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VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR KÜHLUNG DES BEARBEITUNGSFELDES
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BEI EINEM KNOCHENBEARBEITUNGSINSTRUMENT
VERFAHREN
UND ANORDNUNG ZUR KÜHLUNG DES BEARBEITUNGS-FELDES BEI EINEM RNOCHENBEARBEITUNGSINSTRUMENT
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kühlung des Bearbeitungsfeldes
bei einem Knochenbearbeitungsinstrument, bei dem Kühlmedium unter Druck über einen
Leitungsschlauch und den Innenkanal eines an einem Handgriff gelagerten Werkzeuges
dessen Bearbeitungsfeld zugeführt wird, sowie auf eine Anordnung zur Durchführung
eines solchen Verfahrens.
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Knochenbearbeitungsinstrumente mit in einem Handgriff gelagerten Werkzeugen,
etwa Bohrern, Fräsern oder Messern, kommt für die Knochenbearbeitung in der Chirurgie,
der Orthopädie und der Kiefernchirurgie eine große Bedeutung zu. Dabei stellt sich
das Problem einer ausreichenden Kühlung des vom Bohrer, Fräser o.ä. bearbeiteten
Knochengebietes, in dem aufgrund der erheblichen vom Instrument auf den Knochen
ausgeübten Bearbeitungskräfte eine starke Erwärmung entsteht. Dabei ist es wesentlich,
durch eine geeignet eingesetzte Kühlung eine Erwärmung des Bearbeitungsfeldes im
Knochen au#f über 500C unbedingt zu vermeiden, um unerwünschte überhitzungsfolgen
sicher auszuschließen.
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Zur Kühlung des Bearbeitungsfeldes wurde bei Knochenbearbeitungsinstrumenten
bislang entweder eine soge-
nannte "äußere" Kühlung, bei der von
außerhalb her auf die Bearbeitungszone Kühlmittel aufgespritzt wird, oder eine "Innenkühlung"
eingesetzt, bei der das Kühlmittel über Innenkanälein dem sich z.B.drehenden Werkzeug
unmittelbar in das Bearbeitungsfeld gebracht wird.
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Für die Außenkühlung ist es bekannt, das Bearbeitungsfeld aus sprühdosenartigen
Druckgefäßen, die mit einem Ventil und einem Zuführschlauch versehen sind, von außen
her mit KühLmittelzu bespritzen. Dieses Verfahren kann jedoch nur beschränkt angewendet
werden, da sich damit eine nicht ausreichend effiziente Kühlung in der unmittelbaren
Bearbeitungszone des Werkzeuges am Knochen erzielen läßt. überdies ist es erforderlich,
daß diese sprühdosenartigen Druckgefäße von einer eigenen Person neben dem Operateur
bedient werden müssen.
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Ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Außenkühlung ist aus der
US-PS 3 949 753 bekannt, bei dem das Kühlmedium unter Druck über einen Schlauch,
dessen Endstück als Metallrohr ausgebildet und an dem Halter eines Knochenbearbeitungsinstrumentes
befestigt ist, zur Außenkühlung dem Bearbeitungsfeld zugeführt wird. Zur Durchführung
dieses Verfahrens ist jedoch ein relativ großer apparativer Aufwand vorgesehen,
der neben dem Einsatz einer eigenen Pumpstation auch noch die Verwendung eines Zwischenbehälters
erfordert, aus dem das eigentliche Kühlmittel durch zugeleitetes Druckmedium ausgepreßt
wird. Dabei handelt es sich jeweils um Behälter, die vom Knochenbearbeitungsinstrument
unabhängig stationär aufgestellt werden müssen, woraus sich nicht nur relativ lange
Leitungen zum Kühlort mit der erhöhten Gefahr eines Sterilitätsverlustes ergeben,
sondern auch die Einsetzbarkeit einer solchen Kühlung nur beschränkt möglich ist,
nämlich nur dort, wo die entsprechenden Behälter vorhanden sind bzw. aufgestellt
werden
können. Hinzu kommen die Nachteile, die bei der Außenkühlung
eines Instrumentes in Kauf genommen werden müssen, wie wenig effiziente oder gar
ungenügende Kühlung des Bearbeitungsfeldes des Instrumentes und, damit verbunden,
auch eine relativ starke Erwärmung des Bearbeitungswerkzeuges selbst. In jedem Fall
ist der Einsatz externer Kühlmittelquellen erforderlich, wobei zum Erreichen einer
wenigstens nicht völlig ungenügenden Kühlung die zuzuführende Kühlflüssigkeit relativ
stark zugeführt werden muß, was wiederum zu einer Überschwemmung des Operationsfeldes
mit Flüssigkeit während der Operation führt und sodieübersichtlichkeit des Operationsfeldes
stark beeinträchtigt.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren, bei dem vom Prinzip der Innenkühlung
des Instrumentes Gebrauch gemacht wird, wird das Wasser unter Druck über einen mit
dem Innenkanal des im Handgriff des Instrumentes gelagerten Drehwerkzeuges verbundenen
Leitungsschlauch den entsprechenden Innenkanälen des Drehwerkzeuges von dort dem
Bearbeitungsfeld zugeführt. Der Leitungsschlauch aus Kunststoff ist dabei über einem
Filter mit einer am Handgriff des Knochenbearbeitungsinstrumentes befestigten Halterung
verbunden, die über eine in der Zuführleitung des Knochenbearbeitungsinstrumentes
vorhandene Wasserleitung mit Druckwasser versorgt wird und dieses über den zwischengeschalteten
Filter an den Leitungsschlauch abgibt. Auch bei diesem bekannten Verfahren ist man
auf die Benutzung einer externen Druckwasserquelle angewiesen, wobei für eine ausreichende
Kühlung des Operationsfeldes wiederum eine relativ starke Wasserzufuhr eingesetzt
werden muß, die - trotz Innenkühlung - wieder zu einer starken Überschwemmung des
Operationsfeldes mit Flüssigkeit führt. Bei dem bekannten Verfahren wird
der
Leitungsschlauch mit dem Filter und der Halterung als Wegwerfartikel ausgebildet
und ist für jeden neuen Bearbeitungsvorgang zu ersetzen, was das Gesamtverfahren
relativ kostspielig macht. Dieses Verfahres ist wegen der Notwendigkeit einer externen
Wasserquelle insoweit nicht mehr unabhängig anwendbar, wobei das Kühlwasser zur
Vermeidung unerwünschter überhitzungen weder einen großen Arbeitsdruck am Instrument,
noch höhere Drehzahlen für die Knochenbearbeitung zuläßt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der vorstehend genannten Art so zu verbessern, daß es unter weitgehender Vermeidung
der aufgezeigten Nachteile unabhängig von einer externen Kühlmittelquelle anwendbar
sowie eine verbesserte Kühlung bei der Möglichkeit höherer Arbeitsdrücke am Instrument
sowie höherer Arbeitsdrehzahlen und kleineren Kühlmittelverbrauches erzielbar ist.Weiterhin
soll eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens geschaffen werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren
dadurch gelöst, daß das Kühlmedium in einem am Handgriff des Knochenbearbeitungsinstrumentes
befestigten Druckbehälter gespeichert und von diesem aus in den Leitungsschlauch
eingespeist wird, und daß als Kühlmedium eine sterile, leichtflüchtige und biokompatible
Flüssigkeit eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es durch
die Vorspeicherung der erforderlichen Kühlflüssigkeit in einen Druckbehälter, der
am Handgriff des Knochenbearbeitungsintrumentes befestigt ist, unabhängig von externen
Kühlflüssigkeitsquellen zu arbeiten, was einen unabhängigen Einsatz unter den verschiedensten
Einsatzbedingungen zuläßt. Ermöglicht wird dies durch die Verwendung einer niedrig-siedenden
(leichtflüchtigen), per se sterilen und biokompatiblen Kühl-
flüssigkeit
als Kühlmedium, die nicht nur zwischengeschaltete Filtrierungsschritte (Sterilität)
- wie beim gattungsgemäßen Verfahren eingesetzt - vermeidet, sondern überdies auch
wegen ihrer Leicht-Flüchtigkeit eine besonders starke Kühlung in dem Bearbeitungsfeld
(gegenüber der Verwendung von Wasser-oder anderen ähnlichen Flüssigkeiten) erzeugt,
wodurch höhere Arbeitsdrehzahlen, ein stärkerer Arbeitsdruck am Werkzeug und eine
sichere Beherrschung der Erwärmung nicht nur des Werkzeuges selbst, sondern auch
des Bearbeitungsfeldes am Knochen möglich ist. Gleichzeitig ist wegen der vorzüglichen
Kühlwirkung solcher Flüssigkeiten eine wesentlich geringere Kühlmittelzufuhr zum
Erzielen einer ausreichenden Kühlung nötig, wodurch sich die Überschwemmung des
Operationsfeldes mit Kühlflüssigkeit stark abbauen und gleichzeitig eine erheblich
verbesserte Übersichtlichkeit über das Operationsfeld erreichen läßt. Das für eine
Bearbeitung erforderliche Kühlmittel kann unschwer in einem relativ kleinem Behälter,
der sich am Instrument befestigen läßt, vorgespeichert werden, da die einzusetztende
Menge an Kühlflüssigkeit erheblich geringer als bei herkömmlichen Verfahren ist.
Im Zusammenwirken der einzelnen Verfahrens schritte wird beim erfindungsgemäßen
Verfahren durch die Leicht- Flüchtigkeit des eingesetzten Kühlmittels auch noch
sichergestellt, daß im Vorspeicherbehälter, von dem aus das Kühlmittel in den Zufuhrschlauch
eingespeist wird, stets ein genügender Druck zum Austreiben des Kühlmittels in das
Operationsfeld aufrechterhalten wird. Je nach den Einsatzverhältnissen besteht die
Möglichkeit, in diesem Druckbehälter das enthaltene Kühlmittel bereits von vorneherein
unter Druck abzufüllen oder den Druckaufbau der Anfangs füllung durch das leicht-flüchtige
Kühlmittel im Behälter selbst aufbauen zu lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht es, bereits fabrikativ sterilisierte Kühlmittel einzusetzen, d.h. das
Kühlmittel kann im Druckbehälter
bereits in der Fabrik steril eingefüllt
und vollständig verschweißt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich
auch als sehr einfach durchführbar und schnell sowie störungsfrei anwendbar. Es
kann für alle knochenbearbeitenden Systeme eingesetzt werden, da es nicht an das
Vorliegen einer Wasserquelle gebunden ist. Das Operationsfeld wird bei der erfindungsgemäßen
Kühlung für den Operateur überraschend übersichtlich und es läßt sich trotz der
gegenüber bekannten Kühlverfahren geringeren eingesetzten Sühlflüssigkeitsmenge
eine erheblich verbesserte Kühlung erzielen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
die eingesetzte Kühlflüssigkeit auch noch mit lubrifizierenden Zusätzen versehen,
wodurch sich ein Verkleben des Werkzeuges gut vermeiden läßt und sich der Bohrer
im praktischen Einsatz als "schlüpfriger" erweist. Auch der Zusatz nicht-korrodierender
bzw. antikorrosiver Zusätze-ist empfehlenswert, um -Korrosionserscheinungen am Werkzeug
sicher auszuschließen. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren für das eingesetzte Kühlmedium eine nichtbrennbare Flüssigkeit eingesetzt
wird, um bei Anwendung des erfindungsgemäßen Kühlverfahrens bei elektrischen Messern
jedes Entflammungsrisiko auszuschließen.
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Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen.Kühlverfahren Kühlmedien
in Form halogenierter Kohlenwasserstoffe verwendet, wobei, wiederum vorzugsweise,
hierfür fluorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Als Kühlmedium bei der
Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere Trichlorfluormethan,
Dichlorfluormethan, 1.1.2-Trichlortrifluoräthan, 1 .2-Dibromtetrafluoräthan, 2-Chlor-1
.1.1 -Trifluoräthan, 1.1 -Dichlordifluoräthylen und/oder Chloräthan.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
der Kühlmediumausfluß aus dem Druckbehälter gesteuert wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung geht aus von einer Anordnung zur Kühlung
des Bearbeitungsfeldes bei mit einem Arbeitswerkzeug versehenen Knochenbearbeitungsinstrumenten,
wobei das Kühlmedium aus einer Druckquelle über eine am Handgriff des Knochenbearbeitungsinstrumentes
befestigte Halterung durch einen mit dieser verbundenen Leitungsschlauch einem Innenkanal
des Arbeitswerkzeuges und durch diesen dem Bearbeitungsfeld zugeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird dabei die Halterung als zur Aufnahme von Kühlmedium
unter Druck dienender, am Handgriff des Knochenbearbeitungsinstrumentes mit einer
Schnellbefestigung angebrachter Druckbehälter mit einem für einen Bearbeitungsvorgang
ausreichenden Kühlmittel-Aufnahmevolumen ausgebildet, der über einen Schnellkoppelverschluß
mit dem Leitungsschlauch verbindbar ist. Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich
insbesondere zum Einsatz von chirurgischen Instrumenten mit Drehwerkzeugen, wie
chirurgischen Bohrern oder Fräsen, gleichermaßen aber auch zur Kühlung des Bearbeitungsfeldes
anderer chirurgischer Werkzeuge, wie elektrischer Messer o.ä.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist von einem bemerkenswert einfachen
Aufbau-und fun#ktionssicher ortsunabhängig einsetzbar. Sie ermöglicht gleichzeitig
ein schnelles An-und Abkoppeln des Leitungsschlauches am Behälter, so daß für den
Fall, daß der Behälter nach einem Bearbeitungsvorgang noch mit Kühlflüssigkeit gefüllt
ist, nur der!:L'eitungsschlauch mit dem Metallrohr an seinem Ende ausgewechselt
werden muß, wodurch sich die Mehrfachanwendung eines solchen Druckbehälters bei
einer erfindungsgeinäßen Anordnung nur durch Auswechseln des Lei-
tungsschlauches
bewerkstelligen läßt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt eine große Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten,
weil die Druckbehälter mit unterschiedlich großen Flüssigkeitsvolumina im voraus
in einer Fabrik hergestellt werden können, so daß je für den gewünschten Einsatzzweck
bei immer gleichem Leitungsschlauch nur unterschiedliche Druckbehälter angeschlossen
werden müssen, um während einer längeren oder einer kürzeren Bearbeitungsdauer,
je nach Einsatzfall, die gewünschte Kühlflüssigkeitsmenge zur Verfügung zu stellen.
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Hierbei läßt sich für die Größe der Druckbehälter jede für einen bestimmten
Einsatzzweck geeignete und für die Anbringung auf einem solchen Knochenbearbeitungsinstrument
noch sinnvolle Größe einsetzen; als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen,
wenn die Druckbehälter mit Fassungsvolumina in einem Bereich von 40 bis 100 cm3
ausgelegt werden, wodurch sich eine sehr breiter und die meisten Einsatzfälle vollkommen
ausreichend überdeckender Behältergrößen- Bereich ergibt.
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Ein besonders einfacher Aufbau für den Druckbehälter ist bei einer
erfindungsgemäßen Anordnung dann möglich, wenn man den Druckbehälter mit seiner
Schnellbefestigung für den Handgriff des Knochenbearbeitungsinstrumentes und mit
dem an ihm befestigten Teil des Schnellkoppelverschlusses zum Ankoppeln des Leitungsschlauches
als eine Einheit herstellt, die nach Gebrauch als Wegwerfeinheit dient.
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Hierdurch läßt sich ein besonders einfacher Aufbau des Druckbehälters
erzielen, weil er nur zum einmaligen Gebrauch bestimmt ist und demgemäß auch nur
für eine-kurze Einsatzdauer konstruktiv ausgelegt sein muß: denn alle Verbindungsstellen
können als nicht-lösbare Verbindungen ausgeführt werden, wobei gleichzeitig eingesetzte
Ventile oder Schnellverschlüsse -nur für eine geringe Einsatzzeit funktionsfähig
ausgelegt sein müssen.
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Der Druckbehälter läßt sich naturgemäß aus jedem geeigneten Material
herstellen; besonders Vorteilhaft ist es jedoch, wenn er aus durchsichtigem Kunststoff
beste#ht, weil dann der Operateur jederzeit die noch nicht verbrauchte Behälterfüllung
feststellen kann.
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Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
kann damit erzielt werden, daß die Schnellbefestigung des Druckbehälters in Form
einer auf den Handgriff aufschiebbaren Klemmeinrichtung, etwa einer Klemmspange,
einem Clip-Verschluß, durch einen geeigneten Schnappverschiußß oder einen sonstigen
bekannten lösbaren Schnellverschluß ausgebildet ist.
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Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anordnung
der Schnellkoppelverschluß zur Verbindung des Leitungsschlauches mit dem Druckbehälter
in Form eines Bajonettverschlusses ausgebildet !ist, Für bestimmte Einsatzzwecke
kann es sich jedoch auch empfehlen, daß andere Arten von Schnellverschlüssen eingesetzt
werden, so z.B. geeignete aufschiebbare Klemmverschlüsse oder andere formschlüssige
Koppelungsverbindungen.
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Eine andere, vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
besteht darin, daß am Auslaß des Druckbehälters ein Einstellventil für die Ausflußmenge
der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, durch welches sich eine gewünschte Intensität
des ausfließenden Kühlmittels einstellen läßt. Vorteilhafterweise ist ein solches
Einstellventil in Form einer Drehschraube ausgebildet, der, ebenfalls vorzugsweise,
auf dem Druckbehälter bzw.
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dessen Auslaßteil Markierungen und/oder Raststellungen für vorbestimmte
Ausflußstellungen zugeordnet sind. Hierdurch läßt sich eine einfache, aber wirkungsvolle
Schnelleinstellung vorher als geeignet festgestellter Aus flußmengen erreichen.
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Eine andere, für bestimmte Einsatzfälle aber ebenfalls sehr vorteilhafte
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der Druckbehälter
als von dem in ihm aufgenommenen Kühlmedium elastisch gedehnter Ballon ausgebildet
ist. Bei Einsatz des beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehenen Kühlmediums wird
dabei, durch dessen niedrigen Siedepunkt, auch sichergestellt, daß eine gewisse
Druckfüllung innerhalb des Ballons auch noch bis zur vollständigen Entleerung des
Ballons mit noch flüssigem Druckmedium aufrechterhalten bleibt. Gleichzeitig kann
der Operateur aus der Größe des gedehnte Ballons unschwer Rückschlüsse auf die dann
noch im Ballon enthaltene Kühlmittelfüllung ziehen.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn bei der erfindungsgemäßen Anordnung
im Auslaßteil des Druckbehälters ein Rückschlagventil angeordnet ist. Auf diese
Art und Weise kann sicher vermieden werden, daß sich aus dem Leitungsschlauch, etwa
bei einer Unterbrechung der Kühlmittelzufuhr, ein unerwünschter Kühlflüssigkeits-Rückschlag
in den Behälter einstellt, wodurch unsterile Flüssigkeit aus dem Operationsgebiet
sicher vom Behälterinneren ferngehalten wird.
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Das erfindungsgertäße Verfähren und die erfindunsgemäße Anordnung
lassen sich ohne Problem für alle Knochenbearbeitungsinstrumente einsetzen, unabhängig
davon, ob drehende, sägende oder sonstige Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden
müssen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber
noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine prinzipielle Seitendarstellung (teilweise
geschnitten) einer erfindungsgemäßen Anordnung; Fig. 2 einen Schnitt längs Linie
II - II aus Fig. 1 (ohne Haltegriff des Knochenbearbeitungsintrumentes);
Fig.
3 die vergrößerte Darstellung einer zweiten Ausführungsform für ein Auslaßteil bei
einem Druckbehälter mit Rückschlagventil.
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In Fig. 1 ist ein Knochenbearbeitungsinstrument 1 in prinzipeller
Seitenansicht gezeigt, das einen aus zwei Abschnitten 2 und 7 bestehenden Handgriff
aufweist, der nach vorne (in Fig. 1: nach links) über einen Zwischenabschnitt 3
in einen Instrumentenkopf 4 ausläuft, in den ein als Bohrer 5 ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug
drehbar gelagert ist. Dabei ist der vom Instrumentenkopf 4 weiter entfernte Abschnitt
7 des Handgriffes mit einem etwas größeren Durchmesser als dessen anderer Abschnitt
2 ausgeführt, wobei das Knochenbearbeitungsinstrument am Abschnitt 2 von der Hand
des Operateurs gehalten wird, während der Abschnitt 7 zum Aufstecken einer Schnellbefestigung
9a, 9b (vgl. Fig. 2) eines Druckbehälters 8 dient. Über eine geeignete Zuleitung
6, die in den Abschnitt 7 des Handgriffes einmündet, wird das Knochenbearbeitungsinstrument
in geeigneter Weise mit den erforderlichen Versorgungsleitungen zum Antrieb des
Bohrers 5 versehen. Am Knochenbearbeitungsinstrument 1 ist in geeigneter Weise Weiter
noch ein Schalter o.ä. für das Ingangsetzen der Bohrerbewegung angebracht, der der
besseren übersichtlichkeit halber jedoch in Fig. 1 nicht gezeigt ist.
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Der auf den Abschnitt 7 des Handgriffes des Knochenbearbeitungsinstrumentes
1 aufgesteckte Druckbehälter 8 (in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellt) ist
bereits ab Fabrik mit einem sterilen, leicht flüchtigen, biokompatiblen, flussigen
Kühlmedium 10 gefüllt und verschweißt.
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Der Druckbehälter 8 weist an seiner Vorderseite ein Ausabteil 11 auf,
das sich mit einem gegenüber dem Durchmes-
ser des Druckbehälters
8 verkleinerten Durchmesser über eine gewisse Länge vom Druckbehälter 8 nach vorne
hin erstreckt. Die Länge des Auslaßteiles 11 ist dabei so gewählt, daß in ihm sowohl
eine Verstellschraube 16, wie auch - vor dieser - der Patrizenteil 12 eines Bajonettverschlusses
Platz finden. Im Inneren des Auslaßteiles 11 befindet sich ein Auslaßkanal 25 (vgl.
Fig. 3),durch den das Kühlmedium 10 aus dem Druckbehälter 8 abgelassen werden kann.
Die Schraube 16 läßt sich bis zum völligen Versperren des Auslaßkanales 25 (wie
dies etwa in Fig.
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3 gezeigt ist) in diesen eindrehen. Das Gewinde der Schraube 16 ist
dabei vorzugsweise so gewählt, daß vom völligen Öffnen des Auslaßkanales 25-bis
zu dessen völligem Verschließen keine ganze Volldrehung erforderlich ist.
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An der Stelle des Übergangs zwischen dem Auslaßteil 11 und dem restlichen
Druckbehälter 8 ist auf dessen Oberseite eine Markierungsfläche 17 ausgeformt, auf
der Markierungen zum Einstellen der Schraube 16 angebracht sind, so daß ein rasches
Einstellen gewünschter Durchtrittsquerschnitte für den Auslaßkanal 25 durch Einstellen
des Verdrehweges der Schraube 16 entsprechend den Markierungen möglich ist.
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Ein Kunststoff-Leitungsschlauch 14 ist an seinem einen Ende mit einer
Erweiterung 13 versehen, die das Gegenstück (Matrize) für den auf dem Auslaßteil
11 des Druckbehälters 8 angebrachten Teil 12 des Bajonettverschlusses enthält. Durch
einfaches überstülpen des vergrößerten Endes 13 des Kunststoffschlauches 14 und
durch geeignetes leichtes Verdrehen kann eine vollständige und dichte Verbindung
zwischen dem Auslaßteil 11 des Druckbehälters 8 und dem vergrößerten Teil 13 des
Kunststoffschlauches 14 dnrch Ineinandergreifen der entsprechenden Teile des Bajonettverschlusses
12, 13 schnell und sicher erfolgen.
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Dabei ist die Anordnung des Matrizen- und patrizenteiles des Bajonettverschlusses
so gewählt, daß bei angekuppelte
Kunststoffschlauch 14 die Drehbewegung
der Einstellschraube 16 nicht behindert wird.
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An seinem anderen Ende ist am Kunststoffschlauch 14 ein gebogenes
Metallrohr 15 zur Einleitung des Druckmediums vom Druckbehälter 8 in den Instrumentenkopf
4 bzw. in die dort vorgesehenen Innenkanäle des Bohrers 5 angebracht.
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Durch einen geeigneten Verschluß ist das Metallrohr 15 leicht lösbar,
aber dicht von oben her in den Instrumentenkopf 4 eingeführt.
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Der Druckbehälter 8 ist, wie in Fig. 2 im Prinzip gezeigt, an seiner
Unterseite mit einer Schnellbefestigung ausgestattet, die aus einer zweigliedrigen,
mit dem Körper des Druckbehälters 8 einstückig hergestellten Klemmspange besteht.
Diese Klemmspange weist zwei einander gegenüberliegende elastische Spangenteile
9a und 9b auf, die auf der Unterseite des Druckbehälters 8 aus diesem vorstehen,
einander gegenüberliegen und auf ihrer Innenseite mit einer Formgebung versehen
sind, die im wesentlichen der Außenformgebung des Abschnitts 7 des Handgriffes entspricht.
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Diese-beiden zungenförmig nach unten vorstehenden Spangenteile 9a
und 9b laufen - im Querschnitt gesehen -an ihren vom Druckbehälter 8 abgewandten
Enden jedoch nicht wieder vollständig zusammen, sondern sie lassen dort eine Einführungsöffnung
für den Abschnitt 7 des Handgriffes frei. Der Druckbehälter 8 kann so durch leichten
Druck von oben her auf den Abschnitt 7 des Handgriffes aufgesetzt werden, wobei
sich beim Aufsetzvorgang die beiden Spangenteile 9a und 9b elastisch nach außen
aufweiten, um nach Einführung des Handgriffes den Abschnitt 7 desselben von außen
her fest zu umfassen. Die Formgebung der Spangenteile 9a und 9b wird so gewählt,
daß bei aufgesetztem Druckbehälter 8 ein sicherer Sitz desselben auf dem Abschnitt
7 und damit auf dem Knochenbearbeitungsinstrument 1 gewährleistet ist.Vorteilhaft
wäre auch die
Möglichkeit, den Abschnitt 7 nicht zylindrisch, wie
in Fig. 1 dargestellt, sondern in seiner Außenkontur leicht konisch auszubilden
und eine entsprechende Ausbildung auch der Spangenteile 9a und 9b vorzunehmen, wobei
dann auch ein Aufschieben des Druckbehälters 8 aus der Richtung der Versorgungsleitung
6 her auf den Abschnitt 7 bis zu einem festen Sitz folgen könnte. Neben der gezeigten
Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, andere geeignete aufsteckbare oder aufschiebbare
Schnellbefestigungen anstelle der gezeigten Spangenbefestigung vorzusehen, die z.
B. ein seitliches Aufstecken o.ä. ermöglichen.
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In Fig. 3 ist, in vergrößerter und geschnittener Form, eine Ausführungsmöglichkeit
für den Auslaß 11 des Druckbehälters 8 gezeigt, bei der um den Auslaß 11 ein zusätzliches,
nach vorne herausragendes, im wesentlichen zylinderförmiges Kunststoffteil 18 mit
einem Innendurchlaß 25 eingeführt ist. Dabei weist der freie Innenquerschnitt des
Auslaßteiles 11 einen an dessen Ende vergrößerten Innendurchmesser auf, in den das
Kunststoffteil 18 bis zum Anschlag eingeschoben wird. Der Anschlag wird durch eine
Durchmesserverengung innerhalb des Auslaßteiles 11 erzeugt, die ihrerseits sich
dann in Richtung auf das Innere des Druckbehälters 8 hin nochmals über eine konisch
ausgebildete Innenfläche 21 verengt, die in ihrem Ende in einen eigentlichen Auslaßkanal
24 für das Kühlmedium 10 im Druckbehälter 11 ausläuft. Zwischen dem in das Auslaßteil
11 eingeschobenen Ende des Kunststoffabschnitts 18 und dem Durchlaßkanal 24 ist
ein Rückschlagventil in Form einer Dichtungskugel 22 eingeschaltet, die sich unter
Druck einer Feder 23 gegen die konische Innenfläche 21 abstützt. Die andere Abstützung
der Feder 23 ergibt sich aus der nach innen vorstehenden Abschlußfläche des Kunststoffteiles
18 innerhalb des Auslaßteiles 11. Der Durchmesser des Auslaßkanales 25 im Kunststoffteil
18 ist etwas kleiner als der Durchmesser
der Dichtungskugel 22
gewählt, so daß diese stets innerhalb des Bereiches 20, der zwischen dem Ende des
Kunststoffteiles 18 und dem Auslaßkanal 24 ausgebildet wird, eingeschlossen wird.
An dem in das Auslaßteil 11 des Druckbehälters 8 eingeschobenen Ende des Kunststoffteiles
18 ist am Außenumfang ein kleiner radial nach außen vorstehender Kunststoffwulst
angebracht, der in eine entsprechende Aufnahmenut 19 innerhalb des Auslaßteiles
11 eingreift und dort das Kunststoffteil 18 fest fixiert.
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Bei Ausbildung des Druckbehälters 8 als Wegwerfartikel besteht die
Möglichkeit, das Kunststoffteil 18 mit dem genannten Außenwulst in die Endöffnung
des Auslaßteiles 11 unter Druck soweit einzuführen, bis der Wulst in die entsprechende
Innenaufnehmung 9 des Auslaßteiles 11 eingeschnappt iSt. Es ist dabei durchaus auch
möglich, das Teil 18 nicht aus Kunststoff, sondern aus einem geeigneten anderen
Werkstoff zu fertigen, um die bei seinem Einführen in das Auslaßteil 11 durch den
Wulst auftretenden elastischen Dehnungen allein vom Auslaßteil 11 aufnehmen zu lassen.
Gleichermaßen könnte das Teil 18 in das Auslaßteil 11 auch ohne Endwulst, 2. B.
durch eine geeignete Preßpassung o.ä. mit festem Sitz eingebracht werden. In dem
Teil 18 ist die Verstellschraube 16 angebracht und, vor dieser, die für den eingesetzten
Schnellkoppelverschluß erforderliche Formgebung (in Fig. 3 in Form der Schnappführungen
12 mit einem Bajonettverschluß gezeigt).
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Die Verwendung einer Ausgestaltung, wie diese in Fig. 3 gezeigt ist,
stellt sicher, daß das unter Druck stehende Kühlmedium aus dem Behälter 8 in den
Auslaßkanal 25 jederzeit ausfließen.kann, während bei einem unerwünschten Flüssigkeitsrückschlag
vom Operationsfeld her durch den Schlauch 14 in Richtung auf den Druckbehälter 8
hin die Dichtungskugel 22 sogleich, unterstützt von der Feder 23, den Eingang 24
in den Druckbehälter 8 verschließt und ein Einlaufen unsteriler Flüssigkeit in das
Innere des Druckbehälters 8 sicher vermieden ist.
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Zum Einsatz wird der Druckbehälter 8 über die Spangenteile 9a und
9b auf den Abschnitt 7 des Haltegriffes aufgeklipst, wobei die Schraube 16 vollkommen
den Auslaßkanal 25 verschließt. Dann wird der Kunststoffschlauch 14 über den Bajonettverschluß
12, 13 mit dem vorderen Ende des Auslaßteiles 11 dichtend verbunden, und das Metallrohr
15 am anderen Ende des Kunststoffschlauches 14 von oben her in den Instrumentenkopf
4 entsprechend eingeführt. Hiernach ist die Anordnung schon einsatzbereit, so daß
dann nur noch vor Beginn des Bearbeitungsvorgangs am Knochen durch Aufdrehen der
Schraube 16 der Kühlmittelfluß aus dem Druckbehälter 8 freigegeben werden muß. Je
nach Einsatzdauer wird ein entsprechend großer Druckbehälter 8 verwendet, wobei
ab Fabrik bereits solche Druckbehälter 8 mit unterschiedlichen Füllungsvolumina
hergestellt werden können. Für jeden dieser Druckbehälter 8 kann ein einziger Typ
von Kunststoffschlauch 14 mit Metallrohr 15 eingesetzt werden. Durch den Einsatz
eines Leichflüchtigen Kühlmediums 10 innerhalb des Druckbehälters 8 wird oberhalb
des Spiegels des Rühlmediums 10 durch laufende Verdampfung desselben bereits ein
Druck aufgebaut, der das Austreiben des Kühlmediums 10 aus dem Druckbehälter 8 durch
den Schlauch 14 in das Operationsfeld stets gewährleistet. Die große Kühlwirkung
des im Operationsgebiet schnell sich verflüchtigenden und dabei stark kühlenden
Kühlmittels 10 ermöglicht es, mit relativ geringen Kühlmediumvolumina innerhalb
des Druckbehälters 8 - im Vergleich zu bislang üblicherweise eingesetzten Kühlmedien
- auszukommen. Die Hindurchführung des Kühlmediums 10 durch den Instrumentenkopf
14 und, in Form einer Innenkühlung, auch durch den Bohrer 15 bringt gleichzeitig
nicht nur einen gewünschten starken Kühleffekt am Knochen, sondern auch eine wirksame
Innenkühlung des Bearbeitungswerkzeuges 5 selbst.
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Anstelle des Druckbehälters 8 mit einer festen Behälter-
form
besteht aber auch die Möglichkeit, einen elastischen Kühlmedium-Aufnahmeballon einzusetzen,
der durch die Füllung des Kühlmediums elastisch gedehnt ist und, bei ausfließendem
Kühlmedium, entsprechend in seiner Dehnung zurückgeht. In diesem Fall ist es aber
erforderlich, die Klemmspange 9a, 9b nicht am Ballon selbst, sondern an dem am Auslaß
des Ballons angebrachten, aber in seiner Form starren Auslaßstück 11 vorzusehen.
Die Anordnung eines Rückschlagventils, wie in Fig. 3 gezeigt, müßte dann ebenfalls
vollständig innerhalb des formfesten Auslaßteiles 11 angebracht werden. Falls die
Behandlungsdauer nicht zu einer vollständigen Entleerung des Kühlmediums 10 im Druckbehälter
8 führt, kann bei Beendigung des Operationsvorganges durch Einschrauben der Schraube
16 ein vollständiges Verschließen des Auslaßkanales 25 erfolgen, wonach dann nur
der Kunststoffschlauch 14 mit Metallrohr 15 entfernt werden muß und der Rest des
im Druckbehälter 8 befindlichen Kühlmediums 10 für einen neuen Bearbeitungsvorgang
durch Einsetzen allein eines neuen, sterilen Kunststoffschlauches 14 mit neuem Metallrohr
15 wieder zur Verfügung steht.
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Ist das Behälterinnere vollständig von Kühlflüssigkeit entleert, dann
kann die gesamte Einheit aus Spange 9a,9b, sowie Druckbehälter 8 und Auslaßteil
11 mit Schraube 16 und Bajonettverschluß-Patrize 12 als in sich geschlossene Einheit
weggeworfen werden.
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Durch lubrifizierende Zusätze im Kühlmedium 19 kann erreicht werden,
daß der Bohrer 5 sich während des Bearbeitungsvorganges nicht oder kaum verklebt.
Ein weiterer antikorrosiver Zusatz zum Kühlmedium 10 stellt sicher, daß innerhalb
des Instrumentenkopfes 4 und des Bohrers 5 nicht unerwünschte Korrosionserscheinungen
auftreten können, die zu einer Insterilität der zugeführten Flüssigkeit führen würden.
Falls die gezeigte Kühlanordnung
nicht für einen Drehbohrer, sondern
etwa für ein elektrisches Messer eingesetzt werden soll (wobei hierfür dieselben
Anordnungsprinzipien gelten), muß darauf geachtet werden, daß das Kühlmedium 10
auch nicht-brennbar ist, um sicher auszuschließen, daß durch den Strom eine unerwünschte
Entflammung ausgelöst werden könnte.
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Als Kühlmedium 10 lassen sich handelsübliche fluorierte Kohlenwasserstoffe
einsetzen, wie diese z.B. im Handel unter Bezeichnungen wie Frigen, "Kryogen" o.ä.
erhältlich sind.