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Die
Erfindung betrifft ein medizinisches Bauteil nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Derartige
medizinische Bauteile sind beispielsweise in Form von aus dem Mund
herausnehmbarem Zahnersatz bekannt oder in Form von Epithesen. Bei
Epithesen ist es bekannt, diese un- sichtbar am Körper zu
befestigen, beispielsweise mit Hilfe von Magnetverschlüssen. Um
die Epithese vom Körper abnehmen
zu können,
muß der
Benutzer daher die Magnetkraft überwinden,
die zugunsten eines zuverlässig
festen Sitzes der Epithese vergleichsweise hoch ist. Insbesondere ältere oder
in ihrer Feinmotorik eingeschränkte
Patienten können
erhebliche Schwierigkeiten haben, derartig befestigte Epithesen abzunehmen.
Versehentliche Beschädigungen
der Epithesen aufgrund der vergleichsweise hohen Kräfte, die
bei der Abnahme der Epithese vom Körper auftreten, und aufgrund
von eventuell ungewollten und unkontrollierten Bewegungen, die nach
dem Lösen
des Magnetverschlusses auftreten, können nicht ausgeschlossen werden.
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Bei
herausnehmbarem Zahnersatz sind verschiedene Riegelarten bekannt,
beispielsweise drehbare bzw. schwenkbare Elemente oder verschiebliche
Betätigungselemente,
die auf den eigentlichen Riegel einwirken bzw. fest mit dem Riegel
verbunden sind, wobei der zum Riegel zugehörige Anker beispielsweise an
einem Kieferimplantat oder an einem gesunden Zahn vorgesehen ist.
Magnetverschlüsse, die
lediglich eine kraftschlüssige
Verbindung ermöglichen,
sind im Bereich von Zahnersatz häufig überfordert,
da bei den Kaukräften,
insbesondere den abhebenden Kräften,
Werte erreicht werden, die zu einem vorzeitigen Lösen des
Zahnersatzes bzw. der Verriegelung führen würden. Daher finden bei Zahnersatz
in der Praxis häufig
formschlüssige
Verriegelungen Anwendung. Die aus kosmetischen Gründen häufig vergleichsweise
klein ausgestalteten Betätigungselemente
für die
Riegel eines Zahnersatzes erschweren insbesondere motorisch eingeschränkten Patienten
die problemlose Betätigung
der Riegel. Zudem können
die Betätigungselemente
gesundheitlich bedenklich sein: Beispielsweise wenn die Zunge regelmäßig an die
Betätigungselemente
stößt, stellt dies
nicht nur eine Beeinträchtigung
des Wohlbefindens des Patienten dar, die beispielsweise seine Konzentrationsfähigkeit
beeinträchtigen
kann, sondern es kann auch an den ständig gereizten Bereichen der
Zunge zu Krebserkrankungen kommen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bauteil
dahingehend zu verbessern, dass dieses kosmetisch möglichst
unauffällig
und mit einer möglichst
geschlossenen, hygienisch vorteilhaften Oberfläche ausgestaltet werden kann
und eine zuverlässige,
formschlüssige
Verriegelung des Bauteils am Körper
eines Patienten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein medizinisches Bauteil mit den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
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Die
Erfindung schlägt
mit anderen Worten vor, die Verriegelung zwar mechanisch vorzunehmen,
die Bewegung des Riegels jedoch mittels elektrischer Energie vorzunehmen.
Auf diese Weise muss der Riegel nicht an der Außenseite des Bauteiles angeordnet
oder von der Außenseite
des Bauteiles mechanisch zugänglich
sein. Daher kann eine hygienisch vorteilhafte, geschlossene äußere Oberfläche des
betreffenden Bauteiles geschaffen werden, die im Fall einer Epithese
und auch eines medizinisches Zahnersatzes kosmetisch möglichst
unauffällig
gestaltet werden kann, und die im Falle eines herausnehmbaren Zahnersatzes
frei von störenden
Unregelmäßigkeiten
sein kann.
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Vorteilhaft
können
die Antriebsmittel elektromechanisch betätigbar sein, beispielsweise
in Form eines kleinen Elektromotors, der eine Spindel bewegt, auf
welcher dann der Riegel läuft,
der aufgrund der Rotationsbewegung der Spindel translatorisch hin
und her bewegt wird, je nach Drehrichtung der Spindel.
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Oder
der Riegel kann etwa zangenartig ausgestaltet sein, mit zwei Schenkeln,
von denen wenigstens einer beweglich ist, so dass der Riegel bei geschlossener „Zange" einen Hinterschnitt
des Ankers umfasst, während
der bei geöffneter „Zange" von dem Hinterschnitt
entfernt werden kann.
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Oder
der Riegel kann in Form eines nicht vollständig geschlossenen Kreises
ausgestaltet sein, beispielsweise etwa C-förmig oder Ω-förmig und um seine Mittelachse
verschwenkt bzw. verdreht werden, so dass er je nach Winkelstellung
am zugeordneten Anker festgelegt oder von diesem gelöst ist. Eine
derartige Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Riegels kann durch eine
seitlich angreifende Zahnstange bewirkt werden, wobei hinsichtlich
der konkreten Ausgestaltung des Riegels eine Vielzahl von technischen
Lösungen
möglich
und aus der Praxis teilweise bereits bekannt ist.
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So
kann der Anker in an sich grundsätzlich bekannter
Weise kugelkopfartig ausgestaltet sein und von dem Riegel untergriffen
bzw. hintergriffen werden, so dass der Riegel die gewünschte formschlüssige Verbindung
schafft, wenn er sich in seiner Riegelstellung befindet und so dass
diese formschlüssige
Verriegelung hohe Haltekräfte
bei vergleichsweise geringen Betätigungskräften des
Riegels ermöglicht.
Wenn der Riegel den Kugelkopf hinterfasst, so kann der Riegel eine
Sicherung gegen Kräfte
aus nahezu jeder beliebigen Richtung darstellen und eventuell lediglich
Schwenkbewegungen um den Kugelkopf herum zulassen, wobei derartige Schwenkbewegungen
auf einfache Weise dadurch vermieden werden können, dass das Bauteil auch noch mittels
eines zweiten Befestigungspunkts am Körper festgelegt wird.
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Alternativ
zu einer elektromechanischen Betätigung
der Antriebsmittel kann vorgesehen sein, die Antriebsmittel elektromagnetisch
zu betätigen.
Im Vergleich zu Dauermagneten, die lediglich kraftschlüssige Haltekräfte bewirken,
können
durch diese elektromagnetische Betätigung formschlüssige Verriegelungen
ermöglicht
werden, wobei lediglich die Bewegung des Riegels mittels der Magnetkraft
erfolgt. Hierzu kann durch einfache Umpolung die Bewegungsrichtung
umgekehrt werden und magnetische Anziehungs- oder Abstoßungskraft
wahlweise ausgenutzt werden.
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So
kann beispielsweise durch einen kurzen elektromagnetischen Impuls
eine Bewegung des Riegels in eine seiner beiden Endstellungen, also
in seine Riegelstellung oder in seine Offenstellung, bewirkt werden.
Dabei können
im Bereich der beiden Endstellungen des Riegels vergleichsweise
schwache Dauermagnete vorgesehen sein, die für eine stabile Beibehaltung
der Position des Riegels in seiner jeweiligen Endstellung Sorge
tragen, so dass nur bei Betätigung
des Elektromagneten diese Haltekräfte der Dauermagneten überwunden
werden und der Riegel in seine jeweils andere Stellung bewegt wird. Durch
die Dauermagneten oder durch andere geeignete Haltemittel ist sichergestellt,
dass das medizinische Bauteil in seiner am Körper oder im Körper befindlichen
Stellung zuverlässig
gehalten wird und sich nicht unbeabsichtigt löst.
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Außer den
vorerwähnten
Dauermagneten können
andere, beispielsweise mechanische Hilfsmittel vorgesehen sein,
um den Riegel bei einer elektromagnetischen Betätigung in seiner jeweiligen
Endstellung zu halten. Beispielsweise kann eine vergleichsweise
schwache Feder vorgesehen sein, die den Riegel in seiner Schließstellung
hält, wobei
die elektromagnetische Betätigung
des Riegels stets lediglich in einer einzigen Bewegungs richtung
erfolgt, nämlich
in einer gegen die Federkraft wirkenden Richtung, die den Riegel
in seine Offenstellung führt. Auf
diese Weise ist eine besonders einfache Betätigung der Antriebsmittel möglich, da
diese nicht für unterschiedliche
Bewegungsrichtungen konzipiert werden müssen. Beim Ansetzen oder Einsetzen
des Bauteiles in den Körper
muß daher
lediglich kurzzeitig die Betätigung
der Antriebsmittel erfolgen, damit der Riegel in seine Offenstellung
bewegt wird und das Bauteil auf den Anker gesetzt oder von diesem entfernt
werden kann. Wird anschließend
die Betätigung
der Antriebsmittel beendet, so wird der Riegel federkraftunterstützt in seine
Riegelstellung geführt, in
welcher er das medizinische Bauteil zuverlässig am oder im Körper hält.
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Vorteilhaft
können
die Antriebsmittel piezoelektrisch betätigbar sein. Der piezoelektrische
Effekt kann dabei in der Hinsicht ausgenutzt werden, dass durch
Anlegung einer Spannung ein Piezo-Aktor betätigt und verformt wird, der
den Riegel in die gewünschte
Position bringt, wobei die anschließende Unterbrechung der elektrischen
Energie den Aktor in seine ursprüngliche
Form zurückkehren
läßt, so dass der
Riegel entweder nun frei beweglich ist oder durch die Rückbewegung
des Aktors ebenfalls rückbewegt wird.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, das piezoelektrische Element zu verformen,
beispielsweise durch mechanischen Druck, den der Patient auf dieses
piezoelektrische Element ausübt,
wobei durch die dabei entstehende elektrische Spannung entweder
ein Energiespeicher aufgeladen wird oder unmittelbar der Antrieb
des Riegels erfolgt, beispielsweise auf die vorerwähnte elektromechanische
oder elektromagnetische Weise. In diesem Fall könnte auf die Anordnung eines
elektrischen Energiespeichers verzichtet werden, der für mehrere
Betätigungen
der Antriebsmittel ausgelegt wäre,
und es könnten
daher besonders kleine bauliche Abmessungen des Bauteiles ermöglicht werden.
Zudem kann eine besonders zuverlässige
Funktionsweise des Bauteils durch die piezoelektrisch betätigbaren
Antriebsmittel er zielt werden, da beispielsweise keine ungewollte
oder unvorhergesehene Entleerung des Energiespeichers die Betätigung des
Riegels behindern kann.
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Gegebenenfalls
kann ein kleiner Energiespeichers vorgesehen sein, der für lediglich
eine einzige Betätigung
der Antriebsmittel ausgelegt ist, und in dem die elektrische Energie
aus mehreren Verformungen des Piezo-Elementes gesammelt wird, bis ausreichend
Energie zur Betätigung
der Antriebsmittel vorliegt.
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Ansonsten
kann vorteilhaft ein eigener Energiespeicher im Bauteil selbst vorgesehen
sein, der für die
Energieversorgung der Antriebsmittel vorgesehen ist. Es kann sich
dabei um einen aufladbaren Energiespeicher handeln, wie einen Akkumulator
oder einen Kondensator, so dass dieser Energiespeicher regelmäßig aufgeladen
werden kann, wenn das medizinische Bauteil vom Körper entfernt worden ist.
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Beispielsweise
kann eine solche Aufladung in an sich bekannter Weise induktiv durch
eine geschlossene Oberfläche
des Bauteiles hindurch erfolgen oder mittels fotoelektrischer Energiequellen,
so dass keine elektrisch leitenden Elemente an der Oberfläche des
Bauteiles vorgesehen sein müssen, mit
denen der Körper
ungewollt in Kontakt geraten kann.
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Alternativ – und ggf. über Abdeckungen
vor einem direkten Körperkontakt
geschützt – können an sich
bekannte, drahtgebundene Anschlüsse
am Bauteil vorgesehen sein, um den aufladbaren Energiespeicher aufladen
zu können,
wenn das Bauteil vom Körper
entfernt worden ist und ggf. die Abdeckung von den Ladeanschlüssen entfernt
worden ist.
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Alternativ
kann der Energiespeicher als Batterie ausgestaltet sein. Da vergleichsweise
kleine Energiemengen erforderlich sind, kann ein ggf. für mehrere
Jahre ausreichender Energiespeicher vorgesehen sein, wie dies beispielsweise
von Herz schrittmachern bekannt ist, so dass die Anwendung und Pflege
des betreffenden Bauteiles für
den Patienten besonders einfach ausgestaltet wird und der Anwender sich
nicht um ein regelmäßiges Aufladen
bzw. Nachladen des Energiespeichers kümmern muß. Der entsprechende Wechsel
in mehrmonatigen oder mehrjährigen
Intervallen des Energiespeichers kann im Rahmen der ohnehin vorgesehenen
regelmäßigen Arztbesuche
durchgeführt
werden, so dass auch eine regelmäßige Überprüfung aus ärztlicher
Sicht erfolgen kann, wie gut das betreffende Bauteil mit dem Körper des
Patienten zusammenwirkt.
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Vorteilhaft
kann ein Druckschalter am Bauteil vorgesehen sein, der zum Einschalten
der Antriebsmittel dient. Ein derartiger Druckschalter kann entweder
als elektrischer Schalter ausgestaltet sein, der die elektrische
Antriebsenergie bei elektromechanischen oder elektromagnetischen
Antriebsmitteln freischaltet, oder dieser Druckschalter kann als
Piezoelement ausgestaltet sein, welcher die elektrische Antriebsenergie
nicht nur freischaltet, sondern – ggf. ohne das Vorhandensein
eines Energiespeichers im Bauteil – die elektrische Antriebsenergie
für die
Antriebsmittel erzeugt.
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In
an sich bekannter Weise kann der Druckschalter drahtgebunden mit
den Antriebsmitteln verbunden sein, entweder direkt oder indirekt,
indem beispielsweise der Druckschalter drahtgebunden mit dem Energiespeicher
verbunden ist und dieser wiederum mit den Antriebsmitteln. Auf diese
Weise ist eine robuste und zuverlässige Wirkungsweise des Druckschalters
besonders preisgünstig
erzielbar.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die Antriebsmittel drahtlos einschaltbar
sind. Dies kann entweder mittels eines Schalters am Bauteil selbst erfolgen,
beispielsweise eines Druckschalters, wobei dieser allerdings nicht
drahtgebunden mit den Antriebsmitteln kommuniziert, oder es kann
ein Schalter in Form einer Fernbedienung vorgesehen sein, der vom
Bauteil getrennt ist und der es ermöglicht, das Bauteil selbst
mit möglichst
kleinen Abmessungen zu fertigen sowie eine besonders ungestörte glattflächige Oberfläche des
Bauteiles frei von beweglichen Elementen oder Vorsprüngen zu
schaffen.
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Bei
der Anordnung eines Druckschalters am Bauteil kann dieser Druckschalter
unter einer Weichkunststoffzone am Bauteil vorgesehen sein, so dass das
Bauteil in diesem Bereich eindrückbar
ist. Bei Verwendung der vorerwähnten
Fernbedienung hingegen kann das Bauteil durchgängig den gleichen Werkstoff
in einem größeren Bereich
aufweisen, ohne die Erfordernis einer verformbaren Zone, so dass
die Ausgestaltung des Bauteiles durch die Verwendung einer Fernbedienung
vereinfacht sein kann.
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Die
Anordnung eines Schalters am Bauteil selbst weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass keine zwei getrennt handhabbaren Elemente vorgesehen
sein müssen,
nämlich
das Bauteil selbst und die zugehörige
Fernbedienung, sondern dass sämtliche, für das Einsetzen
oder Abnehmen des Bauteiles erforderlichen Elemente in dem Bauteil
selbst vorhanden sind. Dies stellt nicht nur in der Hinsicht einen Vorteil
dar, dass die Fernbedienung nicht versehentlich vergessen werden
kann, beispielsweise auf Reisen, sondern ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn eine schnelle Handhabung des Bauteiles gewünscht ist, beispielsweise in
Notfällen,
bei Unfällen
od. dgl., bei denen die Fernbedienung beispielsweise nicht sofort
zur Hand ist.
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Das
vorerwähnte
medizinische Bauteil kann – wie
bereits erwähnt – als herausnehmbarer
Zahnersatz oder als Epithese ausgestaltet sein oder auch bei Bein-
oder Armprothesen Anwendung finden und überall dort, wo eine Verriegelung
eines körperfremden
Bauteiles am Körper
gewünscht
ist und wo der Patient mechanische und ggf. schlecht kontrollierbare
eigene Kräfte
aufwenden müßte, um
dieses körperfremde
Bauteil am Körper
zu verriegeln.
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Die
Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend
näher erläutert. Dabei
ist in der Zeichnung mit 1 ein Zahnersatz angedeutet, der
im Abstand oberhalb eines ebenfalls lediglich rein schematisch angedeuteten
Kiefers 2 dargestellt ist. Im Kiefer ist ein Kieferimplantat 3 vorgesehen,
welches einen Anker darstellt für
einen im Zahnersatz 1 vorgesehenen Riegel 11.
Zu diesem Zweck weist das Kieferimplantat 3 einen Kugelkopf 4 auf,
der von dem Riegel 11 hintergriffen wird.
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Der
Zahnersatz 1 stellt das medizinische Bauteil dar, welches
am Körper,
nämlich
am Kiefer 2 des Patienten, bzw. im Körper, nämlich in der Mundhöhle des
Patienten, befestigt werden kann. Da der Zahnersatz 1 eine
Reihe künstlicher
Zähne sowie
einen Abschnitt künstlichen
Zahnfleisches umfasst, weist er einen vergleichsweise großen Bauraum
auf, der es ermöglicht,
unsichtbar und allseitig umschlossen innerhalb des Zahnersatzes 1 einen
Energiespeicher 5 sowie einen Empfänger 6 und einen Mikromotor 7 anzuordnen,
der eine Spindel 8 in Drehbewegung versetzen kann. Der
Empfänger 6 ist
rein beispielhaft einerseits mit einer Antenne 9 verbunden und
andererseits mit einer Induktionsschleife 10, so dass über die
Antenne 9 oder die Induktionsschleife 10 dem Empfänger 6 Impulse
oder Informationen übermittelt
werden können,
die dann im Empfänger dahingehend
umgesetzt werden, dass dieser den elektrischen Energiespeicher 5 zum
Mikromotor 7 in der Weise durchschaltet, dass der Mikromotor 7 elektrisch
angetrieben und die Spindel 8 in Drehung versetzt wird.
Die Induktionsschleife 10 kann statt zur Signalübermittlung
dazu vorgesehen sein, den Energiespeicher 5 aufzuladen,
so dass es keiner an der äußeren Oberfläche des
Zahnersatzes 1 mündenden elektrischen
Kontakte bedarf.
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Die
Spindel 8 wirkt auf den Riegel 11 ein, der an
seiner Unterseite eine schlüssellochförmige Ausnehmung
aufweist. In einer Offenstellung kann der Riegel 11 – und damit
der gesamte Zahnersatz 1 – auf den Kiefer 2 aufgesetzt
werden, wobei der Kugelkopf 4 in den größeren Bereich der schlüssellochförmigen Ausnehmung
des Riegels 11 eintaucht. Anschließend wird der Riegel 11 in
Längsrichtung,
und zwar quer zur Papierebene der Darstellung, in seine Riegelstellung
verschoben, so dass nun die schlüssellochförmige Ausnehmung
des Riegels 11 den Kugelkopf 4 mit ihrem schmaleren
Abschnitt untergreift, so dass auf diese Weise der Zahnersatz 1,
also das medizinische Bauteil, am Kiefer 2 festgelegt ist.
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Unabhängig von
der konkreten Ausgestaltung des dargestellten Ausführungsbeispiels
kann bei dem medizinischen Bauteil für den Notfall ein mechanischer
Hilfsantrieb des Riegels vorgesehen sein, falls die elektrische
Energie zum Antrieb des Riegels nicht ausreichen sollte. Anhand
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird dies nachfolgend
näher erläutert:
Hierzu
kann ein solcher mechanischer Hilfsantrieb auf die Spindel 8 des
Mikromotors 7 einwirken, z. B. indem die Spindel 8 als
Teil der Motorwelle des Mikromotors 7 ausgestaltet ist,
welche sich durch den gesamten Mikromotor 7 erstreckt.
An ihrem einen Ende bildet diese Motorwelle die Spindel 8 aus,
und an ihrem anderen Ende weist sie eine Schlüsselfläche zum Ansetzen des Hilfsantriebsmittels
aus, beispielsweise eines als Imbusschlüssel bekannten Mehrkantschlüssels.
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Alternativ
kann der mechanische Hilfsantrieb auf eine eigene Spindel des Hilfsantriebs
einwirken, oder ohne Spindel direkt auf den Riegel 11.
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Ein
durch den Zahnersatz 1 verlaufender Kanal – beispielsweise
in Form einer Bohrung – kann vorgesehen
sein, um ein entsprechendes Hilfsantriebselement – beispielsweise
in Form des erwähnten
Imbusschlüssels – ansetzen
und auf die entsprechende Spindel einwirken zu können. In diesem Fall würde das
Hilfsantriebselement drehend betätigt.
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Ein
durch den Zahnersatz 1 verlaufender Kanal kann jedoch auch
unmittelbar auf den Riegel 11 führen, so dass durch den Kanal
ein entsprechender Stift geschoben werden kann, um diesen Riegel 11 in zumindest
einer Bewegungsrichtung, nämlich
zu seiner Offenstellung, schieben zu können. In diesem Fall würde das
Hilfsantriebselement getriebelos auf den Riegel 11 einwirken
und in Längsrichtung
betätigt.
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Gegebenenfalls
kann eine Schutzhaut im Zahnersatz 1 vorgesehen sein, die
eine geschlossene Oberfläche
des Zahnersatzes 1 ermöglicht
und nur im Notfall bei Bedarf durchstoßen wird, um den jeweiligen
Kanal freizugeben, so dass der Riegel 11 mittels der Hilfsantriebsmittel
bewegt werden kann.