Vorrichtungen zur drahtlosen Energie-und Datenübertragung sind bekannt. Hierbei werden Spulensysteme induktiv gekop- pelt, die bei entsprechender Auslegung relativ große Ener- giemengen übertragen können. Im Hinblick auf die optimale Ausbildung eines Magnetfeldes ist es zweckmäßig, wenn die Kernmaterialien der Spulensysteme aus einem nichtelektri- schen Werkstoff gefertigt sind bzw. wenn ein ferritischer Werkstoff eingesetzt wird.

Der Einsatz sogenannter Weicheisenmaterialien ist dabei von besonderem Vorteil aufgrund einer geringen Hysterese. Für eine Anwendung in der Medizintechnik muß die Konstruktion solcher Koppelsysteme besondere Anforderungen erfüllen.

Hauptunterschied zu den an sich bekannten technischen Sys- temen ist neben der verhältnismäßig geringen zu übertragen- den Leistung die Limitierung der Feldstärke im Übertra-

gungsbereich, das heißt im Bereich des Körpergewebes. Hier sind nur einige Millitesla (mT) zulässig. Ebenso ist eine Abstrahlung auf umliegende Gewebebereiche nicht zulässig.

Des Weiteren begrenzt die maximal zulässige Erwärmung des Systems ebenfalls die Systemauslegung. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, großflächige dünne Spulensysteme zu schaffen, die möglichst leicht gebaut sind.

Eine weitere Forderung ergibt sich aus den Einsatzbedingun- gen direkt an der Haut und das Erfordernis, die Spulensys- teme flexibel auszulegen. Da die üblicherweise eingesetzten gesinterten Ferrite sehr hart und spröde sind, ist diese Forderung nicht mit Ferriten realisierbar, die zudem in kleinen Serien sehr unwirtschaftlich herzustellen sind.

In der WO 00/01442 ist eine Vorrichtung zur transkutanen Energieübertragung beschrieben, die ebenfalls ferritische Sintermaterialien als Kernmaterialien verwendet. Die hier beschriebenen Materialien sind nur bedingt für diese ge- forderte Zwecke einsetzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kernmaterialien in induktiv arbeitenden Koppelsystemen zur subkutanen Ener- gie-und Datenübertragung einzusetzen, die eine hohe Flexi- bilität der Spulensysteme bei einer Erhöhung des Wirkungs- grades aufweisen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprü- chen offenbart.

So ist die Vorrichtung zur subkutanen Übertragung von Ener- gie und/oder Daten durch induktive Kopplung, bestehend aus

einem Primärspulensystem und einem Sekundärspulensystem, die mit Kernmaterialien kombiniert sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Kernmaterial in mindestens eines der Spulensysteme ein flexibles, gelartiges oder flüssiges Ma- terial angeordnet ist, in welchem magnetische Nanopartikel dispergiert sind.

Das flüssige Kernmaterial ist eine magnetische Flüssigkeit.

Die magnetischen Nanopartikel im Kernmaterial weisen eine Größe von 3-100 nm auf.

Die flüssigen Dispersionsmittel für die Nanoteilchen sind organische und/oder anorganische Lösungsmittel, wobei die magnetischen Nanopartikel auf ihrer Oberfläche Stabilisie- rungsschichten aufweisen, die weitestgehend eine Aggrega- tion verhindern.

Diese Stabilisierungsschichten enthalten grenzflächenakti- ve Substanzen.

Die erfindungsgemäß in den Kernmaterialien enhaltenen mag- netischen Nanopartikel bestehen aus Maghemit, Magnetit oder Mischoxiden wie Kobaltferrit oder Mangan-Zinkferrit sowie metallischem Eisen und Kobalt.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind in den Lö- sungsmitteln viskositätsregulierende Zusätze eingebracht, so däss auf diese Weise u. a. gelartige Materialeigenschaf- ten erzeugt werden.

Bewährt haben sich als viskositätsregulierende Zusätze Po- lymere.

Im Kernmaterial sind bis zu 35 Vol% magnetische Nanoparti- kel enthalten.

Die nicht formbeständigen gelartigen und flüssigen Kernma- terialien werden erfindungsgemäß formstabil verkapselt, um eine maximale Wirkung zu garantieren.

Als Verkapselungsmittel eignen sich dichte flexible Membrane.

Die erfindungsgemäß eingesetzten flexiblen, gelartigen oder flüssigen Materialien, in denen magnetische Nanopartikel dispergiert sind, weisen insbesondere bei der Anwendung ge- ringer Arbeitsfeldstärke nahezu ideale Eigenschaften auf.

Sie besitzen eine sehr hohe Permeabilität (pr = 500-800) bei einer elektrischen Leitfähigkeit von 0 und sie sind z. B. als magnetische Flüssigkeit nahezu in jeder beliebigen Viskosität verfügbar.

Die Kapselung der Magnetofluide kann vorteilhafterweise mit für Flüssigkeiten dieser Art dichten flexiben Membranen er- folgen. Dadurch wird eine hohe Flexibilität und Anpassungs- fähigkeit der Vorrichtung erreicht.

Magnetische Flüssigkeiten sind stabile Dispersionen mit su- perparamagnetischen Eigenschaften. Die in dieser Dispersion als disperse Phase enthaltenen Feststoffteilchen sedimen- tieren weder im Erdschwere-noch im Magnetfeld. Sie beste- hen im Wesentlichen aus drei Komponenten. Die disperse mag- netische Komponente, die Magnetteilchen, sind Feststoff- teilchen aus ferro-oder ferrimagnetischen Materialien, die eine Größe von ca. 3-100 nm aufweisen. Die magnetischen Partikel weisen bei dieser Größe allein durch ihre Abmes- sungen bereits weichmagnetische Eigenschaften, d. h. eine sehr kleine Hysterese, auf. Die als Nanometerteilchen vor- liegende disperse Phase wird durch grenzflächenaktive Stof- fe stabilisiert. In der hier als Lösungsmittel bezeichneten Dispersionsmittel sind die Nanometerteilchen homogen und stabil verteilt. Die eingesetzten, der Stabilisierung die- nenden grenzflächenaktiven Stoffe weisen amphiphile, hydrophile als auch lipophile Eigenschaften auf, so dass

das Lösungsmittel sowohl polare als auch unpolare Eigen- schaften aufweisen kann.

Neben magnetischen Flüssigkeiten kommen auch gelförmige bzw. elastomere Materialien, z. B. Silikon oder Polyurethan, als Grundmaterial in Frage, die sich z. B. für Brustimplan- tate bereits bewährt haben.

Wichtig ist eine hohe Konzentration der magnetischen Nano- teilchen, die bis zu 35 Vol% betragen kann.

Als Magnetteilchen werden häufig Maghemit, Magnetit oder Mischoxide wie Kobaltferrit oder Mangan-Zinkferrit einge- setzt. Zur Viskositätsregulierung können die Flüssigphasen zusätzlich viskositätsverändernde Stoffe wie z. B. Polymere enthalten.

In der Regel wird mindestens das Spulensystem in der erfin- dungsgemäßen Weise aufgebaut sein, das zur subkutanen Im- plantation vorgesehen ist, wobei der Aufbau der beiden Spu- lensysteme nicht unbedingt-symmetrisch sein muss.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeich- nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines offenen Koppelsys- tems in schematischer Darstellung und Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau eines geschlossenen Kop- pelsystems in schematischer Darstellung.

Das Koppelsystem gemäß Fig. 1 besteht aus zwei Spulensyste- men 1 und 2 mit jeweils einer Spule 3, die von jeweils ei- nem Gehäuse 4 eingehüllt sind. Das Spulensystem 1 wird in den Körper eines Patienten implantiert, so dass es unter

der Haut 5 zu liegen kommt. Die Spulenkerne bestehen aus einer magnetischen Flüssigkeit 6, die von einer Membran 7 aus einem geeigneten körperverträglichen Material umgeben ist.

Fig. 2 zeigt dagegen Spulensysteme 1 und 2, bei denen die Spulen vollständig in Topfkerne eingebettet sind, die wie- derum aus einer magnetischen Flüssigkeit 6 bestehen. Die magnetische Flüssigkeit ist in hohle Formkörper 8 aus einem flexiblen, körperverträglichen Material eingebracht.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist ein ge- schlossenes, mit einem Topfkern vergleichbares System.

Hiermit ist eine Erfüllung aller vorteilhaften Bedingungen möglich, das heißt, die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als flexibles, großflächiges und dünnes System mit einem hohen Wirkungsgrad und geringem Streufeld realisierbar.

Die erfindungsgemäße Ausbildung als flexibles, sehr flaches Kissen ist nur unter der Nutzung der erfindungsgemäß einge- setzten Flüssigphase aus Magnetteilchen erreichbar.

Bezugszeichenliste 1 Spulensystem 2 Spulensystem 3 Spule 4 Gehäuse 5 Haut 6 Magnetische Flüssigkeit 7 Membran 8 Formkörper