Titankapselung für implantierbare Elektronik

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostische Implantate« entwickelten Wissenschaftler verschiedener Fraunhofer-Institute eine Steuerung für eine Prothese, die es Patienten zukünftig ermöglichen soll, ihre künstliche Hand ähnlich intuitiv zu bewegen wie eine natürliche. Sensoren sollen es dabei sogar ermöglichen zu spüren, wie stark gerade zugepackt wird.

Der Einsatz der Prothese setzt voraus, dass elektronische Systeme in den menschlichen Körper implantiert werden, beispielsweise Kondensatoren zur Energieversorgung. Diese müssen hermetisch verkapselt, langzeitstabil und biokompatibel werden. Neben der grundlegenden Verkapselungsfunktion benötigen sie natürlich elektrische Durchführungen für die Verbindung zu Muskeln und Nerven. Außerdem muss die Kapsel eine induktive Energieübertragung und optische Datenkommunikation über Infrarotsignale ermöglichen.

Wissenschaftler des Fraunhofer IWU haben zu diesem Zweck eine Titankapsel mit elektrischen und optischen Durchführungen entwickelt. Das Gehäuse wurde zweiteilig durch Fräsen hergestellt. Für das optische Fenster wählten die Forscher das biokompatible Glas Typ N-F2, für die Herstellung der Glas-Metall-Dichtung ein vakuumbasiertes Hochtemperatur-Glasformverfahren. Nach der Montage der elektronischen Bauteile wurden die Titankomponenten mittels Laserschweißen verbunden. Das optische Fenster ermöglicht die Infrarotkommunikation zwischen Implantat und einer Kontrolleinheit außerhalb des Körpers.