CH660167A5 - Verfahren zur lagerung und zum transport von werkstuecken aus memory-metall, insbesondere bei der sterilisation von memory-implantaten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lagerimg und zum Transport von Werkstücken aus vorverformtem Memory-Metall, auch bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur As. Memory-Legierungen wie die intermetallische Verbindung NiTi erfahren in Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung zwischen ca. -50 °C und 170 °C eine Martensit/ Austenit-Umwandlung. Diese Umwandlung tritt in einem materialspezifischen, kleinen Temperaturbereich auf, wobei mit der Temperatur As die sogenannte Austenit-Start-Temperatur bezeichnet wird.

Desgleichen betrifft die Erfindung eine bevorzugte Anwendung dieses Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Will man Werkstücke aus vorverformtem Memory-Metall lagern oder transportieren, so droht vielfach die Gefahr, dass die Umwandlungstemperatur As überschritten wird und damit der Memory-Effekt bereits ausgelöst wird. Insbesondere sind Memory-Implantate so beschaffen, dass die Umwandlung des Implantatwerkstoffes bereits bei ca. 40 °C einsetzt und bei max. 55 °C abgeschlossen ist, schon damit beim Einsetzen der Implantate das Körpergewebe nicht durch eine zu hohe Temperatur der Implantate geschädigt wird. Will man jedoch diese Implantate sterilisieren, etwa mittels der herkömmlichen Gassterilisatoren, so muss einerseits die Sterilisation unterhalb von 40 °C erfolgen, andererseits kann aber keine zuverlässige Absicherung gegen Überschreiten der Umwandlungstemperatur gewährleistet werden. Zudem sind die Gassterilisatoren recht aufwendig.

Aus der DE-OS 2 802 571 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Gegenstand aus Memory-Metall in seinem deformierten dimensionell gegen Wärmeeinwirkung instabilen Zustand zur vorübergehenden Erhöhung des As-Werts des Memory-Metalls von T! auf T2 mit einer Spannung beaufschlagt, und unter Aufrechterhaltung der beaufschlagten Spannung bei einer Temperatur, die niedriger als T2 ist, und bei einer solchen beaufschlagten Spannung gelagert wird, dass das Memory-Metall im wesentlichen im Martensitzustand bleibt.

Der Anwendung dieses Verfahrens sind jedoch durch eine 5 obere Temperatur T2 Grenzen gesetzt, da oberhalb dieser Temperatur T2 der Memory-Effekt verlorengeht. Ausserdem ist nach diesem Verfahren stets eine Spannung zur Deformierung des Memory-Metallbauteiles aufzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur io Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus Memory-Metall zu finden, mit dem verhindert wird, dass bei Überschreiten der Umwandlungstemperatur As, wie z. B. bei der Sterilisation von Memory-Implantaten, der Memory-Werkstoff seine Funktionsfähigkeit dadurch verliert, dass der Memory-Effekt 15 bereits während der Lagerung bzw. des Transportes ausgelöst wird und die Verformung eintritt, so dass beim Erwärmen nach Lagerung, Sterilisation bzw. Transport kein Memory-Effekt mehr zur Verfügung steht. Das Verfahren bzw. die gleichennassen angestrebte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah-20 rens muss also sicherstellen, dass der Memory-Werkstoff auch nach mehreren, vorübergehenden Erwärmungen und Abkühlungen seinen Memory-Effekt noch besitzt.

Diese Aufgabe wird dadurh gelöst, dass das vorverformte Werkstück aus Memory-Metall in einem seiner Form angepas-25 sten, aus zwei oder mehreren gegeneinander arretierbaren Teilen bestehenden Halter formschlüssig befestigt wird. Die Teile des Halters werden dabei gegeneinander verspannt. Das vorverformte Werkstück wird durch einen seinen Aussenkonturen angepassten Halter somit ohne Aufbringen einer äusseren Span-30 nung auf einfache Art völlig an der Deformation gehindert, so dass auch beim Überschreiten der Umwandlungstemperatur As keine Martensit-Austenit-Umwandlung und damit keine Rück-verformung eintreten kann. Es ist lediglich zu beachten, dass die für jede bestimmte Legierung charakteristische Temperatur Md 35 als obere Grenze nicht überschritten wird, da sonst das martensi-tische Gefüge trotz der Behinderung der Rückverformung in austenitisches umgewandelt wird, so dass kein Memory-Effekt mehr zur Verfügung steht. Nach Lagerung bzw. Transport kann das Werkstück bei Temperaturen unterhalb der Umwandlungs-40 temperatur As dem Halter entnommen werden und seinem bstimmungsgemässen Einsatz unter Anwendung des Memory-Effektes zugeführt werden.

Gegenüber dem in der DE-OS 2 802 571 beschriebenen Verfahren, bei dem durch Anlegen einer bestimmten Spannung der ■'s As-Wert erhöht wird, wird nach dem vorliegenden Verfahren dem Werkstück aus Memory-Metall eine bestimmte Deformation aufgezwungen, wodurch trotz der Temperaturerhöhung über den As-Wert der Memory-Effekt beibehalten bleibt.

Vorteilhafterweise empfiehlt es sich, hohle Werkstücke aus 50Memory-Metall mit Futterstücken zu versehen, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung das Werkstück zusätzlich verspannt wird. Dieses Verfahren bietet sich insbesondere bei rohrförmi-gen Teilen, aber auch bei Drähten an, die dementsprechend auf einen Dorn gewickelt werden, über den nach Wicklung ein 55 Aufsatz gestülpt und mit diesem verspannt wird.

Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung bilden die Memory-Implantate bei der Sterilisation. Hierbei muss nicht mehr darauf geachtet werden, dass die meist sehr niedrige Umwandlungstemperatur von 40 bis 55 °C so nicht überschritten wird, so dass konventionelle Gas- und Heiss-sterilisatoren verwendet werden können.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung verwendet man zur Durchführung des vorgeschriebenen Verfahrens mehrere miteinander verbundene oder gemeinsam in einem sie umgebenden 65Behälter befestigte Bauteile, die paarweise so gegeneinander verspannbar sind, dass das eingeschlossene Werkstück formschlüssig anliegt.

Vorteilhafterweise bietet sich auch an, dass die gegeneinan

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der verspannbaren Bauteile einen oder mehrere Dorne und/oder Stifte enthalten, auf die die Werkstücke aufgesteckt oder aufgewickelt und anschliessend verspannt werden. Bei drahtförmigen Werkstücken bietet es sich weiterhin an, deren Enden auf dem Dorn mittels spannbarer Halter zu befestigen. Dies kann vorteilhafterweise so bewerkstelligt werden, dass die Drahtenden durch Löcher im Dorn steckbar und an ihrem freien Ende mittels spannbarer Halter festklemmbar sind. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung im Sinne der Erfindung bietet es sich auch an, gerade Drähte in einem festen Rahmen zu fixieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. la und lb einen aus zwei Platten bestehenden Halter in Querschnitts- bzw. Draufsichts-Ansicht;

Fig. 2a und 2b einen Halter für rohrförmige Werkstücke aus Memory-Metall ohne und mit Futterstück;

Fig. 3a und 3b einen aus Grund- und Deckplatte bestehenden Halter in einer Querschnittsansicht und einer Draufsicht;

Fig. 4a und 4b einen Halter für Osteosyntheseplatten ohne und mit Gegenplatte, und

Fig. 5a und 5b einen Halter für Rippenklammern.

Der in Fig. la und lb dargestellte Halter für Memory-Implantate, im vorliegenden Fall Memory-Klammern 1, besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte 2, die paarweise Bohrungen aufweist, deren Abstand a dem Abstand der Schenkel der vorverformten Memory-Klammern 1 entspricht, und einer Halteplatte 3, die auf die Grundplatte 2 mittels Befestigungselementen geschraubt, geklemmt oder mit Scharnier gedrückt wird. Im vorliegenden Falle werden als Befestigungselemente in die Grundplatte in entsprechend vorbereitete Bohrungen eingeschraubte Gewindebolzen 4 verwendet, die durch Bohrungen der Halteplatte 3 hindurchführen und mittels einer Flügelmutter 6 die Befestigung der Halteplatte auf der Grundplatte ermöglichen, so dass sich die Implantate zwischen den beiden Platten befinden, für das Sterilisationsmittel gut zugänglich sind und gleichzeitig schnell und sicher arretiert sind. Vorteilhafterweise werden die Grundplatte, die Halteplatte sowie die Gewindebolzen so ausgelegt, dass sie zur Aufnahme aller in der Praxis gebräuchlichen Klammerformen geeignet sind. Durch Einsetzen der Memory-Klammern in die Grundplatte kann man sich gleichzeitig einen Überblick verschaffen, welche und wieviel Klammern verbraucht worden sind und entsprechende Nachbestellungen durchführen. Im Bedarfsfall stehen alle Klammertypen im sterilisierten Zustand zur Verfügung, wobei eine qualitative Beeinträchtigung der Memory-Klammern 1 durch mehrfache Wiederholung des Sterilisationsvorganges ausgeschlossen ist.

Die in Fig. 2a und 2b dargestellte Ausführungsform dient zur Aufnahme von rohrförmigen Werkstücken aus Memory-Metall, wie sie zum Beispiel für die Wirbelverblockung in der Medizin eingesetzt werden. Die rohrförmigen Werkstücke mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt werden durch Stauchen senkrecht zu ihrer Rohrachse zwischen zwei Platten 8, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt, in eine flachgedrückte Form gebracht. Die Platten 8 weisen an ihren Eckpunkten Bohrungen auf, durch die Bolzen 9 hindurchgeführt werden, die an ihrem jeweiligen Ende mit einem Gewinde zum Festschrauben einer Mutter 10 versehen sind. Zusätzlich zu der Arretierung der Platten 8 ist ein Futterstück 11 eingelegt, so dass das Werkstück 7 zusammen mit dem Futterstück 11 fest verspannt wird.

In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 3a und 3b dargestellt 5 ist, sind die als Distanzstücke wirkenden Futterstücke 11 mit einer Bohrung senkrecht zur Rohrlängsachse versehen, durch die jeweils Stifte 12 hindurchgeführt werden, wobei die Stifte 12 zum einen in der Grandplatte 21 verankert sind und zum anderen durch die Halteplatte 3 ' hindurchgeführt werden, die mittels io einer Hügelmutter 6, entsprechend Fig. la, die Halteplatte 3' und damit das Werkstück 7 befestigt. Hierbei werden die Stifte 12 auch durch entsprechende Bohrungen im Werkstück 7 geführt. Wie in Fig. 3b dargestellt, bietet sich auch die Möglichkeit an, auf einer gemeinsamen Grandplatte 22 mehrere Werkstücke unter-15 schiedlicher Grösse zu befestigen, wobei ggf. unterschiedliche Futterstücke 11 verwendet werden. Im Unterschied zu der in Fig. la dargestellten Vorrichtung werden auf die Grundplatte jeweils einzeln individuell an das zu befestigende Werkstück 7 ange-passte Halteplatten 3' verwendet.

20 Fig. 4a und 4b zeigen einen Halter für Kiefer- oder sonstige Osteosyntheseplatten. Auf einer gemeinsamen Grundplatte 23, die ggf. auf der dem Werkstück, einer oder mehrerer Osteosyntheseplatten 17, zugewandten Seite profiliert ist, werden die Osteosyntheseplatten 17 auf eingeschweisste Bolzen 13 oder 25 aufgeschweisste Bolzen 14 oder Schrauben 15 gelegt bzw. mit deren Hilfe befestigt, wobei die Bolzen 14 bzw. Schrauben 15 durch die in der Osteosyntheseplatte 17 durch eine Halteplatte 16, die entsprechend auf die Grundplatte geschraubt wird, zu arretieren oder die Arretierung unmittelbar mittels der Bolzen 13 30 bzw. 14 oder der Schrauben 15 vorzunehmen. Hierbei entfällt vorteilhafterweise die Halteplatte 16. Selbstverständlich enthält die Halteplatte 16, sofern sie verwendet wird, entsprechende Profilierungen sowie Bohrungen für die Bolzen, Schrauben und ähnlichen Befestigungsmittel.

35 Bei dem mit Fig. 5a und 5b dargestellten Halter für Rippenklammern 18 werden diese zwischen zwei profilierten Platten 19, 19', die mittels Schrauben 20 gegeneinander verspannt sind, formschlüssig arretiert. Auch hier können die Schrauben 20 durch Bolzen ersetzt werden, wobei die Platten 19,19', dann zum 40 Beispiel mittels schnell lösbarer Spannbügel zusammengepresst werden.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ausschliesslich Werkstücke, wie sie in der Medizin, insbesondere als Implantatwerkstoffe verwendet werden. Im Prinzip lassen sich 45 jedoch die beschriebenen Vorrichtungen in entsprechend geänderter Form auch für andere Werkstücke aus Memory-Metall verwenden. Jeweils wird der Halter für diese Werkstücke deren Form so weit angepasst, dass er eine thermisch induzierte Bewegung des Werkstückes, wie sie durch die Rückverformung 50 des Werkstückes bei Überschreiten der Umwandlungstemperatur hervorgerufen wird, sicher verhindert. Zusätzlich wird durch Bügel, Platten, Spangen oder ähnliche Befestigungsmittel das Werkstück in den Vertiefungen oder Halterungen formschlüssig fixiert, so dass ein unbeabsichtigtes Herausfallen aus dem Halter 55 nicht erfolgen kann.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

660 167 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstük-ken aus vorverformtem Memory-Metyll, auch bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur As, dadurch gekennzeichnet, dass das vorverformte Werkstück, in einem seiner Form angepassten, aus zwei oder mehreren gegeneinander arretierbaren Teilen bestehenden Halter formschlüssig befestigt wird.

2. Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstük-ken aus Memory-Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Hohlräume des Werkstücks entsprechend ange-passte Futterstücke eingeführt werden, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung das Werkstück zusätzlich verspannt wird.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Halterung von Memory-Implantaten bei der Sterilisation.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere miteinander verbundene oder gemeinsam in einem sie umgebenden Behälter befestigte Bauteile, die paarweise so gegeneinander verspannbar sind, dass das eingeschlossene Werkstück formschlüssig anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander verspannbaren Bauteile einen oder mehrere Dorne und/oder Stifte enthalten, auf die die Werkstücke aufsteckbar oder aufwickelbar und verspannbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von drahtförmigen Werkstücken deren Enden auf dem Dorn mittels spannbarer Halter befestigt sind.

Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstük-ken aus Memory-Metall, insbesondere bei der Sterilisation von Memory-Implantaten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.