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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich ganz generell auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Elektrodenkontaktvorrichtung
für eine
medizinische Anwendung als Kontaktvorrichtung an einem Ende eines
elektrisch isolierten Leiters oder Elektrodenkabels für einen
Herzschrittmacher.
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Eine derartige Kontaktvorrichtung
enthält
einen aus Keramikmaterial hergestellten Hauptkörper. Am Äußeren der Kontaktvorrichtung
sind wenigstens zwei getrennte Kontaktabschnitte, die jeweils aus elektrisch
leitendem Material bestehen und ausgelegt sind, elektrisch mit einem
entsprechenden Leiter verbunden zu werden, der mit der Kontaktvorrichtung verbindbar
ist.
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Stand der Technik
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In der DE-A 23 19 054 ist ein ähnlicher
Typ einer Kontaktvorrichtung beschrieben. Ein weiterer entsprechender
Typ der Kontaktvorrichtung ist in der DE-A- 41 12 936 beschrieben.
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Eine Kontaktvorrichtung des fraglichen
Typs dient dazu, an einem Ende eines isolierten elektrischen Leiters
oder Kabels befestigt zu werden und bezweckt die Übertragung
elektrischer Signale/eines elektrischen Stroms zu und vom Leiter
und der elektrischen Einheit oder Komponente, die am Ende des Leiters
angebracht ist.
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Die durch das erfindungsgemäße Verfahren herzustellende
Kontaktvorrichtung kann entweder ein Elektrodenkontaktkopf am distalen
Ende eines Elektrodenkabels sein, das zu einem Herzschrittmacher
führt oder
eine Befestigungsvorrichtung, durch die das andere Ende des Elektrodenkabels,
das proximale Ende, mit dem Elektrodenbefestigungsteil eines Herzschrittmachers
oder Schrittsetzers verbunden ist.
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Ein Herzschrittmacher ist ein batteriebetätigter elektronischer
Impulsgenerator, der chi rurgisch in einen Patienten implantiert
werden kann, dessen Herz eine Dysrhythmie (unregelmäßiger oder
zu langsamer Herzschlag) aufweist. Der Impulsgenerator hat die Aufgabe
den Herzmuskel zum Kontraktieren zu stimulieren, wenn die eigene
Kontraktionsfrequenz des Herzens unzureichend ist. Die von einem derartigen
Herzschrittmacher gelieferten elektrischen Impulse werden zum Herzen über dünne Elektrodenkabel
(dünne,
isolierte, metallischer Leiter) übertragen,
deren innerhalb des Herzens in der Herzmuskulatur verankerte distale
Enden als Elektrodenkontaktköpfe
mit nicht isolierten Kontaktabschnitten oder -zonen ausgebildet
sind, die in direktem, elektrischen Kontakt mit der Herzmuskulatur
stehen. Wenn der Schrittmacher z. B. ein sogenannter Zweikammerschrittmacher
ist, steht letzterer mit der Muskulatur des Herzens über zwei
Elektrodenkabel in Verbindung, wovon eines seinen Elektrodenkontaktkopf
im rechten Atrium angeordnet hat, während das andere seinen Elektrodenkontaktkopf
im rechten Ventrikel angeordnet hat. Die Elektrodenkabel erstrecken
sich über
die subklavikuläre
Vene in das Herz. Der tatsächliche
Schrittmacher wird üblicherweise
oberhalb des linken pektoralen Muskels chirurgisch unter die Haut
implantiert.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, ein
Verfahren verfügbar
zu machen zur Herstellung einer Elektrodenkontaktvorrichtung mit
einem Hauptkörper,
der aus Keramikmaterial hergestellt ist und der einen Träger für die erforderliche
Anzahl von Kontaktabschnitten (in Form von Oberflächenbereichen
oder Zonen) bilden kann, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt
sind, wobei die Kontaktabschnitte sowohl in der gewünschten
Ausgestaltung wie auch an den gewünschten Positionen auf dem
Hauptkörper
einfach hergestellt werden können.
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Was insbesondere Elektrodenkontaktvorrichtung
für eine
medizinische Anwendung, wie implantierbare Elektrodenkontaktvorrichtungen
(Elektrodenkontaktköpfe
und Elektrodenkabelbefestigungsvorrichtungen) betrifft, ist es natürlich ein
wichtiges Erfordernis und demzufolge ein Ziel, dass die Abmessungen
der betreffenden Kontaktvorrichtung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt werden kann, so klein wie möglich gemacht werden können.
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Ein weiteres Ziel ist es, in der
Lage zu sein, einen Typ einer Elektrodenkontaktvorrichtung herzustellen,
der für
eine weitreichende "Integration" jener Teile/Abschnitte und Bereiche/Zonen
der Kontaktvorrichtung gut geeignet ist, die die erforderlichen
mechanischen, elektrischen und physiologischen Funktionen/Eigenschaften
desselben garantieren sollen, derart, dass die Vorrichtung mit wesentlich
geringeren Kosten herstellbar ist, als dies mit der bisherigen Technologie
möglich
gewesen ist.
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Gemäß der Erfindung werden die
genannten Ziele erreicht durch Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen
einer Elektrodenkontaktvorrichtung, dass die in dem einzigen Patentanspruch
niedergelegten Schritte enthält.
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Eine durch das Verfahren gemäß dem genannten
Patentanspruch hergestellte Elektrodenkontaktvorrichtung ist vorgesehen
für eine
medizinische Anwendung und spezieller als Kontaktvorrichtung an einem
Ende eines elektrisch isolierten Leiters oder Elektrodenkabels für einen
Herzschrittmacher. Die Kontaktvorrichtung enthält einen Hauptkörper, der aus
einem Keramikmaterial hergestellt ist und an dessen Außenseite
wenigstens ein Kontaktabschnitt vorgesehen ist, der aus elektrisch
leitendem Material hergestellt ist und dazu dient, in einer elektrischen Verbindung
mit einem Leiter angeordnet zu werden, der an der Kontaktvorrichtung
angebracht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren, das zur Erzeugung
einer Elektrodenkontaktvorrichtung für eine medizinische Anwendung
dient, wie eine Kontaktvorrichtung, die an einem Ende eines elektrisch
isolierten Leiters oder Elektrodenkabels für einen Herzschrittmacher befestigt
werden soll und wenigstens zwei getrennte Kontaktabschnitte besitzt,
die aus elektrisch leitendem Material bestehen, umfaßt die Schritte:
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- a) Bereitstellen eines Hauptkörpers aus
Keramikmaterial;
- b) Anordnen einer Schicht aus elektrisch leitendem Material
auf dem Hauptkörper;
und ist gekennzeichnet durch die Schritte:
- c) Anordnen einer Schicht von Keramikmaterial auf dem Hauptkörper, die
wenigstens teilweise die genannte Schicht aus leitendem Material überlappt;
und
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Wiederholen der Schritte (b) und
(c) eine ausgewählte
Anzahl von Malen zum Erzeugen einer ausgewählten Anzahl von Kontaktabschnitten
auf dem Hauptkörper,
wobei wenigstens zwei von diesen Kontaktabschnitten hergestellt
werden durch Abscheidung, wie Metallisierung, von elektrisch leitendem
Material, um die genannten Schichten zu bilden.
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In der Praxis sollte es für jegliches
geeignetes Metall möglich
sein, als das genannte elektrisch leitende Material benutzt zu werden.
Das Hinzufügen,
Aufbringen oder Abscheiden des Materials wird üblicherweise als Metallisierung
bezeichnet. Der Begriff Keramikmaterial soll in diesem Zusammenhang verstanden
werden in der Bedeutung von anorganischen, nicht metallischen Materialien,
die durch eine Hochtemperaturreaktion erzeugt werden. Eine Keramik,
die in diesem Zusammenhang geeignet ist, ist z. B. Aluminium-Oxid (Al2O3). Eine für einen Herzschrittmacher vorgesehene
Elektrodenkontaktvorrichtung kann entweder ein Elektrodenkontaktkopf
an einem Ende (dem distalen Ende) eines Elektrodenkabels sein oder
eine Befestigungsvorrichtung, die am entgegengesetzten Ende (dem
proximalen Ende) eines derartigen Elektrodenkabels angeordnet ist.
In beiden Fällen
kann der keramische Hauptkörper
an der Außenseite
mit zwei oder mehr elektrisch leitenden Kontaktabschnitten versehen
werden, die radial und/oder axial voneinander getrennt sind und
von denen jede aus einer dünnen
Schicht eines Materials besteht, das durch Abscheidung oder durch
eine andere Art eines Oberflächenaufbringens
eines elektrisch leitenden Materials auf einen speziellen Oberflächenbereich
des Hauptkörpers
hergestellt worden ist, welche dünne
Schicht des Materials dann eine elektrische Kontaktzone auf der
Außenseite
der Kontaktvorrichtung bildet.
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Die dünne leitende Schicht bzw. die
Schichten des Materials, die somit die Kontaktflächen an der Außenseite
der Kontaktvorrichtung bilden, können leicht
in der gewünschten
Weise gebildet werden und können
Kontaktflächenmuster
oder Zonen an optimalen Stellen im Hinblick auf die elektrische
Stromübertragung
bilden.
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Die Kontaktflächenbereiche können gefunden
werden, sowohl an der Mantelfläche
der Kontaktvorrichtung wie auch an seiner vorderen Stirnseite.
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In einigen Fällen besteht das Erfordernis
für die
Kontaktvorrichtung, nicht nur extensive Kontaktflächenbereiche
zu haben, sondern an dem einen oder anderen Teil, vorzugsweise an
der vorderen Stirnfläche
auch mehrere, punktförmige
Kontaktabschnitte zu haben.
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Der Hauptkörper der Kontaktvorrichtung
wird in der Praxis oft als Trägerkörper ausgebildet,
der um seine Längsachse
rotationssymmetrisch ist und die tatsächlichen Kontaktflächenbereiche
trägt,
sowie stiftartige Elemente, die optional vorhanden sein können, und
die in dem Hauptkörper
eingebettet sind. In einigen Fällen
kann die Kontaktvorrichtung benutzt werden als Befestigungsvorrichtung,
die am "Schrittmacherende" (dem proximalen Ende) eines Elektrodenkabels
angeordnet ist.
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Gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung
ist der Ausgangspunkt ein Kern in Form eines Hauptkörpers aus
Keramikmaterial, auf dem eine Schicht aus elektrisch leitendem Material
angeordnet wird, nach der eine Schicht aus Keramikmaterial auf dem
Hauptkörper
angeordnet wird, die wenigstens teilweise die Schicht aus leitendem
Material überlappt.
Abhängig
von den Erfordernissen ist es daher möglich, in einer entsprechenden
Weise abwechselnd eine Schicht aus leitendem Material, eine Schicht
aus Keramikmaterial und so weiter aufzubringen.
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Die Erfindung wird nun anhand der
beigefügten
Zeichnungen, die verschiedene Typen von Elektrodenkontaktvorrichtungen
zeigen, welche wenigstens teilweise durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt sind, mehr im Einzelnen beschrieben und erläutert.
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Die 1a und 1b stellen einen axialen Längsschnitt
durch bzw. eine Stirnansicht von oben, von einer ersten Ausführungsform
einer Elektrodenkontaktvorrichtung dar, die als Elektrodenkontaktkopf ausgebildet
ist;
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2a und 2b sind eine Seitenansicht
bzw. eine Ansicht von oben, von einer Ausführungsform eines Hauptkörpers für eine Elektrodenkontaktvorrichtung;
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3a und 3b sind ein axialer Längsschnitt durch
bzw. Ansicht von oben, von einer Ausführungsform eines Hauptkörpers für eine Elektrodenkontaktvorrichtung;
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4a und 4b sind eine Seitenansicht
bzw. eine Ansicht von oben, von einer weiteren Ausführungsform
eines Elektrodenkontaktkopfes; und
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5 zeigt
in einer Seitenansicht eine Kontaktvorrichtung, die als Elektrodenkabelbefestigungsvorrichtung
ausgebildet ist.
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Der in 1 dargestellte
Elektrodenkontaktkopf 2 soll am "Herzmuskelende" (dem distalen
Ende) eines Elektrodenkabels angeordnet werden, dessen anderes Ende
(das "Schrittmacherende", d.h. das proximale Ende) an einem Herzschrittmacher befestigt
ist. Der Elektrodenkontaktkopf 2 enthält einen im wesentlichen zylindrischen
Hauptkörper 4, der
aus Keramikmaterial hergestellt ist. Ein Kontaktabschnitt 6,
der aus einer dünnen
Metallschicht besteht, ist an der Außenseite des Hauptkörpers 4 angeordnet
und umgibt den Umfang des Letzteren. Der Hauptkörper 4 weist am Boden
einen engeren Schaftabschnitt 8 auf, der mit einer metallisierten Oberfläche 10 versehen
sein kann. Durch den Keramikhauptkörper 4 läuft in Längsrichtung
des Letzteren ein zentrales, axiales Kontaktelement 12,
das in den Hauptkörper
eingebettet ist, und dessen freies Ende 14 mit einem kurzen
Abstand aus der Endfläche 16 des
Hauptkörpers 4 vorsteht.
Am äußeren Rand
dieser Endfläche
verschmilzt die Metallschicht 6 mit einem umlaufenden nach
innen gerichteten Randflansch 18. Das zentrale axiale Kontaktelement 12 kann
beispielsweise ein Titanstift sein. Die metallisierten Kontaktflächen 6, 10, 18 der
Kontaktvorrichtung 2 und auch des Kontaktstiftes 12 sind
in bekannterweise elektrisch verbunden mit ihren entsprechenden
Leitern im (hier nicht dargestellte) Elektrodenkabel, das zu einem
Herzschrittmacher führt.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines Elektrodenkontaktkopfes 20 mit vier sich axial erstreckenden
bandförmigen
Flächenbereichen 22 zwischen
denen der Hauptkörper 24 mit
einem axialen Satz von Widerhaken 26', 26'' und 26''' versehen
ist. Die Kontaktflächen 22,
die als metallische Bereiche ausgebildet sind, sind an der Spitze
mit nach innen gerichteten Endzungen 28 auf der Endfläche 30 des Hauptkörpers versehen.
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3 zeigt
einen im wesentlichen zylindrischen Elektrodenkontaktkopf 32,
dessen keramischer Hauptkörper 34 am
Boden mit einem axialen Schaftabschnitt 36 von einem kleineren
Durchmesser als dem des Hauptkörpers 34 verschmilzt.
Den keramischen Hauptkörper 34 durchdringen
in diesem Fall 4 axial gerichtete Kontaktstifte 38,
deren freie obersten Enden 38' aus der oberen Endfläche 40 des Hauptkörpers 34 vorstehen.
Der keramische Hauptkörper 34 ist
in diesem Fall ohne eine dünne
leitende Oberflächenschicht
an der Mantelfläche
dargestellt, obgleich vorstellbar ist, dass eine oder mehrere elektrisch
leitende Oberflächenschichten
am Hauptkörper
angeordnet sein können.
Auch bei dieser Ausführungsform
können
die vier axialen Kontaktstifte 38 beispielsweise Titanstifte
sein.
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Der in 4 dargestellte
Elektrodenkontaktkopf 42 enthält einen rotationssymmetrischen
Hauptkörper 44 auf
dessen Schaftabschnitt 46 eine leitende Oberflächenschicht 48 angeordnet
ist. Am Mantel des Hauptkörpers 44 befindet
sich in diesem Fall ein bandförmiger
Oberflächenbereich 50,
der umläuft und
einen Kontaktoberflächenbereich
bildet. Mit diesem Kontaktoberflächenbereich
ist ein sich axial erstreckenden bandförmiger Oberflächenbereich 52 verbunden.
Der keramische Hauptkörper 44 weist
in diesem Fall an seiner oberen Endfläche 54 zwei Kontaktflächenbereiche 56 und 58 auf,
die voneinander getrennt sind. Der Oberflächenbereich 56 hat
die Form eines unterbrochenen Rings, während der Flächenbereich 58 die
Form eines radial ausgerichteten Bandes besitzt. Der Flächenbereich 58 steht
ferner in elektrischer Verbindung mit einem bandförmigen Leiter 60,
der in den keramischen Hauptkörper 44 integriert
oder in diesen eingebettet ist und der in 4a durch eine mit einer gestrichelten
Linie dargestellten Kontur angegeben ist.
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Ein gemeinsames Merkmal der vier
Elektrodenkontaktköpfe,
die in den 1 bis 4 dargestellt sind,
ist, dass sie mehrpolige Kontaktköpfe aufweisen.
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Schließlich wird nun Bezug genommen
auf eine in 5 dargestellte
Elektrodenkontaktvorrichtung, die in Form einer Endbefestigungsvorrichtung 62 ausgebildet
ist, welche dazu dient, am "Schrittmacherende", d.h. dem proximalen
Ende, eines Elektrodenkabels, angeordnet zu werden, an dessen anderem
Ende (dem distalen Ende) sich ein Elektrodenkontaktkopf befindet.
Der Hauptkörper 64,
der Endbefestigungsvorrichtung 62 besteht aus einem Keramikmaterial
und der Hauptkörper
ist, wie ersichtlich, ein zylindrischer Körper mit zwei axial getrennten Sektionen
bzw. Abschnitten 66, 68 und 70 mit schrittweise
zunehmenden Durchmessern. Der Abschnitt 66 ist in diesem
Fall mit zwei bandförmigen
Kontaktflächen
oder Kontaktzonen 71 und 72 dargestellt, die sich
in Umfangsrichtung erstrecken, während
der Abschnitt 68 des Hauptkörpers keine elektrisch leitende Flächenschicht
aufweist. In diesem Fall besitzt der Abschnitt 70 des Hauptkörpers zwei
axial getrennte Kontaktzonen 74 und 76. Anstelle
ihrer zwei Kontaktzonen wäre
es alternativ möglich
für die
Abschnitte 66 und 70 des Hauptkörpers jeweils
eine einzige kontinuierliche Kontaktoberflächenschicht vorzusehen. Falls
erforderlich, könnte
der Abschnitt 68 des Hauptkörpers auch mit irgendeinem
Typ einer leitenden Metalloberflächenschicht
versehen sein.