DE2505029A1

DE2505029A1 - Fluessigkeitsabdichtung fuer implantierbare herzschrittmacher

Info

Publication number: DE2505029A1
Application number: DE19752505029
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Cannon
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1974-02-14
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50114892A; GB1498529A; US3906959A; DE2505029C2

Description

PATENTANWÄLTE

Dr. phil. G. B. HAGEN

Dipl.-Phys. W. KALKOFF

MÜNCHEN 71 (Solin)

Franz-Hals-Straße 21
Tel. (0 89) 79 6213/795431

^A0 5457 München, 4. Februar 1975

K./ek

American Optical Corporation 14 Mechanic Street Southbridge, Mass* 01550 V. St. A,

Flüssigkeitsabdichtung für implantierbare Herzschrittmacher

Priorität: 14. Februar 1974;

V.St.A.; Nr. 442

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsabdichtung für implantierbare Herzschrittmacher, wobei diese Abdichtung vermeidet, daß Körperflüssigkeiten in die elektronische Schaltung des Herzschrittmachers dringen.

Herzschrittmacher sind seit längerer Zeit bekannt. Vor einigen Jahren sind Herzschrittmacher entwickelt worden, welche eine Stimulierung des Herzens mit einer konstanten Impulsrate bewirken. Bei diesen Herzschrittmachern traten Probleme auf hinsichtlich der Abstimmung mit den natürlichen spontanen Herzschlägen des Patienten. In jüngerer Zeit sind daher Herzschrittmacher entwickelt worden, welche das Herz nur bei Bedarf stimulieren, wodurch die genannten

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Bayerische Vereinsbank München 823101 Postscheck 54782-809

ORIGINAL INSPECTED

Abstimmungsprobleme überwunden wurden. Kürzlich sind Herzschrittmacher entwickelt worden, welche eine Stimulierung nur "bei Bedarf bewirken, und zwar in geeigneter Reihenfolge an den beiden Herzkammern, dem Atrium und dem Ventrikel. Der Anwendungsbereich der Erfindung erstreckt sich auf alle diese Arten von Herzschrittmachern.

Sin implantierter Herzschrittmacher bewirkt eine Stimulation des Herzens eines Patienten über elektrische Leiter, die in einem Katheter enthalten sind und den Impulsgeneratorausgang des Schrittmachers mit Elektroden verbindet, die sich in elektrischem Kontakt mit dem Herzen befindet. Da die Größe und die Form des menschlichen Körpers von einem Menschen zum anderen variiert, wie auch aus anderen medizinischen und aus wirtschaftlichen Gründen sind die Katheter nicht permanent an den Herzschrittmacher angeschmolzen. Es existiert vielmehr eine mechanische Paßverbindung zwischen der Katheteranordnung und dem eigentlichen Schrittmacher, und diese Verbindung ist den-ungünstigen Umgebungseinflüssen des Körpers ausgesetzt. Aufgrund dieser Verbindung können Flüssigkeitsleckströme auftreten. Solche unerwünschten Flüssigkeitsströme können dazu führen, daß die elektronische Schaltung des Schrittmachers kurzgeschlossen wird, und ferner können sie zu Korrosion von anderen Metallteilen des Herzschrittmachers führen. Dies führt zu verschlechterter Wirkungsweise des Herzschrittmachers oder sogar zu vollständigem Versagen desselben und stellt ein ernstliches Problem dar.

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Ein nicht mehr einwandfrei arbeitender Schrittmacher wird gewöhnlich in einer Operation entfernt und ersetzt. Es ist jedoch recht ungünstig, wenn ein Herzschrittmacher, der an sich noch mehrere Jahre Lebensdauer vor sich gehabt hätte, wegen einer undichten Stelle entfernt werden muß. Der Patient muß sich'dann nämlich Operationen unterziehen, die er sonst nicht so häufig erdulden müßte. Dies war bisher ein beträchtlicher Mangel der bekannten Herzschrittmacher.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen implantierbaren Herzschrittmacher zu'schaffen, dessen Lebenszeit nicht mehr durch Undichtigkeiten gegenüber Flüssigkeiten vermindert ist. Es soll dabei eine Flüssigkeitsabdichtung geschaffen werden, die die umgebenden Körperflüssigkeiten daran hindert, in den Herzschrittmacher einzudringen und ein vorzeitiges Versagen desselben herbeizuführen.

Bei einem implantierbaren Herzschrittmacher, der so aufgebaut ist, daß der elektronische Teil von dem restlichen Teil des Herzschrittmachers getrennt ist, und bei dem alle Schrittmacherkomponenten und Leitungen in eine Epoxydharzisolierung eingegossen sind, sind zwei Leiter vorgesehen, welche den elektronischen Teil, d.h. den Schaltungsblock, mit dem Mündungsstück der Elektrode oder dem Verbindungsstück verbinden. Das Elektrodenmündungsstück ist dazu ausgebildet, mit einem Katheter verbunden zu werden

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zwecks leitender Verbindung mit dem Herz des Patienten. Flüssigkeitsleckströme vom Körper des Patienten in das Mündungsstück und entlang der .Leiter werden gemäß der Erfindung durch besondere abschirmende Schutzelemente nach Art von Trennwänden, durch welche sich der jeweilige Leiter erstreckt, zurückgehalten, wobei jeder Leiter mit dem betreffenden Schutzelement verlötet ist und das Schutzelement eine feste Verbindung mit der Epoxydharzisolierung eingeht. Diese feste Verbindung der Epoxydharzisolierung mit den Schutzelementen ist wesentlich für die erhaltene Abdichtung, wobei die Schutzelemente vorzugsweise aus einem Material bestehen, welches den Epoxyd-Harzen nahesteht, oder aus einem für gedruckte Schaltungsplatten verwendeten Material. Irgendwelche Körperflüssigkeiten, welche in den Schrittmacher entlang der genannten Leiter eindringen, werden von den Schutzelementen blockiert. Es wird somit durch die Erfindung der Vorteil erreicht, daß Operationen des Patienten, die bisher häufig aufgrund eines durch Flüssigkeitslecks verursachten Versagens des Schrittmachers nötig waren, entfallen.

Die Erfindung hat bei einem Schrittmacher Anwendung gefunden, der unter der Bezeichnung "Mark II" von der Anmelderin vertrieben wird und bei dem erwiesenermaßen die genannten Leckprobleme überwunden wurden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

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In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1: eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2: Einzelheiten der Ausf uhrungsform von Figur 1; .

Figur 3: eine abgewandelte Ausführungsform einer Einzelheit von Figur 2;

Figur 4: die Zusammenschaltung der Funktionsblöcke bei der Ausführungsform von Figur 1 und deren Verbindung mit dem Herzen eines Patienten.

Gemäß Figur 1 enthält der implantierbare Herzschrittmacher 10 Batterien 12, 13, 14, 15 und 16, die in solcher Weise zusammengeschaltet sind, daß sie eine geeignete Versorgungsspannung über die Leitungen 17 und 18 der in dem Gehäuse 19 befindlichen elektronischen Schaltung zuführen. Die Batterien sind in Parallelschaltung gezeigt; eine Serienschaltung kann jedoch ebenfalls möglich sein und wird häufig benutzt. Das Gehäuse 19 enthält den elektronischen Teil des Herzschrittmachers 10. Halbleiterbauelemente und andere mit diesen verbundene Schaltungskomponenten sind in dem Gehäuse 19 enthalten, welches als Abschirmung gegen Hochfrequenzen und als Schutz gegen andere ungünstige Umgebungseinflüsse wirken soll. Die US-Patente 3 528 428 und 3 595 242 beschreiben eine elektronische Schaltung, die in dem Gehäuse 19 enthalten sein kann. So- " weit zum Verständnis erforderlich, sei auf diese US-Patente verwiesen. Die Leitungen 20 und 21 liegen zwischen der elektronischen Schaltung des Gehäuses 19 und dem Aufnahmeverbinder 11 für die Elektrode oder das Mündungsstück des Katheters. Der zum Herzen führende Katheter wird in Figur 1 nicht gezeigt. Die Leitungen 20 und 21 führen vom Herz

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des Patienten kommende Eingangssignale der elektronischen Schaltung zu und liefern ferner die von der elektronischen Schaltung ausgehenden Stimulationssignale zum Herz des Patienten. Der eine Öffnung bildende Aufnahmeverbinder 11 dient dazu, die zum Herz des Patienten führenden Elektroden aufzunehmen. Die Leitungen 21 und 20 werden je von einem trennwandartigen Schutzelement 22 bzw. 23 umgeben. Die Epoxydisolierung 122 wird aus Gründen der Anschaulichkeit nur in der Nähe der Schutzelemente 22 und 23 gezeigt; es versteht sich jedoch, daß diese Isolierung sich über das gesamte Innere des Herzschrittmachers 10 erstreckt.

In Figur 2 wird das Schutzelement 23 in größeren Einzelheiten gezeigt. Das Schutzelement 23 enthält eine Bohrung 25, die durchgehend plattiert ist. Es befindet sich nämlich eine Metallschicht auf beiden Seiten des Schutzelements 23 ebenso wie auf der Innenfläche der Bohrung 25. Die metallische Leitung 20 wird durch die Bohrung 25 gesteckt und an die metallische Schicht 24 angelötet. Die Zusammensetzung des Schutzelements 23 wird so gewählt, daß sich bestimmte Eigenschaften, insbesondere eine starke Bindung mit der Isolierung 122, ergeben. Üblicherweise besteht die Isolierung 122 aus Epoxydharz, und das Material für das Schutzelement 23 kann aus derselben Klasse von Kunststoffen gewählt werden. Vorzugsweise wird solches Material verwendet, aus dem gewöhnlich die Platten für gedruckte Schaltungen hergestellt werden.

Figuren 1 und 2 zeigen, daß Körperflüssigkeiten (nicht gezeigt) , die dazu neigen, in Form von Leckströmen in die Verbindungsöffnung 11 zu dringen und dann entlang der Leiter 20 und 21 transportiert zu werden, werden durch die Schutz-

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elemente 23 und 22 wirksam am Weiterfließen gehindert. Die äußerst feste Verbindung zwischen der umgebenden Epoxydisolierung 122 und den Schutzelementen verhindert es, daß die Körperflüssigkeiten über den Ort der Schutzelemente hinausfließen.

Figur 3 zeigt eine geänderte Ausführungsform. Das dort gezeigte Schutzelement 26 weist zwei Bohrungen 28 und 29 auf. Diese Bohrungen sind leitend miteinander verbunden durch die aufgebrachte metallische Schicht 27, die in ähnlicher Weise wie Figur 2 eine Plattierung durch jede der Bohrungen hindurch bildet. Wie vorher werden zwei derartig ge Schutzelemente benötigt. Das eine Schutzelement 26 wird für den Leiter 20 und das andere Schutzelement 26 für den Leiter 21 benötigt. Diese Ausführungsform erleichtert jedoch den Zusammenbau bei der Fertigung, da jeder Leiter nicht durch eine Bohrung hindurchgesteckt werden muß und daran angelötet werden muß, sondern lediglich bis zu der Bohrung gebracht werden muß und an die dort niedergeschlagene metallische Schicht angelötet werden muß. Es können dann andere getrennte Leiter sich von den übigen Bohrungen erstrecken und an die an diesen übrigen Bohrungen niedergeschlagenen metallischen Schichten angelötet werden.

Figur 4 zeigt die verschiedenen in dem Herzschrittmacher 10 befindlichen Funktionsblöcke. Die von den Batterien gebildete Stromversorgung 44 führt dem Herzschlagdetektor 43 und dem Impulsgenerator 42 Strom zu. Die Leiter 20 und 21 führen zum Herzen 41, wie vorher beschrieben wurde. Der Impulsgenerator 42 gibt Stimulationsimpulse auf die Leiter 45 und 46, die mit den Leitern 20 bzw. 21 verbunden sind.

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In ähnlicher Weise werden die Leiter 47 und 48, die mit den Leitern 45 bzw. 46 verbunden sind, zum Eingang des Herzschlagdetektors 43 rückgeführt und dienen zur Abtastung der Schlagtätigkeit des Herzens 41. Der Ausgang des Herzschlagdetektors 43 führt sein Ausgangssignal dem Impulsgenerator 42 zu, und somit steuert der Herzschlagdetektor 43 die Arbeitsweise des Impulsgenerators 42. Die Schutzelemente 23 und 22 befinden sich, wie in der Figur gezeigt wird, in Verbindung mit den Leitungen 20 und 21, wie vorher beschrieben wurde.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprü c h e

/ 1.,)Implantierbarer Herzschrittmacher zur Stimulierung des Herzens eines Patienten mit Anschlußmitteln zur Herstellung einer Verbindung mit dem Herzen, mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung von Stimulationsimpulsen, mit Leitungen zum Führen der Stimulationsimpulse zu den Anschlußmitteln, mit einem Herzschlagdetektor zur Ermittlung der Herztätigkeit des Patienten und zur entsprechenden Steuerung des Impulsgenerators, mit elektrischen Batterien zur Stromversorgung des Impulsgenerators und des Herzschlagdetektors und mit einer Isolierung, welche die genannten Leitungen, die Batterien, den Herzschlagdetektor und den Impulsgenerator einkapselt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsabdichtungseinrichtung (22, 23) mit den genannten Leitungen (20, 21) verbunden ist und an der Isolierung (122) fest anhaftet, so daß das Fließen von Flüssigkeit von den Anschlußmitteln (11) in Richtung zu dem Impulsgenerator (42) entlang der genannten Leitungen (20, 21) verhindert wird.
2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierung (122) aus Epoxydharz besteht.
3. Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten Leitungen (20, 21) aus zwei Leitern bestehen.

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4. Herzschrittmacher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsabdichtungseinrichtung aus zwei getrennten Schutzelementen (22, 23) "besteht und sich eine Bohrung (25) durch jedes der Schutzelemente (22, 23) erstreckt und daß jede Bohrung (25) eine der Leitungen (20, 21) gut passend aufnimmt.
5. Herzschrittmacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzelemente (22, 23) aus beschichtetem Glas-Epoxyd-Material bestehen.
6. Herzschrittmacher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrung (25) mit einer die Innenfläche der Bohrung (25) und die den Bohrungsmündungen benachbarten Oberflächenbereiche des Schutzelements (23) bedeckenden Plattierung (24) versehen ist.
7. Herzschrittmacher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Schutzelement (26) zwei Bohrungen (28, 29) aufweist, die durch die Plattierung (27) elektrisch miteinander verbunden sind.
8. Herzschrittmacher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter (20, 21) mit der Metallplattierung (24; 27) in einer die betreffende Bohrung vollständig füllenden Weise verlötet ist.

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