lecktestgerätes wird dann untersucht, ob das Helium durch Verbindungsstellen zwischen dem Durchführungsträger und der elektrischen Durchführung bzw. den einzelnen Komponenten der elektrischen Durchführung 100 hindurchtritt. Falls dies nicht der Fall ist, ist die hermetische Dichtheit sowohl des Durchführungsträgers 900 als auch der darin verbauten elektrischen Durchführungen 100 nachgewiesen. Im Anschluss kann der Durchführungsträger 900 mit dem Gehäuseteil 26 stoffschlüssig verschweißt werden. Zum Verschluss des Kanalelementes 910 dient ein Verschlussmittel 930, das den Durchleitungskanal 920 verschließt. Vorteilhafterweise geschieht jenes im Rahmen eines stoffschlüssigen Verschweißens.
Bezugszeichenliste

10: Aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung
20: Gehäuse
22: Öffnung im Gehäuse 20
23: Innenraum
24: Außenraum
25: Randbereich
30: Platine
40: Batterie
45: Kondensator
50: Elektronik
55: Innere Verbindungselement
60: Äußere Verbindungselement
100: Elektrische Durchführung
110: Leitungselement
120: Grundkörper
121: Unterseite des Grundkörpers 120
122: Oberseite des Grundkörpers 120
123: Außenseite
150: Kontaktbereich
160: Zentrierelement
200: Stoffschlüssige Verbindung
210: Bewegung des Grundköprers
500: Zuleitung/Lead
510: Anschlussstecker/Connector
520: Zuleitungsdraht/Lead-Coil
530: Anschlussbuchse/Connectorblock
900: Durchführungsträger
901: Oberer Bereich des Durchführungsträgers 900
902: Unterer Bereich des Durchführungsträgers 900
910: Kanalelement
920: Durchleitungskanal
930: Verschlussmittel für Durchleitungskanal 920

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

DE 102009035972 [0002]
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]
US 7794256 [0003]
US 2010/0023086 A1 [0003]
US 7502217 B2 [0003]
US 7706124 B2 [0003]
US 6999818 B2 [0003]
EP 1754511 A2 [0003]
US 7035076 [0003]
EP 1685874 A1 [0003]
WO 03/073450 A1 [0003]
US 7136273 [0003]
US 7765005 [0003]
WO 2008/103166 A1 [0003]
US 2008/0269831 [0003]
US 7174219 B2 [0003]
WO 2004/110555 A1 [0003]
US 7720538 B2 [0003]
WO 2010/091435 [0003]
US 2010/0258342 A1 [0003]
US 2001/0013756 A1 [0003]
US 4315054 [0003]
EP 0877400 [0003]
DE 102008021064 A1 [0004]
US 7260434 [0006]
DE 69729719 T2 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IS-4-Standard [0004]
Standard Mil-STD-883G [0022]
Standard ISO 3530 [0022]
ISO 5841-3 [0068]
ISO 11318:1993 [0068]
IS-4-Standard [0068]

Claims

Elektrische Durchführung (100) zum Einsatz in einem Gehäuse (20) einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung (10), wobei die elektrische Durchführung (100) mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper (120) und mindestens ein elektrisches Leitungselement (110) aufweist, wobei das Leitungselement (110) eingerichtet ist, um durch den Grundkörper (120) hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum (23) des Gehäuses (20) und einem Außenraum (24) herzustellen, wobei das Leitungselement (110) hermetisch gegen den Grundkörper (120) abgedichtet ist, wobei das wenigstens eine Leitungselement (110) mindestens ein Cermet aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (120) einen Kontaktbereich (150) aufweist, wobei über den Kontaktbereich (150) der Grundkörper (120) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (150) verbindbar ist.
Elektrische Durchführung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Kontaktbereich (150) der Grundkörper (120) stoffschlüssig mit einem Titan aufweisenden Gehäuse (150) verbindbar ist.
Elektrische Durchführung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (150) über ein Lotgefüge oder ein Sintergefüge stoffschlüssig mit dem Gehäuse (150) verbindbar ist.
Elektrische Durchführung (100) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (150) eine metallische Beschichtung auf dem Grundkörper (120) ist und/oder enthält.
Elektrische Durchführung (100) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (120) als eine flache Scheibe, insbesondere als eine flache Keramikscheibe ausgebildet ist.
Elektrische Durchführung (100) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (120) wenigstens ein Zentrierelement (160) aufweist, wobei das wenigstens eine Zentrierelement (160) eine wenigstens abschnittsweise komplementäre Form zu einer Öffnung (22) in dem Gehäuse (20) aufweist, um ein Positionieren der elektrische Durchführung (100) in dem Gehäuse (20) zu ermöglichen.
Elektrische Durchführung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (160) an einer zum Gehäuse (20) hinweisenden Unterseite (121) des Grundkörpers (120) angeordnet ist.
Durchführungsträger (900) zum Einsatz in einem Gehäuse (20) einer aktiven, implantierbaren, medizinischen Vorrichtung (10), mit wenigsten einer elektrischen Durchführung (100) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7.
Durchführungsträger (900) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchführungsträger (900) wenigstens ein Kanalelement (910) aufweist, wobei das Kanalelement (910) eingerichtet ist, um durch den Durchführungsträger (900) hindurch mindestens eine gasdurchlässige Verbindung zwischen einem oberen Bereich (901) des Durchführungsträgers (900) und einem unteren Bereich (902) herzustellen.
Gehäuse (20) für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung (10), wobei das Gehäuse mindestens eine elektrische Durchführung (100) aufweist, wobei die elektrische Durchführung (100) mindestens einen elektrisch isolierenden Grundkörper (120) und mindestens ein elektrisches Leitungselement (110) aufweist, wobei das Leitungselement (110) eingerichtet ist, um durch den Grundkörper (120) hindurch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Innenraum (23) des Gehäuses (20) und einem Außenraum (24) herzustellen, wobei das Leitungselement (110) hermetisch gegen den Grundkörper (120) abgedichtet ist, wobei das wenigstens eine Leitungselement (110) mindestens ein Cermet aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (120) einen Kontaktbereich (150) aufweist, wobei über den Kontaktbereich (150) der Grundkörper (120) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (150) verbunden ist.
Gehäuse (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Durchführungsträger (900) nach wenigstens einem der Anspruche 8 oder 9 aufweist, wobei der Kontaktbereich (150) des Grundkörpers (120) der elektrische Durchführung (100) stoffschlüssig mit dem Durchführungsträger (900) des Gehäuses (150) verbunden ist.
Aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung (10) mit einem Gehäuse (20) nach Anspruch 10 oder 11.
Aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung (10) mit zumindest einer elektrischen Durchführung (100) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7.
Aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung (10) mit zumindest einem Durchführungsträger (900) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 oder 9.