氣密饋通的制作方法
【專利摘要】根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，一種饋通包括具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷。饋通還包括大體填充所述孔的第二材料。所述第二材料不同于第一材料且包括鉑和包括氧化鋁的添加劑。所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封孔的共燒粘結(jié)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，一種可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通包括具有孔的片材，其中片材包括包含氧化鋁的陶瓷。饋通還包括大體填充孔的第二材料，其中第二材料包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑。鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的第二鉑粉。所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封孔的共燒粘結(jié)。
【專利說明】氣密饋通
[0001] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2012/049172,國(guó)際申請(qǐng)日為2012年8月1日，進(jìn)入 中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01280048466. 8,發(fā)明名稱為"氣密饋通"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案 申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003] 本申請(qǐng)是2011年8月2日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/196,683號(hào)的部分連續(xù)，并 將該申請(qǐng)的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 本文公開的技術(shù)一般地關(guān)于用作電介面以連接屏障相反側(cè)上的電路部分的饋通 的領(lǐng)域。更具體來說，本文公開的技術(shù)關(guān)于供通過選擇在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)兼?zhèn)渖锵嗳萸疑锓€(wěn) 定的材料組合的共燒過程構(gòu)建的可植入醫(yī)療設(shè)備使用的氣密饋通。 發(fā)明概要
[0006] 例示性實(shí)施方案關(guān)于用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通。所述饋通包括具有孔的片 材。所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷。所述饋通還包括大體填 充孔的第二材料。所述第二材料不同于第一材料且包括鉬和包含氧化鋁的添加劑。第一材 料和第二材料彼此之間具有氣密密封孔的共燒粘結(jié)。
[0007] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，其包括第一材料的第一片材和第二片材。 第一片材和第二片材分別包括第一孔和第二孔，所述孔各自由第二材料部分填充。第一材 料是電絕緣陶瓷和第二材料導(dǎo)電。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔和第 二孔的共燒粘結(jié)。此外，第一孔與第二孔對(duì)齊，在一些實(shí)施方案中，形成穿過第一片材和第 二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。
[0008] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有孔的第一材料片 材。第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔。第二材料 是導(dǎo)電糊膏，其包括鉬和包含氧化鋁的添加劑。所述方法還包括共燒第一材料和第二材料， 以使彼此之間的粘結(jié)氣密密封孔。
[0009] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，其包括包含第一材料的絕緣體、包含第二 材料的導(dǎo)管和襯墊。導(dǎo)管延伸穿過絕緣體。第二材料導(dǎo)電和導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過絕 緣體。襯墊被安裝到絕緣體的外表面并被構(gòu)造以接收與其連接的導(dǎo)線。襯墊導(dǎo)電并耦接到 導(dǎo)管。絕緣體和襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)，使襯墊與絕緣體氣密密封。氣密密封生物穩(wěn) 定，以使在導(dǎo)線附接到襯墊后維持浸潤(rùn)耐久性。
[0010] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，其包括具有第一孔的第一片材和具有第二 孔的第二片材。第一片材包括第一材料，所述第一材料是電絕緣陶瓷。第二片材耦接到第 一片材且包括第一材料。饋通還包括至少部分填充第一孔和第二孔的第二材料。第二材料 導(dǎo)電。第一材料和第二材料無磁性且彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。 第一孔和第二孔呈電通信且相互堅(jiān)直交錯(cuò)，從而形成穿過第一片材和第二片材的交錯(cuò)導(dǎo)電 路徑。 toon] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通。氣密饋通包括具有 孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷。氣密饋通還包 括大體填充孔的第二材料，其中第二材料包括鉬粉混合物和氧化鋁添加劑。鉬粉混合物包 括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉬粉和比第一鉬粉粗且具有在約5與20微 米之間的平均粒徑的第二鉬粉。鉬粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的第一鉬粉 和在約20與50重量百分比之間的第二鉬粉。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封 孔的共燒粘結(jié)。
[0012] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片 材包括為電絕緣陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片 材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二材料導(dǎo)電且包括鉬粉混 合物和氧化鋁添加劑。鉬粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉬粉 和比第一鉬粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉬粉。鉬粉混合物包括在 約50與80重量百分比之間的第一鉬粉和在約20與50重量百分比之間的第二鉬粉。第一 材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。第一孔和第二孔大體 相互對(duì)齊，以形成穿過第一片材和第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。
[0013] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片 材包括為電絕緣陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片 材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二片材導(dǎo)電且包括鉬粉混 合物和氧化鋁添加劑，其中鉬粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉬 粉和比第一鉬粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉬粉。鉬粉混合物經(jīng)過 優(yōu)化以獲得小于20微米的通孔突出。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔 和第二孔的共燒粘結(jié)。第一孔和第二孔大體相互對(duì)齊，以形成穿過第一片材和第二片材的 大體筆直導(dǎo)電路徑。
[0014] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有第一孔的第一材 料片材，其中第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔，其 中第二材料是包括鉬粉混合物和包括氧化鋁的添加劑的導(dǎo)電糊膏。所述方法還包括共燒第 一材料和第二材料，以使第一材料與第二材料之間的粘結(jié)氣密密封孔。鉬粉混合物經(jīng)過優(yōu) 化以獲得小于20微米的通孔突出。鉬粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑 的第一鉬粉和比第一鉬粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉬粉。
[0015] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有第一孔的第一材 料片材，其中第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔，其 中第二材料是包括鉬粉混合物和包括氧化鋁的添加劑的導(dǎo)電糊膏。所述方法還包括共燒第 一材料和第二材料，以使第一材料與第二材料之間的粘結(jié)氣密密封孔。鉬粉混合物包括在 約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉬粉和在約20 與50重量百分比之間的比第一鉬粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉬 粉。
[0016] 另一個(gè)例示性實(shí)施方案關(guān)于一種饋通，包括包含第一材料的絕緣體和延伸穿過絕 緣體的包括第二材料的導(dǎo)管。第二材料導(dǎo)電和導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過絕緣體。第二材 料包括鉬粉混合物，鉬粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米 之間的平均粒徑的第一鉬粉和在約20與50重量百分比之間的比第一鉬粉粗且具有在約5 與20微米之間的平均粒徑的第二鉬粉。饋通還包括安裝到絕緣體的外表面且被構(gòu)造以接 收與其連接的導(dǎo)線的襯墊，其中襯墊導(dǎo)電且耦接到導(dǎo)管。絕緣體和襯墊彼此之間具有共燒 粘結(jié)，其中共燒粘結(jié)使襯墊與絕緣體氣密密封，和其中氣密密封生物穩(wěn)定，以使在導(dǎo)線附接 到襯墊后維持浸潤(rùn)耐久性。
[0017] 附圖簡(jiǎn)述
[0018] 圖1是根據(jù)例示性實(shí)施方案的植入病患的醫(yī)療設(shè)備的示意圖。
[0019] 圖2是根據(jù)例示性實(shí)施方案的植入病患的另一種醫(yī)療設(shè)備的示意圖。
[0020] 圖3是根據(jù)例示性實(shí)施方案的包括饋通的醫(yī)療設(shè)備的一部分的透視圖。
[0021] 圖4是根據(jù)另一例示性實(shí)施方案的醫(yī)療設(shè)備的組件的頂視圖。
[0022] 圖5是圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的透視圖。
[0023] 圖6是沿如圖5中所示的線6-6獲取的圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。
[0024] 圖7是沿如圖6中所示的區(qū)域7獲取的圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。
[0025] 圖8是根據(jù)又另一例示性實(shí)施方案的醫(yī)療設(shè)備的一部分的透視圖。
[0026] 圖9是沿如圖8中所示的線9-9獲取的圖8的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。
[0027] 圖10是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的透視圖。
[0028] 圖11是圖10的饋通的頂視圖。
[0029] 圖12是圖10的饋通的底視圖。
[0030] 圖13是圖4的饋通的側(cè)視圖和部分截面視圖，其中截面視圖沿圖11中的線13-13 獲取。
[0031] 圖14是根據(jù)例示性實(shí)施方案的導(dǎo)電導(dǎo)管與絕緣體之間的介面的截面掃描電子顯 微鏡檢查法（SEM)顯微圖。
[0032] 圖15是根據(jù)另一例示性實(shí)施方案的導(dǎo)電導(dǎo)管與絕緣體之間的介面的截面SEM顯 微圖。
[0033] 圖16是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的導(dǎo)體透視圖。
[0034] 圖17是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的一部分的截面SEM顯微圖。
[0035] 圖18是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的另一部分的截面SEM顯微圖。
[0036] 圖19是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的襯墊的頂視SEM顯微圖。
[0037] 圖20是根據(jù)例示性實(shí)施方案的饋通的一部分的一系列截面SEM顯微圖和相應(yīng)略 圖。
[0038] 圖21是根據(jù)例示性實(shí)施方案的制造饋通的過程的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 在轉(zhuǎn)到詳細(xì)圖示例示性實(shí)施方案的圖之前，應(yīng)理解本申請(qǐng)不限制于描述中所提及 或圖中圖示的細(xì)節(jié)或方法。還應(yīng)理解術(shù)語(yǔ)只是出于描述的目的而且不應(yīng)被視作限制性。
[0040] 參考圖1，可植入醫(yī)療設(shè)備110,如起搏器或除顫器，包括基部112 (例如，脈沖發(fā)生 器，主體）和導(dǎo)線114。設(shè)備110可以植入人類病患116或其它物種中。在一些實(shí)施方案中， 設(shè)備110被構(gòu)造成以電脈沖的形式提供治療性治療，所述電脈沖在一些實(shí)施方案中可以是 約700伏特的量級(jí)。在預(yù)期實(shí)施方案中，設(shè)備110或其變形可以用于治療或監(jiān)測(cè)大范圍的 病癥，如疼痛、失禁、失聰、行動(dòng)障礙，包括癲癇和帕金森病，睡眠呼吸暫停和各種其它生理、 心理和情緒病癥和障礙。
[0041] 在基部112內(nèi)，設(shè)備110可包括當(dāng)濕潤(rùn)時(shí)可能無法生物相容或無法工作的組件，如 控制電路和能量?jī)?chǔ)存設(shè)備（例如，二級(jí)電池、電容器）。然而，根據(jù)例示性實(shí)施方案，基部112 被氣密密封而且形成有生物相容且生物穩(wěn)定材料（例如，鈦、生物相容涂層）的外部，其將 基部112的內(nèi)部從基部112外側(cè)的病患116的體液隔離。在一些實(shí)施方案中，基部112還 包括氣密饋通118 (例如，貫穿連接、介面、連接體、耦接），其形成自或包括生物相容且生物 穩(wěn)定材料的外部。饋通118促進(jìn)從基部112的內(nèi)部通過基部112到達(dá)基部112的外部的電 傳輸，且反之亦然。
[0042] 舉例來說，在可植入醫(yī)療設(shè)備110的使用期間，儲(chǔ)存在基部112內(nèi)部的電容器中的 電荷可以電脈沖的形式放電。電脈沖經(jīng)由饋通118被傳遞穿過基部112的壁。隨后電脈沖 被導(dǎo)線114的近端120中的至少一個(gè)接收并經(jīng)由導(dǎo)電路徑通過導(dǎo)線114中的至少一個(gè)傳輸 到可位于導(dǎo)線114遠(yuǎn)端的電極122?？蓪㈦姌O122耦接到病患116的心臟124或其它部分 以改善心跳模式、刺激心跳、感測(cè)心跳、加速康復(fù)或用于其它原因。
[0043] 在一些實(shí)施方案中，活動(dòng)經(jīng)由電極122感測(cè)并通過導(dǎo)線114經(jīng)由饋通118傳遞到 基部112中的控制電路。感測(cè)的活動(dòng)可被控制電路用作反饋以管理設(shè)備110的運(yùn)作。在還 有其它實(shí)施方案中，饋通118還可以用于促進(jìn)將電力傳遞到在基部112內(nèi)的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備， 如用于再充電或測(cè)試。在其它實(shí)施方案中，可使用其它能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，如使用電池和電容器 的組合來進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存的混合系統(tǒng)。根據(jù)例示性實(shí)施方案，可經(jīng)由饋通118將兩個(gè)或多個(gè) 導(dǎo)線耦接到基部112的內(nèi)部。在其它實(shí)施方案中，可使用單個(gè)導(dǎo)線（見如圖2中所示的一 般性設(shè)備210)。
[0044] 參考圖2,可植入醫(yī)療設(shè)備210 (例如，電刺激器、神經(jīng)刺激器）被構(gòu)造以影響病患 212的神經(jīng)系統(tǒng)和/或器官。例如，可將設(shè)備210植入病患212的腹部214、胸肌區(qū)、上臀或 其它區(qū)域的皮下囊袋中，且設(shè)備210可被編程以提供與特定療法相關(guān)的刺激信號(hào)（例如，電 脈沖、頻率、電壓）。在使用期間，與導(dǎo)線216整合的電接觸件被放置在所需的刺激部位，如 脊柱218或大腦的一部分。還通過與基部220的外表面整合的饋通222將導(dǎo)線216連接到 設(shè)備210的基部220。在一些預(yù)期實(shí)施方案中，饋通可直接向安裝在可植入醫(yī)療設(shè)備（例 如，所謂的無導(dǎo)線設(shè)備）上的電極傳輸療法和/或發(fā)送信號(hào)。
[0045] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通222以及在基部220的外部的其余部分被設(shè)計(jì)成氣密 密封、生物相容且生物穩(wěn)定以防止體液泄漏到基部220的內(nèi)部，以及防止在可植入醫(yī)療設(shè) 備210的使用壽命內(nèi)從基部220的內(nèi)部到體內(nèi)的泄漏。根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通222被 氣密密封，且當(dāng)植入體內(nèi)時(shí)保持氣密密封，展示長(zhǎng)達(dá)幾年，如至少一年、五年、十年、二十年 或更長(zhǎng)時(shí)間量級(jí)的長(zhǎng)期生物穩(wěn)定性。
[0046] 可使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，如針對(duì)氣密性和染料滲透的體外高度加速浸潤(rùn)測(cè)試，以提供當(dāng) 在延長(zhǎng)時(shí)間植入時(shí)饋通118、饋通222保持氣密密封和生物穩(wěn)定的能力的可靠指標(biāo)?？赏?過在受控制的溫度（例如，1201：、1501：、2001：或更高）和壓力（例如，1.5 &加、3.5&加）下 以延長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間（例如，48小時(shí)、72小時(shí)、96小時(shí)、一個(gè)月或更長(zhǎng)）浸潤(rùn)在模擬體液后， 發(fā)生大體無染料滲透通過饋通和大體無通過饋通的氣密密封損失，同時(shí)維持通過饋通222 的高導(dǎo)電率而證明（即，通過無染料滲透、無氦泄漏等證實(shí)）長(zhǎng)期氣密性和/或生物穩(wěn)定 性。其它標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，如氦泄漏測(cè)試和3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度測(cè)試也可以證實(shí)長(zhǎng)期生物穩(wěn)定性，如可 通過極小的強(qiáng)度下降和保持低氦泄漏速率（通常小于IX l〇_8atm-cc He/秒（例如，小于 5X lCT9atm-cc He/ 秒））指不。
[0047] 雖然本文關(guān)于特定可植入醫(yī)療設(shè)備加以描述，但應(yīng)理解本文公開的概念可以與大 范圍的可植入醫(yī)療設(shè)備結(jié)合使用，如起搏器、可植入復(fù)律器-除顫器、傳感器、心肌收縮力 調(diào)節(jié)器、復(fù)律器、投藥設(shè)備、診斷記錄儀、耳蝸移植物和其它設(shè)備。根據(jù)還有其它預(yù)期實(shí)施方 案，除可植入醫(yī)療設(shè)備以外的設(shè)備也可以從本文公開的概念受益。
[0048] 現(xiàn)參考圖3,可植入醫(yī)療設(shè)備（例如見如圖1至圖2中所示的可植入醫(yī)療設(shè)備110 和可植入醫(yī)療設(shè)備210)的壁310或包封結(jié)構(gòu)包括饋通312。饋通312被拴扣到壁310的一 部分314,如在壁310的凹陷316中的被構(gòu)造成接收饋通312的套圈。壁310可與另一個(gè)或 一些壁整合以形成在可植入醫(yī)療設(shè)備的基部（例如見如圖1至圖2中所示的基部112和基 部220)的生物相容、氣密密封外部。在其它實(shí)施方案中，套圈不包括凹陷。在還有其它實(shí) 施方案中，饋通可直接整合到壁中，不需要使用套圈。
[0049] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通312主要由一般不導(dǎo)電的材料318、絕緣體或介電質(zhì)形 成。饋通還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管320 (例如，導(dǎo)電部件、堅(jiān)直互連通道（通孔）、路徑、通路）， 其一般導(dǎo)電且延伸穿過一般不導(dǎo)電的饋通312的材料318。在一些預(yù)期實(shí)施方案中，導(dǎo)管 320與材料318整合但不延伸穿過材料318,而是沿材料318的表面，或在導(dǎo)管320與材料 318的表面之間的中介材料的表面上延伸。如此一來，電信號(hào)便可沿水平方向在導(dǎo)電導(dǎo)管 (例如，通孔）或外部襯墊之間傳導(dǎo)，或另外連接相互側(cè)向安置的內(nèi)部和/或外部點(diǎn)。
[0050] 參考圖4至圖5,可植入醫(yī)療設(shè)備1110的組件包括饋通1112(例如，共燒陶瓷、單 成巖）、釬焊用的填充材料環(huán)1114和套圈1116。在可植入醫(yī)療設(shè)備1110的組裝期間，將 饋通1112插入套圈1116的凹陷1118(例如，開口）中，隨后將環(huán)1114熔化并釬焊在饋通 1112與套圈1116之間。在一些實(shí)施方案中，環(huán)1114是金環(huán)，且套圈1116是由鈦形成。在 一些實(shí)施方案中，由于相關(guān)的生物相容性質(zhì)和相對(duì)熔化溫度的原因，使用金和鈦。在一些實(shí) 施方案中，用金屬，如鈮、鈦、鑰或其它生物相容材料（例如，通過各種可能方法，如物理氣 相沉積、濺射、電子束蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)氣相沉積）涂覆陶瓷絕緣體的側(cè)壁，以促進(jìn)絕緣體與 套圈之間的連結(jié)。金屬涂層可促進(jìn)預(yù)成型金環(huán)的粘著和釬焊以連結(jié)絕緣體與套圈。在其它 預(yù)期實(shí)施方案中，環(huán)和套圈是由不同材料或材料組合形成。
[0051] 參考圖6至圖7,饋通1112包括在饋通1112的頂表面與底表面之間延伸穿過絕 緣體1122的導(dǎo)電導(dǎo)管1120(例如，通孔）。在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)電導(dǎo)管1120中的至少一 個(gè)部分地延伸穿過絕緣體1122,并耦接到側(cè)向延伸到饋通1112側(cè)面的水平導(dǎo)管1124(圖 7)。在其它實(shí)施方案中，導(dǎo)管可完全延伸穿過饋通，如從頂部延伸到底部且仍水平連接到另 一主體。在圖7中，水平導(dǎo)管1124延伸到釬焊在套圈1116與饋通1112之間的環(huán)1114。因 此，水平導(dǎo)管1124可以用作饋通1112的地平面。在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)電導(dǎo)管1120(包括 水平導(dǎo)管1124)包括鉬。在一些這種實(shí)施方案中，將水平導(dǎo)管1124印刷到未燒過（例如， 綠色）的陶瓷材料層上，且與其它導(dǎo)電導(dǎo)管1120和絕緣體1124共燒。
[0052] 參考圖8至圖9,共燒饋通1212包括具有導(dǎo)電導(dǎo)管1216的大體矩形絕緣體1214。 已用生物相容材料的環(huán)1220將饋通1212釬焊到可植入醫(yī)療設(shè)備1210的套圈1218中。認(rèn) 為矩形絕緣體1214的棱柱形狀（圖8)可改善釬焊接點(diǎn)的穩(wěn)定性，如下文中更詳細(xì)論述。根 據(jù)例示性實(shí)施方案，對(duì)比于如圖7中所示的具有突出部分1126的套圈1116,套圈1218無突 出部分，其中絕緣體不受套圈1218的下側(cè)上的凸緣或伸出支撐。通過增大導(dǎo)電導(dǎo)管1216 與套圈1218之間的短路路徑長(zhǎng)度，套圈1218的無突出部分的設(shè)計(jì)意在改善饋通1212的導(dǎo) 電導(dǎo)管1216的電隔離，這還意在改善外部互連通道（例如，耦接到饋通1212的導(dǎo)線）。
[0053] 現(xiàn)參考圖10至圖13,饋通410是根據(jù)另一例示性實(shí)施方案示出且包括主體 412(例如，絕緣體）和至少一個(gè)導(dǎo)管414(例如，導(dǎo)電通路、電導(dǎo)管、通孔）。如所示，饋通410 包括11個(gè)導(dǎo)管414,但根據(jù)其它實(shí)施方案，可以包括更多或更少數(shù)量的導(dǎo)管，或不同的導(dǎo)管 布局。根據(jù)例示性實(shí)施方案，主體412是由電絕緣體材料形成，且在一些實(shí)施方案中，主體 412包括大體平整面416 (例如，側(cè)面、外表面）。面416通過角418或邊緣而相互分離。
[0054] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通410還包括被構(gòu)造成將電傳導(dǎo)穿過主體412的電絕緣 體材料的導(dǎo)管414。導(dǎo)管414可以大體筆直或彎曲（例如，交錯(cuò)、迂回、曲折）。通過更好地 阻礙流體滲出（例如，流經(jīng)、進(jìn)入）導(dǎo)管414與主體412之間，導(dǎo)管414的彎曲路徑可以改 善饋通410的氣密密封。然而，相對(duì)于具有大體筆直路徑（例如，重疊在直線上）的導(dǎo)管， 彎曲路徑可能增大電阻，降低饋通410的效率。在一些實(shí)施方案中，金屬化材料的電阻小于 約30m Ω，如小于約l〇m Ω。在其它實(shí)施方案中，金屬化材料的電阻小于約l〇〇m Ω。金屬化 材料的電阻可作為導(dǎo)管414的直徑、主體412的厚度、材料和其它性質(zhì)的函數(shù)而變化。在一 些設(shè)計(jì)中，電阻會(huì)隨著導(dǎo)管交錯(cuò)或被制成彎曲以加強(qiáng)氣密性而增大，然而發(fā)現(xiàn)給予材料、設(shè) 計(jì)和共燒過程的適當(dāng)組合，可能不一定需要彎曲路徑和相關(guān)電阻損失。
[0055] 在一些實(shí)施方案中，主體412的面416和角418 -起形成饋通410的大體棱柱形或 直線形外部形狀系數(shù)，其中主體412的至少一些面416 (例如，相對(duì)于末端422的頂面420) 大體相互垂直或大體相互平行。在一些這種實(shí)施方案中，主體412的所有面416大體相互 垂直或大體相互平行。在其它實(shí)施方案中，所有面均不大體相互垂直。在還有其它實(shí)施方 案中，至少一些面不平整。
[0056] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通410是以具有矩形面416的盒形結(jié)構(gòu)的形式提供，如方 塊、磚塊或立方體。在一些這種實(shí)施方案中，主體412包括頂面420、底面426和在頂面420 與底面426之間延伸的側(cè)面（例如，末端422和縱長(zhǎng)的側(cè)面428)。每個(gè)側(cè)面422、側(cè)面428 包括平整表面。在一些實(shí)施方案中，末端422的平整表面相互具有大體相同的大小和形狀， 且縱長(zhǎng)側(cè)面的平整表面相互具有大體相同的大小和形狀。在其它預(yù)期實(shí)施方案中，饋通一 般為圓柱形、橢圓形或其它形狀。
[0057] 仍參考圖10至圖13,主體412的末端422的平整表面相互平行。在一些這種實(shí)施 方案中，主體412的頂面420和底面426包括與主體412的末端422的平整表面垂直的平 整表面。在一些這種實(shí)施方案中，沿主體412縱長(zhǎng)延伸的側(cè)面428包括也與主體412的末 端422的平整表面垂直的平整表面。根據(jù)這一實(shí)施方案，主體412的三個(gè)相互垂直的橫截 面每個(gè)具有大體矩形外圍。例如，一個(gè)矩形橫截面沿縱長(zhǎng)方向延伸，另一個(gè)跨過主體的寬度 延伸，且第三個(gè)矩形橫截面沿水平面切割主體。
[0058] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通410的主體412還包括在饋通410的外部的面416之 間的角418。角418和邊緣可以是直角，或可為其它角度。在一些實(shí)施方案中，角418被圓 化（例如，圓角化、平滑化、鈍化）。根據(jù)例示性實(shí)施方案，角418是在將主體412切割成直 線形形狀后通過滾磨、研磨、碾磨、拋光或另一種成形過程被圓化。在這種實(shí)施方案中，通過 研磨劑（如碳化硅沙礫）逐漸打磨角418。成形過程的受控且有限應(yīng)用可充分維持主體412 的相對(duì)精確幾何形狀，同時(shí)降低了因角418而產(chǎn)生應(yīng)力集中和引發(fā)破裂部位的可能性。受 控且有限的成形還可以降低在絕緣體412的表面下發(fā)生損壞的可能性。然而，在還有其它 預(yù)期實(shí)施方案中，角可以呈斜面或尖銳角。
[0059] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，饋通410的主體412是由陶瓷材料形成，且導(dǎo)管414是由金 屬糊膏（例如，通孔糊膏）形成。在饋通410的制造期間，將導(dǎo)管414的金屬糊膏填充到在 主體412的陶瓷材料中的孔424中（例如，方孔、圓孔、橢圓孔等）（見一般地在下文論述的 圖21)。隨后共燒饋通410的主體412和導(dǎo)管414-主體412的陶瓷材料和導(dǎo)管414的 金屬糊膏兩者在窯爐中同時(shí)一起燒制，如在約1600°C的溫度下燒制約一小時(shí)。
[0060] 根據(jù)例示性實(shí)施方案，主體412的材料包括氧化鋁（例如，鋁氧化物，剛玉），如至 少70 %的氧化鋁或約92 %或96 %的氧化鋁。在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)管414的金屬糊膏主要 包括鉬（例如，鉬粉）和添加劑，其中添加劑包括氧化鋁（例如，d 5Q為1至10 μ m的氧化鋁 粉）。導(dǎo)管414的金屬糊膏可包括具有在3μπι至ΙΟμπι之間的平均粒徑（例如，d5(l平均粒 徑）的第一鉬粉、具有在5 μ m至20 μ m之間的平均粒徑的第二粗鉬粉，或鉬粉的組合。在其 它預(yù)期實(shí)施方案中，如可能或可能并非意在用于移植物中的那些實(shí)施方案，糊膏可包括鈦、 鈮、鋯、鉭、其它耐火金屬、它們的合金、它們的氧化物或其它材料，用以補(bǔ)充或替代鉬。
[0061] 認(rèn)為使用不同粒徑的金屬糊膏材料（包括添加劑）會(huì)改變金屬糊膏的熱膨脹響應(yīng) 和/或燒結(jié)動(dòng)力學(xué)和性質(zhì)（例如，燒結(jié)收縮、收縮特性），這可以根據(jù)需要加以調(diào)整以與共燒 饋通的其它材料（如主體412的材料）相容。此外在一些實(shí)施方案中，在共燒過程期間，燒 結(jié)主體412的氧化鋁，且作為金屬糊膏的添加劑的氧化鋁可以改善導(dǎo)管414的金屬糊膏與 主體412的氧化鋁之間的粘著，使彼此之間形成強(qiáng)共燒粘結(jié)。
[0062] 在微米級(jí)上，金屬糊膏中的氧化鋁可以在孔424中與主體412的氧化鋁沿導(dǎo)管414 與主體412之間接界（例如，邊界、介面）粘結(jié)（見一般地如圖14至15中所示的掃描電子 顯微圖）。當(dāng)對(duì)比于金屬糊膏中不存在作為添加劑的氧化鋁的情況下在導(dǎo)管414與主體412 之間的粘結(jié)時(shí)，認(rèn)為金屬糊膏中具有作為添加劑的氧化鋁而形成的粘結(jié)由于氧化鋁添加劑 與主體412的氧化鋁之間的相互作用而顯著改善氣密密封。在金屬糊膏中包括作為添加劑 的氧化鋁可減小空隙的大小和數(shù)量，而且還可以改善在共燒過程期間金屬糊膏與主體412 的陶瓷的熱膨脹相容性，減小另外由饋通410的不同材料的不均等膨脹或收縮而導(dǎo)致的應(yīng) 力且形成氣密、生物穩(wěn)定的共燒粘結(jié)。
[0063] 至少部分由于選擇用于主體412和導(dǎo)管414的材料組合，共燒過程的結(jié)果是導(dǎo)管 414與主體412氣密密封。防止流體（如體液和氣體）穿過導(dǎo)管414或流經(jīng)饋通410的導(dǎo) 管414與主體412之間，如通過介面處的微孔鏈。此外，饋通410利用以幾年量級(jí)的長(zhǎng)時(shí)間 內(nèi)不會(huì)分解的氣密密封保持生物穩(wěn)定。
[0064] 參考圖14至圖15,共燒饋通1310、饋通1410包括導(dǎo)電導(dǎo)管1314、導(dǎo)電導(dǎo)管1414 的材料與絕緣體1316、絕緣體1416的材料之間的介面1312、介面1412,這些介面至少部分 由于導(dǎo)電導(dǎo)管1314、導(dǎo)電導(dǎo)管1414的材料中使用的添加劑而相互不同。雖然圖14至圖15 中所示的絕緣體1316、絕緣體1416的材料大體相同（例如，約92%的氧化鋁），但圖14中 所示的導(dǎo)電導(dǎo)管1314的材料包括鉬（例如，以糊膏形式用于共燒的鉬粉）和A1 203、Si02、 Ca0、Mg0添加劑，而圖15中所示的導(dǎo)電導(dǎo)管1414的材料包括鉬，僅以A1 203作為添加劑。圖 14至圖15的共燒介面1312、介面1412均包括一些初始缺陷1318、缺陷1418(例如，空隙、 孔）。然而，已發(fā)現(xiàn)僅使用A1203作為添加劑會(huì)減小初始缺陷1418的數(shù)量和/或大小，提供 改善的介面1412(例如，共燒粘結(jié)）。
[0065] 出于聯(lián)系上下文的目的且如表1中所概括，評(píng)估了一組通孔金屬化材料組合物的 與共燒和饋通性能有關(guān)的參數(shù)，如通孔突出、粘著、翹曲、電阻和氣密性。將不同添加劑和添 加劑組合（例如，單獨(dú)A1 203 ;A1203、Si02、MgO和CaO ;和Si02、MgO和CaO)在范圍從糊膏的 0%至10%的不同濃度水平下提供到鉬糊膏。
[0066] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通，包括： 具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，其是陶瓷且形成絕緣體；和 大體填充所述孔且形成導(dǎo)管的第二材料，其中所述第二材料包括鉬粉混合物和氧化鋁 添加劑，其中所述鉬粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉬粉和比所 述第一鉬粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉬粉； 其中所述第一材料和所述第二材料之間具有氣密密封所述孔的共燒粘結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的饋通，其中所述鉬粉混合物包括在約50與80重量百分比之 間的所述第一鉬粉和在約20與50重量百分比之間的所述第二鉬粉。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述第一材料包括大于70重量％氧 化錯(cuò)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述鉬粉混合物包括在約70與80重 量百分比之間的所述第一鉬粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉬粉。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述第一鉬粉的比表面積經(jīng)單點(diǎn)BET 方法測(cè)定為約0. 01與0. 15m2/g之間，且所述第二鉬粉的比表面積在約0. 15與0. 50m2/g之 間。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，還包括上覆所述孔且在所述片材上延伸至 少部分經(jīng)過所述孔的覆蓋襯墊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的饋通，其中所述絕緣體和所述襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)， 其中所述共燒粘結(jié)使所述絕緣體與所述襯墊氣密密封，且其中所述氣密密封生物穩(wěn)定以使 在所述導(dǎo)線附接到所述襯墊后維持浸潤(rùn)耐久性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6至7中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述襯墊包括所述第二材料的底層， 且其中所述襯墊還包括上覆所述底層的第三材料的額外層，其基本上由鉬組成。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，還包括： 耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔，所 述第二材料至少部分填充所述第一孔和所述第二孔； 其中所述共燒粘結(jié)氣密密封所述第一孔和所述第二孔；和 其中所述第一孔和所述第二孔大體相互對(duì)齊，以使所述導(dǎo)管形成穿過所述第一片和所 述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。
10. 根據(jù)從屬于權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)的權(quán)利要求9所述的饋通，還包括上覆所述第 二孔且在所述第二片材上延伸至少部分經(jīng)過所述第二孔的第二覆蓋襯墊； 其中所述覆蓋襯墊接觸所述第二片材的所述第二孔。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)包括Si02、MgO和CaO 中的至少一種從所述第一材料向所述導(dǎo)管中的擴(kuò)散。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通，其中所述鉬粉混合物經(jīng)過優(yōu)化以獲得小 于20微米的通孔突出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的饋通，其中所述通孔突出小于10微米。
14. 一種制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的饋通的方法，包括： 提供為所述第一材料且具有孔的所述片材； 用所述第二材料填充所述孔；和 共燒所述第一材料和所述第二材料以形成所述共燒粘結(jié)且氣密密封所述孔。
15.根據(jù)從屬于權(quán)利要求6至8和權(quán)利要求10中任一項(xiàng)的權(quán)利要求14所述的方法，還 包括將所述覆蓋襯墊印刷在所述孔上和在所述片材上至少部分經(jīng)過所述孔。
【文檔編號(hào)】B22F7/08GK104083826SQ201410345106
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月2日
【發(fā)明者】森岡健吾, A·克努森, 佐藤慎吾, 乙丸秀和, A·湯姆, 牧野浩, M·賴特雷爾, G·穆恩斯, T·米爾蒂奇, J·山本, 平田貴人 申請(qǐng)人:美敦力公司, 京瓷株式會(huì)社