(57)【要約】  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
2018515252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）。
【請求項２】
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）。
【請求項３】
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）。
【請求項４】
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）。
【請求項５】
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）。
【請求項６】
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）。
【請求項７】
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８】
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）。
【請求項９】
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）。
【請求項１０】
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１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０２８７４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態による容量性の電気伝送部を有する医療用インプラントのハウジング壁の一部分の概略図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｅは、第２の実施形態による容量性の電気伝送部を有する医療用インプラントのハウジング壁の一部分の概略図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｆは、第３の実施形態による容量性の電気伝送部を有する医療用インプラントのハウジング壁の一部分の概略図である。
【図４】ハウジング壁の容量性の電気伝送部を有する医療用インプラントの概略図である。
【図５】刺激のために使用される電流パルスの図である。
【図６】図６Ａおよび６Ｂは、患者の頭蓋骨の輪郭に適合されたインプラント用のハウジングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
キャパシタ電極ごとにキャパシタ・プレートを１つだけ有する簡単な平板型キャパシタの静電容量は、次の式に基づいて計算される。
【数１】
2018515252.tif 000003
【００４３】
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。
【００４４】
次の式は、図１に示すキャパシタ２０に妥当する。
【数２】
2018515252.tif 000004
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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