JP2018515252A - 電気的な伝送部を備えた医療用インプラントのためのハウジング - Google Patents
電気的な伝送部を備えた医療用インプラントのためのハウジング Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018515252A JP2018515252A JP2017559657A JP2017559657A JP2018515252A JP 2018515252 A JP2018515252 A JP 2018515252A JP 2017559657 A JP2017559657 A JP 2017559657A JP 2017559657 A JP2017559657 A JP 2017559657A JP 2018515252 A JP2018515252 A JP 2018515252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- capacitor
- contact surface
- terminal contact
- housing wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/375—Constructional arrangements, e.g. casings
- A61N1/3756—Casings with electrodes thereon, e.g. leadless stimulators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/375—Constructional arrangements, e.g. casings
- A61N1/3752—Details of casing-lead connections
- A61N1/3754—Feedthroughs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/375—Constructional arrangements, e.g. casings
- A61N1/37514—Brain implants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
- A61N1/39—Heart defibrillators
- A61N1/3968—Constructional arrangements, e.g. casings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
- A61B5/0031—Implanted circuitry
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/378—Electrical supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/05—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using capacitive coupling
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Neurology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本発明は、医療用インプラントのためのハウジングに関する。ハウジングは、内面および外面を備えて電気絶縁材料で作られたハウジング壁と、ハウジング壁を通るように設けられた電気的な伝送部と、を含む。電気的な伝送部は、ハウジング壁の内面に配置された導電性の第1の端子接触面と、ハウジング壁の外面に配置された導電性の第2の端子接触面と、ハウジング壁に組み込まれ、第1のキャパシタ電極および第2のキャパシタ電極を含むキャパシタと、第1の端子接触面を第1のキャパシタ電極に電気的に接続する第1の接続線路と、第2の端子接触面を第2のキャパシタ電極に電気的に接続する第2の接続線路と、を含む。第1の端子接触面と第2の端子接触面との間には連続的な導電性接続がない。【選択図】 図1
Description
本発明は、電気的な伝送部を有する医療用インプラントのためのハウジングに関する。
癲癇、パーキンソン病、または強迫性障害などの中枢神経系の疾患は、とりわけ、脳の直接の電気的な刺激を用いて処置される。この目的のため、電極は、標的エリアの中に埋め込まれて、皮膚下の対応するインプラント・システムに電気的に接続される。電気的な刺激が標的エリアにインプラント・システムを介して伝送される。電気的な刺激では、特に、電荷密度の、したがって、パルスごとの電荷量の観察は、治療上の刺激の過程における組織への長期の損害を回避するために重要な基準である。電荷量の伝送は、典型的には結合キャパシタによって制限される。例えば、100nFの静電容量と最大で1μCの電荷の伝送とを有する1つのそのような結合キャパシタが、刺激接触ごとに必要とされる。
単一のキャパシタまたはアレイのキャパシタは、結合キャパシタの実施のために、以前より典型的に使用されてきた。キャパシタは、たいていセラミック系キャパシタであり、例えば、静電容量が100nF以上である。静電容量の値は、インプラントの供給電圧によって、また、刺激接触の面によって、実質上決定される。より高い供給電圧またはより小さい接触面が選択される場合、静電容量をより低いものとして選択することができる。
つい最近の電極の設計は、例えば、8、16、または40個の接点のような、より多数の電極接触を提供している。そのような電極がそれに応じて接続されるインプラントは、多数の結合キャパシタを有する必要がある。結合キャパシタは、それらの数が多いことから、インプラント内部の広い空間を占有し、したがって、例えば、頭蓋の領域内の好ましい埋め込み部位を選択するための、または、外部から目に見えないようにインプラントを設計するための、インプラントの小型化を制限する。加えて、インプラントが大きくなるほど、炎症性反応のリスクまたは患者のインプラントの拒絶反応のリスクが大きくなる。
さらに、密閉されたインプラント・ハウジングの内部から、多数の電気的な接点が引き出される必要がある。そのようなケーブルの通路は、技術文献ではしばしば「フィードスルー」と呼ばれる。従来のインプラントの内部から電極の端子までのフィードスルーは、典型的にはチタンを含むハウジングの開口部に1つ以上のセラミック材料を一体化することによって典型的に実現される。インプラントの寸法および組立形状は、そのようなフィードスルーによって極めて制限される。さらに、フィードスルーの位置は、体液の浸透に起因して合併症さらには患者への傷害が生じ得る漏出の部位となり得る重要な領域を表す。
したがって、本発明の基本的な目的は、従来のハウジングよりも小型に設計することができ、患者により大きな安全性を提供する医療用インプラントのためのハウジングを提供することである。加えて、対応するインプラント、およびハウジングの製造方法が、提供されるべきである。
本発明の基本的な目的は、独立請求項の特徴によって充足される。本発明の有利な更なる展開および態様は、従属請求項に記載されている。
本発明による医療用インプラントのためのハウジングは、少なくとも一部が電気絶縁材料から作成されるハウジング壁を含む。ハウジング壁は、ハウジングの内部空間に面している内側と、ハウジングの外部空間に面している外側と、を有する。電気的な伝送部は、ハウジング壁を通るように設けられる。かかる電気的な伝送部は、ハウジング壁の内側から外側まで延びる。電気的な伝送部の組立体(アセンブリ)は、ハウジング壁の内側に配置される導電性の第1の端子接触面と、ハウジング壁の外側に配置される導電性の第2の端子接触面と、を含む。第1のキャパシタ電極および第2のキャパシタ電極を有するキャパシタは、ハウジング壁の中に組み込まれて一体化される。電気絶縁材料は、第1のキャパシタ電極と第2のキャパシタ電極との間に配置することができ、また、キャパシタのための誘電体として機能することができる。第1の接続線路は、第1の端子接触面および第1のキャパシタ電極を互いに対して電気的に接続し、第2の接続線路は、第2の端子接触面を第2のキャパシタ電極に電気的に接続する。第1の端子接触面と第2の端子接触面との間には、キャパシタを介した容量性の電気的結合だけが存在する。第1の端子接触面と第2の端子接触面との間には、連続的な導電性接続がない、すなわち、直接の導電性接続が存在しない。第1の端子接触面、キャパシタ、および第2の端子接触面は、直列に接続される。
第1の端子接触面は、ハウジングの内部に位置するデバイスに電気的に接続されることが意図されている。電気的な刺激信号、特に、電流パルスを生成する制御ユニットは、例えば、第1の端子接触面に接続することができる。第2の端子接触面は、ハウジングの外側に位置するデバイスに電気的に接続されることが意図されている。制御ユニットによって生成された電気的な刺激信号の適用に役立つ刺激電極は、例えば、第2の端子接触面に接続することができる。
第1および第2の端子接触面に接続されたキャパシタは、ハウジング壁を通る容量性の電気的伝送部体と、結合キャパシタと、の双方を表す。内側から外側にハウジングを通る完全な開口は存在しないが、それにもかかわらず、電気的伝送部は、例えばハウジングの内部からの電気信号をハウジングの外側に位置する刺激電極に送ることができるように、キャパシタによって確保される。このプロセスでは、伝送される電荷量は、キャパシタによって制限される。
ハウジングは、上で説明した容量性の電気伝送部の組立体と同じ方法で組み立てられた容量性の電気伝送部の組立体をさらに有することができる。
本発明によるハウジングを用いて、従来のインプラントに関してインプラントの寸法を小さくすることが可能である。それにより、例えば、炎症性反応に起因するまたはインプラントの拒絶反応に起因する患者の健康上のリスクを低減することができる。加えて、インプラントは、頭蓋の領域により容易に埋め込むことができる。容量性の電気的な伝送部は、ハウジングを通る完全な開口を必要としないので、体液がハウジング内に浸透してインプラントにダメージを与え患者に健康上のリスクが生じる虞を無くすように、ハウジングを気密封止することがより容易である。
キャパシタは、第1のキャパシタ電極が、複数の第1のキャパシタ・プレートを有し、第2のキャパシタ電極が、複数の第2のキャパシタ・プレートを有し、第1および第2のキャパシタ・プレートが、交互に並ぶ順序で互いの上に配置される、すなわち、第1および第2のキャパシタ・プレートが、例えば、2つの歯車の歯のように、互いの中に係合するように設計されることが好ましい。キャパシタのための誘電体として機能する電気絶縁材料は、第1および第2のキャパシタ・プレート間に位置することが好ましい。第1および第2のキャパシタ・プレートは、互いに対して平行に整列され、特に、ハウジング壁の内側および/または外側に対して平行に延びることができる。
好適な実施形態によれば、第1の接続線路は、第1のキャパシタ・プレートに電気的に接続され、第2の接続線路は、第2のキャパシタ・プレートに電気的に接続される。
本発明は、第1または第2の端子接触面とキャパシタとの間において、任意の所望の隔置を選択することを可能にする。例えば、第1の端子接触面が、ハウジング壁の内側へのキャパシタの垂直な突出部の外側に部分的または完全に位置する、および/または、第2の端子接触面が、ハウジング壁の外側へのキャパシタの垂直な突出部の外側に部分的または完全に位置するように配置されることができる。
ハウジング壁全体またはハウジング全体が電気絶縁材料から作製される必要はない。キャパシタが一体化されているハウジング壁の領域が電気絶縁材料を含めば十分である。
ハウジング壁またはその一部を作成すると共に特にキャパシタの誘電体として機能する電気絶縁材料は、セラミック材料であることが好ましい。二酸化チタンおよびチタン酸バリウムは、特に有利であることを示している。これらの材料は、高い誘電率の値を有する。ハウジング壁またはその一部を作製するセラミック材料は、二酸化チタンまたはチタン酸バリウムを大部分または同じく完全に含むことができる。
キャパシタは、電気絶縁材料によって完全にカバーされることが好ましい。第1および第2の端子接触面だけが、電気絶縁材料によってカバーされず、キャパシタに接触するために使用されることができる。
本発明によるハウジングは、患者のために個別に作製することができることが有利である。この場合、ハウジングの形状、特に、ハウジング壁の形状を、患者の頭蓋骨の輪郭に適合させることができる。
本発明による医療用インプラントは、上で説明した特徴を有するハウジングを含む。
インプラントは、ハウジングによって取り囲まれるバッテリおよび制御ユニットを含むことができる。バッテリは、電力供給に役立ち、制御ユニットは、キャパシタを介してハウジングから引き出される電気信号を生成することができる。制御ユニットは、ハウジング壁の内側に形成された第1の端子接触面に接続される。制御ユニットは、適切なケーブルおよび/または適切なアダプタを用いて、第1の端子接触面に接続することができる。ケーブルおよび/またはアダプタは、第1の端子接触面に直接接続することができる。
さらに、刺激電極を設けることができ、刺激電極は、ハウジング壁の外側に形成された第2の端子接触面に接続される。刺激電極は、適切なケーブルおよび/または適切なアダプタを用いて、第2の端子接触面に接続することができる。ケーブルおよび/またはアダプタは、第2の端子接触面に直接接続することができる。
制御ユニットは、例えば、患者の脳または脊髄または心筋の中の組織を刺激する目的で刺激電極に電気的な伝送部を介して伝送される刺激信号を生成するように設計される。
上で説明した特徴を有するハウジングを製造する方法が更に提供され、ハウジングは、3D印刷プロセスを用いて製造される。
かかる製造方法は、印刷される複数のセラミック粉体層と、セラミック粉体を圧縮するために、それぞれのセラミック粉体層に印刷されるバインダ液と、を含むことができる。
導電性層は、少なくとも1つのセラミック粉体層上に更に生成することができ、第1の濃度の金属粒子を含む第1のバインダ液は、少なくとも1つのセラミック粉体層に印刷される。
少なくとも1つのセラミック粉体層を通る電気的ビアを生成するために、このセラミック粉体層上に第2のバインダ液を印刷することができる。第2のバインダ液は、第1の濃度の金属粒子より低い第2の濃度の金属粒子を有し、かつ、それによって第2のバインダ液が少なくとも1つのセラミック粉体層の中に浸透することが可能になる。第2のバインダ液の粘度は、第1のバインダ液の粘度よりもさらに低くすることができる。
患者の頭蓋骨の輪郭についてのデータ、特に、コンピュータ断層撮影データは、ハウジングの形状を患者の頭蓋骨の輪郭に適合させるために有利に使用することができる。
本発明については、以下において、実施形態と図面とを参照して、例示的なやり方でより詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態による医療用インプラントのためのハウジングのハウジング壁10の断面を概略的に示す。図1では、ハウジングの内側領域は、参照符号12でマーキングされ、ハウジングの外側領域は、参照符号13でマーキングされている。したがって、第1の側部14は、ハウジング壁10の内側であり、第1の側部14と反対側に配設された第2の側部15は、ハウジング壁10の外側である。
結合キャパシタとして同時に機能する容量性の電気伝送部のアセンブリ(組立体)は、ハウジング壁10に組み込まれて一体化(統合)される。容量性の電気伝送部の組立体は、内側14に配置された導電性の第1の端子接触面16と、外側15に配置された導電性の第2の端子接触面17と、を含む。加えて、電気的な伝送部の組立体は、ハウジング壁10に組み込まれ、第1のキャパシタ電極21および第2のキャパシタ電極22を有するキャパシタ20を含む。
第1のキャパシタ電極21は、複数の第1のキャパシタ・プレート23を含み、第2のキャパシタ電極22は、複数の第2のキャパシタ・プレート24を含む。第1および第2のキャパシタ・プレート23、24は、交互に並ぶ順序で互いの上に配置される薄い導電性層である、すなわち、第2のキャパシタ・プレート24は、第1のキャパシタ・プレート23の上に配置され、第1のキャパシタ・プレート23は、今度は前記第2のキャパシタ・プレートの上に配置される。第1および第2のキャパシタ・プレート23、24は、互いに対して平行に、特に、平行な平面状に配置される。本実施形態の第1および第2のキャパシタ・プレート23、24は、更に、キャパシタ20が一体化されるハウジング壁10の一部の内側14および/または外側15に平行に配置される。
第1および第2のキャパシタ・プレート23、24は、互いから隔置され、互いに接触はしない。第1のキャパシタ・プレート23と第2のキャパシタ・プレート24との間には、直接の導電性接続が存在しない。図1に示すハウジング壁10の一部を構成しているセラミック材料は、第1および第2のキャパシタ・プレート23、24間に位置する。第1および第2のキャパシタ・プレート23、24間に位置するセラミック材料は、キャパシタ20の誘電体を表す。
第1の接続線路25は、第1の端子接触面16を第1のキャパシタ電極21に電気的に接続する。本実施形態では、第1の接続線路25は、更に、第1のキャパシタ・プレート23を相互接続する。対応するやり方で、第2の接続線路26は、第2の端子接触面17を第2のキャパシタ電極22に電気的に接続する。本実施形態では、第2の接続線路26は、更に、第2のキャパシタ・プレート24を相互接続する。
第1のキャパシタ・プレート23は、第1のキャパシタ・プレート23を相互接続する第1の接続線路25のその一部から少なくとも垂直に延びる。第2のキャパシタ・プレート24は、第2のキャパシタ・プレート24を相互接続する第2の接続線路26のその一部から少なくとも垂直に延びる。
第1および第2の接続線路25、26は、内側14から、または、外側15から、ハウジング壁10の中に垂直に延びる。
キャパシタ20は、図1に示す実施形態のハウジング壁10の中に完全に一体化される、すなわち、第1および第2のキャパシタ・プレート23、24と、第1および第2のキャパシタ・プレート23、24を互いに対して接続する第1および第2の接続線路25、26の部分とは、ハウジング壁10を製造するためのセラミック材料によってカバーされる。名前を付けた部品は、ハウジング壁10の内側14でまたは外側15で、どれも露出しない。第1の端子接触面16および第2の端子接触面17だけが、ハウジングの内部領域12からまたは外部領域13から、アクセス可能である。
容量性の電気的な伝送部の組立体が配置されるハウジング壁10またはハウジング壁10の少なくとも一部を製造するための材料は、例えば、二酸化チタンまたは硝酸バリウムを含有することができる。高い誘電率を有する異なった電気絶縁材料もまた使用され得る。金属または金属合金は、容量性の電気的な伝送部の組立体の導電性部品のための材料として使用することができる。
第1および第2の接続線路25、26は、第1の端子接触面16および/または第2の端子接触面17の部位が自由に選択されるのを可能にする。第1の端子接触面16および/または第2の端子接触面17は、必ずしも、ハウジング壁10の中に一体化されたキャパシタ20に直接近接していなくてもよく、ハウジング壁10の内側14でまたは外側15で、より遠くに配置することもできる。
ここで、Cはキャパシタの静電容量、ε0は電界定数(ε0=8.85×10−12As/Vm)、εrは誘電体の誘電率、Aはキャパシタ電極のオーバーラップする面、dはキャパシタ電極の間隔、を指す。
ここで、Cはキャパシタの静電容量、ε0は電界定数(ε0=8.85×10−12As/Vm)、εrは誘電体の誘電率、Nはキャパシタ・プレートごとのキャパシタ・プレートの数、Aはキャパシタ・プレートのオーバーラップする面、dは隣接するキャパシタ・プレートの間隔、を指す。
ハウジング壁10の中に一体化されるキャパシタ20の静電容量Cは、例えば、キャパシタ20の所望の静電容量C、例えば、100nFに到達するように、第1および第2のキャパシタ・プレート23、24の表面積および間隔を変えることによって、変化させることができる。
キャパシタ20の静電容量Cは、20〜1000nFの範囲とすることができ、例示的な値は、100nFおよび470nFである。誘電体の誘電率εrは、100〜14,000の範囲であり得る。二酸化チタンの誘電率εrは、ほぼ110となり、硝酸バリウムは、誘電率εrが1000から14,000の間である。第1および第2のキャパシタ電極21、22の個々は、1〜50、特に、5〜10、の第1および第2のキャパシタ・プレート23、24をそれぞれ含むことができる。キャパシタ・プレート23、24のオーバーラップする面Aは、0.1〜25mm2の範囲にある。二酸化チタンを誘電体として有するキャパシタは、典型的に10mm2のキャパシタ・プレート23、24のオーバーラップする面Aを有する。0.5mm2は、典型的に硝酸バリウムを有するキャパシタのために選択される。隣接する第1および第2のキャパシタ・プレート23、24の間隔dは、3〜100μmの範囲にあり、例えば、3μmまたは100μmが選択されることができる。第1および第2のキャパシタ・プレート23、24の厚さは、1〜20μmの範囲にあり、特に、10〜20μmの範囲にある。
図2A〜2Eおよび図3A〜3Fは、容量性の電気的な伝送部を有する医療用インプラントのハウジング壁の更なる実施形態を示す。相互に対応する部品は、図1、2A〜2E、および3A〜3Fにおいて同じ参照符号によってマーキングされている。
図2Aは、互いに隣に配置された3つの容量性の電気的な伝送部の組立体を有する第2の実施形態によるハウジング壁10の内側14の一部の平面図を示す。ハウジング壁10の側面図は、図2Bに示されており、図2Cは、ハウジング壁10の外側15を示し、ここでは、ハウジング壁10の一部は、キャパシタ20の一部の平面図を容易にする図示目的のために取り除かれている。したがって、2つの第1のキャパシタ・プレート23と、2つの第2の接続線路26は、図2Cから理解することができる。図2Dは、ハウジング壁10の斜視図を示し、図2Eは、図2Cに示すA−A線に沿ったハウジング壁10の断面を示す。
図3A〜3Fは、互いに隣に配置された3つの容量性の電気的な伝送部の組立体を有する第3の実施形態によるハウジング壁10の一部を示す。第1および第2のキャパシタ・プレート23、24と、第1および第2の接続線路25、26の幾何学形状は、図2A〜2Eによる実施形態に対して、ここでは若干修正されている。図3Aは、ハウジング壁10の内側14の平面図を示し、図3Bは、ハウジング壁10の外側15の平面図を示す。図3Bは、下方縁部に関して図3Aの図の回転によって作り出された。ハウジング壁10の一部は、図3Bでは説明の便宜のために取り除かれている。図3Cおよび3Dは、ハウジング壁10の側面図、図3Eは、ハウジング壁10の斜視図を示す。加えて、図3C〜3Eでは、接触面28は、検査目的に役立つハウジング壁10の側面に示されている。異なった個別のキャパシタ・プレート23、24の伝導率は、接触面28を用いて測定されることができる。図3Fは、図3Bに示すA−A線に沿ったハウジング壁10の断面を示す。
図4は、患者の身体の中に、例えば、脳のまたは脊柱のまたは心筋の領域中に、外科的に埋め込むように意図されているインプラント30を概略的に示している。インプラント30は、気密封止されたハウジング31、ならびに、ハウジング31の中に挿入されるバッテリ32および制御ユニット33を含む。
ハウジング31のハウジング壁10は、図1〜3に示す実施形態のうちの1つによる容量性の電気的な伝送部を含む。容量性の電気的な伝送部の組立体は、とりわけ、ハウジング壁10の中に一体化されたキャパシタ20、ならびに、ハウジング壁10の内側14に配置される導電性の第1の端子接触面16、および、ハウジング壁10の外側15に配置される導電性の第2の端子接触面17、を含む。第1の端子接触面16は、バッテリ32と制御ユニット33とに、適切なアダプタおよびケーブルを用いて、接続される。第2の端子接触面17は、1つ以上の刺激接触面35を有する刺激電極34に、適切なアダプタおよびケーブルを用いて、接続される。それぞれのアダプタおよび/またはケーブルは、第1の端子接触面16および/または第2の端子接触面17に直接接続することができる。
説明の便宜のため、1つの容量性の電気的な伝送部の組立体のみを図4に示している。しかしながら、更なる容量性の電気的な伝送部の組立体は、当然にハウジング壁10の中に一体化されることができ、または、図4に示す容量性の電気的な伝送部の組立体と同様の方法で組み立てられるハウジング31の他の壁の中に一体化されることもできる。
インプラント30の動作中、制御ユニット33は、ハウジング壁10内の容量性の電気的な伝送部を介して刺激電極34に送られる電気信号、特に、電流パルスを生成する。刺激電極34は、得られた電気信号を、刺激接触面35に接触している、例えば、脳または脊髄の組織36に、電気的な刺激として印加する。
図5は、インプラント30を用いて適用することができる電気的刺激の一例を示す。図5に示す電流制御式の刺激は、初期の第1のパルス部分と、それに続いて反対方向に流れる第2のパルス部分と、を含む。第1のパルス部分の振幅は、第2のパルス部分の振幅よりも大きい。その代わりに、第2のパルス部分の持続期間は、第1のパルス部分の持続時間よりも長い。2つのパルス部分は、それらによって伝達される電荷が両方のパルス部分において同じになるように、理想的に寸法決めされる。この場合、組織から除去されるのと全く同じ量の電荷が、組織に導入される。
図5に示す電流の進行は、キャパシタ20を経た後に記録された。キャパシタ20は、DC電流部分を抑制するハイパスフィルタとして機能を果たす。
ハウジング31ならびに特にハウジング壁10は、3D印刷プロセスを用いて製造されることができる。例えば、特許文献1に説明されているプロセスなどはこれに適している。この特許文献1の開示内容は、参照により本出願に含められる。
3D印刷プロセスを用いたハウジング31の製造では、製造されるハウジング31のベースを形成するセラミック粉体ベッドが先ず準備される。このセラミック粉体ベッドにバインダ液を印刷して、セラミック粉体を圧縮する。導電性構造体、特に、キャパシタ20の構造体は、金属粒子、特に、銀粒子を含有するセラミック構造体上にバインダ液が印刷されて製造される。第1および第2の接続線路25、26などのビアを製造するためには、銀粒子の濃度が比較的低く、粘度が比較的低いバインダ液が使用される。このバインダ液は、セラミック構造体上に印刷され、未圧縮のセラミック粉体に浸透することができる。第1および第2の端子接触面16、17ならびに第1および第2のキャパシタ・プレート23、24などの水平の導電性構造体を製造するために、より高濃度の銀粒子を有するバインダ液が、セラミック構造体上に印刷され、また、任意選択でビア上に印刷される。ハウジング31は、このように、セラミック粉体層の繰り返しの印刷と、その後の所望のバインダ液の印刷と、によって生産することができる。所望の全てのセラミック層が印刷され、バインダ液で圧縮されると、まず疎性のセラミック粒子が除去され、次いで、ハウジング31が焼結される。
3D印刷プロセスは、ハウジング31が任意の患者に個別に適合されることを可能にする。例えば、それぞれの患者のコンピュータ断層撮影データは、当該患者の頭蓋骨の輪郭に適合するように、ハウジング31を製造するために使用されることができる。そのようなハウジングは、異なった見る方向からの図6Aおよび6Bに一例として示され、ここでハウジングは、ハウジングの強度を増加させる上側のチタン製プレートと、容量性の電気的な伝送部の組立体が一体化される下側のセラミック部分と、を含む。
Claims (15)
- 医療用インプラント(30)のためのハウジング(31)であって、
内側(14)および外側(15)を有する電気絶縁材料のハウジング壁(10)と、
前記ハウジング壁(10)を通るように設けられた電気的な伝送部と、を含み、
前記電気的な伝送部は、
前記ハウジング壁(10)の前記内側(14)に配置された導電性の第1の端子接触面(16)と、
前記ハウジング壁(10)の前記外側(15)に配置された導電性の第2の端子接触面(17)と、
前記ハウジング壁(10)に組み込まれ、第1のキャパシタ電極(21)および第2のキャパシタ電極(22)を有するキャパシタ(20)と、
前記第1の端子接触面(16)を前記第1のキャパシタ電極(21)に電気的に接続する第1の接続線路(25)と、 前記第2の端子接触面(17)を前記第2のキャパシタ電極(22)に電気的に接続する第2の接続線路(26)と、を含み、
前記第1の端子接触面(16)と前記第2の端子接触面(17)との間に連続的な導電性接続がない、
ハウジング(31)。 - 前記第1のキャパシタ電極(21)は、複数の第1のキャパシタ・プレート(23)を有し、前記第2のキャパシタ電極(22)は、複数の第2のキャパシタ・プレート(24)を有し、前記第1および第2のキャパシタ・プレート(23、24)は、交互に並ぶ順序で互いの上に配置されている、請求項1に記載のハウジング(31)。
- 前記第1の接続線路(25)は、前記第1のキャパシタ・プレート(23)に電気的に接続され、前記第2の接続線路(26)は、前記第2のキャパシタ・プレート(24)に電気的に接続される、請求項2に記載のハウジング(31)。
- 前記第1の端子接触面(16)は、前記ハウジング壁(10)の前記内側(14)への前記キャパシタ(20)の突出部の外側に少なくとも部分的に位置し、および/または、前記第2の端子接触面(17)は、前記ハウジング壁(10)の前記外側(15)への前記キャパシタ(20)の突出部の外側に少なくとも部分的に位置する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハウジング(31)。
- 前記電気絶縁材料は、二酸化チタンまたは硝酸バリウムを特に含むセラミック材料を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハウジング(31)。
- 前記キャパシタ(20)は、前記電気絶縁材料によって完全にカバーされる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のハウジング(31)。
- 前記ハウジング(31)の形状、特に、前記ハウジング壁(10)の形状は、患者の頭蓋骨の輪郭に適合される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のハウジング(31)。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のハウジング(31)を有する医療用インプラント(30)。
- バッテリ(32)および制御ユニット(33)は、前記ハウジング(31)に一体化され、前記制御ユニット(33)は、前記第1の端子接触面(16)に接続される、請求項8に記載の医療用インプラント(30)。
- 刺激電極(34)は、前記第2の端子接触面(17)に接続され、前記制御ユニット(33)は、前記刺激電極(34)に前記電気的な伝送部によって伝送される刺激信号を生成するように構成される、請求項9に記載の医療用インプラント(30)。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の医療用インプラント(30)のためのハウジング(31)を製造する方法であって、前記ハウジング(31)は、3D印刷プロセスを用いて製造される、ハウジング(31)を製造する方法。
- 複数のセラミック粉体層が印刷され、バインダ液が、前記セラミック粉体を圧縮するために、それぞれのセラミック粉体層に印刷される、請求項11に記載の方法。
- 第1の濃度の金属粒子を含む第1のバインダ液が前記セラミック粉体層のうちの少なくとも1つに印刷され、前記少なくとも1つのセラミック粉体層上に導電性層を生成する、請求項12に記載の方法。
- 第2の濃度の金属粒子を含む第2のバインダ液が前記セラミック粉体層のうちの少なくとも1つに印刷され、前記少なくとも1つのセラミック粉体層を通る電気的ビアを作成し、金属粒子の前記第1の濃度は、金属粒子の前記第2の濃度よりも高い、請求項13に記載の方法。
- 患者の頭蓋骨の輪郭についてのデータを使用して前記ハウジング(31)の形状を前記患者の前記頭蓋骨の前記輪郭に適合させる、請求項11〜14のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015108467.8 | 2015-05-28 | ||
DE102015108467.8A DE102015108467A1 (de) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | Gehäuse für ein medizinisches Implantat mit einer Stromdurchleitung |
PCT/EP2016/062037 WO2016189147A1 (de) | 2015-05-28 | 2016-05-27 | Gehäuse für ein medizinisches implantat mit einer stromdurchleitung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018515252A true JP2018515252A (ja) | 2018-06-14 |
Family
ID=56112936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017559657A Pending JP2018515252A (ja) | 2015-05-28 | 2016-05-27 | 電気的な伝送部を備えた医療用インプラントのためのハウジング |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10195449B2 (ja) |
EP (1) | EP3280492A1 (ja) |
JP (1) | JP2018515252A (ja) |
CN (1) | CN107810030A (ja) |
DE (1) | DE102015108467A1 (ja) |
WO (1) | WO2016189147A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018219831A1 (de) | 2018-11-20 | 2020-05-20 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Implantierbare elektrische verbinderanordnung und implantierbare elektrodenanordnung |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5406444A (en) * | 1993-03-29 | 1995-04-11 | Medtronic, Inc. | Coated tantalum feedthrough pin |
US5751539A (en) * | 1996-04-30 | 1998-05-12 | Maxwell Laboratories, Inc. | EMI filter for human implantable heart defibrillators and pacemakers |
US5825608A (en) * | 1996-10-18 | 1998-10-20 | Novacap, Inc. | Feed-through filter capacitor assembly |
US6008980A (en) | 1997-11-13 | 1999-12-28 | Maxwell Energy Products, Inc. | Hermetically sealed EMI feedthrough filter capacitor for human implant and other applications |
US6011993A (en) * | 1998-04-30 | 2000-01-04 | Advanced Bionics Corporation | Method of making implanted ceramic case with enhanced ceramic case strength |
CN1802185A (zh) * | 2003-05-23 | 2006-07-12 | 巨佰-雪莱公司 | 用于人体植入应用的电感器电容器emi滤波器 |
US6768629B1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-07-27 | Greatbatch-Hittman, Inc. | Multipin feedthrough containing a ground pin passing through an insulator and directly brazed to a ferrule |
US7555339B2 (en) * | 2004-02-06 | 2009-06-30 | Medtronic, Inc. | Capacitor designs for medical devices |
US9233253B2 (en) * | 2012-01-16 | 2016-01-12 | Greatbatch Ltd. | EMI filtered co-connected hermetic feedthrough, feedthrough capacitor and leadwire assembly for an active implantable medical device |
DE102008022664B4 (de) | 2008-05-07 | 2011-06-16 | Werkstoffzentrum Rheinbach Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Grünkörpers, Grünkörper und keramischer Formkörper |
EP2140909A1 (de) * | 2008-07-02 | 2010-01-06 | Sorin Group Deutschland GmbH | Medizinisches Implantat |
US20120256704A1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-10-11 | Greatbatch Ltd. | Rf filter for an active medical device (amd) for handling high rf power induced in an associated implanted lead from an external rf field |
US8725263B2 (en) * | 2009-07-31 | 2014-05-13 | Medtronic, Inc. | Co-fired electrical feedthroughs for implantable medical devices having a shielded RF conductive path and impedance matching |
US8604341B2 (en) * | 2010-07-08 | 2013-12-10 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Feedthrough assembly for an implantable device |
US8642887B1 (en) * | 2010-12-03 | 2014-02-04 | Greatbatch Ltd. | Metallization barrier for a hermetic feedthrough |
WO2012091989A2 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | Medtronic, Inc. | Medical devices including metallic connector enclosures |
DE102011009859B4 (de) * | 2011-01-31 | 2012-09-20 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Keramikdurchführung mit Filter |
DE102011009857B8 (de) * | 2011-01-31 | 2013-01-17 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Elektrische Durchführung mit cermethaltigem Verbindungselement für eine aktive, implantierbare, medizinische Vorrichtung |
DE102011009855B8 (de) * | 2011-01-31 | 2013-01-03 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Keramikdurchführung mit induktivem Filter |
US8841558B2 (en) * | 2011-08-02 | 2014-09-23 | Medtronic Inc. | Hermetic feedthrough |
US8844103B2 (en) * | 2011-09-01 | 2014-09-30 | Medtronic, Inc. | Methods for making feedthrough assemblies including a capacitive filter array |
DE102011119125B4 (de) * | 2011-11-23 | 2014-01-23 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Kontaktierungsanordnung mit Durchführung und Filterstruktur |
WO2014179886A1 (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-13 | Dalhousie University | Acoustic transmitter and implantable receiver |
EP2873437B1 (fr) * | 2013-11-13 | 2017-02-15 | Sorin CRM SAS | Traversée électrique pour boitier de dispositif médical actif |
DE102014009136B4 (de) * | 2014-06-18 | 2017-04-27 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Gehäuse für ein medizinisches Implantat |
-
2015
- 2015-05-28 DE DE102015108467.8A patent/DE102015108467A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-05-27 CN CN201680031005.8A patent/CN107810030A/zh active Pending
- 2016-05-27 US US15/575,873 patent/US10195449B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-27 EP EP16727657.5A patent/EP3280492A1/de not_active Withdrawn
- 2016-05-27 JP JP2017559657A patent/JP2018515252A/ja active Pending
- 2016-05-27 WO PCT/EP2016/062037 patent/WO2016189147A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107810030A (zh) | 2018-03-16 |
DE102015108467A1 (de) | 2016-12-01 |
WO2016189147A1 (de) | 2016-12-01 |
US20180221670A1 (en) | 2018-08-09 |
US10195449B2 (en) | 2019-02-05 |
EP3280492A1 (de) | 2018-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107405496B (zh) | 用于可植入医疗装置的封装式滤波馈通 | |
US7917218B2 (en) | Filtering capacitor feedthrough assembly | |
US7502217B2 (en) | Filtering capacitor feedthrough assembly | |
EP3278836B1 (de) | Elektromedizinisches implantat mit einer elektrischen durchführung | |
CN109999343B (zh) | 植入式器件的电子封装体及视网膜刺激器 | |
US8283793B2 (en) | Device for energy harvesting within a vessel | |
Missey et al. | Organic electrolytic photocapacitors for stimulation of the mouse somatosensory cortex | |
JP2018515252A (ja) | 電気的な伝送部を備えた医療用インプラントのためのハウジング | |
US9101754B2 (en) | Method of producing a proximal connector end of an implantable lead | |
US9168376B2 (en) | Implantable device with opposing lead connectors | |
US20180050213A1 (en) | Housing for medical implant | |
Grob et al. | Capacitive feedthroughs for medical implants | |
CN213911980U (zh) | 植入式器件的电子封装体及视网膜刺激器 | |
CN108140488A (zh) | 用于电容器阳极、阴极、阳极系统和阴极系统的烧结电极 | |
US10857367B2 (en) | Feedthrough of an implantable medical electronic device | |
Stieglitz et al. | Miniaturized neural interfaces and implants | |
WO2010038178A1 (en) | Electrode for implantable medical device | |
CN209108443U (zh) | 一种可植入颅骨的超声波换能器 | |
CN102397625A (zh) | 植入式有源电子装置及电刺激系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180213 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20180209 |