DE102020213719A1

DE102020213719A1 - Blutdruckimplantat

Info

Publication number: DE102020213719A1
Application number: DE102020213719.6A
Authority: DE
Inventors: Julian Kassel; Andreas Kugler; Thomas Alexander Schlebusch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2022-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blutdruckimplantat, das einen Drucksensor (2, 9), ein keramisches Gehäuse (1, 1*), das zumindest eine Kavität (K, K1, K2, K*) aufweist, in der der Drucksensor (2, 9) angeordnet ist; und einen reversibel komprimierbaren Füllstoff (6), mit dem die Kavität (K, K1, K*) gefüllt ist, aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blutdruckimplantat zum medizinischen Einsatz in einem menschlichen Körper und ein Verfahren zur Herstellung eines Blutdruckimplantats.
Stand der Technik
Heutzutage werden zur Überwachung von Körperfunktionen eines Patienten medizinische Implantate verwendet, die in den Körper implantiert werden. Hierfür weist das medizinische Implantat einen Sensor auf, der direkt oder indirekt die Körperfunktion misst. Zum Überwachen des Blutdrucks des Patienten ist ein Blutdruckimplantat vorgesehen, das einen Drucksensor aufweist, mit dem der Blutdruck gemessen wird. Die Blutdruckmessung findet idealerweise kontinuierlich statt, zumindest jedoch mehrmals am Tag. Die gemessenen Blutdruckwerte werden zwischengespeichert und bei nächster Gelegenheit an einen externen Empfänger übertragen. Dort werden die Blutdruckwerte ausgewertet und für eine Trendanalyse beispielsweise an eine Datenbank übertragen.
Zum längeren Verbleib des medizinischen Implantats im Körper, insbesondere innerhalb der Blutbahn, ist es wichtig, dass das medizinische Implantat biokompatibel und bioinert ist. Das heißt, das Implantat soll weder das Gewebe schädigen noch selbst durch körpereigene Stoffe angegriffen oder zersetzt werden. In der Regel sind für eine geeignete Funktion des Drucksensors andere Werkstoffe von Bedeutung, die nicht unbedingt biokompatibel bzw. bioinert sind. Daher wird der Drucksensor mit einem Werkstoff zum Herstellen von Biokompatibilität und Bioinertie verkapselt. Typischerweise wird heutzutage für langzeitimplantierbare Elektronik ein Gehäuse aus Titan verwendet. Alternativ werden die Sensoren in Glas oder seltener in Epoxidharz eingegossen. Die genannten Werkstoffe sind in Ihrer Funktionalität eingeschränkt.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Blutdruckimplantat vorgeschlagen, mit dem der Blutdruck eines Patienten im seinem Körperinneren gemessenen werden kann. Das medizinische Implantat weist einen Blutdrucksensor zum Messen des Blutdrucks auf. Zudem weist das medizinische Implantat ein Gehäuse auf, das aus einer Keramik besteht. Das keramische Gehäuse weist eine Kavität auf, in der der Drucksensor angeordnet ist. Ein aus einer Keramik bestehendes Gehäuse bietet den Vorteil, dass es in einfacher Weise in die gewünschte Form gebracht werden kann und darin eine stabile Kavität ausgebildet werden kann.
Die Kavität des keramischen Gehäuses ist mit einem reversibel komprimierbaren Füllstoff gefüllt. Der Füllstoff ist in direktem Kontakt mit dem Drucksensor und schützt diesen vor korrosiven Einflüssen, die insbesondere von Körperflüssigkeiten wie Blut oder Körpergewebe verursacht werden kann. Gleichzeitig kann der Drucksensor weiterhin Messungen ausführen, da der zu messende Blutdruck über den komprimierbaren Füllstoff an den Drucksensor weiterleitet wird. Das Blut kommt dabei in Kontakt mit dem komprimierbaren Füllstoff oder einem Verschluss, der die Kavität mit dem Füllstoff begrenzt (siehe unten) und es wird eine vom Blutdruck abhängige Kraft durch den Füllstoff zum Drucksensor übertragen. Liegt ein geringerer Druck oder kein Druck mehr an, nimmt das Gel seinen Ausgangszustand ein.
Das Blutdruckimplantat wird in den Körper des Patienten eingeführt. Das keramische Gehäuse in Kombination mit dem Füllstoff bietet einen guten Schutz des Drucksensors von allen Seiten und eine hohe Biokompatibilität sowie Bioinertie des Blutdruckimplantats, mit gleichzeitiger Kopplung des Drucksensors an den Umgebungsdruck. Zudem können die Materialien des keramischen Gehäuses und der Füllstoff so gewählt werden, dass sich beide gegenseitig nicht angreifen, lösen oder Ähnliches. Durch den Füllstoff wird zudem verhindert, dass sich die Kavität mit Blut oder anderen (Körper-) Flüssigkeiten füllt. Dies würde das Sensorsignal verfälschen.
Vorzugsweise ist der Füllstoff ein Öl oder ein Gel. Diese können in einfacher Weise in die Kavität eingefüllt werden. Dennoch bieten sie eine ausreichend hohe Viskosität, um die vom Blutdruck abhängige Kraft zu übertragen. Im Falle von Öl kann ein Verschluss (siehe unten) für die Kavität vorgesehen sein, durch den das Öl in der Kavität gehalten wird. Im Falle von Gel ist die Viskosität typischerweise groß genug, um von selbst in der Kavität zu bleiben. Dennoch ist auch hier ein Verschluss möglich. Vorzugsweise wird ein Silikonöl, ein Mineralöl oder ein Silikongel als Füllstoff verwendet. Diese Materialien sind biokompatibel und bioinert und gleichzeitig mit der Keramik des Gehäuses und mit dem Material des Verschlusses kompatibel.
Um die Kavität zu verschließen und abzudichten kann ein Verschluss vorgesehen sein. Als Verschluss kann eine Membran oder eine flexible Leiterplatte dienen. Der Verschluss kann durch Löten, Kleben, Verglasen, Ultraschall-Bonden oder ähnliche Verfahren an dem keramischen Gehäuse befestigt werden. Alternativ kann zum Verschluss ein Multilagen-Metallsystem verwendet werden, das den Vorteil bietet, die Temperatureinwirkung beim Verschlussprozess auf das gesamte Blutdruckimplantat minimal zu halten und somit die Komponenten des Blutdruckimplantats, insbesondere eine Batterie, vor zu hoher Temperatur zu schützen. Die flexible Leiterplatte kann insbesondere eine Leiterfolie sein.
Optional kann der Kontaktbereich des keramischen Gehäuses und der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte mit einem Verschlussmaterial - also einem gut verschließbaren Stoff - beschichtet sein. Insbesondere kann eine Metallisierung des keramischen Gehäuses und der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte im Kontaktbereich vorgesehen sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Verbindung innerhalb eines homogenen Materialsystems stattfindet und somit die Haltbarkeit erhöht wird.
Gemäß einem Aspekt kann der Drucksensor an der Membran oder an der flexiblen Leiterplatte angeordnet sein. Der Drucksensor kann in diesem Fall eingerichtet sein, die durch den Blutdruck verursachte Auslenkung oder Dehnung der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte zu messen.
Der Drucksensor ist vorzugsweise als mikroelektromechanisches System (MEMS) realisiert. Bevorzugt werden hierbei Halbleiterdrucksensoren verwendet, die eine Siliziummembran zwischen einer Vakuumkammer und dem Messvolumen aufweist. Die druckabhängige Verformung der Membran wird dann durch resistive oder kapazitive Sensoren des MEMS bestimmt. Es können auch andere Arten von MEMS, die auf anderen Funktionsprinzipien beruhen, verwendet werden. MEMS bieten eine kompakte Bauform und eine einfache Implementierung.
Alternativ ist der Drucksensor ein Dehnmessstreifen. Durch Verformung des Dehnmessstreifen wird dessen elektrischer Widerstand geändert, der dann von einem Sensor gemessen werden kann. Es sind verschiedene Materialien für Dehnmesssteifen bekannt. Zudem kann der Dehnmessstreifen in einfacher Weise implementiert werden. Vorzugsweise ist der Dehnmessstreifen an der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte angeordnet. Das druckbedingte Dehnen der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte führt zu einer Verformung des Dehnmessstreifens, die dann gemessen werden kann.
Vorteilhafterweise sind Leiterstrukturen in zumindest einer Gehäusewand des keramischen Gehäuses, welche die Kavität umgibt, integriert. Die Leiterstrukturen können dabei teilweise in der Gehäusewand verlaufen oder an der Gehäusewand angebracht sein. Bevorzugt werden die Leiterstrukturen so in die Gehäusewand integriert, dass die elektrischen Komponenten, insbesondere der Drucksensor über die Leiterstrukturen in der Gehäusewand kontaktiert werden können. Dies hat zur Folge, dass keine weitere Leiterplatte im Blutdruckimplantat eingesetzt werden muss. Die Leiterstrukturen können beispielsweise durch Siebdruck, Tintendruck mit leitfähiger Pigmenttinte oder durch Laser-Strukturierung in die Gehäusewand eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht werden.
Das keramische Gehäuse kann insbesondere eine Kavität aufweisen, die mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff gefüllt ist und den Drucksensor aufweist. Auch weitere Komponenten des Blutdruckimplantats können in dieser Kavität angeordnet sein.
Vorzugsweise weist das keramische Gehäuse mehrere Kavitäten auf, die durch eine Gehäusewand räumlich voneinander getrennt sind. In diesem Fall ist zumindest eine der Kavitäten mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff gefüllt und zumindest eine weitere der Kavitäten enthält den Füllstoff nicht. Vorzugsweise kann ein gleicher Verschluss oder sogar derselbe Verschluss wie für die Kavität, die mit dem Füllstoff gefüllt ist, verwendet werden (siehe oben). Durch die mehreren unterschiedlichen Kavitäten wird innerhalb des Blutdruckimplantats eine Trennung erreicht und die weiteren Komponenten können in der zumindest einen Kavität, die den Füllstoff nicht enthält, angeordnet sein. Di beiden Kavitäten sind mechanisch und thermisch voneinander entkoppelt
Der Drucksensor ist in einer der Kavitäten, die mit dem Füllstoff gefüllt ist, angeordnet und zumindest eine Energieversorgung und/oder eine Auswerteeinheit ist vorzugsweise in einer weiteren der Kavitäten, die den Füllstoff nicht enthält, angeordnet. Dadurch sind die Energieversorgung und/oder die Auswerteeinheit mechanisch und thermisch von dem Drucksensor entkoppelt.
Vorzugsweise weist das Blutdruckimplantat eine Sende- und Empfangseinheit auf, die zusammen mit der Auswerteinheit vorgesehen ist. Die Sende- und Empfangseinheit ist eingerichtet, Daten vom Implantat an einen externen Empfänger zu übertragen. Hierfür weist die Sende- und Empfangseinheit insbesondere eine Antenne auf. Bevorzugt werden zur Übertragung an sich bekannte Funkverbindungen, wie z. B. WiFi, Bluetooth oder Ähnliches verwendet. Der externe Empfänger ist ein Gerät, welches eingerichtet ist, mit dem Implantat über die Funkverbindung zu kommunizieren, die Daten aufzunehmen und zu speichern. Dadurch können die Messdaten ausgelesen werden, auch wenn sich das Implantat noch im Körper befindet. Zudem können Daten und/oder Steuersignale von dem externen Gerät an das Implantat übertragen werden.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Blutdruckimplantats vorgeschlagen. Zu Beginn wird ein keramisches Gehäuse mit zumindest einer Kavität hergestellt. Dann wird eine Leiterstruktur je nach Anwendung in die Kavität oder an die Kavität integriert. Die Leiterstruktur kann in einer Variante in Form einer Leiterplatte in die Kavität eingelegt werden. In zweiter Variante kann die Leiterstruktur in Form einer flexiblen Leiterplatte, insbesondere als Leiterfolie ausgebildet sein und die Kavität als Verschluss abschließen. In dritter Variante kann die Leiterstruktur in zumindest eine Gehäusewand, die die Kavität umgibt, eingebracht werden oder an der Gehäusewand angebracht werden. Die Leiterstrukturen können beispielsweise durch Siebdruck, Tintendruck mit leitfähiger Pigmenttinte oder durch Laser-Strukturierung in die Gehäusewand eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht werden. Zudem wird ein Drucksensor in die Kavität bestückt. Weiter unten werden unterschiedliche Varianten der Bestückung beschrieben. Schließlich wird die zumindest eine Kavität mit einem reversibel komprimierbaren Füllstoff gefüllt. Vorzugsweise ist der Füllstoff, der in die Kavität gefüllt wird, ein Öl oder ein Gel. Diesbezüglich wird auf obenstehende Beschreibung und Vorteile verwiesen.
Mit dem genannten Verfahren wird eine Verkapselung des Blutdruckimplantats erreicht. Das keramische Gehäuse in Kombination mit dem Füllstoff bietet einen guten Schutz des Drucksensors von allen Seiten und eine hohe Biokompatibilität sowie Bioinertie des Blutdruckimplantats, mit gleichzeitiger Kopplung des Drucksensors an den Umgebungsdruck. Bei der Herstellung können die Materialien des keramischen Gehäuses und der Füllstoff so gewählt werden, dass sich beide gegenseitig nicht angreifen, lösen oder Ähnliches. Durch den Füllstoff wird zudem verhindert, dass sich die Kavität mit Blut oder anderen (Körper-)Flüssigkeiten füllt. Dies würde das Sensorsignal verfälschen.
Vorzugweise wird eine Membran oder die obengenannte flexible Leiterplatte an dem keramischen Gehäuse befestigt, sodass sie die Kavität verschließt. Hierzu kann Löten, Kleben, Verglasen, Ultraschall-Bonden oder ähnliche Verfahren eingesetzt werden. Alternativ kann ein Multilagen-Metallsystem verwendet werden. Optional kann der Kontaktbereich des keramischen Gehäuses und der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte und mit einem Verschlussmaterial - also einem gut verschließbaren Stoff - beschichtet werden. Für eine genaue Beschreibung und die Vorteile wird auf obenstehende Beschreibung verwiesen.
Generell kann der Drucksensor unabhängig von der Leiterstruktur in die Kavität bestückt werden. Der Drucksensor kann dann beispielsweise über eine Leitung entweder mit der Leiterstruktur oder direkt mit einer anderen Komponente des Blutdruckimplantats kontaktiert werden. Bevorzugt wird allerdings die oben genannte Leiterstruktur mit dem Drucksensor bestückt. Dadurch wird der Drucksensor einfacher Weise befestigt und kontaktiert.
Für den Fall, dass die Leiterstruktur als Leiterplatte in die Kavität eingelegt wird, kann die Leiterplatte bereits vor dem Einlegen mit dem Drucksensor bestückt werden. Dadurch wird die Befestigung und Kontaktierung des Drucksensors in einfacher Weise erreicht. Alternativ kann die Bestückung auch erst erfolgen, nachdem die Leiterplatte eingelegt wurde.
Für den Fall, dass die Membran oder die flexible Leiterplatte an dem keramischen Gehäuse befestigt ist, kann der Drucksensor direkt an die Membran oder an die flexible Leiterplatte bestückt werden. Der Drucksensor kann in diesem Fall die durch den Blutdruck verursachte Auslenkung oder Dehnung der Membran bzw. der flexiblen Leiterplatte messen
Für den Fall, dass die Leiterstruktur in die Gehäusewand eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht wird, kann der Drucksensor an das keramische Gehäuse bestückt werden und über die integrierten Leiterstrukturen kontaktiert werden.
Es kann ein keramisches Gehäuse mit nur einer Kavität hergestellt werden, die dann mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff gefüllt wird. Der Drucksensor und auch weitere Komponenten des Blutdruckimplantats können in dieser Kavität angeordnet werden.
Vorzugsweise wird ein keramisches Gehäuse mit mehreren Kavitäten hergestellt, die durch eine Gehäusewand räumlich voneinander getrennt sind. Der Drucksensor kann in eine der Kavitäten bestückt werden und die weiteren Komponenten des Blutdruckimplantats, wie z. B. eine Energieversorgung und/oder eine Auswerteeinheit können in zumindest einer weiteren Kavität bestückt werden. Anschließend wird die Kavität mit dem Drucksensor mit dem Füllstoff gefüllt. Die zumindest eine weitere Kavität, welche die weiteren Komponenten erhält, wird hingegen nicht befüllt. Es wird hierzu auf obenstehende Beschreibung verwiesen.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blutdruckimplantats.
2 zeigt eine Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blutdruckimplantats.
3 zeigt eine Seitenansicht ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blutdruckimplantats.
4 zeigt eine Seitenansicht ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blutdruckimplantats.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine Seitenansicht mehrerer Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Blutdruckimplantats. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden, sofern sie sich nicht in den Ausführungsbeispielen unterscheiden, im Folgenden nur einmal beschrieben.
In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist das Blutdruckimplantat ein Gehäuse 1 auf, das in Form einer Wanne ausgebildet ist und eine einzige Kavität K aufweist. Das Gehäuse 1 besteht aus Keramik und weist in diesem Ausführungsbeispiel elektrische Leiterstrukturen (nicht dargestellt) auf, die in den Gehäusewänden integriert sind. Die Leiterstrukturen werden durch Siebdruck, Tintendruck mit leitfähiger Pigmenttinte oder durch Laser-Strukturierung in die Gehäusewand eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht und weisen Anschlüsse für elektrische Komponenten und Verbindungsleitungen zwischen diesen auf.
Die Leiterstruktur wird innerhalb der Kavität K mit einem Drucksensor in Form eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) 2, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application-specific integrated circuit, ASIC) 3 und einer Batterie 4 als Energieversorgung bestückt. Das MEMS 2 misst den Blutdruck und gibt ein entsprechendes elektrisches Signal aus. In diesen Ausführungsbeispielen ist das MEMS 2 mittels eines Bonddrahts 5 elektrisch mit der Leiterstruktur des Gehäuses 1 kontaktiert. Der Bonddraht 5 ist ein dünner metallischer Draht zur Kontaktierung von MEMS 2 und der Leiterstruktur. In weiteren Ausführungsbeispielen kann zur Kontaktierung auch eine Flip-Chip-Montage verwendet werden, bei der die MEMS 2 direkt, ohne weitere Anschlussdrähte, auf der Unterseite mit der Leiterstruktur des Gehäuses 1 verbunden werden. Die ASIC 3 ist eingerichtet, das MEMS 2 zu steuern und vom MEMS 2 gemessene Daten auszuwerten. Zudem weist die ASIC 3 eine Sende- und Empfangseinheit mit einer Antennenstruktur auf, über die deine Kommunikation zu einem externen Gerät (nicht gezeigt) aufgebaut werden kann. Über diese Kommunikation können die vom MEMS 2 gemessenen und von der ASIC 3 ausgewerteten Daten an das externe Gerät gesendet werden und von diesem auch Daten und/oder Steuersignale erhalten werden. In weiteren Ausführungsbeispielen können anstelle der Batterie 4 auch eine andere Energieversorgung vorgesehen sein.
In weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist als Leiterstruktur eine starre oder flexible Leiterplatte vorgesehen. Die Leiterplatte wird mit dem obengenannten MEMS 2, der Batterie 4 und der ASIC 3 bestückt. Anschließend wird die bestückte Leiterplatte in die Kavität K eingelegt und gegebenenfalls befestigt.
Nach der Bestückung des MEMS 2, der ASIC 3 und der Batterie 4 wird die Kavität K mit einem reversibel komprimierbaren Füllstoff 6 befüllt, sodass die Kavität K vollständig mit dem Füllstoff 6 gefüllt ist und der Füllstoff 6 in Kontakt mit dem MEMS 2 steht. Der Umgebungsdruck, also der Blutdruck, wird über den komprimierbaren Füllstoff 6 an das MEMS 2 übertragen, sodass dort eine Druckmessung durchgeführt werden kann. Gleichzeitig ist das MEMS 2 vor direktem Kontakt mit Körperflüssigkeit und Körpergewebe geschützt, sodass eine Korrosion des MEMS 2 verhindert wird. Der Füllstoff 6 ist zudem biokompatibel und bioinert und ist beispielsweise ein Silikonöl, ein Mineralöl oder ein Silikongel. Für den Fall, dass ein gelartiger Füllstoff 6 verwendet wird ist es vorgesehen, dass sich die Seiten der Wanne zur offenen Seite hin aufweiten. Dadurch führt ein Quellen der gelartigen Füllstoffs 6 nicht zu einer Krafteinwirkung auf den MEMS 2, dessen Messung dadurch verfälscht werden würde.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Füllstoff 6 ein Öl und es ist eine Membran 7 vorgesehen, welche die Kavität K nach oben hin abschließt. Die Membran 7 ist beispielsweise durch Kleben, Verglasen oder Ultraschall-Bonden an den Gehäusewänden befestigt. Alternativ kann zum Verschluss ein Multilagen-Metallsystem verwendet werden. Zudem ist im Kontaktbereich der Membran 7 mit dem Gehäuse 1 eine Metallisierung vorgesehen, sodass die Verbindung innerhalb eines homogenen Materialsystems stattfindet. Die Membran 7 wird abhängig vom Blutdruck in die Kavität K hinein ausgelenkt und dabei ausgedehnt. Über den komprimierbaren Füllstoff 6 wird die dadurch aufgebrachte Kraft dann an das MEMS 2 weitergeleitet, das den Druck misst und entsprechend ein Signal ausgibt.
Im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 weist das keramische Gehäuse 1 mehrere Kavitäten K1, K2 auf, die durch eine Gehäusewand voneinander getrennt sind. Jede Kavität K1, K2 weist eine der obengenannten Leiterstrukturen auf, die, wie oben bereits beschrieben, mittels Siebdruck, Tintendruck mit leitfähiger Pigmenttinte oder durch Laser-Strukturierung in die Gehäusewand eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht werden können. Das keramische Gehäuse 1 wird durch ein Niedertemperatur-Einbrand-Keramik-Verfahren (Low Temperature Cofired, LTCC) hergestellt, bei dem die Leiterstrukturen der beiden Kavitäten K1, K2 miteinander kontaktiert werden. Vorzugsweise wird das gesamte keramische Gehäuse 1 in einem gemeinsam mittels des Niedertemperatur-Einbrand-Keramik-Verfahren in einem Schritt hergestellt, sodass Spalte zwischen den Gehäusewänden verhindert werden. Eine Weiterleitung des Drucks zwischen den Kavitäten K1, K2 wird indes verhindert. Zudem sind die beiden Kavitäten K1, K2 mechanisch und thermisch entkoppelt. In einer ersten Kavität K1 ist der Drucksensor angeordnet und die erste Kavität K1 ist mit dem Füllstoff 6 gefüllt. Es wird hierzu auf die Beschreibung der Kavität K des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen. In einer zweiten Kavität K2 sind die ASIC 3 und die Batterie 4 angeordnet. Die Leiterstruktur der zweiten Kavität K2 wird mit der ASIC 3 und der Batterie 4 bestückt, bevor der Füllstoff 6 in die erste Kavität K1 gefüllt wird. In die zweite Kavität K2 wird hingegen kein Füllstoff gefüllt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel aus 2 ist der Drucksensor in der ersten Kavität K1 ebenfalls als MEMS 2 realisiert und über den Bonddraht mit der Leiterstruktur des Gehäuses 1 kontaktiert. Die ASIC 3 und die Batterie 4 sind ebenfalls mit der Leiterstruktur des Gehäuses 1 kontaktiert. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das MEMS 2 in der ersten Kavität K1 mit einer darin eingelegten Leiterplatte kontaktiert und die ASIC 3 und die Batterie 4 sind in der zweiten Kavität K2 mit einer separaten darin eingelegten Leiterplatte kontaktiert, wobei die beiden Leiterplatten über die Gehäusewand miteinander verbunden sind. Die erste Kavität K1 wird mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff 6 befüllt. Die beiden Kavitäten K1, K2 werden schließlich mit einer gemeinsamen Membran 7 abgeschlossen. Für die Befestigung der Membran 7 wird auf die obenstehende Beschreibung verwiesen. Die Membran 7 wird abhängig vom Blutdruck in die erste Kavität K1 hinein ausgelenkt und dabei ausgedehnt. Über den Füllstoff 6 wird die dadurch aufgebrachte Kraft dann an das MEMS 2 weitergeleitet, das den Druck misst und entsprechend ein Signal ausgibt.
Im dritten Ausführungsbeispiel aus 3 ist eine flexible Leiterplatte 8, beispielsweise in Form einer Leiterfolie, vorgesehen. Die flexible Leiterplatte 8 wird einerseits mit dem Drucksensor in Form eines Dehnmessstreifens 9 und andererseits mit der ASIC 3 und der Batterie 4 derart bestückt, dass nach der Montage der flexible Leiterplatte 8 an dem Gehäuse 1 der Dehnmessstreifen 9 in der ersten Kavität K1 angeordnet ist und die ASIC 3 und die Batterie 4 in der zweiten Kavität K2 angeordnet sind. Der Drucksensor, die ASIC 3 und die Batterie 4 sind somit über die flexible Leiterplatte 8 kontaktiert. Dann wird die erste Kavität mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff 6 befüllt. Die beiden Kavitäten K1, K2 werden schließlich mit der flexible Leiterplatte 8 abgeschlossen, wobei die Komponenten wie oben beschrieben in den Kavitäten K1, K2 angeordnet werden. Die flexible Leiterplatte wird in gleicher Weise wie die Membran 7 befestigt, sodass diesbezüglich auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Die flexible Leiterplatte 8 wird abhängig vom Blutdruck in die erste Kavität K1 hinein ausgedehnt. Das druckbedingte Dehnen der flexiblen Leiterplatte 8 führt zu einer Verformung des darauf angebrachten Dehnmessstreifens 9. Durch Verformung des Dehnmessstreifen 9 wird dessen elektrischer Widerstand geändert, der dann von einem Sensor gemessen werden kann.
Beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist das keramische Gehäuse 1* als Rahmen ausgebildet, der beidseitig offen ist. Die beiden offenen Seiten werden durch eine flexible Leiterplatten 8 abgeschlossen. Hierfür wird die flexible Leiterplatte 8 um den keramischen Rahmen (Gehäuse 1*) gelegt und dabei gefaltet. Die flexiblen Leiterplatten 8 sind in gleicher Weise wie oben bereits beschrieben an dem Rahmen befestigt, sodass hierzu auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Es kann auch vorgesehen sein jede Seite mit einer separaten flexiblen Leiterplatte 8 abzuschließen. Das Gehäuse 1 und die flexible Leiterplatte 8 umschließen somit eine Kavität K*. Die Kavität K* ist mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff 6 befüllt. Ein Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 8, welcher eine Seite abdeckt, ist mit Dehnmessstreifen 9 bestückt, sodass die Dehnmessstreifen 9 im montierten Zustand in die Kavität K* zeigen.
Ein anderer Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 8, welcher die andere Seite abdeckt, ist mit der ASIC 3 und der Batterie 4 bestückt, sodass die ASIC 3 und die Batterie 4 im montierten Zustand ebenfalls in die Kavität K* hineinreichen. Nach außen hin bilden die flexiblen Leiterplatten 8 einen glatten Abschluss. Die Dehnmessstreifen 9 sowie die ASIC 3 und die Batterie 4 sind über die flexible Leiterplatte kontaktiert. Der Blutdruck wird auf beide Abschnitte der flexiblen Leiterplatten 8, sodass die Leiterplatte an beiden Seiten in die Kavität K* hinein ausgelenkt wird und dabei gedehnt wird. Durch eine entsprechende Verschaltung der Dehnmessstreifen 9 kann ein doppelt so hoher Ausschlag des Messsignals erreicht werden.
Im ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel kann anstelle der Membran 7 auch eine flexible Leiterplatte 8, insbesondere eine flexible Leiterfolie, verwendet werden. Umgekehrt kann im dritten Ausführungsbeispiel anstelle der flexiblen Leiterplatte 8 eine Membran 7 verwendet werden. Im dritten und im vierten Ausführungsbeispiel kann die Ausdehnung der flexiblen Leiterplatte 8 auch durch ein MEMS 2 gemessen werden.

Claims

Blutdruckimplantat, aufweisend: - einen Drucksensor (2, 9); - ein keramisches Gehäuse (1, 1*), das zumindest eine Kavität (K, K1, K2, K*) aufweist, in der der Drucksensor (2, 9) angeordnet ist; und - einen reversibel komprimierbaren Füllstoff (6), mit dem die Kavität (K, K1, K*) gefüllt ist.
Blutdruckimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (6) ein Öl oder ein Gel ist.
Blutdruckimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blutdruckimplantat eine Membran (7) oder eine flexible Leiterplatte (8) aufweist, die eingerichtet ist, als Verschluss für die Kavität (K, K1, K2, K*) zu dienen.
Blutdruckimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor als mikroelektromechanisches System (2) realisiert ist.
Blutdruckimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor ein Dehnmessstreifen (9) ist.
Blutdruckimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterstrukturen in zumindest einer Gehäusewand des keramischen Gehäuses (1) integriert sind.
Blutdruckimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Gehäuse (1) mehrere Kavitäten (K1, K2) aufweist, die durch eine Gehäusewand räumlich voneinander getrennt sind, wobei zumindest eine der Kavitäten (K1) mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff (6) gefüllt ist und zumindest eine weitere der Kavitäten (K2) den Füllstoff (6) nicht enthält.
Blutdruckimplantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (2, 9) in einer Kavität (K1), die mit dem Füllstoff (6) gefüllt ist, angeordnet ist und eine Auswerteeinheit (3) und/oder eine Energieversorgung (4) in einer weiteren der Kavitäten (K2), die den Füllstoff (6) nicht enthält, angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Blutdruckimplantats mit folgenden Schritten: - Herstellen eines keramischen Gehäuses (1) mit zumindest einer Kavität (K, K1, K2, K*); - Integration von Leiterstrukturen in die Kavität (K, K1, K2, K*) oder an der Kavität (K, K1, K2, K*); - Bestücken eines Drucksensors (2, 9) in die Kavität (K, K1, K2, K*); und - Befüllen zumindest einer der Kavitäten (K, K1, K*) mit einem reversibel komprimierbaren Füllstoff (6).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (6) ein Öl oder ein Gel ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Membran (7) oder eine flexible Leiterplatte (8) so an dem keramischen Gehäuse (1) befestigt wird, dass sie die Kavität (K, K1, K2, K*) verschließt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (2, 9) an die Membran (7) oder an die flexible Leiterplatte (8) bestückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterstrukturen durch Siebdruck, Tintendruck oder durch Laser-Strukturierung in eine Gehäusewand des keramischen Gehäuses (1) eingebracht oder an der Gehäusewand angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (2) an das keramische Gehäuse bestückt wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein keramisches Gehäuse (1) mit mehreren Kavitäten (K1, K2) hergestellt wird, die durch eine Gehäusewand räumlich voneinander getrennt sind, und dass zumindest eine der Kavitäten (K1) mit dem reversibel komprimierbaren Füllstoff (6) gefüllt wird und zumindest eine weitere der Kavitäten (K2) nicht mit dem Füllstoff (6) gefüllt wird.