AT512505B1 - Strahlschneiden von Knochen - Google Patents
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Abstract
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen vorgesehen. Diese Vorrichtung umfasst eine Einrichtung (2) zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls und eine Einrichtung (5) zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl, wobei die Partikel durch den Druckstrahl zu einem Partikelstrahl (9) beschleunigt wer-den, und eine Düse (4) zum Ausgeben des Partikelstrahls (9), wobei die Partikel aus einem bioresorbierbaren Abrasivmittel ausgebildet sind.
Description
österreichisches Patentamt AT512 505B1 2013-09-15
Beschreibung
VORRICHTUNG ZUM STRAHLSCHNEIDEN VON KNOCHEN
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen.
[0002] Aus der DE 10 2004 060 238 A1 geht eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schneiden und Oberflächenbehandeln von festen Werkstoffen mittels Wasserstrahlen, insbesondere für den medizinisch-chirurgischen Bereich, hervor. Dem Wasserstrahl können Abrasivmittel beigemengt sein, wobei die Verwendung von Abrasivmitteln aus hygienischen Gründen für den medizinisch-chirurgischen Bereich nicht vorgesehen ist.
[0003] Aus der DE 198 040 65 A1 geht ein Trennverfahren für biologische Gewebe wie z.B. Knochen mittels eines Flüssigkeitsabrasivstrahls hervor. Hierbei kann ein wasserlöslicher Feststoff in Kristall-, Pulver-, oder Granulatform zur Erhöhung der Schnittleistung als Abrasivmittel in den Flüssigkeitsstrahl eingebracht werden.
[0004] In der DE 199 046 40 A1 ist ein Verfahren zum Trennen oder Entfernen einer biologischen Struktur, insbesondere Knochen mit einer Wasserstrahlschneidanlage offenbart. Das Trennmedium wird hierbei pulsierend auf die biologische Struktur aufgebracht.
[0005] Aus der WO 02/085 223 geht eine Trennvorrichtung für Knochengewebe hervor. Die Trennvorrichtung ist zur Erzeugung eines Hochdruckfluidstrahls ausgebildet. Als Hochdruckfluidstrahl ist ein Wasserstrahl vorgesehen, welcher zur Erhöhung der Schnittleistung einen Zusatz eines Abrasivstoffes aufweist, mit dem menschliches Knochengewebe entlang einer, mittels einer Steuereinheit vorbestimmten, Schnittfläche trennbar ist.
[0006] In der WO 03/053 397 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Strahlschneiden von menschlichem oder tierischem Körpergewebe, insbesondere Knochengewebe, offenbart. Das Strahlschneiden erfolgt mittels eines Fluidstrahls. Zur Steigerung der Abtragleistung wird dem Fluidstrahl ein körperverträgliches und zugleich pharmakologisch unbedenkliches Abrasivmittel zugesetzt. Durch den Einsatz eines im Wesentlichen biodegradablen Abrasivmittels, das sich im Körper durch einen Korrosionsprozess auflösen soll, kann ein hoher Materialabtrag bei zugleich hoher Körperverträglichkeit erzielt werden. Dies erfolgt unabhängig von der Löslichkeit des Abrasivmittels in dem Fluid. Ein Verbleib des Abrasivmittels soll für das Körpergewebe unschädlich sein. Das Abrasivmittel, welches aus im Wesentlichen biodegradablen Bestandteilen besteht, kann beispielsweise als eine Magnesiumlegierung ausgebildet sein, wobei durch das Abrasivmittel die Abtragleistung des Fluidstrahls erhöht werden soll.
[0007] In der EP 1 676 535 A1 ist ein chirurgisches Abrasivstrahlschneidsystem beschrieben. Mittels dieses Schneidsystems sollen harte Materialien wie zum Beispiel Knochen schneidbar sein. Das System verwendet einen Hochdruck-Fluidstrahl, dem abrasive Partikel beigemischt sind. Der Hochdruck-Fluidstrahl ist aus einer Kochsalzlösung (saline) ausgebildet. Als abrasive Partikel werden vorzugsweise organische Materialien verwendet, insbesondere biokompatible und bioabsorbierbare Teilchen, die eine Größe von 5 μ bis 200 μ aufweisen. In Absatz [005] sind zahlreiche Beispiele für bioresorbierbare und biokompatible Teilchen angegeben.
[0008] Aus der WO 2007/106053 A2 geht ein Druckstrahl-Dissektor hervor. Dieser weist eine Einrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls auf. Der Druckstrahl ist aus Druckluft ausgebildet und passiert einen Mikrofilter, um die Druckluft von Partikeln, insbesondere von in der Luft enthaltenem Öl und Wasser, zu reinigen. Insbesondere können ein 40p-Filter, ein 5p-Filter, ein 0,1 μ-Filter und ein 0,01 μ-Filter vorgesehen sein, um zudem Bakterien und Viren, die in der Druckluft sowie in der Vorrichtung enthalten sind, zu entfernen. Auf diese Weise soll sterile Luft bereitgestellt werden. Der Druckluftstrahl wird dann von einer Düse ausgegeben. Insbesondere wird der Dissektor verwendet, um Gehirnoperationen durchzuführen.
[0009] Beim Sandstrahlen wird mittels Druckluft oder mittels eines Schleuderrades ein Strahlmittel, beispielsweise Sand, aber heute meistens andere Materialien wie Hochofenschlacke, Glasgranulat, Korund, Stahl, Kunststoffgranulat, Nussschalen, Soda oder Eiskristalle, auf Ge- 1 /8 österreichisches Patentamt AT512 505B1 2013-09-15 genstände geblasen, um sie von Rost, Farbe, Grat oder ähnlichem zu befreien oder um sie aufzurauen. Zumeist ist ein Strahlkessel vorgesehen, der über einen Strahlschlauch mit einer Strahldüse verbunden ist.
[0010] Insbesondere werden als Strahldüsen spezielle Venturi Strahldüsen verwendet. Diese weisen den Vorteil auf, dass durch die strömungsgünstige Form des Blaskanals die Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittel-Luftgemisches ungefähr doppelt so hoch als bei einer zylindrischen Ausführung der Düse ist. Gute Strahlresultate sind wesentlich vom Luftdruck und der Luftmenge an der Strahldüse abhängig. Daher ist die Druckluftversorgung von besonderer Bedeutung. Bei Strahlkonstruktionen werden die besten Resultate mit einem Luftdruck von 6 bis 7 bar erreicht, bei Stein und Beton ist ein Druck von 3 bis 4 bar vorgesehen.
[0011] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Strahlschneiden von Knochen bereitzustellen, bei dem ein Schneiden der harten Strukturen bzw. der Knochen möglich ist ohne dass weiche Strukturen bzw. Weichteile beschädigt werden.
[0012] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0013] Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen vorgesehen. Diese Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls und eine Einrichtung zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl, wobei die Partikel durch den Druckstrahl zu einem Partikelstrahl beschleunigt werden, und eine Düse zum Ausgeben des Partikelstrahls, wobei die Partikel aus einem biologisch abbaubaren Abrasivmittel ausgebildet sind. Biologisch abbaubare Abrasivmittel sind bioresorbierbare und/oder biodegradable Abrasivmittel.
[0014] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht durch die Verwendung eines bioresobier-baren und/oder biodegradablen Abrasivmittels als Trennmittel, welches mittels des gasförmigen Druckstrahls beschleunigt wird, ein Abtragen bzw. Schneiden von Knochenstrukturen ohne dass Weichteile wie z.B. Gefäße, Muskeln, Bänder, Dura usw. bei der Behandlung beschädigt werden.
[0015] Dass Weichteile bei der Behandlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht beschädigt werden liegt daran, dass bei harten Oberflächen, wie z.B. Knochen, die gesamte Strahlenergie der Partikel eine Abtragung bewirkt, wobei bei weichen Strukturen die Strahlenergie durch einen Isolationseffekt (Polstereffekt) deutlich abgeschwächt wird. Die kinetische Energie des Strahlguts wird durch die weiche Struktur abgeschwächt, wobei harte Strukturen (Knochen) präzise, rasch und effektiv abtragbar sind.
[0016] Durch das Abtragen bzw. Schneiden der harten Strukturen und das Schonen der weichen Strukturen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine schonende und sichere Behandlung eines Patienten möglich.
[0017] Es können bioresorbierbare und/oder biodegradable Polymere als Abrasivmittel verwendet werden. Wenn diese bioresorbierbaren Polymere nach der Behandlung im Körper verbleiben, lösen sie sich nach einiger Zeit von selbst auf bzw. werden resorbiert. Derartige bioresorbierbare Polymere werden seit vielen Jahren erfolgreich in der Medizin verwendet. Unter dem Handelsnamen Lactosorb sind bspw. Schrauben aus bioresorbierbarem Polymer erhältlich.
[0018] Unter einem bioresorbierbaren Abrasivmittel wird ein Stoff verstanden der vom menschlichen Organismus zersetzt werden kann bzw. aufnehmbar ist und in einer relativ kurzen Zeit abbaubar ist.
[0019] Unter einem biodegradablen Abrasivmittel wird ein Stoff verstanden, der vom menschlichen Körper abgebaut, jedoch nicht zersetzt wird. Bis ein derartiger Stoff vom menschlichen Körper ausgeschieden wird, kann es länger als bei einem bioresorbierbaren Stoff dauern.
[0020] Die Partikel umfassen vorzugsweise Milchsäurepolymer und/oder Glykolsäurepolymer. Die Partikel weisen eine Größe von bis zu 300 pm und vorzugsweise von bis zu 200 pm, insbesondere bis zu 150 pm auf. 2/8 österreichisches Patentamt AT512 505 B1 2013-09-15 [0021] Bioresorbierbare Polymere sind derart ausgebildet, dass sie durch Hydrolyse im menschlichen Körper abgebaut werden. Die Auswahl der geeigneten Bestandteile für biologisch abbaubare Polymere wird durch die Abbaubarkeit des Polymers durch Markophagen bestimmt, um Körperabwehrreaktionen zu vermeiden. Die Auswahl der Bestandteile hat einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und das Resorptionsprofil des Polymers. Das Polymer Lactosorb SE (82% L-Milchsäure und 18% Glykolsäure) unterscheidet sich von einem Co-Polymer aus L-Milchsäure und Glykolsäure durch ein anderes Mischverhältnis.
[0022] Auf molekularer Ebene befindet sich an einem der Kohlenstoffatome der L(oder D)-Milchsäure eine große Methylgruppe, während das entsprechende Kohlenstoffatom der Glykolsäure ein kleines Wasserstoffatom aufweist. Die große Methylgruppe behindert die Hydrolyse, während das kleine Wasserstoffatom Wassermoleküle nicht davon abhalten kann, die Polymerkette anzugreifen und somit das Resorptionsprofil zu verändern. Zudem neigt das Polymer bei Anwesenheit von Glykolsäure dazu, weniger kristallin zu sein. Eine ausgewogene Menge von Glykolsäure in der Polymerkette der Milchsäure dient dem optimalen Ausgleich von Kristallinität und Resorptionsrate. Trotz gleicher Zusammensetzung von Glykolsäure und L-Milchsäure können resorbierbare Materialien Unterschiede bezüglich kristalliner und amorpher Eigenschaften aufweisen. Die Steuerung dieser Eigenschaften wird über die Ordnung der Moleküle im Endprodukt kontrolliert.
[0023] Ein Material wird nur dann kristallin, wenn man den Atomen aus denen es besteht, genügend Zeit lässt, sich in bestimmten Positionen anzuordnen. Wenn ein Polymer sehr schnell fest wird, können die Atome, die sich in einer Zufallsposition befinden, nicht in die nötige Position kommen, wodurch das feste Polymer amorph wird. Auch bei gleicher chemischer Zusammensetzung sind also die mechanischen Eigenschaften eines Polymers aufgrund unterschiedlicher Verarbeitungstechniken verschieden. Verglichen mit einem amorphen Bereich ist ein kristalliner Bereich dicht gepackt und behindert so hydrolytische Angriffe. Ein kristallines Polymer aus L-Milchsäure wird im Körper jahrelang weiter bestehen. Ein derartiges Polymer ist nicht wirklich biologisch abbaubar.
[0024] Es ist kein Problem, wenn Reste von resorbierbaren Polymeren im Körper verbleiben und mit der Zeit resorbiert werden, ohne Schäden oder nachteilige Wechselwirkungen zu verursachen. Durch ihre Fähigkeit, problemlos für eine kontrollierte Zeitdauer im Körper zu verbleiben, eignen sich resorbierbare Polymere als Partikel für die erfindungsgemäße Vorrichtung, und bieten eine Alternative zu herkömmlichen Polymeren oder Metallkomponenten.
[0025] Das resorbierbare Polymer der Partikel kann beispielsweise Polyester, Poly (Aminosäuren), Polyanhydride, Polyorthoester, Polyurethane oder Mischungen daraus umfassen. Die meisten kommerziell erhältlichen resorbierbaren Stoffe bestehen aus Polyester, in erster Linie Homopolymeren und Copolymeren aus Poly-(Milchsäure) und Poly-(Glykolsäure). Copolyester aus e-Caprolacton, Trimethylencarbonat sowie PA-RA-DIOXANON sind ebenfalls verfügbar.
[0026] Aus der Verwendung derartiger Stoffe ergeben sich die folgenden Vorteile. Bioresorbierbare Polymere können problemlos im Körper verbleiben und absorbiert werden. Durch die Absorption des Polymers verbleiben sie nur eine begrenzte Zeit im Körper. Weiterhin lässt sich die Resorptionsrate bzw. die Abbaurate durch die Zusammensetzung des Polymers steuern. Zudem treten keine unerwünschten Wechselwirklungen mit dem Körper wie etwa in Verbindung mit der Korrosion von Metallen. Weiterhin sind diese äußerst kostengünstig im Vergleich zu Metallen.
[0027] Weiterhin sind hochbelastbare Metall-Zement-Komposite bekannt. Diese könnten ggfs, auch als Material für die Partikel verwendet werden. Derartige Komposite wurde beispielsweise von der Firma InnoTere gemeinsam mit dem Dresdner Fraunhofer Instituten IFAM und IKTS sowie dem Max Bergmann Zentrum für Biomaterialien der Technischen Universität entwickelt. Basis derartiger Verbundmaterialien bilden offen-zeilige Metallstrukturen aus degradierbaren Eisenlegierungen. Diese werden mit hochfesten und resorbierbaren mineralischen Knochenzementen beladen. Die Kombination von duktilem Metall mit sprödem aber druckfestem Knochenzement ermöglicht eine hohe mechanische Belastbarkeit, die auch über einen großen Verfor- 3/8 österreichisches Patentamt AT 512 505 B1 2013-09-15 mungsbereich erhalten bleibt.
[0028] Zudem sind auch resorbierbare Magnesiumlegierungen bekannt. Magnesium ist als natürlicher Bestandteil des Stoffwechsels im hohen Maße biologisch verträglich. 60% des gesamten Magnesiums im Körper eines Erwachsenen befinden sich in den Knochen. Überflüssige Mengen werden über die Niere ausgeschieden.
[0029] Beispiele für bioabsorbierbare Polymere finden sich auch in der EP 2 349 125 A1, in der EP 2 076 556 A1 und EP 0 226 061 A2 sowie auch in der WO 2011/01 4858 A1.
[0030] Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung für Wirbelsäulenoperationen, Schädeloperationen, zur Traumabehandlung, für die Schönheitschirurgie, da unmittelbar an den zu entfernenden Knochenstrukturen Weichteile wie z.B. Nervenstränge, Dura und Gefäße vorhanden sind, welche bei der Behandlung möglichst nicht beschädigt werden sollen.
[0031] Das oben genannte Strahlschneiden von Knochen mit bioresorbierbaren Polymeren ermöglicht eine größtmögliche Schonung der beschriebenen Weichteile durch die Beschaffenheit der Weichteile an sich, da diese beim Bestrahlen mit dem Partikelstrahl gar nicht oder nur geringfügig beschädigt werden.
[0032] Bis heute werden die oben genannten Operationen meistens mittels Fräsen ausgeführt. Das Fräsen mit einem sogenannten Kraniotom birgt Risiken, da es häufig zu Verletzungen der Hirnhaut (Dura Mater) kommt (dies ist in etwa bei 20% der Eingriffe der Fall).
[0033] Dies liegt daran, dass Gewebe, welches nicht beschädigt werden darf, mitgefräst wird, was zu einem deutlichen finanziellen Mehraufwand durch eine Erhöhung der Operationszeit, und zusätzlichen Kosten für bspw. eine künstliche Dura Mater führt. Außerdem hat ein Patient dann einen Fremdkörper, wie bspw. eine künstliche Dura Mater, im Körper.
[0034] Zudem fallen Kosten für die Einmalfräsen an. Es dürfen nur Einmalfräsen verwendet werden, da bei allen OPs mit Nervenkontakt, wie z.B. Schädeloperationen, aufgrund der Ansteckungsgefahr mit Creutzfeldt-Jakob nur Einmalfräsen verwendet werden dürfen.
[0035] Die erfindungsgemäße Vorrichtung verursacht hingegen keine Verletzung der Hirnhaut und der Nerven. Selbst die Geschwindigkeit des Strahlschneidens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht einem herkömmlichen Fräsvorgang um nichts nach. Zudem belaufen sich die Kosten einer Behandlung nur auf einen Bruchteil einer klassischen Versorgung.
[0036] Zudem können die Operationen in der gleichen Zeit ausgeführt werden, sind deutlich preisgünstiger in der Erzeugung, es entsteht kein Mehraufwand für die Ärzte und des Personals und vor allem ist es wesentlich sicherer.
[0037] Geeignet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere für sämtliche Schädeloperationen, sämtliche Wirbelsäulenoperationen und zur Traumabehandlung.
[0038] Weiterhin kann bei der Vorrichtung ein Keim- und/oder Bakterienfilter zum Reinigen des Druckstrahls vorgesehen sein. Dieser ist derart angeordnet, dass der Filter den Druckstrahl reinigt bevor die Partikel dem Druckstrahl beigemischt werden. Auf diese Weise können Infektionen und Entzündungen bei der Behandlung vermieden werden.
[0039] Der gasförmige Druckstrahl kann aus Luft und/oder Inertgas ausgebildet sein. Als Inertgas kann bspw. Stickstoff, Kohlendioxid, Helium oder Argon oder auch Mischungen daraus verwendet werden.
[0040] Die Einrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls kann eine Kompressoreinrichtung oder eine Druckgasquelle sein. Unter einer Druckgasquelle kann eine Druckflasche oder auch ein Druckluftanschluss, wie er in jedem Operationssaal vorhanden ist, verstanden werden.
[0041] Der Druckstrahl weist vorzugsweise einen Druck von 2 bar bis 6 bar und vorzugsweise von 3 bar bis 4 bar auf.
[0042] Um eine höhere Geschwindigkeit des Partikelstrahls zu erzielen, kann die Düse eine 4/8 österreichisches Patentamt AT512 505B1 2013-09-15
Venturidüse oder eine Lavaldüse sein.
[0043] Die Einrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls kann über einen Leitungsabschnitt, der vorzugsweise eine Länge von 0,5 m bis 5 m und insbesondere von 1 m bis 2 m aufweist, mit der Düse verbunden sein.
[0044] Die Einrichtung zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl weist eine Dosiereinrichtung auf, die derart ausgebildet ist dass die Menge an Partikeln im Druckstrahl einstellbar ist. Als Dosiereinrichtung kann ein Ventil, eine Dosierscheibe oder eine Dosierschnecke vorgesehen sein.
[0045] Die Einrichtung zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl kann in der Einrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls und/oder im Leitungsabschnitt nach dem Filter und/oder in der Düse angeordnet sein.
[0046] Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in: [0047] Fig. 1 eine Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen in einer schematischen
Ansicht.
[0048] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Strahlschneiden von Knochen weist eine Einrichtung 2 zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls, wie bspw. einen Kompressor oder einen Druckluftanschluss 10 auf. Der Druck dieses Druckstrahls liegt typischerweise im Bereich von 2 bar bis 5 bar und insbesondere im Bereich von 3 bar bis 4 bar.
[0049] Diese ist über einen Leitungsabschnitt 3 mit einer Düse 4 verbunden.
[0050] Weiterhin ist eine Einrichtung 5 zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl vorgesehen. Diese umfasst einen Vorratsbehälter 6 zum Aufnehmen des Strahlguts bzw. des Abrasivmittels und eine Dosiereinrichtung 7, um die Menge an Partikeln im Druckstrahl einzustellen.
[0051] Die Dosiereinrichtung 7 kann einen trichterförmigen Einfüllstutzen 8 aufweisen, der den Vorratsbehälter 6 mit einem Dosierelement (nicht dargestellt) verbindet. Der Einfüllstutzen 8 ist als Ventil 8 ausgebildet. Über den Einfüllstutzen 8 gelangt das Strahlgut in das Dosierelement, wie z.B. ein Ventil, eine Dosierscheibe oder eine Dosierschnecke. Überdas Dosierelement lässt sich die Menge bzw. der Anteil der Partikel im Partikelstrahl steuern.
[0052] Die Partikel sind aus einem Gemisch aus Milchsäurepolymer und Glykolsäurepolymer ausgebildet. Die Partikel weisen eine Größe von bis zu 120 pm auf, wobei die Partikelgröße mittels Sieben mit einem geeigneten Sieb festgelegt wird.
[0053] Die Dosiereinrichtung 7 dosiert das Strahlgut in einen in dem Leitungsabschnitt 3 strömenden Pressluftstrom.
[0054] An den Leitungsabschnitt 3 ist eine Düse, bspw. eine Strahlpistole angeschlossen. Die Strahlpistole weist ein mit einem Abzug verbundenes Ventil und eine nach dem Ventil angeordnete Düse, beispielsweise eine Lavaldüse, auf. Die Lavaldüse beschleunigt den Partikelstrahl auf annähernd Schallgeschwindigkeit. Wird das Ventil über den Abzug der Strahlpistole betätigt, dann wird der Partikelstrahl ausgegeben und auf den zu schneidenden Knochen gestrahlt.
[0055] Die Vorrichtung 1 kann auch über ein Fußpedal 11 betätigt werden, mit welchem der Partikelstrahl graduell einstellbar ist.
[0056] Im Folgenden wird das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung anhand der schematischen Darstellung in Fig. 1 erläutert.
[0057] Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird einer Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen über eine Druckgasquelle ein Druckgas und über eine Dosiereinrichtung die Partikel zugeführt.
[0058] Innerhalb der Vorrichtung 1 wird aus diesen Bestandteilen ein Gemisch aus Druckstrahl bzw. Druckluft und Abrasivmittel bzw. Partikeln erzeugt und als Partikelstrahl bzw. Schneidstrahl 9 abgegeben. 5/8 österreichisches Patentamt AT512 505B1 2013-09-15 [0059] Die Düse 4 ist vorzugsweise mit einer kreisförmigen oder schlitzförmigen Düsenöffnung ausgebildet, so dass der Schneidstrahl entsprechend kreisförmig oder etwa geradlinig geformt ist. - Der Durchmesser der kreisförmigen Düsenöffnung ist kleiner oder gleich 3 mm, insbesondere kleiner oder gleich 2 mm bzw. 1 mm bzw. 0,75 mm. Ist die Düse schlitzförmig ausgebildet, dann ist die Breite der Düsenöffnung kleiner oder gleich 4 mm, insbesondere kleiner oder gleich 3 mm bzw. 2 mm bzw. 1 mm. Die Einheit aus dem Leitungsabschnitt 3 und der Düse 4 ist eine sterile Einmaleinheit, die nach jeder Benutzung ausgetauscht wird. Derartige Einmaleinheiten sind im Vergleich zu den herkömmlichen Einmalfräsen sehr günstig, da sie einfach ausgebildet sind.
[0060] Der Partikelstrahl 9 wird auf einen zu schneidenden Knochen gerichtet. Allfällige Einrichtungen zum Absperren und Regulieren der Massenströme des Druckstrahls und des Abrasivmittels sowie zum Bereithalten bzw. Erzeugen der jeweiligen Stoffe sind in der Figur nicht näher dargestellt. Ihre Ausführung wird der Fachmann an den Gegebenheiten und Eigenschaften der Stoffe ausrichten.
[0061] Der Partikelstrahl wird mit Raumtemperatur abgegeben.
[0062] Mit einer Absaugeinrichtung (nicht dargestellt), wird der Partikelstrahl aus der Wunde abgezogen. Da die Partikel steril und biodegradabel sind, werden beim Patienten keine Schäden verursacht, selbst wenn Reste der Partikel im menschlichen oder tierischen Körper verbleiben.
[0063] Dieser Partikelstrahl ist insbesondere zum Schneiden der Schädeldecke und/oder der Wirbelsäule geeignet, da weder die Flirnhaut noch die Rückenmarkshaut (jeweils die Dura mata) prinzipbedingt nicht beschädigt werden können. Das Risiko einer Beschädigung der Nerven wird somit beseitigt. 6/8
Claims (10)
- österreichisches Patentamt AT512 505 B1 2013-09-15 Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Strahlschneiden von Knochen umfassend eine Einrichtung (2) zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls und eine Einrichtung (5) zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl, wobei die Partikel durch den Druckstrahl zu einem Partikelstrahl (9) beschleunigt werden, und eine Düse (4) zum Ausgeben des Partikelstrahls (9), wobei die Partikel aus einem biologisch abbaubaren Abrasivmittel ausgebildet sind.
- 2. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keim- und/oder Bakterienfilter zum Reinigen des Druckstrahls vorgesehen ist, wobei dieser derart angeordnet ist, dass der Filter den Druckstrahl reinigt bevor die Partikel dem Druckstrahl beigemischt werden.
- 3. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus einem der folgenden Materialien oder aus einem Gemisch davon ausgebildet sind: Polyester, Poly-(Aminosäuren), Polyanhydride, Polyorthoester, Polyurethane, Polyester, Homopolymere und Copolymere aus Poly-(Milchsäure) und/oder Poly-(Glykolsäure), Copo-lyester aus e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, PARA-DIOXANON.
- 4. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Druckstrahl aus Luft und/oder Inertgas ausgebildet ist.
- 5. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls eine Kompressoreinrichtung oder eine Druckgasquelle ist.
- 6. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) eine Venturidüse oder eine Lavaldüse ist.
- 7. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls über einen Leitungsabschnitt (3), der vorzugsweise eine Länge von 0,5 m bis 5 m und insbesondere von 1 m bis 2 m aufweist, mit der Düse (4) verbunden ist.
- 8. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl eine Dosiereinrichtung (7) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Menge an Partikeln im Druckstrahl einstellbar ist.
- 9. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Beimischen von Partikeln zum Druckstrahl in der Einrichtung (2) zum Bereitstellen eines gasförmigen Druckstrahls und/oder im Leitungsabschnitt (3) nach einem Filter und/oder in der Düse (4) angeordnet ist.
- 10. Vorrichtung zum Strahlschneiden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Absaugeinrichtung umfasst. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 7/8
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