DE102020123651A1

DE102020123651A1 - Mehrlagige Ringelektrode mit Klemme

Info

Publication number: DE102020123651A1
Application number: DE102020123651.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Jung; Christiane Leitold; Katharina MUSIOL
Original assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: DE102020123651B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrlagige Ringelektrode, umfassend ein erstes Rohr, das eine Vertiefung umfasst, und ein Außenrohr, welches das erste Rohr formschlüssig umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle der Vertiefung durchtrennt ist, und die Vertiefung eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode bildet, und wobei ein Teil des ersten Rohrs eine offene Klemme bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren für eine solche Ringelektrode, und medizinische Geräte, die eine solche Ringelektrode umfassen. Weiterhin ist ein Verfahren zur Verbindung einer solchen Ringelektrode mit einem Leiter beschrieben.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Ringelektrode, eine entsprechende Ringelektrode, ein Elektrodensystem umfassend eine solche Ringelektrode und eine Verwendung dieser Ringelektrode oder dieses Elektrodensystems in einem Herzschrittmacher und/oder zur Neurostimulation. Die Ringelektrode ist generell zum Einsatz als oder in einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung gedacht, kann aber auch anderweitig verwendet werden. Sie kann zur Signalerfassung und/oder zur Stimulation verwendet werden.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die typischerweise sehr kleine Bauteilgröße einer Ringelektrode für eine aktive implantierbare medizinische Vorrichtung und die noch kleineren Abmessungen ihrer Teilmerkmale erfordern sehr teure und aufwändige Herstellungsanlagen und Herstellungsverfahren mit vielen einzelnen Arbeitsschritten. Aufgrund der geringen Bauteilgröße und der hohen Anforderungen an Stabilität und Zuverlässigkeit von Medizinprodukten zur elektrischen Stimulierung oder Detektion stellt die elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Ringelektrode und einem Leiter oft eine besondere Herausforderung dar.
Die EP3185248A1 beschreibt ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung einer beschichteten Leitung mit einem Teilchen. Hierzu wird die Isolierung teilweise entfernt und in ein dabei entstehendes Fenster (Via) werden elektrisch leitende Teilchen eingebracht. Das Teilchen bildet eine leitfähige Verbindung zwischen dem Leiter und einer Ringelektrode, welche den Leiter umgibt. Hierbei kann jedoch das Kriechen der Kunststoffisolierung zu einem Kontaktverlust zwischen der Leitung und dem Teilchen führen.
Die US7364479B1 beschreibt ein Kontaktierungsverfahren, das vergleichsweise aufwändig ist. Die US2016303366A1 beschreibt eine Kontaktierung, die ein zusätzliches Verbindungsstück verwendet und daher ebenfalls aufwändig ist.
Die US20130338745A1 beschreibt eine Kontaktierung mittels Mikroschieber. Dies ist aufwändig und kann aufgrund der Fertigungstoleranzen in der Praxis zu einer Instabilität des Kontakts führen.
Die US20130338745A1 beschreibt eine Kontaktierung mittels Ringelektroden, welche mehrere Hohlräume für die elektrischen Leiter aufweisen. Dieses Verfahren ist aufwändig und nicht sehr flexibel.
Oftmals ist es gemäß herkömmlicher Kontaktierungsverfahren erforderlich, dass der elektrische Leiter durchtrennt werden muss, um ihn mit der Ringelektrode zu verbinden. Aus diesem Grund ist es meist nicht möglich, denselben Leiter in einfacher Weise mit mehreren Ringelektroden zu verbinden.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eines oder mehrere der oben geschilderten und weitere Probleme des Stands der Technik zu lösen. Beispielsweise ermöglicht die Erfindung eine einfache und kostengünstige Herstellung von Ringelektroden mit mehreren Öffnungen. Weiterhin liefert die vorliegende Erfindung Ringelektroden mit einer innen liegenden Kontaktierungsöffnung, welche leicht und sicher mit einem Leiter verbunden werden können, ohne den Leiter durchtrennen zu müssen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere denjenigen, die in den Patentansprüchen beschrieben sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben.

1. Herstellungsverfahren für eine Ringelektrode, umfassend die folgenden Schritte:
1. (a) Bereitstellen eines ersten Rohrs, welches einen Kern aus einem ersten Opfermaterial umfasst,
2. (b) Formen einer Vertiefung in dem ersten Rohr, und Durchtrennen des ersten Rohrs an einer Stelle in der Vertiefung,
3. (c) Einbringen eines Stabs aus einem zweiten Opfermaterial in die Vertiefung,
4. (d) Einbringen des ersten Rohrs und des Stabs in ein Außenrohr, und dadurch Formen eines Verbundrohrs,
5. (e) Ziehen des Verbundrohres in eine Längsrichtung des Verbundrohres,
6. (f) Abtrennen einer Verbundrohrscheibe von dem Verbundrohr,
7. (g) Entfernen des ersten Opfermaterials, um eine Durchgangsöffnung zu erhalten, und
8. (h) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode zu erhalten, wobei aus einem Teil des ersten Rohrs eine offene Klemme zur Aufnahme eines Leiters in der Kontaktierungsöffnung gebildet wird.
2. Herstellungsverfahren gemäß Ausführungsform 1, weiterhin umfassend Aufbringen eines Diffusionsmittels zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr und Verbinden des ersten Rohrs und des Außenrohrs mithilfe von Diffusionsbonden.
3. Herstellungsverfahren gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das erste Rohr und das Außenrohr jeweils ein Metall umfassen, wobei die beiden Metalle eine zueinander ähnliche Mikrostruktur besitzen.
4. Herstellungsverfahren gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das Entfernen des ersten Opfermaterials und/oder des zweiten Opfermaterials ein chemisches oder thermisches Auslösen, bevorzugt Beizen, Ausbrennen oder Ätzen, umfasst.
5. Herstellungsverfahren gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das erste Rohr und das Außenrohr nach dem Ziehen des Verbundrohres spaltfrei aneinander liegen.
6. Herstellungsverfahren gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei das Verbundrohr nach dem Ziehen erwärmt wird, um das erste Rohr und das Außenrohr durch Diffusion miteinander zu verbinden.
7. Ringelektrode, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6.
8. Vorstufe für eine Ringelektrode, umfassend ein erstes Rohr, welches einen Kern aus einem ersten Opfermaterial umfasst, eine Vertiefung in dem ersten Rohr, und ein Außenrohr, welches das erste Rohr umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle der Vertiefung durchtrennt ist, und die Vertiefung einen Stab aus einem zweiten Opfermaterial umfasst.
9. Mehrlagige Ringelektrode, umfassend ein erstes Rohr, das eine Vertiefung umfasst, und ein Außenrohr, welches das erste Rohr formschlüssig umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle der Vertiefung durchtrennt ist, und die Vertiefung eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode bildet, und wobei ein Teil des ersten Rohrs eine offene Klemme bildet, wobei die Klemme eingerichtet ist, einen Leiter in der Kontaktierungsöffnung aufzunehmen, ohne den Leiter zu durchtrennen.
10. Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einer der Ausführungsformen 7 bis 9, wobei das erste Rohr und das Außenrohr jeweils ein Metall umfassen, wobei die beiden Metalle eine zueinander ähnliche Mikrostruktur besitzen.
11. Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einer der Ausführungsformen 7 bis 10, wobei das erste Rohr eine im Wesentlichen gleiche oder höhere Vickers-Härte im Vergleich zum Außenrohr aufweist.
12. Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einer der Ausführungsformen 7 bis 11, wobei das erste Rohr und das Außenrohr stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
13. Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einer der Ausführungsformen 7 bis 12, wobei das erste Rohr und/oder das Außenrohr ein Metall umfassen, wobei das Metall unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Pt, Ir, Ta, Pd, Ti, Fe, Au, Mo, Nb, W, Ni, Ti, MP35N, 316L, 301 und 304.
14. Verfahren zur Verbindung einer Ringelektrode gemäß einer der Ausführungsformen 7 oder 9 bis 12 mit einem Leiter, umfassend die folgenden Schritte:
1. (i) Einbringen des Leiters in die Kontaktierungsöffnung, ohne den Leiter zu durchtrennen, und
2. (ii) Verbinden des Leiters mit der Ringelektrode unter Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Leiter und der Ringelektrode mithilfe der Klemme .
15. Medizinischer Sensor oder Stimulator, umfassend eine Ringelektrode gemäß einer der Ausführungsformen 7 oder 9 bis 12.
16. Sensor oder Stimulator gemäß Ausführungsform 15, weiterhin umfassend einen Leiter, wobei derselbe Leiter mit mehreren Ringelektroden elektrisch leitfähig verbunden ist.

Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.

1 zeigt eine Querschnittszeichnung einer ersten Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode.
2 zeigt eine Querschnittszeichnung einer zweiten Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode.
3 zeigt eine Querschnittszeichnung einer weiteren Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode.
4 zeigt eine Querschnittszeichnung einer erfindungsgemäßen Ringelektrode.
5 zeigt eine Querschnittszeichnung einer erfindungsgemäßen Ringelektrode.
6 zeigt einen Ausschnitt eines elektrischen Stimulators.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen, deren Elemente ein bestimmtes Merkmal (z.B. ein Material) „aufweisen“ oder „umfassen“, wird grundsätzlich immer eine weitere Ausführungsform erwogen, in denen das betreffende Element allein aus dem Merkmal besteht, d.h. keine weiteren Bestandteile umfasst. Das Wort „umfassen“ oder „umfassend“ wird hierin synonym mit dem Wort „aufweisen“ oder „aufweisend“ verwendet und schließt das Vorhandensein weiterer Merkmale nicht aus.
Wenn in einer Ausführungsform ein Element mit dem Singular bezeichnet ist, wird ebenfalls eine Ausführungsform erwogen, bei denen mehrere dieser Elemente vorhanden sind. Die Verwendung eines Begriffs für ein Element im Plural umfasst grundsätzlich auch eine Ausführungsform, in welchem nur ein einzelnes entsprechendes Element enthalten ist.
Soweit nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang eindeutig ausgeschlossen, ist es grundsätzlich möglich und wird hiermit eindeutig in Betracht gezogen, dass Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen auch in den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen vorhanden sein können. Ebenso wird grundsätzlich erwogen, dass alle Merkmale, die hierin in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben werden, auch in den hierin beschriebenen Erzeugnissen und Vorrichtungen vorhanden sein können bzw. anwendbar sind, und umgekehrt. Lediglich aus Gründen der knapperen Darstellung werden alle diese erwogenen Kombinationen nicht in allen Fällen explizit aufgeführt. Auch technische Lösungen, die zu den hierin beschriebenen Merkmalen bekanntermaßen gleichwertig sind, sollen grundsätzlich vom Umfang der Erfindung umfasst sein.
In einem ersten Aspekt wird ein Herstellungsverfahren für eine Ringelektrode beschrieben, welches die folgenden Schritte umfasst:

(a) Bereitstellen eines ersten Rohrs, welches einen Kern aus einem ersten Opfermaterial umfasst,
(b) Formen einer Vertiefung in dem ersten Rohr, und Durchtrennen des ersten Rohrs an einer Stelle in der Vertiefung,
(c) Einbringen eines Stabs aus einem zweiten Opfermaterial in die Vertiefung,
(d) Einbringen des ersten Rohrs und des Stabs in ein Außenrohr, und dadurch Formen eines Verbundrohrs,
(e) Ziehen des Verbundrohres in eine Längsrichtung des Verbundrohres,
(f) Abtrennen einer Verbundrohrscheibe von dem Verbundrohr,
(g) Entfernen des ersten Opfermaterials, um eine Durchgangsöffnung zu erhalten, und
(h) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode zu erhalten, wobei aus einem Teil des ersten Rohrs eine offene Klemme zur Aufnahme eines Leiters in der Kontaktierungsöffnung gebildet wird.

Die Schritte des Verfahrens können in der oben angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden.
Das erste Rohr umfasst einen Kern aus einem ersten Opfermaterial. Bevorzugt weist das erste Rohr in seiner Ausgangsform eine zylindrische Außenform auf, und sein Mantel umschließt formschlüssig einen Kern aus einem ersten Opfermaterial.
Das erste Rohr wird beispielsweise mithilfe eines Walzverfahrens, wie zum Beispiel Glattwalzen, umgeformt, sodass sich eine Vertiefung darin ausbildet. Dazu kann der Mantel des ersten Rohrs in Richtung der Hauptachse des Rohrs eingedrückt werden, sodass sich eine Vertiefung in dem ersten Rohr ausbildet. Diese Vertiefung erstreckt sich bevorzugt entlang der gesamten Längsachse des ersten Rohrs. Gleichzeitig oder anschließend kann auf einer Seite der Vertiefung an einer vorbestimmten radialen Position des ersten Rohrs der Rohrmantel durchbrochen werden, beispielsweise indem der Mantel des ersten Rohrs an einer Position der Vertiefung besonders stark verformt und eingedrückt wird. Infolgedessen kann der Mantel des Rohrs im Bereich der Vertiefung derart verformt werden, dass er in der fertigen Ringelektrode als Klemme zur Aufnahme eines Leiters verwendet werden kann. Wird das derart umgeformte erste Rohr nun in ein größeres Rohr eingeschoben, wird zwischen dieser Klemme und dem Außenrohr, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des ersten Rohrs ist, ein Zwischenraum definiert, welcher später eine Kontaktierungsöffnung zur Aufnahme eines Leiters bildet. In diesen Zwischenraum kann ein Stab aus einem zweiten Opfermaterial eingeschoben werden. Das erste Rohr bildet gemeinsam mit dem Außenrohr und dem Stab ein Verbundrohr, welches nachfolgend einem Ziehverfahren entlang einer Längsachse des Verbundrohrs unterzogen werden kann, wie hierin nachfolgend ausführlicher beschrieben. Hierbei wird das Verbundrohr bevorzugt einer Kaltverformung unterzogen, wobei sich die einzelnen Elemente des Verbundrohrs fester miteinander verbinden, und sich die Form des Verbundrohrs insgesamt verkleinert. Bevorzugt erfolgt durch diese Kaltverformung eine im Wesentlichen spaltfreie Verbindung der einzelnen Elemente des Verbundrohrs, sodass das erste Rohr, das Außenrohr und der Stab jeweils formschlüssig miteinander verbunden werden. Nach der Kaltverformung kann das Verbundrohr geglüht werden, um die Verbindung der Elemente des Verbundrohrs weiter zu verbessern. Hierdurch kann bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Rohrs mit dem Außenrohr erzielt werden.
Der Kern und/oder der Stab weisen bevorzugt jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, sodass die umliegenden Strukturen nach dem Ziehverfahren einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt erhalten. Diese beiden Querschnitte bilden später eine Durchgangsöffnung bzw. eine Kontaktierungsöffnung der Ringelektrode, nachdem die Opfermaterialien entfernt worden sind, bevorzugt durch ein materialselektives Verfahren, wie zum Beispiel ein Ätzverfahren. Möglich sind jedoch auch andere Formen, beispielsweise elliptische oder eckige Formen der Querschnitte.
In einer Ausführungsform weisen ein Material des ersten Rohrs und ein Material des Außenrohrs einen ähnlichen Verformungsgrad und/oder eine zueinander ähnliche Mikrostruktur und/oder eine ähnliche Härte auf. Beispielsweise können das Material des Außenrohrs und das Material des ersten Rohrs eine zueinander ähnliche Mikrostruktur aufweisen. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Kristallkörner eines Metalls bei beiden Materialien jeweils eine ähnliche Größe und/oder Form aufweisen. Beispielsweise können diese zwei Materialien einen ähnlichen Umformgrad aufweisen, der bei vergleichbaren Ausgangsmaterialien zu einer ähnlichen Mikrostruktur führt. Unter Verformungsgrad oder Umformgrad kann das logarithmische Verhältnis aus der Länge einer Probe nach der Verformung zu einer Länge der Probe vor der Verformung verstanden werden.
In einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis A:B von 0,8 bis 1,2; bevorzugt von 0,9 bis 1,1; von 0,95 bis 1,05 oder von 0,99 bis 1,01, wobei A die mittlere Kristallkorngröße des Außenrohrs ist und B die mittlere Kristallkorngröße des ersten Rohrs ist. Die Korngröße kann mit dem hierin nachfolgend beschriebenen Testverfahren ermittelt werden.
Aufgrund dieser Anpassungen des ersten Rohrs und des Außenrohrs in Bezug auf die Mikrostruktur lassen sich diese beiden Elemente stabiler miteinander verbinden.
Wenn eine innere Komponente, z.B. das erste Rohr eine gleiche oder höhere Vickers-Härte im Vergleich zu einer daran angrenzenden äußeren Komponente, z.B. dem Außenrohr, aufweist, kann dies die Stabilität der hergestellten Ringelektrode verbessern. Insbesondere kann eine Delamination von Außenrohr und erstem Rohr verhindert oder verringert werden.
In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis C:D von 0,8 bis 1,0; bevorzugt von 0,9 bis 1,0; von 0,95 bis 1,0 oder von 0,99 bis 1,0, wobei C die Härte des Materials des Außenrohrs und D die Härte des Materials des ersten Rohrs ist. Die Härte nach Vickers kann gemäß einem hierin nachfolgend beschriebenen Testverfahren ermittelt werden.
In einer Ausführungsform geschieht das Ziehen des Verbundrohres mit einem Verformungsgrad zwischen 3 und 30 % pro einzelnem Zug und vorzugsweise mit einem Verformungsgrad zwischen 3 und 20 % pro einzelnem Zug. Im Gesamtverbund nach mehreren oder allen Zügen kann der Verformungsgrad zwischen 50 und nahezu 100 % liegen.
In einer Ausführungsform wird das Außenrohr und/oder eines der anderen Elemente, beispielsweise das erste Rohr, vor dem Ziehen weichgeglüht, um ein Fließen der Einzelrohre in Freiräume zwischen den Einzelrohren zu begünstigen.
Das Außenrohr, das erste Rohr, und/oder ggf. ein weiteres vorhandenes Rohr können jeweils ein Metall umfassen, beispielsweise ein Edelmetall oder ein Nicht-Edelmetall. Beispiele für bevorzugte Metalle sind Pt, Ir, Ta, Pd, Ti, Au, Mo, Nb, W, Ni, Ti, MP35, 316L, 301, 304, sowie Legierungen dieser Metalle, und mehrschichtige Materialsysteme.
In einigen Ausführungsformen umfasst das erste Rohr und/oder das Außenrohr eines oder mehrere der Metalle Pt, Ir, Ta, Pd, Ti, Fe, Au, MP35N oder eine Mischung bzw. Legierung davon. In einigen Ausführungsformen umfasst das erste Rohr und/oder das Außenrohr die Legierung MP35, Ptlr10, Ptlr20, 316L, 301 oder Nitinol. Das erste Rohr und/oder das Außenrohr kann auch mehrschichtige Materialsysteme umfassen. Bevorzugt umfasst das erste Rohr und/oder das Außenrohr MP35, Au, Ta, Pt, Ir, Pd oder Ti. In einigen Ausführungsformen enthält das erste Rohr und/oder das Außenrohr weniger als 3 %, 2 %, oder weniger als 1 % Fe. In einer Ausführungsform umfasst das Außenrohr ein Nichtedelmetall oder eine Edelstahllegierung. Beispiele für Edelstahllegierungen sind 316L, 301 und 304.
MP35 ist eine härtbare Legierung auf Nickel-Kobalt-Basis. Eine Variante von MP35 ist beschrieben in der Industrienorm ASTM F562-13. In einer Ausführungsform ist MP35 eine Legierung, die 33 bis 37 % Co, 19 bis 21 % Cr, 9 bis 11 % Mo und 33 bis 37 % Ni umfasst. Ptlr10 ist eine Legierung aus 88 bis 92 % Platin und 8 bis 12 % Iridium.
Ptlr20 ist eine Legierung aus 78 bis 82 % Platin und 18 bis 22 % Iridium. 316L ist ein säurebeständiger, CrNiMo-Austenitstahl mit ca. 17 % Cr; ca. 12 % Ni und mind. 2,0 % Mo. Eine Variante von 316L ist beschrieben in der Industrienorm 10088-2. In einer Ausführungsform ist 316L eine Legierung, die 16,5 bis 18,5 % Cr; 2 bis 2,5 % Mo und 10 bis 13 % Ni umfasst.
301 ist ein Chrom-Nickelstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit. Eine Variante von 301 ist beschrieben in der Industrienorm DIN 1.4310. In einer Ausführungsform ist 301 eine Legierung, die 16 bis 18 % Cr, und 6 bis 8 % Ni umfasst.
Nitinol ist eine Nickel-Titan-Legierung mit Formgedächtnis mit einer geordnet-kubischen Kristallstruktur und einem Nickelanteil von etwa 55 %, wobei der übrige Anteil aus Titan besteht. Nitinol weist gute Eigenschaften in Bezug auf Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit auf. Soweit nicht anders angegeben, sind hierin alle Prozent-Angaben als Massenprozent (Gewichts%) zu verstehen.
In einer Ausführungsform umfasst das erste Rohr und/oder das Außenrohr eine Legierung, die in US 10487377B2 offenbart ist, beispielsweise eine Legierung umfassend etwa 10 % bis etwa 30 % Chrom, etwa 20 % bis etwa 50 % Nickel, etwa 2 % bis etwa 20 % Molybdän, etwa 10 % bis etwa 50 % Kobalt und weniger als etwa 0,01 % Aluminium, jeweils basierend auf dem Gesamtgewicht der Legierung. Die gesamte Offenbarung von US 10487377B2 wird hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Das erste Rohr und/oder das Außenrohr können jeweils unabhängig voneinander ein oder mehrere der oben genannten Metalle und Legierungen umfassen, oder daraus bestehen. In einer Ausführungsform umfassen das erste Rohr und/oder das Außenrohr dasselbe Metall oder dieselbe Legierung. In einer Ausführungsform umfassen das erste Rohr und/oder das Außenrohr jeweils unterschiedliche Materialien, beispielsweise unterschiedliche Metalle oder Legierungen. Beispielsweise können das Außenrohr und das erste Rohr jeweils ein Edelmetall umfassen; oder das Außenrohr kann ein Edelmetall umfassen, während das erste Rohr ein Nichtedelmetall umfasst. Wenn beispielsweise das erste Rohr und/oder das Außenrohr zumindest an der Kontaktfläche dieser beiden Elemente dasselbe Material umfassen, ist eine besonders feste Verbindung zwischen ihnen erzielbar. In einer Ausführungsform umfassen das erste Rohr und/oder das Außenrohr Titan. In einer Ausführungsform umfasst das erste Rohr Titan, und das Opfermaterial in dem ersten Rohr umfasst Kupfer. In einer Ausführungsform umfasst das Außenrohr Titan, und das zweite Opfermaterial umfasst Kupfer. In einer Ausführungsform umfasst das Außenrohr Platin, und das erste Rohr umfasst Titan. In einer Ausführungsform umfasst das Außenrohr Platin, und das erste umfasst ein Nichtedelmetall.
In einer Ausführungsform umfasst das Außenrohr ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung. In einer Ausführungsform umfasst das erste Rohr ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung. Das Außenrohr, das erste Rohr und/oder weitere Elemente des Verbundrohrs können aus dem gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien sein. Als Edelmetalle können Metalle verstanden werden, deren Redoxpaare ein positives Standardpotential bezüglich der Normal-Wasserstoffelektrode aufweisen. Das Edelmetall kann Platin oder ähnliches sein. Die Edelmetalllegierung kann eine Platin-Iridium-Legierung oder ähnliches sein und insbesondere eine PtIr10- oder Ptlr20-Legierung.
In einer Ausführungsform ist ein Opfermaterial gegenüber dem umgebenden Material unedler. Als unedle Metalle oder Nichtedelmetalle können Metalle verstanden werden, deren Redoxpaare ein negatives Standardpotential bezüglich der Normal-Wasserstoffelektrode aufweisen.
In einer Ausführungsform umfasst das erste und/oder zweite Opfermaterial ein Nichtedelmetall oder eine Nichtedelmetalllegierung. Als Nichtedelmetalllegierung kann eine Legierung aus einem oder mehreren Nichtedelmetallen oder unedlen Metallen verstanden werden. Das Opfermaterial des Kerns, d. h. das erste Opfermaterial, und das Opfermaterial des Stabs, d. h. das zweite Opfermaterial, können aus dem gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder diese umfassen. Die Nichtedelmetalllegierung kann aus Kupfer, einer Nickel-Kobalt-Basislegierung oder ähnlichem bestehen oder dieses umfassen. Für eine bessere Formstabilität der zur erzeugenden (kleineren) Öffnung kann das Opfermaterial des Stabs härter als das Opfermaterials des Kerns sein. In einer Ausführungsform besteht der erste Kern aus Kupfer oder umfasst Kupfer. In einer Ausführungsform umfasst der Stab eine Nickel-Kobalt-Basislegierung oder besteht daraus. Die Nickel-Kobalt-Basislegierung kann beispielsweise MP35N oder MP35NLT sein. In einer Ausführungsform ist das Opfermaterial des Kerns ausgewählt aus Cu, MP35N, Ni, Co, Ti, 316L, 301, 304, Keramik oder Kunststoff. In einer Ausführungsform ist das Opfermaterial des Stabs ausgewählt aus Cu, MP35N, Ni, Co, Ti, 316L, 301, 304, Keramik oder Kunststoff.
In einer Ausführungsform umfassen das erste und/oder das zweite Opfermaterial ein Nichtedelmetall, bevorzugt Kupfer. In einer Ausführungsform umfassen das erste und/oder das zweite Opfermaterial ein Material ausgewählt aus der Liste bestehend aus Cu, MP35N, Ni, Co, Ti, 316L, 301, 304, Keramik und Kunststoff.
Die verschiedenen Bestandteile des Verbundrohrs, insbesondere das erste Rohr und das Außenrohr, können grundsätzlich unabhängig voneinander gleiche oder unterschiedliche Materialien umfassen. Die Werkstoffpaarungen werden bevorzugt so gewählt, dass das Opfermaterial gegenüber dem umgebenden Element leichter entfernt werden kann, beispielsweise durch einen selektiven chemischen Prozess, oder durch selektiven mechanischen Abtrag aufgrund unterschiedlicher mechanischer Stabilität der verschiedenen Materialien.
Ein Vorteil der hierin beschriebenen Herstellungsverfahren liegt darin, dass die Ringelektrode nicht aus dem Vollen, wie zum Beispiel aus einem Stabmaterial hergestellt werden muss, sondern direkt aus hohlen Rohren hergestellt werden kann. Auf diese Weise kann auf eine zerspanende oder abtragende Bearbeitung der Außendurchmesser der Rohre verzichtet werden und es wird deutlich weniger Edelmetall im Inneren der Ringelektrode eingesetzt und verloren, da die Rohre häufig keinen Edelmetallkern aufweisen, der ausgeräumt werden muss. Damit entfallen nicht nur die Kosten und der Aufwand für die zerspanende Bearbeitung und das Ausräumen, sondern auch die Kosten des Edelmetalls und der Edelmetallverluste.
Die Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode kann zur elektrischen und/oder zur mechanischen Kontaktierung mit einem Leiter dienen. Die Kontaktierungsöffnung kann damit als elektrisches Verbindungselement und/oder als mechanisches Befestigungselement für einen Leiter dienen. Der Leiter kann ein Kabel oder ein Draht zur Kontaktierung der Ringelektrode mit einer medizinischen Vorrichtung, wie einem Sensor oder Stimulator, beispielsweise einem Herzschrittmacher, sein.
Die exzentrische Anordnung des ersten Rohrs und des Außenrohrs zueinander kann so verstanden werden, dass die Mittelpunkte oder Schwerpunkte dieser beiden Elemente im Querschnitt nicht aufeinanderliegen. Das Außenrohr und das erste Rohr sind also nicht konzentrisch angeordnet und bilden daher nicht die Form einer Zielscheibe. Das Außenrohr und das erste Rohr weisen demnach im Querschnitt keinen gemeinsamen Mittelpunkt oder Schwerpunkt auf. Auf diese Weise kann die Kontaktierungsöffnung so gebildet werden, dass sie im Querschnitt gesehen außerhalb des Mittelpunkts der Ringelektrode liegt.
Unter Ziehen oder Durchziehen kann ein Zugdruckumformen verstanden werden, bei dem ein Ausgangsdraht durch eine Ziehdüse, einen Ziehstein oder eine Matrize in mehreren Schritten auf einen reduzierten Durchmesser gebracht wird. Beim Ziehen des Verbundrohrs können dessen einzelne Bestandteile aufeinander zufließen und Freiräume zwischen sich verkleinern und bevorzugt vollständig schließen.
Durch das Ziehen kann zumindest teilweise ein Formschluss und/oder ein Kraftschluss zwischen den Einzelkomponenten des Verbundrohres erreicht werden, sodass eine Endgeometrie der Ringelektrode nach dem vorliegenden Herstellungsverfahren beständig ist. Das kann so verstanden werden, dass die Einzelkomponenten des Verbundrohres gegenüber durch gegenseitige mechanische Blockierung und/oder Reibung halten. Durch das Ziehen kann zumindest teilweise auch ein Stoffschluss, zum Beispiel durch Kaltverschweißen der Einzelkomponenten des Verbundrohres, erreicht werden. Das kann so verstanden werden, dass die Einzelkomponenten des Verbundrohres gegenüber durch chemische bzw. atomare Verbindung halten. In einer Ausführungsform sind die Einzelkomponenten des Verbundrohres nach dem Ziehen vollständig oder im Wesentlichen vollständig miteinander verbunden, sodass ein einheitlicher Materialverbund vorliegt, wobei die einzelnen Schichten gegebenenfalls lediglich noch durch eine Grenzfläche erkennbar sind, wie hierin beschrieben.
In einer Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten Rohrs größer als der Durchmesser des Stabs. Vorzugsweise ist der Durchmesser des ersten Rohrs mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser des Stabs. Weiter bevorzugt ist der Durchmesser des ersten Rohrs mehr als dreimal so groß wie der Durchmesser des Stabs. Auf diese Weise ist die durch das erste Rohr gebildete Durchgangsöffnung der Ringelektrode deutlich größer als die durch den Stab gebildete Kontaktierungsöffnung. Für die Bestimmung des Durchmessers des ersten Rohrs bleibt die Vertiefung des ersten Rohrs außer Betracht.
In einer Ausführungsform umfasst das Entfernen des ersten Opfermaterials und/oder des Stabs ein chemisches oder thermisches Auslösen. Dies kann bevorzugt Beizen, Ausbrennen oder Ätzen sein. Das Entfernen des ersten Opfermaterials und das Entfernen des zweiten Opfermaterials kann durch die gleiche oder eine unterschiedliche Art geschehen. In den Fällen, in denen das erste Opfermaterial und das zweite Opfermaterial identisch sind, ist es bevorzugt, beide Materialien gleichzeitig mithilfe desselben Verfahrens zu entfernen. Unter Beizen kann die Behandlung der Ringelektrode oder ihrer Komponenten mittels einer Beize verstanden werden. Als Beize können aggressive Chemikalien wie Säuren oder Laugen verwendet werden. Unter Ätzen kann die Abtragung von Material der Ringelektrode oder ihrer Komponenten durch Anwendung eines Ätzmittels verstanden werden. Als Ätzmittel können chemische Stoffe zur Anwendung kommen, die das zu ätzende Material in einer chemischen Reaktion verändern (meistens oxidieren) und so in Lösung bringen. Ätzmittel können Säuren oder starke Oxidantien sein. Das Beizen oder Ätzen kann durch Ultraschall, Wärme und/oder elektrischen Strom unterstützt werden.
In einer Ausführungsform geschieht das Entfernen des ersten Opfermaterials mithilfe einer Säure. Die Säure kann Salpetersäure, Salzsäure und/oder ähnliches sein. Als Oxidans kann beispielsweise Wasserstoffperoxid verwendet werden.
Ausbrennen bedeutet hierin die Entfernung durch Erwärmung, wobei das Material durch Verbrennung, Schmelzen und/oder Zersetzung entfernt wird.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin Aufbringen eines Diffusionsmittels zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr und Verbinden des ersten Rohrs und des Außenrohrs mithilfe von Diffusionsbonden. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen zwei beliebigen aneinander liegenden Bestandteilen des Verbundrohrs ein Diffusionsmittel eingebracht werden. Ein Diffusionsmittel ist ein Material, welches die Verbindung zweier Komponenten ermöglicht oder verbessert, indem das Diffusionsmittel durch Diffusion zumindest teilweise in das Material mindestens einer der Komponenten, bevorzugt in das Material beider Komponenten, eindringt. Dieser Vorgang wird auch als Diffusionsbonden bezeichnet.
Unter Diffusionsbonden (englisch „diffusion bonding“) ist in der Regel ein Prozess zu verstehen, bei dem zwei ansonsten schwer miteinander in Verbindung zu bringende Körper aus unterschiedlichen Materialien zu einer stabilen Verbindung gebracht werden. Hierbei werden unter geeigneten Temperatur- und Druckverhältnissen zwei unterschiedliche Materialien in Kontakt gebracht und für eine bestimmte Zeit unter diesen Bedingungen gehalten. Unter diesen gegenüber Normalbedingungen meist erhöhten Temperaturen und Drücken auf die Verbindungsfläche der beiden Materialien findet ein Stofftransport zwischen den beiden Körpern statt, der eine sehr stabile Verbindung zwischen den beiden Körpern herstellen kann. Eine solche Verbindung ist hierin in dem Begriff „stoffschlüssige Verbindung“ mit umfasst.
Das Diffusionsmittel ist bevorzugt so angeordnet, dass es die Verbindung zweier Komponenten zur Herstellung der Ringelektrode durch Diffusionsbonden ermöglicht. Das Diffusionsmittel kann auf einer oder mehrerer der Komponenten angeordnet sein, beispielsweise auf der Außenseite des ersten Rohrs oder auf der Innenseite des Außenrohrs, oder beides. Mit „Komponenten“ sind hierin grundsätzlich alle Bestandteile des Verbundrohrs bezeichnet, insbesondere das Außenrohr, das erste Rohr und der Stab. Bevorzugt ist das Diffusionsmittel auf der Außenseite des ersten Rohrs angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann das Diffusionsmittel auf der Innenseite des Außenrohrs angeordnet sein.
Unter Einwirkung von erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur findet ein Stofftransport des Diffusionsmittels in das Außenrohr und/oder das erste Rohr statt, was hierin als Diffusionsbonden bezeichnet wird. Das Diffusionsmittel wird dadurch ganz oder teilweise in das angrenzende Material, beispielsweise in das Außenrohr und/oder das erste Rohr, aufgenommen. Wenn das Diffusionsmittel vollständig durch die Komponenten des Verbundrohrs aufgenommen ist, können diese Komponenten so miteinander verbunden sein, dass die ursprüngliche Grenzfläche zwischen ihnen nicht mehr feststellbar ist. Auf diese Weise kann ein Materialverbund mit einheitlichen Materialeigenschaften oder ein kontinuierlicher Materialgradient ausgebildet werden. Die dadurch enthaltenen Ringelektroden zeichnen sich durch eine besondere thermische und mechanische Belastbarkeit aus. Zudem können die einzelnen Komponenten in Bezug auf ihren Durchmesser und/oder ihre Wandstärke kleiner dimensioniert werden. Auch wenn Anteile des Diffusionsmittels nach dem Diffusionsbonden zwischen den beiden Komponenten verbleiben, kann eine bessere Verbindung zwischen den Komponenten erzielt werden, als es ohne das Diffusionsmittel der Fall wäre. Mithilfe des Diffusionsmittels lassen sich auch Komponenten aus Materialien miteinander verbinden, welche ohne das Diffusionsmittel keine feste Verbindung durch Diffusionsbindung miteinander eingehen können, beispielsweise weil sie unter gewöhnlichen Bedingungen von einer Oxidschicht bedeckt sind. Dadurch ermöglicht das Diffusionsmittel die Verwendung neuer Materialien und neuer Materialkombinationen für mehrlagige Ringelektroden. Hierdurch wird auch die Verwendung von Nichtmetallen oder Nichtedelmetallen für einzelne Komponenten, beispielsweise für das erste Rohr, ermöglicht. Beispielsweise kann das erste Rohr Titan umfassen. Dadurch wird es beispielsweise ermöglicht, den Verbrauch teurer Materialien wie zum Beispiel Platin und Platinlegierungen zu begrenzen, indem diese Materialien nur für das Außenrohr, jedoch nicht für das erste Rohr verwendet werden.
Geeignete Diffusionsmittel sind insbesondere Metalle und Legierungen. In einer Ausführungsform ist das Diffusionsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Au, Pd, Ti, Ni, Co, Cr, Fe, Ag und einem Aktivlot. In einer Ausführungsform ist das Diffusionsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Au, Pd, Ti, Ni, Co, Cr, Fe, Ag, Sn und einem Aktivlot.
Beispiele für Gruppen geeigneter Aktivlote sind beispielsweise Silber-Titan-Lote, Silber-Kupfer-Titan-Lote und Silber-Kupfer-Indium-Titan-Lote. In einer Ausführungsform ist das Aktivlot AgTi4 oder AgCuTi3. Weitere Beispiele für Aktivlote sind 96Au4Ti, 98Au2Ti, 50Ti50Ni, 96.4Au3Ni1Ti, 92.75Cu2AI3Si2.25Ti, 67Ti33Ni, 96Ag4Ti, 70Ti15Cu15Ni, 98.4Ag1ln0.6Ti, 60Ti25Ni15Cu, 92.75Ag5Cu1AI1.25Ti, 68.8Ag26.7Cu4.5Ti, 63Ag35.25Cu1.75Ti, 63Ag34.25Cu1.75Ti1Sn, 60.3Ag23Cu14.7In2Ti, 59Ag27.25Cu12.5In1.25Ti, 43.6Ag29.1Cu24.3In3Ti, und 96.4Au3Ni0.6Ti.
In einer Ausführungsform liegen das erste Rohr und das Außenrohr nach dem Ziehen des Verbundrohres spaltfrei aneinander. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem zueinander passende Geometrien und Dimensionen für das erste Rohr und das Außenrohr gewählt werden, und/oder indem das Verbundrohr mit einem ausreichend hohen Umformgrad kaltverformt wird, dass die ursprünglich zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr vorhandenen Zwischenräume durch die Umformung des Verbundrohrs verschwinden.
In einer Ausführungsform wird das Verbundrohr nach dem Ziehen erwärmt, beispielsweise weichgeglüht, um das erste Rohr und das Außenrohr durch Diffusion miteinander zu verbinden. Gegebenenfalls kann hierzu wie hierin beschrieben ein Diffusionsmittel zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, durch Glühen des Verbundrohrs das erste Rohr und das Außenrohr auch ohne ein solches zusätzliches Diffusionsmittel mittels Diffusion zu verbinden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Ringelektrode, die nach einem hierin beschriebenen Verfahren herstellbar ist.
Ebenfalls bereitgestellt wird eine Vorstufe für eine Ringelektrode, die ein erstes Rohr mit einem Kern aus einem ersten Opfermaterial, ein Außenrohr und einen Stab aus einem zweiten Opfermaterial umfasst. Das erste Rohr umfasst eine Vertiefung, in welcher der Stab angeordnet ist. Das Rohr ist an einer Stelle der Vertiefung durchtrennt.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung eine mehrlagige Ringelektrode, welche ein erstes Rohr umfasst, welches eine Vertiefung aufweist und ein Außenrohr umfasst, welches das erste Rohr formschlüssig umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle der Vertiefung durchtrennt ist und die Vertiefung eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode bildet. Ein Teil des ersten Rohres bildet eine offene Klemme. Die erste Klemme ist eingerichtet, einen Leiter in der Kontaktierungsöffnung aufzunehmen, ohne den Leiter zu durchtrennen. Hierzu kann der Leiter seitlich in die Kontaktierungsöffnung eingeführt werden. Mit „offene Klemme“ ist gemeint, dass die Kontaktierungsöffnung keine ringförmig geschlossene Form hat, sondern an einer Stelle unterbrochen ist, um einen Leiter aus einer Durchgangsöffnung der Ringelektrode seitlich in die Öffnung schieben zu können. Bevorzugt ist das erste Rohr mit dem Außenrohr stoffschlüssig verbunden, wobei diese beiden Elemente weiterhin als solche erkennbar sind, beispielsweise aufgrund des Vorhandenseins einer sichtbaren Grenzlinie, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.
In Bezug auf die für die hierin beschriebenen Ringelektroden verwendbaren Materialien wird auf die hierin beschriebenen Herstellungsverfahren verwiesen.
In einer Ausführungsform weist die Ringelektrode in einem Querschnitt gesehen eine Grenzlinie, Schnittstelle oder „Naht“ zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr auf. Das kann so verstanden werden, dass das Außenrohr und das erste Rohr nicht vollständig ineinander übergehen und miteinander verschmelzen, sondern unter dem Mikroskop die beiden Elemente noch als ursprünglich unterschiedliche Komponenten erkennbar sind. Eine solche Grenzlinie kann beispielsweise auch Restanteile eines Diffusionsmittels umfassen, wie hierin näher erläutert. Solche Restanteile eines Diffusionsmittels können vorhanden sein, wenn das Diffusionsmittel nicht vollständig in das erste Rohr oder das Außenrohr migriert ist. Beispielsweise kann die Ringelektrode zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr eine im Wesentlichen kontinuierliche Schicht eines Diffusionsmittels umfassen, oder eine Region umfassen, die einen erhöhten Anteil eines Diffusionsmittels umfasst.
Weiterhin beschrieben wird eine Ringelektrode, die ein erstes Rohr und ein Außenrohr umfasst. Das erste Rohr ist innerhalb des Außenrohrs angeordnet. Das erste Rohr und das Außenrohr sind exzentrisch zueinander angeordnet, um ein Verbundrohr zu bilden. Das erste Rohr und das Außenrohr sind miteinander in eine Längsrichtung des Verbundrohres gezogen worden. Das erste Rohr umgibt einen ersten Hohlraum, aus dem ein Opfermaterial entfernt wurde. Das Außenrohr umgibt das erste Rohr und einen zweiten Hohlraum, aus dem ein Opfermaterial entfernt wurde und der eine Kontaktierungsöffnung in der Ringelektrode bildet. Das erste Rohr und das Außenrohr sind stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei zwischen diesen beiden Elementen noch eine Grenzlinie sichtbar ist, wie hierin beschrieben. Bevorzugt sind das erste Rohr und das Außenrohr untereinander mithilfe eines Diffusionsmittels stoffschlüssig verbunden.
Eine mehrlagige Ringelektrode kann eine innenliegende Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines mehradrigen Kabels und eine innenliegende Kontaktierungsöffnung zur Verbindung mit einem einzelnen Leiter umfassen. Die Verbindung der mindestens zwei Metalllagen kann durch Diffusionsbonden erfolgen bzw. gebildet sein. Die Metalllagen können beispielsweise Platin oder Titan umfassen. In einer Ausführungsform umfasst eine der Metalllagen Platin und eine der anderen Metalllagen umfasst Titan.
In einer Ausführungsform der oben beschriebenen Varianten einer Ringelektrode weisen ein Material des Außenrohrs und ein Material des ersten Rohrs eine zueinander ähnliche Mikrostruktur auf.
Dies bedeutet beispielsweise, dass jeweils die Kristallkörner eines Metalls bei beiden Materialien eine ähnliche Größe und/oder Form aufweisen.
In einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis A:B von 0,8 bis 1,2; bevorzugt von 0,9 bis 1,1; von 0,95 bis 1,05 oder von 0,99 bis 1,01, wobei A die mittlere Kristallkorngröße des Außenrohrs ist und B die mittlere Kristallkorngröße des ersten Rohrs ist. Die Korngröße kann mit den hierin nachfolgend beschriebenen Testverfahren ermittelt werden.
In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis C:D von 0,8 bis 1,2; bevorzugt von 0,9 bis 1,1; von 0,95 bis 1,05 oder von 0,99 bis 1,01, wobei C die Härte des Materials des Außenrohrs, und D die Härte des Materials des ersten Rohrs ist. Die Härte nach Vickers kann gemäß den hierin beschriebenen Testverfahren ermittelt werden.
Im Folgenden werden einige mögliche Abmessungen der Ringelektrode genannt. Die einzelnen Abmessungen sind unabhängig voneinander zu verstehen und bilden nicht zwingend eine gemeinsame Ausführungsform, dies ist aber möglich. Ein Außendurchmesser der Ringelektrode kann zwischen 1 und 3 mm liegen, vorzugsweise zwischen 1,3 und 2,5 mm, und weiter bevorzugt zwischen 1,5 und 2,0 mm. Ein Innendurchmesser der Ringelektrode kann zwischen 0,9 und 2,9 mm liegen, vorzugsweise zwischen 1,2 und 2,4 mm, und weiter bevorzugt zwischen 1,4 und 1,9 mm. Ein Innendurchmesser der Kontaktierungsöffnung kann zwischen 0,10 und 0,30 mm liegen, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,25 mm, und weiter bevorzugt zwischen 0,17 und 0,20 mm.
In einer Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser der Ringelektrode 0,3 bis 3,0 mm, bevorzugt 0,5 bis 2 mm. In einer Ausführungsform beträgt der Innendurchmesser der Kontaktierungsöffnung 0,02 bis 0,3 mm, bevorzugt 0,04 bis 0,2 mm. In einer Ausführungsform beträgt die Länge der Ringelektrode 0,05 bis 5 mm, bevorzugt 0,1 bis 3 mm. In einer Ausführungsform beträgt die Wandstärke der Ringelektrode 0,005 bis 0,2 mm, bevorzugt 0,01 bis 0,1 mm.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Verbindung einer hierin beschriebenen Ringelektrode vorgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:

(i) Einbringen des Leiters in die Kontaktierungsöffnung, ohne den Leiter zu durchtrennen, und
(ii) Verbinden des Leiters mit der Ringelektrode unter Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Leiter und der Ringelektrode mithilfe der Klemme.

Beispielsweise kann aus einem innerhalb der Durchgangsöffnung der Ringelektrode verlaufenden Mikrokabel, welches mehrere voneinander isolierte Leiter umfasst, ein einzelner Leiter herausgeführt werden, ohne diesen zu durchtrennen. Der vereinzelte Leiter kann stellenweise von seiner Isolierung befreit werden, beispielsweise mittels Laserablation. Der Leiter kann nachfolgend seitlich in die Kontaktierungsöffnung eingeschoben werden, wobei zwischen der freigelegten Stelle des Leiters und der Klemme eine elektrisch leitfähige Verbindung hergestellt wird. Bevorzugt wird der Leiter kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig innerhalb der Kontaktierungsöffnung mit der Ringelektrode verbunden. Zur Stabilisierung der Verbindung des Leiters mit der Ringelektrode kann die Klemme gegen den Leiter gedrückt werden, beispielsweise mittels Crimpen oder Swagen. Alternativ oder zusätzlich kann der Leiter in der Kontaktierungsöffnung verschweißt werden, beispielsweise mithilfe eines Laser-Schweißverfahrens oder Widerstandsschweißen. Der Leiter kann auch in der Kontaktierungsöffnung verlötet werden. In einer Ausführungsform ist der Leiter kraftschlüssig und stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen und Crimpen, mit der Kontaktierungsöffnung verbunden. Beim Schweißen kann die Ringelektrode durch lokalen Wärmeeintrag derart erwärmt werden, dass die Oberfläche der Kontaktierungsöffnung eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Leiter eingeht. Beim Crimpen kann der Leiter mechanisch mit der Klemme verpresst werden, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Leiter und der Ringelektrode hergestellt wird. Gegebenenfalls kann der Leiter nach dem Verpressen zusätzlich innerhalb der Kontaktierungsöffnung der Ringelektrode verschweißt oder verlötet werden. Die Kontaktierungsöffnung kann hierzu ein zusätzliches Material umfassen, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt als ein Material des Außenrohrs besitzt. Dieses Material kann beispielsweise ein Metall oder eine Legierung sein. In einer Ausführungsform ist das Material ausgewählt aus der Liste bestehend aus Pt, Cu, Pd, Ti, Fe, Au, Mo, Ni, MP35N, 316L, 301, 304 und einem Aktivlot. Die hierin beschriebene Schmelztemperatur wird hierin auch als Schmelzpunkt bezeichnet und bezieht sich auf die in Kelvin gemessene absolute Schmelztemperatur.
In einigen Ausführungsformen beträgt der absolute Schmelzpunkt [K] des ersten Materials mindestens das 1,1-fache; 1,2-fache; 1,3-fache; 1,4-fache; 1,5-fache; oder mindestens das zweifache des absoluten Schmelzpunkts des zweiten Materials.
Hat das zweite Material beispielsweise einen Schmelzpunkt von 1000 K, so beträgt das 1,5-fache der Schmelztemperatur in diesem Fall 1000 * 1,5 = 1500 K. Demnach könnte in einem Beispiel das zweite Material einen Schmelzpunkt von 1000 K und das erste Material einen Schmelzpunkt von 1500 K aufweisen.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, eine hierin beschriebene Ringelektrode oder ein hierin beschriebenes Elektrodensystem in einem Stimulator, beispielsweise einem Herzschrittmacher oder einem Gerät zur Neurostimulation, zu verwenden. Die Erfindung kann als Stimulations- oder Messelektrode für Herzschrittmacherelektroden eingesetzt werden, insbesondere für ventrikuläre, Vorhof - und linksventrikuläre Zuleitungen. Die Erfindung kann auch zur Neurostimulation, zum Beispiel bei einer Rückenmarkstimulation, Magenstimulation, peripheren Nervenstimulation, oder einer Tiefenhirnstimulation eingesetzt werden. Des Weiteren ist ein Einsatz auf Kathetern, zum Beispiel bei Elektrophysiologieanwendungen, möglich, wie zum Beispiel für eine Ablation, Herzstrommessung oder ähnliches. Natürlich sind auch weitere Einsatzmöglichkeiten möglich.
Beispiele für erfindungsgemäße Katheter sind solche, die für die elektrophysiologische Kartierung (Mapping) oder die Ablation von Gewebe eingerichtet sind. In einer Ausführungsform ist die Ringelektrode eingerichtet und/oder dazu bestimmt, mit einem Generator einer aktiven implantierbaren Vorrichtung verbunden zu sein. Eine Ringelektrode der Erfindung kann auch in einem Sensor, d.h. einem medizintechnischen Gerät zur Aufnahme eines elektrischen Signals vom menschlichen Körper, verwendet werden.
Die hierin beschriebenen Ringelektroden können auch in einem Stimulator verwendet werden. Ein Stimulator ist ein medizintechnisches Gerät, das durch Abgabe eines elektrischen Signals an den Körper eines Lebewesens eine physiologische Wirkung erzielen kann. Beispielsweise kann ein Neurostimulator durch Abgabe eines elektrischen Signals an eine Nervenzelle ein elektrisches Signal in der Nervenzelle (z.B. ein Aktionspotential) bewirken.
Ein solcher Sensor oder Stimulator kann mehrere Ringelektroden umfassen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, dass derselbe Leiter gleichzeitig mit mehreren Ringelektroden verbunden ist. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Leiter zur Verbindung mit den Ringelektroden nicht durchtrennt werden muss.
Die Erfindung betrifft auch einen medizinischen Sensor oder Stimulator, in welchem mehrere Ringelektroden mit demselben Leiter elektrisch verbunden sind, indem der Leiter jeweils in einer Klemme der jeweiligen Ringelektrode eingeführt und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig, beispielsweise durch Klemmen und/oder Verschweißen, befestigt ist.
Die hierin beschriebenen Ringelektroden müssen nicht notwendigerweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt der Ringelektroden kann beispielsweise oval oder elliptisch sein. Die Außenfläche und die Innenfläche der Ringelektrode im Bereich der großen Durchgangsöffnung müssen nicht notwendigerweise parallel sein. Beispielsweise kann der Querschnitt der Außenfläche kreisrund sein, und der Querschnitt der Innenfläche kann elliptisch sein. Auch eine eckige Form des Querschnitts ist grundsätzlich möglich.
Gleiches gilt für die eingesetzten einzelnen Bestandteile der Ringelektrode, wie beispielsweise das erste Rohr, das Außenrohr und den Stab.
TESTVERFAHREN
In Abwesenheit konkret genannter Messbedingungen werden alle Messungen bei Standardbedingungen, d. h. bei einer Temperatur von 298,15 K und einem absoluten Druck von 100 kPa, durchgeführt.
HÄRTE
Härte ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines anderen Körpers entgegensetzt. Härte kann mittels Mikroindentierung gemessen werden. Hierbei wird ein Diamant-Prüfkörper nach Vickers in die Schicht gedrückt und während der Messung die Kraft-Weg-Kurve aufgezeichnet. Aus dieser Kurve können dann die mechanischen Kennwerte des Prüflings berechnet werden, unter anderem die Härte. Die Bestimmung der Härte kann beispielsweise mit dem Gerät „MHT-10 Microhardness Tester“ (Anton Paar) bestimmt werden. Zu beachten ist, dass die Eindrucktiefe nicht mehr als 10 % der Schichtdicke betragen sollte, da ansonsten Eigenschaften des Substrates die Messungen verfälschen können. Die Härte nach Vickers kann nach der Norm DIN EN ISO 6507-4:2018 ermittelt werden.
KORNGRÖßE
Zur Messung der Kristallkorngröße wird mithilfe metallographischer Verfahren ein erster Querschnitt der zu untersuchenden Probe angefertigt. Die Korngröße des 1. Querschnitts wird danach mithilfe eines Lichtmikroskops (Leica DM4000) gemessen. Das Lichtmikroskop wird zur Erstellung eines zweidimensionalen ersten Bilds der Kornstruktur der Probe verwendet. Es wird die Korngröße von 100 Körnern gemessen. Wenn das erste Bild weniger als 100 Körner umfasst, wird ein weiteres Bild erzeugt, indem ein weiterer Querschnitt der Probe erstellt wird. Die durchschnittliche Korngröße wird aus dem arithmetischen Mittelwert der 100 Korngrößen berechnet. Die Korngröße ist definiert als der maximale geradlinige Abstand, der zwischen zwei Punkten auf der Korngrenze gemessen werden kann. Wenn das Korn beispielsweise eine längliche Form aufweist, sollte die Korngröße in der längsten Richtung gemessen werden. Weiterhin kann die Korngrenze eine gewisse Breite aufweisen. Die Breite der Korngrenzen wird bei der Bestimmung der Korngröße nicht einbezogen.
BEISPIELE
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter verdeutlicht, die jedoch nicht als einschränkend zu verstehen sind. Dem Fachmann wird ersichtlich sein, dass anstelle der hier beschriebenen Merkmale andere äquivalente Mittel in ähnlicher Weise verwendet werden können.
FIGUREN
In den Figuren sind beispielhaft verschiedene Zwischen- und Endprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens und erfindungsgemäße Ringelektroden 100 dargestellt. Die Ringelektrode 100 kann als aktive implantierbare medizinische Vorrichtung zum Beispiel in einem Herzschrittmacher oder zur Neurostimulation eingesetzt werden. Sie kann zur Signalerfassung und zur Stimulation verwendet werden. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Ringelektroden ist insbesondere im Zusammenhang mit medizinischen Elektroden, Leads und Pulsgeneratoren möglich.
Ein Herstellungsverfahren für die Ringelektrode 100 umfasst hier die folgenden Schritte (nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge):

(a) Bereitstellen eines ersten Rohrs 101, welches einen Kern 102 aus einem ersten Opfermaterial umfasst,
(b) Formen einer Vertiefung 103 in dem ersten Rohr 101, und Durchtrennen des ersten Rohrs an einer Stelle A in der Vertiefung,
(c) Einbringen eines Stabs 104 aus einem zweiten Opfermaterial in die Vertiefung,
(d) Einbringen des ersten Rohrs und des Stabs in ein Außenrohr 105, und dadurch Formen eines Verbundrohrs,
(e) Ziehen des Verbundrohres in eine Längsrichtung des Verbundrohres,
(f) Abtrennen einer Verbundrohrscheibe von dem Verbundrohr,
(g) Entfernen des ersten Opfermaterials, um eine Durchgangsöffnung 107 zu erhalten, und
(h) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um eine Kontaktierungsöffnung 106 in der Ringelektrode 100 zu erhalten, wobei aus einem Teil des ersten Rohrs 101 eine offene Klemme 108 zur Aufnahme eines Leiters 110 in der Kontaktierungsöffnung 106 gebildet wird.

Das erste Rohr 101, das Außenrohr 105 und der Stab 104 können beispielsweise mithilfe eines Ziehverfahrens hergestellt werden. Bevorzugt können bei dieser Umformung der Umformgrad und die Temperatur gegebenenfalls durchgeführter Glühschritte so gewählt werden, dass die einzelnen Elemente eine ähnliche Mikrostruktur erhalten. Gegebenenfalls kann die Außenseite des ersten Rohrs 101 und/oder die Innenseite des Außenrohrs 105 mit einem Diffusionsmittel beschichtet werden, um diese Teile mithilfe von Diffusionsbonden besonders stabil miteinander zu verbinden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn für das erste Rohr 101 und das Außenrohr 105 unterschiedliche Materialien verwendet werden, beispielsweise unterschiedliche Metalle oder Legierungen.
Beispielhafte Zwischenprodukte des oben beschriebenen Verfahrens sind nachfolgend in 1 bis 3 näher beschrieben.
1 zeigt eine Querschnittszeichnung einer ersten Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode nach dem Schritt (b), nämlich dem Formen einer Vertiefung 103 in dem ersten Rohr 101 und Durchtrennen des ersten Rohrs an einer Stelle A in der Vertiefung. Ein erstes Rohr 101, welches hier aus Ptlr10 besteht, umgibt einen Kern aus einem Opfermaterial, das hier aus Kupfer besteht. Mithilfe eines Glattwalzverfahrens wurde eine asymmetrische Vertiefung 103 in das erste Rohr 101 geformt. Die Rohrwand wird dabei an einer Position A innerhalb der Vertiefung 103 durchbrochen. Die Vertiefung 103 erstreckt sich hier durchgängig entlang der gesamten Länge des ersten Rohrs 101. Auch die Unterbrechung der Rohrwand an der radialen Position A erstreckt sich durchgängig entlang der gesamten Länge des ersten Rohrs 101.
2 zeigt eine Querschnittszeichnung einer zweiten Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode nach dem Schritt (d), nämlich dem Formen eines Verbundrohrs, welches das erste Rohr 101, ein Außenrohr 105 und einen Stab 104 umfasst. Das erste Rohr 101 wurde in ein Außenrohr 105 eingeschoben, welches hier ebenfalls aus Ptlr10 besteht. In die Vertiefung 103 wurde ein Stab 104 aus einem zweiten Opfermaterial, das hier aus Kupfer besteht, eingeschoben. Der Stab 104 füllt die Vertiefung 103 zum überwiegenden Teil aus, sodass nur ein geringer oder gar kein Abstand zwischen dem Stab 104, dem ersten Rohr 101 und dem Außenrohr 105 verbleibt. Somit wird aus dem ersten Rohr 101, dem Außenrohr 105 und dem Stab 104 ein Verbundrohr gebildet, wobei die einzelnen Elemente in diesem Stadium noch lediglich lose miteinander verbunden sind.
3 zeigt eine schematische Querschnittszeichnung einer weiteren Vorstufe einer erfindungsgemäßen Ringelektrode nach Schritt (e), nämlich nachdem das in 2 gezeigte Verbundrohr in eine Längsrichtung des Verbundrohres gezogen wurde. Hierdurch sind das erste Rohr 101, das Außenrohr 105 und der Stab 104 kraftschlüssig und gegebenenfalls stoffschlüssig miteinander verbunden. Es sind im Wesentlichen keine oder gar keine Zwischenräume oder Spalte zwischen diesen drei Elementen mehr vorhanden, sodass diese drei Elemente sich nicht mehr voneinander lösen lassen. Jedoch sind zwischen den einzelnen Elementen, beispielsweise dem ersten Rohr und dem Außenrohr, noch Grenzflächen bzw. Grenzlinien erkennbar. Bevorzugt kann nach der Kaltverformung des Verbundrohrs ein Glühschritt erfolgen, um die einzelnen Elemente des Verbundrohrs noch fester miteinander zu verbinden, insbesondere bei Verwendung eines Diffusionsmittels. Danach können weitere Kaltverformungs- und gegebenenfalls Glühschritte erfolgen, bis der gewünschte Durchmesser der Ringelektrode erreicht ist. Danach können aus dem Verbundrohr durch mechanisches Schneiden, Laserschneiden oder Funkenerosion einzelne Verbundrohrscheiben abgetrennt werden. Durch Entfernen der Opfermaterialien, beispielsweise durch materialselektives Ätzen, werden eine Durchgangsöffnung und eine Kontaktierungsöffnung ausgebildet. Gegebenenfalls können weitere Schritte zur Glättung der Oberflächen der Ringelektroden und/oder Abrundung und der Kanten erfolgen.
4 zeigt eine Querschnittszeichnung einer erfindungsgemäßen Ringelektrode. Das erste Rohr und das Außenrohr sind zu einem Verbund zusammengefügt wurden. Die Opfermaterialien des Kerns und des Stabs sind hier durch Ätzen entfernt worden, sodass an deren Stelle jeweils eine Durchgangsöffnung 107 bzw. eine Kontaktierungsöffnung 106 im Inneren der Ringelektrode vorhanden sind. Die Kontaktierungsöffnung 106 wird durch einen Teil der Innenwand der Ringelektrode und die Klemme 108 gebildet. Die Kontaktierungsöffnung 106 weist eine Unterbrechung an der Position A auf, wo die Kontaktierungsöffnung 106 in die Durchgangsöffnung 107 übergeht. Die Kontaktierungsöffnung 106 ist zur Aufnahme und elektrisch leitenden Befestigung eines Leiters vorgesehen. Die Durchgangsöffnung 107 ist zur Aufnahme eines oder mehrerer Leiter vorgesehen. Beispielsweise können mehrere Leiter in Form eines Mikrokabels gebündelt werden, wie nachfolgend näher beschrieben. Sowohl die Durchgangsöffnung 107 als auch die Kontaktierungsöffnung 106 sind im Inneren der Ringelektrode 100 angeordnet, sodass die Ringelektrode nach außen hin eine geschlossene Mantelfläche aufweist, wie ein regelmäßig geformter Hohlzylinder. Die Klemme 108 erstreckt sich C-förmig von der Außenwand der Ringelektrode in Richtung der Längsachse der Ringelektrode.
5 zeigt eine Querschnittszeichnung einer erfindungsgemäßen Ringelektrode 100, die mit einem Leiter 110 verbunden wird. Der Leiter 110 verläuft in Längsrichtung der Ringelektrode 100 innerhalb der Durchgangsöffnung 107. Gegebenenfalls können mehrere Leiter 110 parallel innerhalb der Durchgangsöffnung 107 verlaufen und mit unterschiedlichen Ringelektroden verbunden sein. Zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung des Leiters 110 mit der Ringelektrode 100 wird der Leiter 110 an der Position A in die Kontaktierungsöffnung 106 geführt. Der Leiter 110 wird durch die Klemme 108 in der Kontaktierungsöffnung 106 gehalten. Erfindungsgemäß ist es durch die offene Ausgestaltung der Kontaktierungsöffnung 106 möglich, den Leiter 110 mit der Ringelektrode 100 zu verbinden, ohne den Leiter 110 zu durchtrennen. Der Leiter 110 muss also nicht notwendigerweise an einem freien Ende des Leiters 110 mit der Ringelektrode 100 verbunden werden, sondern kann im Bereich des mittleren Teils der Länge des Leiters 110 mit der Ringelektrode 100 verbunden werden. Hierdurch ist es möglich, mehrere Ringelektroden 100 mit demselben Leiter 110 zu verbinden. Beispielsweise können auf diese Weise gleichartige und synchrone elektrische Signale von mehreren Ringelektroden an verschiedenen Stellen eines medizinischen Geräts, wie zum Beispiel einem Stimulator wie hierin beschrieben, abgegeben werden, wobei es hierzu nur einer einzigen Signalquelle bedarf. Die Leiter 110 sollten hierzu im Bereich der Durchgangsöffnung 107 eine elektrische Isolierung umfassen. An derjenigen Stelle, an denen ein elektrisch leitender Kontakt zwischen einem Leiter 110 und der Klemme 108 hergestellt werden soll, sollte die Isolierung dieses Leiters 110 teilweise entfernt werden, um eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.
6 zeigt einen Ausschnitt eines elektrischen Stimulators, in welchem derselbe Leiter 110 mit mehreren Ringelektroden 100 im Bereich der jeweiligen Kontaktierungsöffnung (nicht gezeigt) elektrisch verbunden ist. Mehrere elektrische Leiter 110 sind zu einem Mikrokabel 111 gebündelt, welches in Längsrichtung durch die jeweilige Durchgangsöffnung der Ringelektroden verläuft. Jeder der elektrischen Leiter 110 weist eine Isolierung auf, um Kurzschlüsse zwischen den verschiedenen Leitern 110 zu verhindern. Lediglich im Bereich der Kontaktierungsöffnungen ist der vereinzelte Leiter 110, der elektrisch mit den Ringelektroden verbunden ist, abisoliert, d. h. der elektrisch leitende Teil des Leiters 110 ist abschnittsweise aus seiner Isolierung freigelegt. Beispielsweise können Teile der Isolierung des Leiters 110 hierzu mithilfe von Laserablation ortsselektiv entfernt werden.
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

EP 3185248 A1 [0003]
US 7364479 B1 [0004]
US 2016303366 A1 [0004]
US 20130338745 A1 [0005, 0006]
US 10487377 B2 [0033]

Claims

Herstellungsverfahren für eine Ringelektrode (100), umfassend die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen eines ersten Rohrs (101), welches einen Kern (102) aus einem ersten Opfermaterial umfasst, (b) Formen einer Vertiefung (103) in dem ersten Rohr (101) und Durchtrennen des ersten Rohrs an einer Stelle (A) in der Vertiefung, (c) Einbringen eines Stabs (104) aus einem zweiten Opfermaterial in die Vertiefung, (d) Einbringen des ersten Rohrs und des Stabs in ein Außenrohr (105) und dadurch Formen eines Verbundrohrs, (e) Ziehen des Verbundrohres in eine Längsrichtung des Verbundrohres, (f) Abtrennen einer Verbundrohrscheibe von dem Verbundrohr, (g) Entfernen des ersten Opfermaterials, um eine Durchgangsöffnung (107) zu erhalten, und (h) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um eine Kontaktierungsöffnung (106) in der Ringelektrode (100) zu erhalten, wobei aus einem Teil des ersten Rohrs (101) eine offene Klemme (108) zur Aufnahme eines Leiters (110) in der Kontaktierungsöffnung (106) gebildet wird.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend Aufbringen eines Diffusionsmittels zwischen dem ersten Rohr und dem Außenrohr und Verbinden des ersten Rohrs und des Außenrohrs mithilfe von Diffusionsbonden.
Herstellungsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Rohr und das Außenrohr jeweils ein Metall umfassen, wobei die beiden Metalle eine zueinander ähnliche Mikrostruktur besitzen.
Herstellungsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Entfernen des ersten Opfermaterials und/oder des zweiten Opfermaterials ein chemisches oder thermisches Auslösen, bevorzugt Beizen, Ausbrennen oder Ätzen, umfasst.
Herstellungsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Rohr und das Außenrohr nach dem Ziehen des Verbundrohres spaltfrei aneinander liegen.
Herstellungsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verbundrohr nach dem Ziehen erwärmt wird, um das erste Rohr und das Außenrohr durch Diffusion miteinander zu verbinden.
Ringelektrode, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
Vorstufe für eine Ringelektrode, umfassend ein erstes Rohr (101), welches einen Kern (102) aus einem ersten Opfermaterial umfasst, eine Vertiefung (103) in dem ersten Rohr (101) und ein Außenrohr (105), welches das erste Rohr (101) umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle (A) der Vertiefung durchtrennt ist und die Vertiefung einen Stab (104) aus einem zweiten Opfermaterial umfasst.
Mehrlagige Ringelektrode, umfassend ein erstes Rohr (101), das eine Vertiefung (103) umfasst, und ein Außenrohr (105), welches das erste Rohr formschlüssig umgibt, wobei das erste Rohr an einer Stelle (A) der Vertiefung durchtrennt ist und die Vertiefung eine Kontaktierungsöffnung (106) in der Ringelektrode bildet, und wobei ein Teil des ersten Rohrs (101) eine offene Klemme (108) bildet, wobei die Klemme (108) eingerichtet ist, einen Leiter (110) in der Kontaktierungsöffnung (106) aufzunehmen, ohne den Leiter zu durchtrennen.
Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das erste Rohr und das Außenrohr jeweils ein Metall umfassen, wobei die beiden Metalle eine zueinander ähnliche Mikrostruktur besitzen.
Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das erste Rohr eine im Wesentlichen gleiche oder höhere Vickers-Härte im Vergleich zum Außenrohr aufweist.
Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das erste Rohr und das Außenrohr stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Ringelektrode oder Vorstufe gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das erste Rohr und/oder das Außenrohr ein Metall umfassen, wobei das Metall unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Pt, Ir, Ta, Pd, Ti, Fe, Au, Mo, Nb, W, Ni, Ti, MP35N, 316L, 301 und 304.
Verfahren zur Verbindung einer Ringelektrode gemäß einem der Ansprüche 7 oder 9 bis 12 mit einem Leiter (110), umfassend die folgenden Schritte: (i) Einbringen des Leiters in die Kontaktierungsöffnung (106), ohne den Leiter zu durchtrennen, (ii) Verbinden des Leiters mit der Ringelektrode unter Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Leiter und der Ringelektrode mithilfe der Klemme (108).
Medizinischer Sensor oder Stimulator, umfassend eine Ringelektrode gemäß einem der Ansprüche 7 oder 9 bis 12.
Sensor oder Stimulator gemäß Anspruch 15, weiterhin umfassend einen Leiter (110), wobei derselbe Leiter mit mehreren Ringelektroden elektrisch leitfähig verbunden ist.