专利名称:具有高电导率传导元件的陶瓷套管的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种用在可植入医疗设备的外壳中的电气套管。而且,本发明涉及一种制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。
背景技术:
在后公布的文献DE102009035972中公开了一种具有权利要求I的前序部分的特征的用于可植入医疗设备的电气套管。此外,公开了至少一个包括金属陶瓷的传导元件在用于可植入医疗设备的电气套管中的使用以及制造用于可植入医疗设备的电气套管的方法。从现有技术可获悉许多用于各种不同应用的电气套管。作为实例包括US4678868、US7564674B2、US2008/0119906A1, US7145076B2、US7561917、US2007/0183118A1、US7260434B1、US7761165、US7742817B2、US7736191B1、US2006/0259093A1、US7274963B2、US2004116976A1、 US7794256、 US2010/0023086AU US7502217B2、 US7706124B2、US6999818B2、EP1754511A2、US7035076、EP1685874A1、W003/073450A1, US7136273、US7765005、W02008/103166A1, US2008/026983U US7174219B2、W02004/110555A1,US7720538B2、W02010/091435、US2010/0258342A1、US2001/0013756A1、US4315054 以及EP0877400。DE69729719T2描述了一种用于有源可植入医疗设备(也称为可植入设备或治疗设备)的电气套管。这种类型的电气套管用来建立治疗设备的气密的封闭式内部与外部之间的电气连接。已知的可植入治疗设备为心脏起搏器或除颤器,它们通常包括密封的金属外壳,该金属外壳在其一侧上设有连接体(也称为头部或头部件)。所述连接体具有中空空间,其具有至少一个用于连接电极引线的连接插座。在此,连接插座包括电气接触以便将电极引线电气连接到可植入治疗设备的外壳内部中的控制电子器件。相对于周围环境的气密密封性是这种电气套管的基本的先决条件。因此,必须将引入电气绝缘基体中的引线没有间隙地引入到基体中,所述引线也称为传输元件,电信号通过所述传输元件传播。在此已经证明不利的是,引线通常由金属制成并且被引入到陶瓷基体中。为了确保两个元件之间的持久的连接,对基体中的通孔(也称为开口)的内表面金属化以便焊接引线。通孔中的金属化被证明难于沉积。只有借助昂贵的方法才能确保钻孔内表面的均匀金属化以及由此保证通过焊接使引线气密地密封连接到基体。焊接工艺本身需要其它部件,例如焊环。而且,利用焊环将引线连接到先前金属化的绝缘体的工艺是一种费力且难以自动化的工艺。特别是,现有技术没有提供一种使用简单手段制造同时具有高密封性和良好电气特性的电气连接的可能性。
发明内容
总之,本发明的任务是,至少部分地克服根据现有技术所导致的缺点。本发明的任务是,提供用于可植入医疗设备的一种电气套管,该电气套管至少部分地避免了以上所提到的至少一个缺点。本发明的另一个任务是,提供一种具有改进的电气特性的套管。形成类别的权利要求的主题有助于至少一个任务的解决。依赖于这些权利要求的从属权利要求为所述主题的优选的实现。为了解决所述任务,提出了一种用在可植入医疗设备的外壳中的、具有权利要求I的特征的电气套管。而且,为了解决所述任务,还提出了一种具有权利要求10的特征的可植入医疗设备。从属权利要求分别说明了优选的改进。就电气套管或者可植入医疗设备所描述的特征与细节也将适用于所述方法,反之亦然。本发明涉及一种在可植入医疗设备的外壳中使用的电气套管。所述电气套管包括至少一个电气绝缘基体以及至少一个电气传导兀件。传导兀件配置为穿过基体在外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接。相对基体气密地密封传导元件。所述至少一个传导元件包括至少一个金属陶瓷。根据本发明,所述至少一个传导元件具有截面、长度L、以及电阻率rc,它们提供了所述导电连接的具有RS I欧姆的欧姆纵向阻抗。R为在传导元件的整个纵向走向上的传导元件的电阻。根据本发明的一个实施例,导电连接的欧姆纵向阻抗R为R彡2欧姆、R彡I欧姆、R ( 500毫欧姆、R ( 200毫欧姆或者R ( 100毫欧姆,特别是,R ^ 50毫欧姆或者R < 20毫欧姆或者R < 10毫欧姆而且优选的是R < 5毫欧姆、R ( 2毫欧姆。依据将传输的电流以及进而依据应用,500毫欧姆 I欧姆这一范围也是优选的,或者能够提供不大于5或者10欧姆的电阻R。
根据本发明的另一个实施例,传导元件的长度L为L彡500Mm、L ( 1mm、L ( 2mm或者L < 3mm。优选的是L ^ 300Mm或者> 400Mm,而且优选的是> 500Mm> ^ 1mm、^ I. 5mm或者>2_。L为在传导元件的整个纵向走向上的传导元件的线路长度。优选的是传导元件沿直线延伸,特别是沿垂直于外壳的线延伸。而且规定,截面具有截面面积A,并且A ^ 15mm2、A ^ IOmm2、A ^ 5mm2、A ^ 2mm2、A ^ 1mm2、A < 0. 5mm2 或者 A < 0,2mm2,优选的是 A < 0. 1mm2、A < 0. 07mm2 或者A ^0. 05mm2。作为另一种可选的特征,所述截面具有多边形形状或者具有连续曲率的形状,特别是具有矩形、正方形、椭圆形或者圆形形状。特别优选为近似圆形、椭圆或者矩形的截面。A为传导元件的截面的面积。优选的是截面或截面面积A在传导元件的整个纵向走向上为常数。而且,如果截面在整个纵向走向上变化,则A能够反映在传导元件的整个纵向走向上的最小截面面积。电气套管的一个实施例规定金属陶瓷包括金属或者合金组分与绝缘材料的比率,利用这一比率提供传导元件的下述电阻率rc rc ( IxlO3欧姆· mm2/m、rc ( 5xl02欧姆或者rc ( IxlO2欧姆而且,优选的是rc ( 80欧姆^mmVnurc < 50欧姆.mmVnurc ^ 20 欧姆.mmVnurc ^ 10 欧姆.mmVnurc ^ I 欧姆.mmVnurc < O. 5 欧姆· mm2/m或者rc彡O. 3欧姆· mm2/m。在一个具体的实施例中,基于实验序列实现2(l···70欧姆·_2/πι的值R,特别是,为大约50欧姆·_2/πι的值。优选的是金属陶瓷的绝缘材料为能够作为陶瓷基质加以提供的陶瓷材料。优选的是由能够作为金属基质加以提供的金属材料提供金属或者合金组分。参数rc为传导元件的电阻率,其中字母c代表“导电的”,并且反映了作为电气导体的传导元件的材料的特性。
另外,根据本发明的电气套管可以包括N个传导元件,其中,N彡2、N彡5、N彡10、N彡20、N彡100、N彡200、N彡500、N彡1000。可以把传导元件排列在一或多个行中,优选的是沿一条或多条直线排列。特别是,相继的传导元件的距离可以相应于相继的行的间距。在排列于多个行中的情况下,优选的是各行包括相同数目的传导元件。在一个具体的实施例中,行的数目相应于每行的传导元件的数目,其中,对于每行而言,每行传导元件的数目相等。传导元件可以相同类型地构成,特别是在外部尺寸、形状以及电气特性方面。而且,传导元件的数目可以为大于I的自然数的平方。在这一情况下,N为说明每个套管的各个传导元件的量或数目的自然数。根据本发明的另一个实施例规定,传导元件具有相互距离a :a彡1mm、a ( 500μηι或者a ( 300Mm,而且优选的是a ( IOOMm或者a ( 50Mm。所述距离相应于两个相邻传导元件的两个最近点之间的距离。利用距离a和基体的电气绝缘材料的电阻率ri通过两个传导元件之间的绝缘电阻Ri,其中,所述绝缘电阻Ri为Ri彡IO5, Ri彡106,优选的是Ri彡IO8或者Ri彡IO9欧姆,所述电阻率ri为ri彡IO12欧姆.mmVnuri彡IO13欧姆.mrnVm’ri彡IO14欧姆· mm2 /m或者ri彡IO15欧姆· mm2 /m,优选的是ri彡IO16欧姆· mm2 /m、ri彡IO17欧姆· mm2/m、ri彡IO18欧姆· mm2/m或者ri彡IO19欧姆· mm2/m。还根据传导元件的环绕面积(Umfangsflaeche)提供所述绝缘电阻Ri,Ri值相应于长度L和直径值的圆柱套的容积,其中,直径值相应于截面面积A与圆周率Pi的商的平方根的两倍。换句话说,如果传导元件的截面为圆形,则直径值相应于传导元件的直径。在这一情况下,参数a为两个并排的两个传导元件的两个最近点之间的距离。参数ri为组成基体的材料的电阻率。Ri为并排的两个单个传导元件之间的绝缘电阻。ri和Ri中的字母i表示“绝缘体”。另外,一个实施例涉及根据本发明的电气套管,其中,至少一个传导元件和基体形成具有密封性的公共稳固接合的边界面,该密封性提供如下的氦泄露率dv dv ^ lCT7atm · cm3/sec、dv ^ lCT8atm · cm3/sec、dv ^ lCT9atm · cm3/sec 或者dv ^ lCT10atm · cm3 /sec,而且,优选的是 dv ^ lCT12atm · cm3 /sec 或者 dv ^ lCT15atm · cm3 /sec,其中,根据标准MIL-STD-883G、方法1014确定泄露率。参数dv指的是贯穿套管的体积穿透率,即从内部空间到外部空间(或者反过来)贯穿套管的体积穿透率。在这一情况下,字母“d”代表“微分”,字母“V”代表体积。特别是,密封性相应于气密密封设计的定义,以下将对其加以描述。而且,基体和至少一个传导元件按稳固接合的方式相互连接,特别是通过稳固接合的烧结的连接。另外,可以通过导电的焊接连接或者通过玻璃焊接连接把基体和至少一个传导元件互相稳固接合地连接。特别是,硬焊接连接能够按稳固接合的方式把基体和至少一个传导兀件互相连接。最后,本发明涉及一种电气套管,其中,电气套管包括至少一个从基体伸出的传导元件和/或包括至少一个具有与基体的表面齐平的端面的传导元件。特别是,传导元件的一个端部可以从基体伸出或者与基体齐平,而同一个传导兀件的相对的端部伸出或者齐
平。 另外,本发明涉及一种包括至少一个根据本发明的电气套管的可植入医疗设备,特别是心脏起搏器或者除颤器。根据本发明的电气套管的设计旨在用于可植入医疗设备的外壳中。电气套管包括至少一个电气绝缘基体。而且,电气套管还包括至少一个电气传导元件。传导元件的配置旨在穿过基体在外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接。优选的是,这样设计提出的电气连接为具有低电阻的欧姆连接(特别是针对直流信号),即,例如不大于10欧姆、I欧姆、100毫欧姆、10毫欧姆或者I毫欧姆的电阻R。传导元件穿过基体延伸,即沿基体的纵向延伸方向延伸。传导元件可以沿直线延伸。优选的是传导元件沿基体的纵轴或者与基体的纵轴平行地延伸。可以把传导元件单块或多块地构成,并且可以包括提供了一部分导电连接的电气中间元件。传导元件可以包括一个与内部空间直接相邻的连接面以及一个与外部空间直接相邻 的连接面,这些连接面用于与传导元件相接触。把传导元件相对基体气密地密封。因此,传导元件和基体可以包括公共边界面。在边界面上形成提供气密性封闭的密封。气密性封闭提供了泄露率dv。至少一个传导元件包括至少一个金属陶瓷。金属陶瓷特别是形成沿传导元件的长度方向连续的结构。所述结构形成导电连接的至少一些部分。金属陶瓷具有优选不大于106、不大于104、不大于103、不大于102、以及特别优选的是不大于10或者I欧姆^mmVm的低电阻率。具体的导电率为以上所提到的电阻率的倒数。基体部分地或者全部由绝缘材料形成。所述材料相应于此处所描述的基体的至少一种电气绝缘材料。电阻率ri指的是基体的电气绝缘材料。本发明的另一个实施例规定电气套管包括多个传导元件。一部分传导元件或者全部传导元件互相平行地延伸。把套管的一部分或者全部传导元件相互等距地布置,优选的是按一行的形式或者多个等距行的形式布置。根据本发明的电气套管至少包括2、5、10、20、50、100、200、500或者1000个传导元件。优选的是传导元件互相不直接电气连接。各传导元件分别形成单独的电气连接。将每一电气套管的传导元件的数目表示为N。电气套管可以包括在电气套管周围延伸的导电保持元件。另外,本发明涉及一种可植入医疗设备,尤其是心脏起搏器或者除颤器,其中,可植入医疗设备包括至少一个根据本发明的电气套管。而且,本发明还提供了一种用于可植入医疗设备的外壳,其中,所述外壳包括至少一个根据本发明的套管。外壳和所述设备均包括内部空间,其中,外壳和所述设备包围所述内部空间。也可以通过在可植入医疗设备的电气套管中使用至少一个含金属陶瓷的传导元件实现本发明。传导元件具有根据本发明的纵向阻抗R。 最后,可以通过一种用于制造可植入医疗设备的电气套管的方法实现本发明。所述方法包括下列步骤
a.由电气绝缘材料产生针对至少一个基体的至少一个基体生坯;
b.形成针对至少一个传导元件的至少一个含金属陶瓷的传导元件生坯;
c.把至少一个传导元件生坯引入基体生坯;
d.具有至少一个基体生坯的绝缘元件生坯经历焙烧,以获得具有至少一个具有此处所描述的特性的传导元件的至少一个基体。可以同时或按任何次序执行步骤a和b。另外,为了在将传导元件生坯弓I入基体生坯之前形成传导元件生坯,可以在步骤c之前执行步骤b。替换地,也可以在步骤c期间执行步骤b,其中在引入含金属陶瓷的传导元件生坯期间形成该传导元件生坯。特别地,所述制造方法可以包括其它焙烧步骤,其中,预烧结传导元件生坯和/或基体生坯,以获得预烧结的生坯。而且,所述方法还可以提供这样的步骤特别是由导电或电气绝缘的材料构成或者形成围绕基体或者基体生坯的保持元件生坯。步骤a可以包括基体生坯的部分烧结。与此组合的或者替换的,步骤b可以包括传导元件生坯的部分烧结。基体或者基体生坯的电气绝缘材料包括以上作为基体的至少一种材料描述的材 料或者基本上由以上作为基体的至少一种材料描述的材料组成。根据本发明的方法的另一些实施例规定产生保持元件生坯,特别是可以对其进行部分烧结。优选的是在围绕预烧结或者非预烧结的基体生坯形成保持元件生坯之后部分地烧结保持元件生还。保持元件或保持元件生还包括金属陶瓷。优选的是电气绝缘材料为电气绝缘材料或者材料化合物。所述材料化合物包括由下述材料组成的组中的至少一种材料氧化铝、氧化镁、氧化锆、钛酸铝以及压电陶瓷材料。所提出的电气套管被设置用于在可植入医疗设备中使用,其中该可植入医疗设备特别地可以作为有源可植入医疗设备(AMD)构成,并且特别优选地作为治疗设备构成。原则上,术语可植入医疗设备包括被设置为执行至少一个医疗功能并且可以被引入到人或动物用户的身体组织中的任何设备。原则上,医疗功能可以包括选自这样的组的任何功能,该组由治疗功能、诊断功能和外科手术功能组成。特别地,医疗功能可以包括至少一个执行器功能,其中借助至少一个执行器将至少一个刺激施加到身体组织上,特别是施加电刺激。原则上,术语有源可植入医疗设备(也称为AMD)包括可以将电气信号从气密密封的外壳传导到用户身体组织的部分中和/或可以接收来自用户身体组织的该部分的电气信号的所有可植入医疗设备。因此,术语有源可植入医疗设备特别地包括心脏起搏器,耳蜗植入物,可植入心律转变器/除颤器,神经刺激器、大脑刺激器、器官刺激器或肌肉刺激器以及可植入监视设备,助听器、视网膜植入物,肌肉刺激器,可植入药泵,人造心脏,骨生长刺激器,前列腺植入物,胃植入物等等。可植入医疗设备,特别是有源可植入医疗设备,一般可以包括特别是至少一个外壳,特别是至少一个气密密封的外壳。外壳可以优选地包围至少一个电子单兀,例如可植入医疗设备的控制和/或分析电子单元。在本发明的范围中,可植入医疗设备的外壳应当被理解为这样的元件,其至少部分地包围可植入医疗设备的至少一个功能元件,所述至少一个功能元件被设置为执行所述至少一个医疗功能或者促进该医疗功能。特别地,外壳包括完全地或者部分地容纳功能元件的至少一个内部空间。特别地,外壳可以被设置为向功能元件提供免受操作期间和/或处理时出现的应力的机械保护,和/或向功能元件提供免受诸如通过体液产生的影响之类的外界影响的保护。特别地,外壳可以从外表上看限制和/或封闭可植入医疗设备。在此,内部空间应当被理解为可植入医疗设备的尤其是外壳内的区域,该区域可以完全地或者部分地容纳功能元件并且在植入状态下不接触身体组织和/或不接触体液。内部空间可以包括可以完全地或者部分地闭合的至少一个中空空间。然而,可替换地,内部空间也可以完全地或者部分地例如由所述至少一个功能元件和/或由至少一种填充材料填充,所述填充材料例如是至少一种浇注料,例如环氧树脂或类似材料形式的至少一种浇注材料。形成对照的是,外部空间应当被理解为外壳外部的区域。这特别地可以是这样的区域,其在植入状态下可以接触身体组织和/或体液。但是可替换地或者附加地,外部空间也可以是或者包括只可从外壳外部接近而在此过程中不必接触身体组织和/或体液的区域,例如可植入医疗设备的连接元件的、对于电气连接元件(例如电气插头连接器)来说可从外部接近的区域。外壳和/或特别是电气套管可以特别地被构成为气密密封的,使得例如内部空间相对于外部空间是气密密封的。气密密封的设计特别是提供在此以及特别是在权利要求中定义的密封性。在本发明的范围中,术语“气密密封”在此可以说明在常见时间段(例如5-10 年)内按规定使用的情况下湿气和/或气体根本不可能或者仅最小程度地渗透穿过气密密封的元件。可以例如通过泄漏测试确定的所谓的泄漏率是可以例如描述气体和/或湿气通过设备(例如通过电气套管和/或外壳)的渗透的物理参数。相应的泄漏测试例如可以利用氦泄漏测试仪和/或质谱仪执行并且在Mil-STD-883G方法1014标准中规定。在此,依据要检查的设备的内部体积来确定最大可允许氦泄漏率。依照MIL-STD-883G方法1014第3. I节中规定的方法并且考虑本发明的应用中使用的、要检查的设备的体积和腔体,所述最大可允许氦泄漏率可以例如为从lxl(T8 atm*cm3/sec至1x10〃 atm*cm3/sec。在本发明的范围内,术语“气密密封”特别地可以表示要检查的设备(例如外壳和/或电气套管或具有电气套管的外壳)具有小于lxl0_7 atm*cm3/sec的氦泄漏率。在一个有利的实施方式中,氦泄漏率可以小于IxlCT8 atm*cm3/sec,特别地小于IxlCT9 atm*cm3/sec。出于标准化的目的,上述氦泄漏率也可以转换成等效标准空气泄漏率。ISO 3530标准中说明了等效标准空气泄漏率(Equivalent Standard Air Leak Rate)的定义和所述转换。电气套管是被设置为创建至少一个电气传导路径(即导电连接)的元件,所述传导路径在外壳的内部空间至外壳外部的至少一个外部点或区域之间延伸,所述至少一个外部点或区域特别地位于外部空间中。电气套管特别是基于其电阻率及其结构而被设计为创建所述至少一个电气传导路径的元件。因此,使得可以建立例如到设置在外壳外部的引线、电极和传感器的电气连接。在常见的可植入医疗设备中通常设有外壳,该外壳可以在一侧包括头部件(也称为头部或连接体),该头部件可以承载用于连接引线(也称为电极引线或导线)的连接插座。连接插座包括例如电气接触,这些电气接触用来将引线电气连接到医疗设备的外壳的内部中的控制电子单元。通常,在电气连接进入医疗设备的外壳中所在的位置处设置电气套管,该电气套管以气密密封的方式插入到相应的外壳开口中。由于可植入医疗设备的使用类型,它们的密封性和生物相容性通常是最重要的要求之一。本文提出的依照本发明的可植入医疗设备特别地可以插入到人或动物用户,尤其是患者的身体中。由此,可植入医疗设备通常暴露给身体的机体组织的液体。因此,通常重要的是,没有体液渗透到可植入医疗设备中并且没有液体从可植入医疗设备泄漏。为了确保这点,可植入医疗设备的外壳以及由此还有电气套管应当具有尽可能完全的不可渗透性,特别是相对于体液。此外,电气套管应当确保所述至少一个传导元件与外壳之间的高电气绝缘,和/或如果存在多个传导元件的话所述多个传导元件之间的高电气绝缘。在此,所达到的绝缘电阻优选地为至少数兆欧姆(Ohm),特别地超过20兆欧姆,并且优选达到很小的泄漏电流,特别地可以小于ΙΟρΑ。此外,在存在多个传导元件的情况下,各传导元件之间的串扰和电磁耦合优选地低于医疗应用预先给定的阈值。这些绝缘电阻相应于绝缘电阻Ri本发明的公开的电气套管非常适合于上述应用。此外,该电气套管也可以用在超出上述应用的、对生物相容性、密封性和抵抗腐蚀的稳定性提出特殊要求的应用中。本发明的电气套管特别地可以满足上述密封性要求和/或上述绝缘要求。如上所述,电气套管包括至少一个电气绝缘基体。在本发明的范围内,基体应当被理解为在电气套管中例如通过由基体直接地或者间接地保持或者承载所述至少一个传导元件来满足机械保持功能的元件。特别地,所述至少一个传导元件可以完全地或者部分地直接或者间接嵌入到基体中,特别是通过基体与传导元件之间的稳固接合的连接以及特别优选地通过基体和传导元件的共同烧结。特别地,基体可以具有至少一个面向内部空间的侧面以及至少一个面向外部空间和/或可从外部空间接近的侧面。如上所述,基体被设计为电气绝缘的。这意味着基体完全地或者至少按区域地由至少一种电气绝缘材料制成。在此,电气绝缘材料应当被理解为电阻率为至少IO7 0hm*m、特别地至少IO8 0hm*m、优选地至少IO9 0hm*m以及特别优选地至少IO11 0hm*m的材料。该电阻率优选相应于基体的电气绝缘材料的电阻率ri。特别地,基体可以设计为,使得如上所述例如通过在传导元件与外壳之间实现上面所述的电阻,至少基本上防止在传导元件与外壳之间和/或在多个传导元件之间的电流流动。特别地,基体可以包括至少一种陶瓷材料。在此,传导元件或者电气传导元件一般性地应当被理解为被设置为在至少两个位置和/或至少两个元件之间建立电气连接的元件。特别地,传导元件可以包括一个或多个电气导体,例如金属导体。在本发明的范围内,如上所述传导元件完全地或者部分地由至少一种金属陶瓷制成。附加地,还可以提供一个或多个其它电气导体,例如金属导体。传导元件可以例如设计为一个或多个插头脚和/或弯曲导体的形式。此外,传导元件可以例如在基体和/或电气套管的面向内部空间的侧面上和/或在基体和/或电气套管的面向外部空间或者可从外部空间接近的侧面上包括一个或多个连接接触,例如一个或多个插头连接器,例如一个或多个从基体伸出或者可以通过其它方式从内部空间和/或外部空间电气接触的连接接触。传导元件可以例如在基体的面向内部空间的侧面上平坦地与基体齐平和/或从基体伸进内部空间或者还连接到另一个元件。不管内侧的设计如何,这同样也适用于基体的面向外部空间的侧面。所述至少一个传导元件可以以各种各样的方式建立内部空间与外部空间之间的导电连接。例如,传导元件可以从传导元件的设置在基体的面向内部空间的侧面上的至少一个部分延伸到传导元件的设置在面向外部空间或者可从外部空间接近的侧面上的至少一个部分。然而,原则上其它布置也是可行的。因此,传导元件例如也可以包括以导电的方式彼此连接的多个部分传导元件。此外,传导元件可以延伸到内部空间和/或外部空间中。例如,传导元件可以包括设置在内部空间中的至少一个区域和/或设置在外部空间中的至少一个区域,其中这些区域可以例如彼此电气连接。不同的实施例还将在下面详细解释。所述至少一个传导元件可以在基体和/或电气套管的面向内部空间的侧面上和/或在基体和/或电气套管的面向外部空间或者可从外部空间接近的侧面上包括至少一个电气连接元件,和/或连接到这种类型的电气连接元件。如上所述,例如可以在一个或两个所述侧面上分别提供一个或多个插头连接器和/或一个或多个接触面和/或一个或多个接触弹簧和/或一个或多个另外类型的电气连接元件。所述至少一个可选的连接元件例如是所述至少一个传导元件的部件和/或可以导电地与至少一个传导元件连接。例如,套管的传导元件的一个或多个传导元件 可以与一个或多个内部连接元件和/或一个或多个外部连接元件接触。内部连接元件的材料应该能持久地连接到传导元件。外部连接元件应该必须是生物相容的,并且应该能够持久地连接到至少一个传导元件。特别地,电气绝缘基体可以支撑所述至少一个传导元件。基体的所述至少一种材料、即基体的电气绝缘材料优选地应当如上所述是生物相容的,并且应当具有足够高的绝缘电阻。已经证明对于本发明的基体有利的是该基体包括选自这样的组的一种或多种材料,该组由以下组成氧化招(Al2O3)、二氧化错(ZrO2)、氧化招增韧氧化错(ZTA)、氧化错增韧氧化招(ZTA—Zirconia Toughened Aluminum (氧化错增韧招)一Al2O3/ Zr02)、乾增韧氧化锆(Y-TZP )、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、压电陶瓷材料、钡(Zr,Ti )氧化物、钡(Ce,Ti )氧化物以及铌酸钾钠。也将这些材料称为Werkstoffe (材料),并且特别是可以作为材料化合物加以提供。边缘体(也称为保持元件)包围基体并且用作连接到可植入设备的外壳的连接元件。边缘体的材料必须是生物相容的、易于加工、抗腐蚀、以及能够按稳固接合的方式持久地连接到基体和外壳。对于根据本发明的边缘体而言证明有利的是,边缘体包括下列金属的至少之一和/或基于下列金属至少之一的一种合金钼、铱、铌、钥、钽、钨、钛、钴铬合金或者锆。替换的,边缘体可以包括金属陶瓷,其中,这对密封性和制造方法也是有利的。在所提出的电气套管中,至少一个传导元件包括至少一个金属陶瓷。基体特别地可以完全地或者部分地由一种或多种可烧结材料制成,特别地由一种或多种基于陶瓷的可烧结材料制成。一个或多个传导元件可以完全地或者部分地由一种或多种基于金属陶瓷的可烧结材料制成。但除此之外,如上所述,所述至少一个传导元件也可以包括一个或多个其它导体,例如一个或多个金属导体。在本发明的范围内,“金属陶瓷”指的是由至少一种金属基质中的一种或多种陶瓷材料制成的复合材料,或者由至少一种陶瓷基质中的一种或多种金属材料制成的复合材料。为了产生金属陶瓷,例如可以使用至少一种陶瓷粉末和至少一种金属粉末的混合物,该混合物例如可以被掺入至少一种粘合剂以及必要时的至少一种溶剂。金属陶瓷的一种或多种陶瓷粉末优选地具有小于lOMffl、更优选地小于5Mm以及特别优选地小于3Mm的平均粒度。金属陶瓷的一种或多种金属粉末优选地具有小于15Mm、更优选地小于IOMffl以及特别优选地小于5Mm的平均粒度。为了产生基体,例如可以使用至少一种陶瓷粉末,所述至少一种陶瓷粉末例如可以被掺入至少一种粘合剂以及必要时的至少一种溶剂。在此,所述一种或多种陶瓷粉末优选地具有小于IOMm (IMm等于lxl0_6m)、更优选地小于5Mm、特别优选地小于3Mm的平均粒度。特别地,在此粒度分布的中间值或者d50值被认为是平均粒度。d50值描述的是这样的值,在该值处,陶瓷粉末和/或金属粉末的颗粒的50%比d50值更精细并且另外的50%比d50值更粗糙。在本发明的范围内,烧结或烧结工艺一般化地应当被理解为用于制造材料或工件的方法,在该方法中加热和由此化合粉末状、特别是细粒状陶瓷/或金属物质。该工艺可以在不将外部压力施加到要加热的物质上的情况下进行,或者可以特别地在升高施加到要加热的物质上的压力下进行,例如在至少2巴的压力,优选地更高的压力,例如至少10巴、特别地至少100巴或者甚至至少1000巴的压力下进行。该工艺可以特别地完全地或者部分地在低于粉末状材料的熔化温度的温度下,例如在700°C至1400°C的温度下进行。该工艺可以特别地完全地或者部分地在工具和/或模具中执行,使得模型成型可以与烧结工艺关联。除了粉末状材料之外,用于烧结工艺的原材料还可以包括至少一种其它材料,例如一种或多种粘合剂和/或一种或多种溶剂。烧结工艺可以在一个步骤中或在多个步骤中进行,其中可以在烧结工艺之前进行其它步骤,例如一个或多个成型步骤和/或一个或多个脱离步骤。
特别地,可以在制造所述至少一个传导元件时和/或可选地在制造所述至少一个基体时使用以下方法,其中首先制造至少一个生坯,随后从所述生坯制造至少一个棕坯,并且随后通过棕坯的至少一个烧结步骤从所述棕坯制造成品工件。在此,可以针对传导元件和基体制造单独的生坯和/或单独的棕坯,随后可以将这些生坯和/或棕坯连接。但是可替换地,还可以针对基体和传导元件产生一个或多个公共的生坯和/或棕坯。再次可替换地,可以首先产生单独的生坯,接着可以连接所述生坯,并且随后可以从连接的生坯中产生公共的棕坯。通常,生坯应当被理解为工件的坯料(Vor-Formk^rper ),其包括原材料,例如所述至少一种陶瓷和/或金属粉末,以及此外必要的一种或多种粘合材料和/或一种或多种溶剂。棕坯应当被理解为通过至少一个脱离步骤(例如至少一个热和/或化学的脱离步骤)从生坯产生的坯料,其中在脱离步骤中将所述至少一种粘合剂和/或所述至少一种溶剂至少部分地从坯料中移除。尤其是用于金属陶瓷的,但是同样地例如用于基体的烧结工艺可以与常用于均匀粉末的烧结工艺类似地进行。例如,材料可以在烧结过程中在高温下以及必要时在高压下压实,使得金属陶瓷是近似紧密的或者具有最多封闭的孔隙度。通常,金属陶瓷的特征在于特别高的硬度和耐磨性。与烧结硬金属相比,包括金属陶瓷的传输元件通常具有更高的抗热冲击和氧化性能,并且通常具有与周围绝缘体匹配的热膨胀系数。对于依照本发明的套管而言,金属陶瓷的所述至少一种陶瓷组分特别地可以包括至少一种以下材料氧化铝(A1203)、二氧化锆(Zr02)、氧化铝增韧氧化锆(ZTA)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA—氧化锆增韧铝一Al2O3/ ZrO2)、钇增韧氧化锆(Y-TZP)、氮化铝(A1N)、氧化镁(MgO)、压电陶瓷材料、钡(Zr,Ti)氧化物、钡(CE,Ti)氧化物或铌酸钾钠。对于依照本发明的套管而言,金属陶瓷的所述至少一种金属组分特别地可以包括至少一种以下金属和/或基于至少一种以下金属的合金钼、铱、铌、钥、钽、钨、钛、钴或锆。通常,当金属含量超过所谓的渗滤阈值时在金属陶瓷中产生导电连接,在所谓的渗滤阈值时烧结的金属陶瓷中的金属颗粒至少点状地彼此连接,使得允许电气传导。为此,根据经验金属含量应当按体积为25%和更多,优选地按体积为32%,特别地按体积超过38%,这取决于材料的选择。在本发明的范围内,措辞“包括金属陶瓷”和“含金属陶瓷的”同义地使用。因此,这两个措辞指的是元件是包括金属陶瓷的元件特性。该含义也包括以下实施方式变型,即元件(例如传导元件)由金属陶瓷组成,即完全由金属陶瓷制成。
在一个优选的实施方式中,所述至少一个传导元件和基体二者可以包括在烧结方法中或者可以在烧结方法中制造的一个或多个部件,或者所述至少一个传导元件和基体二者在烧结方法中或者可以在烧结方法中制造。特别地,基体和传导元件在共同烧结方法中或者可以在共同烧结方法中制造,所述方法即这些元件同时烧结的方法。例如,传导元件和基体可以分别包括在至少一个烧结方法的范围内制造以及优选地压实的一个或多个陶瓷部件。例如,基体生坯可以由绝缘材料化合物制造。这可以例如通过在模具中按压该材料化合物而进行。为此,绝缘材料化合物有利地为粉末物质,该粉末物质具有粉末颗粒的至少最小的内聚力。在此,生坯的制 造例如通过挤压粉末物质或通过利用可塑成型或浇铸的成型和接着的干燥而进行。这些方法步骤也可以用来成型至少一个包括金属陶瓷的传导元件生坯。在此例如可以规定,被挤压成传导元件生坯的粉末是包括金属陶瓷的或者由金属陶瓷组成或者包括至少一种用于金属陶瓷的原材料。随后,可以组合这两种生坯,即基体生坯和传导元件生坯。传导元件生坯和基体生坯的制造也可以例如通过多组分注塑成型、共挤等等而同时地进行,使得随后不再需要连接它们。当烧结生坯时,生坯优选地经受低于生坯粉末颗粒的熔化温度的热处理。因此通常导致材料的压实以及由此导致生坯的孔隙度和体积的明显降低。因此,所述方法的一个特殊性在于,基体和传导元件优选地可以一起烧结。因此,随后优选地不再需要连接这两个元件。通过烧结,传导元件优选地以压紧配合的方式(kraftschlilssig)和/或强制联锁的方式(formschliissig)和/或稳固结合的方式(stoffschliissig)连接到基体。由此优选地实现了传导元件在基体中的气密集成。优选地,不再需要后续的将传导元件焊接或熔接到基体中。相反地,通过包括金属陶瓷的生坯的优选的共同烧结和优选的利用而实现基体与传导元件之间的气密密封连接。本发明的方法的一个有利的改进的特征在于,烧结包括所述至少一个可选的基体生坯的仅仅部分的烧结,其中所述部分的烧结可以实现和/或包括例如上面描述的脱离步骤。优选地,在所述仅仅部分的烧结的范围内对生坯进行热处理。在此过程中通常已经发生生坯体积的收缩。然而,生坯的体积通常未达到其最终状态。相反地,通常还需要其它热处理,即最终烧结,其中一个或多个生坯收缩到其最终尺寸。在所述实施方式变型的范围内,优选地仅仅部分地烧结生坯以便已经获得使得生坯更易于处理的特定稳定性。特别地,用于制造传导元件的至少一个生坯和/或基体的至少一个生坯的原材料可以是干燥粉末或者包括干燥粉末,其中干燥粉末在干燥状态下压制成生坯并且具有足以维持其压制的生坯形状的粘附性。然而,可选地,除了所述至少一种粉末之外,原材料还可以包括一种或多种其它组分,例如如上所述的一种或多种粘合剂和/或一种或多种溶齐U。这种类型的粘合剂和/或溶剂(例如有机和/或无机的粘合剂和/或溶剂)原则上是本领域技术人员公知的,并且例如在商业上可获得。原材料可以例如包括一种或多种浆液(Schlicker)或者是浆液。在本发明的范围内,浆液是由一种或多种材料制成的粉末的颗粒在液体粘合剂中以及必要时在基于水的或有机的粘合剂中的悬浮液。楽·液具有闻的粘度并且可以在不施加高压的情况下简单地被成型为生坯,例如通过浇铸或注塑或通过可塑成型。在生坯由浆液制成的情况下,通常低于使用的陶瓷材料、金属陶瓷材料或者金属材料的熔化温度地执行,但是在个别情况下也可以刚好高于多组分混合物的较低熔化组分(这大多为金属组分)的熔化温度地执行的烧结工艺导致粘合剂缓慢地从浆液中扩散出来。过于快速的加热通过转变到气相而导致粘合剂的体积的迅速增加以及导致生坯的破坏或者导致工件中不希望的缺陷的形成。热塑性或热固性塑料聚合物、蜡、热凝胶物质和/或表面活性物质例如可以用作粘合剂,也称为Binder (粘合剂)。在此,这些物 质可以单独地使用或者用作这样的多种组分的粘合剂混合物。如果在挤压方法的范围内产生套管的各元件或者所有元件(基体生坯,传导元件生坯,套管坯件),那么粘合剂的化合物应当使得通过喷嘴挤出的元件线足够形状稳定以便容易地维持由喷嘴预先给定的形状。适当的粘合剂(也称为粘合剂)对于本领域技术人员是已知的。与传导元件包括至少一个金属陶瓷的本发明形成对照的是,在现有技术中传导元件为金属导线或其它金属工件。依照本发明设有金属陶瓷的传导元件可以容易地连接到基体,因为金属陶瓷和绝缘元件是陶瓷材料或包括陶瓷材料。基体也可以称为绝缘元件,以特别是响应电气功能;在此这些术语也可以交换。可以由传导元件和由基体二者产生生坯,随后该生坯经受烧结工艺。这样得到的电气套管不仅是特别生物相容的和耐用的,而且具有良好的气密密封性。在传导元件与基体之间不出现裂缝或仍然要焊接的连接部位。相反地,在烧结时得到基体和传导元件的连接。因此在本发明的特别优选的实施方式变型中规定,所述至少一个传导元件由金属陶瓷组成。在该实施方式变型中,传导元件不仅包括由金属陶瓷制成的部件,而且完全由金属陶瓷制成。—般化地,金属陶瓷的特征通常在于特别高的硬度和耐磨性。特别地,“金属陶瓷”和/或“包括金属陶瓷的”物质可以是或者包括与硬金属有关的切割材料,但是该切割材料没有作为硬物质的碳化钨也行并且可以例如通过粉末冶金方式制造。用于金属陶瓷和/或含金属陶瓷的传导元件的烧结工艺特别是可以与均匀粉末的情况相同地进行,所不同的仅是,在相同的压力下通常要比陶瓷材料更强地压实金属。与烧结硬金属相比,含金属陶瓷的传导元件通常呈现对热冲击和氧化的较高的抵抗力。如以上所提到的,陶瓷组分可以例如为氧化招(Al2O3)和/或二氧化错(ZrO2),而作为金属组分可以考虑银、钥、钛、钴、错、铬。为了把电气套管集成于心脏起搏器的外壳中,电气套管可以包括保持元件。所述保持元件按凸缘类型的方式围绕基体布置。术语“凸缘类型”指的是具有向外径向延伸的凸缘的套管形状。保持元件包围基体,优选的是完全地包围。保持元件用于压紧配合和/或强制联锁地连接到外壳。在此,必须建立保持元件和外壳之间的液密的连接。在一个特别有利的实施例中,电气套管包括具有金属陶瓷的保持元件。能够以简单、持久以及气密密封的方式把含金属陶瓷的保持元件连接到可植入医疗设备的外壳。另一个有利的实施例提供了这样的特性保持元件不仅包括金属陶瓷,而且仅由金属陶瓷组成。另外也可以想象传导元件和保持元件是材料一致的。在这一变型中,对传导元件和保持元件使用同样的材料。特别地,这涉及一种耐用的、导电的、以及生物相容的金属陶瓷。由于还要把保持元件和传导元件二者连接到金属部件,所以两者必须包括对熔接或焊接的相应先决条件。如果发现包括以上所指出的先决条件的金属陶瓷,则既可把所述金属陶瓷用于保持元件又可用于传导元件,以获得特别便宜的电气套管。
在电气背景中,也可以把基体考虑为电气绝缘的绝缘元件。基体由电气绝缘材料形成,优选的是由电气绝缘材料化合物形成。基体的配置旨在把传导元件与保持元件电气绝缘或者(在未提供保持元件的情况下)与外壳或与可植入医疗设备的其它物体电气绝缘。通过导线传导的电信号将不会因接触到可植入设备的外壳而衰减或者短路。另外,为了进行医疗植入,基体必须包括生物相容的化合物。为此,优选的是基体由玻璃陶瓷或者类似玻璃的材料组成。已证明特别优选的是基体的绝缘材料化合物为以下材料的组中的至少之一氧化铝(Al2O3 )、氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、钛酸铝(Al2TiO5 )、以及压电陶瓷材料。在这一情况下,氧化铝具有高电阻和低介电损失。此外,高耐热性和良好的生物相容性补充了这些特性。根据本发明的套管的另一个有利的改进在于保持元件包括至少一个凸缘,其中特别地所述凸缘可以金属导电。凸缘可以用于将电气套管相对于可植入设备的外壳密封。通过保持元件将电气套管保持在可植入设备中。在这里描述的实施例变型中,保持元件在外侧上包括至少一个凸缘。这些凸缘形成轴承,可植入医疗设备的盖可以与该轴承啮合,优选密封地与该轴承啮合。因此具有封闭凸缘的保持元件可以包括U形或H形截面。通过至少一个凸缘在保持元件中的集成,确保了电气套管在可植入设备中的安全的、耐冲击的和持久的集成。附加地,凸缘可以构成为使得可植入设备的盖夹子类型地压紧配合地和/或强制联锁地连接到保持元件。根据本发明的电气套管的另一个有利的改进的特征在于至少一个凸缘包括金属陶瓷。在该实施例变型中,保持元件和凸缘均包括金属陶瓷。有利的是,凸缘和保持元件是材料一致的。通过把凸缘构成为金属陶瓷,凸缘在此处所描述的方法的范围内能够简单和便宜地作为保持元件的一部分与基体和传导元件一起烧结。本发明还包括至少一个含金属陶瓷的传导元件在可植入医疗设备的电气套管中的使用。针对电气套管和/或所述方法所描述的特征与细节,也将明显适用于对含金属陶瓷的传导元件的使用。本发明还包括一种可植入医疗设备,特别是心脏起搏器或者除颤器,其具有根据所述权利要求至少之一的电气套管。针对电气套管和/或所述方法所描述的特征与细节,也将明显适用于可植入医疗设备。针对电气套管所描述的特性与细节,也将适用于根据本发明的方法,反之亦然。本发明的方法规定,基体以及传导元件均包括在烧结方法的范围内处理的陶瓷组分。在步骤a)的范围内,由绝缘材料化合物产生基体生坯。可以通过在模具中压紧该材料化合物产生基体生坯。为此,绝缘材料化合物有利的是包括粉末颗粒的至少最小内聚力的粉末料。通常,这样来获得粉末料粉末颗粒的粒度不超过O. 5mm,其中,优选的是使用小于IOMffl的平均粒度。优选的是使用以上所描述的粒度。在这一情况下,通过挤压粉末料或者通过成型和随后的干燥进行生坯的制造。也利用这些方法步骤形成含金属陶瓷的传导元件生坯。在这一情况下规定,挤压成传导元件生坯的粉末含金属陶瓷或者由金属陶瓷组成。在这一步骤之后,优选的是把各生坯一特别是基体生坯和传导元件生坯一加以组合,在这一称为步骤c)的步骤之后,两个生坯经历焙烧(也将其称为烧结)。在烧结或焙烧的范围中,在此这些生坯经历低于生坯的粉末颗粒的熔化温度的热处理。这导致生坯的孔隙度和体积的明显缩减。因此,所述方法的根据本发明的特性是基体和传导元件共同经历焙烧,并且产生具有至少一个导电面的传导元件。接下来不再需要连接两个元件,并且特别是不需要在其它步骤中产生导电面。通过焙烧过程,使传导元件得以按压紧配合和/或强制联锁和/或稳固接合的方式与基体相连。由此实现了传导元件在基体中的气密集成。不再需要随后的传导元件在基体中的焊接或熔接。实际上,通过共同焙烧和对含金属陶瓷的生坯(即传导元件生坯)的利用,可以实现基体和传导元件之间的气密密封连接。根据本发明的方法的一个有利改进的 特征在于步骤a)包括基体生坯的部分烧结。在所述仅部分烧结的范围内对绝缘元件的生坯进行热处理。在此过程中绝缘元件生坯的体积已经发生收缩。然而,生坯的体积仍没有达到其最终状态。实际上,这还需要步骤d)的范围内的另一次热处理,其中,把具有传导元件生坯的基体生坯收缩至它们的最终大小。在实施例变型的范围内,仅部分地热处理生坯,以达到使基体生坯更易于处理的某种表面硬度。特别是就仅在一定的难度下才能被压制成生坯形状的绝缘材料化合物而言,这样做不太困难。特别地,如果尚未执行所有烧结步骤,则把根据本发明的套管的部件称为生坯。因此,只要还未完成所有热处理或者烧结步骤,就把预烧结或者已经部分地烧结或者已经热处理的生坯也称为生坯。另一个实施例变型的特征在于在步骤b)中,也已经部分地烧结了传导元件生坯。如以上针对基体生坯所描述的,为了达到一定表面稳定性,也可以部分地烧结传导元件生坯。在这一情况下,需要加以注意的是在该实施例变型中最终的、完整的烧结也在步骤d)中才出现。因此,传导元件生坯也在步骤d)中才达到其最终大小。根据本发明的方法的另一个有利改进的特征在于为保持元件产生至少一个含金属陶瓷的保持元件生坯。把传导元件生坯引入基体生坯。把基体生坯引入保持元件生坯。使基体生坯与至少一个传导元件生坯和保持元件生坯一起经历焙烧。产生具有传导元件和保持元件的基体。这一方法步骤的特性在于在一个步骤中不仅烧结传导元件生坯和基体生坯而且也烧结保持元件生坯。产生所有3个生坯,然后将它们组合,接下来作为一个整体经历焙烧或烧结。在特殊的实施例变型中,产生至少一个含金属陶瓷的保持元件生坯可以包括部分烧结。在此也规定,部分地烧结框架生坯,以达到较高的表面稳定性。在这一情况下,基体生坯可以为过滤结构形成介电层或者压电体,或者为频率选择部件形成接收器。以下介绍根据本发明的套管的制造方法的具体的实施例。在第一步骤中由包含10% 二氧化锆(ZrO2)的钼(Pt)和氧化铝(Al2O3)产生金属陶瓷块。在此使用以下原材料
具有IOMffl的平均粒度的40体积百分比的Pt粉末,以及
具有10%的相对ZrO2含量和IMm的平均粒度的60体积百分比的Al203/Zr02粉末。将两个组分混合,添加水和粘合剂,并通过搅拌过程使之均匀。类似于第一步骤,在第二步骤中由具有90%的Al2O3含量和10%的ZrO2含量的粉末产生陶瓷块。平均粒度为约I Mm。同样向陶瓷粉末添加水和粘合剂并使陶瓷粉末均匀。在第三步骤中,将在第二步骤中产生的由具有10% 二氧化锆含量的氧化铝制成的陶瓷块转换成基体的形状。将由在步骤I中产生且包含具有10%的二氧化锆含量的钼粉和氧化铝的混合物的金属陶瓷块制成的金属陶瓷体作为生坯引入到基体的生坯中的开口中。随后,在模具中将陶瓷块压实。然后,使金属陶瓷组分和陶瓷组分在500°C下进行脱离并在1650°C下完成烧结。
从权利要求、以下所提供的描述以及附图中得到本发明的其它功能与优点。在附图中通过实施例说明本发明。 图I示出根据本发明的电气套管的实施例的截面图。
具体实施例方式图I示出根据本发明的电气套管10的实施例的截面图。由虚线表示的可选保持元件20径向地包围图I中所示的电气套管10。可选保持元件20由导电材料制成,特别是由金属陶瓷制成,并且包括环绕的凸缘,以简化向外壳(未在图中加以显示)的插入。替换的,也可以提供由金属或者金属合金制成的保持元件20。电气套管10包括传导元件30和基体40,其中,基体为电气绝缘的,传导元件为导电的。传导元件30完全穿过基体40地延伸,从而在内部空间和外部空间之间提供了导电连接。在图I中,外部空间布置在电气套管10之上,内部空间布置在电气套管10之下。优选的是内部空间和/或外部空间直接邻接图中所示的套管10。传导元件30沿直线延伸。所述直线相应于套管10的纵轴。传导元件30的截面为圆形。这导致圆柱形状,其中,圆柱形状的端面32和34用于接触,圆柱套的由基体40包围的部分和与该部分邻接的基体一起形成了边界面50。传导元件30的一部分从基体40伸出,并且不由基体所包围。传导元件的所述部分伸入位于套管10之下并且直接邻接基体的空间内。传导元件30的端面32和34与邻接套管上侧或下侧的空间直接相邻。传导元件30的端面可以与套管10的一侧齐平,并且可以从套管10的一侧伸出。传导元件30的端面32与套管10的上侧齐平,从而与上侧齐平。传导元件的端面34为从基元件伸出的传导元件30的端部的端面。由此,传导元件30的端部之一从基体伸出,并且形成相对于基体向外位移的端面34。从而能够取决于接触结构而简化接触。基体40完全包围传导元件30。基体40和传导元件30互相直接接触,其中,所产生的边界面50等同地反映了基体40内部的轮廓和传导元件30的周边轮廓。在边界面50上基体40和传导元件30按稳固接合的方式相互连接,特别是通过共同烧结而相互连接。附图标记列表
10电气套管
20保持元件
30传导元件
32,34传导元件的上、下端面
40基体
50边界面。
权利要求
1.一种在可植入医疗设备的外壳中使用的电气套管(10),其中,电气套管(10)包括至少一个电气绝缘基体(40)和至少一个电气传导元件(30);其中,传导元件(30 )的配置旨在穿过基体(40 )地在外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接;其中,传导元件(30 )相对于基体(40 )气密密封;以及其中,所述至少一个传导元件(30)包括至少一个金属陶瓷;其特征在于所述至少一个传导元件(30)具有提供导电连接的R ( 2欧姆的欧姆纵向阻抗的截面、 长度L以及电阻率rc。
2.根据权利要求I所述的电气套管(10),其中,RS2欧姆、RS I欧姆、RS 500毫欧姆、R ( 200毫欧姆或者R ( 100毫欧姆、特别是R < 50毫欧姆、R ( 20毫欧姆或者R < 10 毫欧姆、以及优选地是R ( 5毫欧姆或者R ( 2毫欧姆。
3.根据权利要求I或者2所述的电气套管(10),其中,L≤500Mm、L≤1mm、L≤2mm 或者 L ≤ 3mm,此外对 L 优选的是L≥500Mm、L ≥ 1mm、L ≥ I. 5mm 或者 L ≥ 2mm。
4.根据权利要求广3之一所述的电气套管(10),其中,所述截面具有截面面积A,而且 A 为 A ≤ 15mm2、A ≤ 10mm2、A ≤ 5mm2、A ≤2mm2、A < Imm2、A ≤0. 5mm2 或者 A < 0. 2mm2, 以及优选的是A < 0. Imm2、A < 0. 07mm2或者A < 0. 05mm2,以及其中,截面具有多边形形状或者具有连续曲率的形状,特别是具有矩形、正方形、椭圆形或者圆形形状。
5.根据先前权利要求之一所述的电气套管(10),其中,金属陶瓷包括提供传导元件的下列电阻率rc的金属或者合金组分与绝缘材料的比率rc ( IxlO3欧姆 mm2/m、 rc ^ 5xl02欧姆 mm2 /m或者rc ^ IxlO2欧姆 mm2 /m、以及优选的是rc ^ 80欧姆 mm2 / m、rc ^ 50 欧姆 mm2 /m、rc ^ 20 欧姆 mm2 /m、rc ^ 10 欧姆 mm2 /m、rc ^ I 欧姆 mm2 / m、rc ^ 0. 5 欧姆 mm2 /m 或者 rc < 0. 3 欧姆 mm2 /m。
6.根据先前权利要求之一所述的电气套管(10),其中,套管包括N个传导元件,其中, N 彡 2、N 彡 5、N 彡 10、N 彡 20、N 彡 100、N 彡 200、N 彡 500、N 彡 1000。
7.根据权利要求6所述的电气套管,其中,传导元件具有间距a,a彡1mm、a彡500Mm 或者a彡300Mm以及优选的是a彡IOOMm或者a彡50Mm,而且间距a以及基体(30)的电气绝缘材料的电阻率ri提供了两个传导元件之间的绝缘电阻Ri,Ri ^ 105、Ri ^ 106、以及优选的是Ri彡IO8或者Ri彡IO9欧姆,其中ri彡IO12欧姆^mm2Auri彡IO13欧姆^mmVnK ri彡IO14欧姆 mm2 /m或者ri彡IO15欧姆 mm2 /m、以及优选的是ri彡IO16欧姆 mm2 /m、 ri彡IO17欧姆 mm2 /m、ri彡IO18欧姆 mm2 /m、以及特别优选的ri彡IO19欧姆 mm2 /m。
8.根据先前权利要求之一所述的电气套管,其中,至少一个传导元件和基体形成共同的稳固接合的边界面,该边界面具有提供下述氦泄露率dv的密封性dv ( 10-7atm cm3/ sec、dv ^ lCT8atm cm3 /sec、dv ^ lCT9atm cm3 /sec 或者 dv ^ lCTlclatm cm3 /sec、以及优选的是 dv ^ lCT12atm *cm3 /sec 或者 dv ^ lCT15atm *cm3 /sec,其中,根据标准MIL-STD-883G、 方法1014确定泄露率。
9.根据先前权利要求之一所述的电气套管,其中,电气套管包括至少一个从基体伸出的传导元件,和/或包括至少一个具有与基体的表面齐平的端面的传导元件。
10.一种可植入医疗设备,特别是心脏起搏器或者除颤器,具有至少一个根据先前权利要求之一所述的电气 套管(10)。
全文摘要
本发明涉及一种在可植入医疗设备的外壳中使用的电气套管。所述电气套管包括至少一个电气绝缘基体和至少一个电气传导元件。传导元件的配置旨在穿过基体在外壳的内部空间和外部空间之间建立至少一个导电连接。把传导元件相对基体气密密封。至少一个传导元件包括至少一个金属陶瓷。所述至少一个传导元件具有提供导电连接的小于或者等于1欧姆的欧姆纵向阻抗的截面、长度以及电阻率。本发明还涉及一种可植入医疗设备和至少一个含金属陶瓷的传导元件在可植入医疗设备的电气套管中的使用。
文档编号A61N1/39GK102614586SQ20121002155
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者J.特勒切尔 申请人:贺利氏贵金属有限责任两合公司