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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer
schneckenförmigen
Ausnehmung im Kieferknochen zur Aufnahme eines schneckenförmigen Verankerungsteils
eines Kieferimplantats, mit welcher, ausgehend von einer zylindrischen
Bohrung, zumindest eine zumindest teilwendelförmige Ausnehmung um die zylindrische
Bohrung herum einbringbar ist und welche einen Führungsteil und ein am Führungsteil
angeordnetes, materialabtragendes Werkzeug zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung
umfaßt.
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Eine
solche gattungsgemäße Vorrichtung
ist Gegenstand der älteren
Gebrauchsmusteranmeldung
DE 20 2006 012 830 U1 . Zur Verbesserung der Verankerung
ist dort vorgeschlagen worden, das bisher grundsätzlich schraubenförmig ausgebildete
Verankerungsteil eines Kieferimplantats durch ein grundsätzlich schneckenförmiges zu
ersetzen. Bei einer solchen Schnecke soll das Größenverhältnis Außendurchmesser zu Kerndurchmesser
insbesondere zwischen 2 und 5 liegen.
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Zur
Herstellung einer entsprechenden schneckenförmigen, nämlich schmalen und tiefen Ausnehmung
im Kieferknochen sind keine Vorrichtungen vorbekannt. In den älteren Anmeldungen
ist jedoch schon eine solche Vorrichtung vorgeschlagen worden. Diese
umfaßt
ein materialabtragendes Werkzeug, das beispielsweise von einigen
auf einem Bogen hintereinander angeordneten, spanabtragenden Zähnen gebildet
ist, die jedoch dort mit einem runden, zapfenförmigen und auch zumindest teilschneckenförmigen Führungsteil
fest verbunden sind. Durch diese Anordnung muß die für eine materialabtragende Wirkung
sorgende Bewegung der Zähne
auch von dem starr mit den Zähnen
verbundenen Führungsteil
selbst durchgeführt
werden, was einerseits einen relativ komplizierten Antrieb des Führungsteils
erfordert und andererseits zu einer kombinierten Vibration desselben
führen
kann.
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Aus
der
DE 690 29 404
T2 ist ein Gewindebohrer bekannt, mit dem jedoch allenfalls
Ausnehmungen für
herkömmliche,
schraubenförmige
Implantate herstellbar sind, der jedoch nicht geeignet ist für die Herstellung
einer ausgesprochen schneckenförmigen
Ausnehmung in einem Knochen. Auch ist hier das eigentliche Werkzeug,
die Schneidzähne, einteilig
mit dem Führungsteil,
dem Schaftabschnitt am Ende des Gewindebohrers, ausgebildet.
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Aus
der
DE 697 25 352
T2 ist ein Implantat bekannt, das ein schneckenförmiges Verankerungsteil
mit mehreren Flügeln
mit sehr großer
Steigung aufweist. Jedoch ist ein Werkzeug zum Herstellen einer
entsprechenden Öffnung
im Knochen nicht entnehmbar.
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Der
Erfindung liegt nun das Bestreben zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen,
mit der eine schnelle und sichere Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung
möglich
ist und bei der ein üblicher
Antrieb verwendet werden kann.
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Hierzu
sieht die Erfindung vor, dass das Werkzeug relativ zum Führungsteil
beweglich angeordnet ist.
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Das
Werkzeug ist folglich nicht mehr starr, sondern beweglich mit dem
Führungsteil
verbunden. Das Führungsteil
hat nicht mehr die Zusatzfunktion, bzw. dient nicht mehr als Mittel,
das Werkzeug anzutreiben, sondern konzentriert sich auf seine eigentliche
Funktion, nämlich
das Werkzeug sicher in der Bohrung und gegebenenfalls in der schneckenförmige Ausnehmung
im Kieferknochen zu führen,
während
die schneckenförmige
Ausnehmung von dem unabhängig
angetriebenen Werkzeug fortlaufend hergestellt wird. Da das Führungsteil
nun keine Werkzeugbewegung, welcher Art auch immer, mehr mitmachen
muß, sondern
nur noch die relativ langsame axiale bzw. wendelförmige Führungsbewegung, ist
eine ruhige und sichere Führung
des Werkzeugs im Kieferknochen während
der Arbeit des Werkzeugs gewährleistet.
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Die
Erfindung ermöglicht
nun auch, die schneckenförmige
Ausnehmung möglichst
schmal und gleichzeitig maßgenau
im relativ porösen
Kieferknochen herzustellen, was wiederum einen guten Sitz des darin
einzudrehenden schneckenförmigen Verankerungsteils
des Kieferimplantats sicherstellt. Außerdem kann nun das Werkzeug in
zweckmäßiger Bauart
und Form ausgewählt
werden, wodurch die Materialabtragung unter Vermeidung von Vibrationen und
dergleichen beschleunigt werden kann, was wiederum zu einer kürzeren Behandlung
und zu einer Schonung des Patienten führt.
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Grundsätzlich kann
bei der Erfindung die effektive Bewegungsrichtung des Werkzeugs
im Bereich der Materialabtragung zumindest im Wesentlichen radial
verlaufen, so dass ein zügiges
wendelförmige
Abtragen des Kieferknochens zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung
um die zylindrische Führungsbohrung
herum möglich
wird.
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Das
Werkzeug wird mit seinen materialabtragenden Teilen in Richtung
des wendelförmigen Schneckengangs
gerichtet, wobei die Bewegungsrichtung des Werkzeugs im Bereich
der Materialabtragung zumindest annähernd und/oder zumindest überwiegend
geradlinig und somit quer zum Schneckengang verläuft, wodurch der Schneckengang
sicher hergestellt werden kann. Je nach Art des Werkzeugs, das weiter
unten noch behandelt werden wird, kann es auch vorteilhaft sein,
wenn die Bewegungsrichtung nach Art einer leichten Kurve, auch in
Form eines Kreisbogens, verläuft.
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Wenn
die Bewegungsrichtung des Werkzeugs im Bereich der Materialabtragung
auf einer geschlossenen Kreisbahn verläuft, können insbesondere rotierende
Werkzeuge verschiedener Bauart eingesetzt werden.
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Wenn
das Werkzeug am Führungsteil
in Richtung der Steigung der herzustellenden schneckenförmigen Ausnehmung
ausgerichtet wird, dann sucht sich das Werkzeug selbsttätig seine
schneckenförmige
Bahn.
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Um
das Werkzeug anzutreiben, kann in platzsparender Weise innerhalb
des Führungsteils eine
Antriebsvorrichtung für
das Werkzeug angeordnet sein.
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Insbesondere
kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung eine
im Zentrum des Führungsteils
drehbar gelagerte Welle umfaßt. Eine
solche Welle kann von einer z. B. aus der Zahnarztpraxis und der
Chirurgie bekannten Antriebsvorrichtung angetrieben werden.
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Um
eine Übersetzung
auf das Werkzeug und/oder eine bestimmte Bewegungsrichtung des Werkzeugs
zu erzielen, kann zwischen der Welle und dem Werkzeug ein Getriebe
geschaltet sein. Ein solches Getriebe kann als Zahnradtrieb, als
Kettentrieb, als Riementrieb oder als Kurbeltrieb ausgebildet sein.
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Um
eine Nachführung
des Werkzeugs axial und in Wendelrichtung sicherzustellen, wird
vorgeschlagen, dass zwischen der Welle und dem Führungsteil eine Kupplung angeordnet
ist, welche das Drehmoment der Welle teilweise auf das Führungsteil
und damit auf das Werkzeug überträgt.
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Da
das Drehmoment von dem Antrieb bzw. der Welle nur teilweise übertragen
werden soll, wird die Kupplung beispielsweise als Reibungskupplung oder
Magnetkupplung ausgebildet. Der Anteil des zu übertragenden Drehmoments kann
auch einstellbar sein.
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In
der Regel umfaßt
das Führungsteil
einem im Wesentlichen runden und eventuell zylindrischen Kern. Dieser
führt sozusagen
als vorstehender, abgerundeter Zapfen das Werkzeug in den Kieferknochen
ein.
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Es
kann jedoch auch als zusätzliches
Führungsteil
vorgesehen sein, dass am Umfang des Kerns zumindest ein Schneckengang
oder zumindest ein Teilschneckengang angebracht ist. Ein Teilschneckengang,
also ein Schneckengang mit weniger als einer ganzen Umdrehung, kann
zur Führung des
Werkzeugs ausreichen, selbst wenn vom Werkzeug eine volle schneckenförmige Ausnehmung
oder noch mehr hergestellt werden soll. Hierzu wird am unteren Ende
des Schneckengangs oder Teilschneckengangs und zwischen dessen Kerndurchmesser und
dessen Außendurchmesser
das Werkzeug angeordnet, das sich während der Materialabtragung fortlaufend
um die zylindrische Bohrung herum wendelförmig in den Kieferknochen hinein
bewegt.
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Wie
schon im eingangs genannten Stand der Technik vorgeschlagen, soll
zur Bildung einer ausgeprägten
Schneckenform das Größenverhältnis Außendurchmesser
zu Kerndurchmesser des Schneckengangs gleich oder größer als
2 sein. Vorzugsweise soll das Größenverhältnis zwischen
2 und 5 betragen, um durch eine verstärkte axiale Abstützung eine gute
Verankerung des einzudrehenden Verankerungsteils des Kieferimplantats
im Kieferknochen zu gewährleisten.
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Das
zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung
und insbesondere am unteren Ende eines führenden Schneckengangs einzusetzende Werkzeug
kann zur schneckenförmigen
Abtragung des Kieferknochens von unterschiedlicher Bauart sein.
In einfachster, aber sehr wirkungsvoller Weise wird das Werkzeug
nach Art einer Säge
ausgebildet. Eine solche Säge
kann wiederum insbesondere als Blattsäge, Kreissäge, Bandsäge, Fadensäge oder Kettensäge ausgebildet
sein. Hierbei können
unterschiedliche aus dem Bereich der Sägentechnik bekannte und auch
hochbelastbare Werkstoffe zum Einsatz kommen, z. B. HSS-Stahl, Hartmetalle,
Keramiken oder Diamant, um die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen.
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Alternativ
hierzu kann das Werkzeug auch nach Art eines Fräsers ausgebildet sein, der
zum Beispiel mittels einer Fräskette,
insbesondere aber mittels eines Scheibenfräsers die schneckenförmige Ausnehmung
herstellt. Ähnlich
wie beim Einsatz der vorgenannten Kreissäge wird das Werkzeug in Steigungsrichtung
der Schnecke ausgerichtet und mit dem Scheibenfräser zwangsläufig ein abgerundetes, nämlich halbkreisförmiges Ende
der schlitzförmigen Ausnehmung,
nach Art eines Sackloches, erzielt, in das dann eine kongruent geformte
Schnecke eines Verankerungsteils passgenau bis zum Anschlag eindrehbar
ist.
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Weitere
besondere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich für
den Fachmann auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung.
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1 zeigt
eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der das Werkzeug als Sägeblatt
ausgebildet ist und über
einen Kurbeltrieb von einer im Führungsteil
drehbar gelagerten Welle angetrieben wird, gemäß dem Schnitt I-I in 2,
mit einer angedeuteten zylindrischen Bohrung im Kieferknochen.
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2 zeigt
die Vorrichtung nachdem Schnitt II-II 1, wobei
jedoch Antriebswelle und Schneckengang weiterhin angedeutet sind.
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3 zeigt
eine zweite Vorrichtung nach der Erfindung, bei der das Werkzeug
als ringförmige
Fräskette
ausgebildet ist und über
ein Zahnradgetriebe von einer im Führungsteil drehbar gelagerten
Welle angetrieben wird, ähnlich
dem Schnitt nach 2.
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Die
Vorrichtung 1 dient zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung
rund um eine zylindrische Bohrung 2 in einem angedeuteten
Kieferknochen 3. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein senkrechtes, rundes,
rohrförmiges
Führungsteil 4,
dem am unteren Ende ein abgerundeter Führungszapfen 5 mit dem
Kerndurchmesser Dk und darüber
ein sich an den Führungszapfen 4 anschließender Schneckengang 6 mit
dem Außendurchmesser
Ds angeformt ist. Der Schneckengang 6 hat die Steigung
S, von der im dargestellten mittigen Schnitt folglich die Strecke
S/2 eingezeichnet ist.
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Innerhalb
einer durchgehenden Bohrung 7 des Führungsteils 4 ist
eine Antriebswelle 8 in Richtung U drehbar gelagert. Die
Antriebswelle 8 endet oben mit einem Kupplungszapfen 9,
der mit einer üblichen
Antriebsvorrichtung verbindbar ist. Im oberen Bereich der Bohrung 7 ist
in einer umlaufenden Nut 10 ein ringförmiges Bremskissen 11 gelagert,
das mit dem ihm zugewandten Abschnitt 8a der Antriebswelle 8 eine
Art Reibungskupplung bildet, die das auf die Antriebswelle 8 aufgebrachte
Drehmoment M teilweise auf das Führungsteil 4 überträgt. Darunter
ist in der Antriebswelle 8 eine Nut 12 eingebracht,
in die zwei radiale Bolzen 13 eingreifen, um die Antriebswelle 8 gegen
Längsverschiebung
zu sichern.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
des weiteren am unteren Ende des Schneckengangs 6 ein Werkzeug in
Form eines Sägeblatts 14.
Das Sägeblatt 14 ist
im Querschnitt u-förmig
ausgebildet. Die Dicke D des Stegs 15 entspricht etwa der
Dicke des Schneckengangs 6. Das Sägeblatt 14 umgreift
einen in der Dicke verminderten Endstreifen 16 mit Spiel
und gleitet mit den Innenseiten 17 seiner beiden Schenkel 18 auf
den beiden parallelen äußeren Seitenflächen 19 des
Endstreifens 16. Zur zusätzlichen Führung des Sägeblatts 14 in radialer
Richtung R dienen Schlitze 20 in den Schenkeln 16,
in denen ein den Endstreifen 16 durchdringender Bolzen 21 gleitbar
geführt
ist.
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Die
Sägezähne 22 stehen
außen
vom Steg 15 ab; sie können
zum Beispiel aus dem Material des Stegs 15 herausgearbeitet
und dann gehärtet
oder auf dem Steg 15, z. B. durch Löten, befestigt sein.
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Das
Sägeblatt 14 wird
durch die Antriebswelle 8 angetrieben. Hierzu ist ein Kurbeltrieb
vorgesehen, der aus einem exzentrisch am unteren Ende der Antriebswelle 8 angeordneten
Zapfen 23 besteht, der in einem Kulissenschlitz 24 in
einem verbreiterten Ende 25 jedes Schenkels 18 gleitbar
gelagert ist. Aus der Zeichnung wird deutlich, dass das Sägeblatt 22 mit
seinen Sägezähnen 22 sich
auf einer nahezu radialen Linie bewegt und dabei den Raum zwischen dem
Kerndurchmesser Dk, der etwa dem Durchmesser der Bohrung 2 entspricht,
und dem Außendurchmesser
Ds des Schneckengangs 6 überstreicht. Nicht deutlich
wird, dass das Sägeblatt 22 leicht schräg, nämlich in
Richtung der Steigung S des Schneckengangs 6 angeordnet
ist, um die zu schaffende Ausnehmung schneckenförmig um die Bohrung 2 herum
herzustellen.
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Zur
Herstellung der schneckenförmigen
Ausnehmung um die Bohrung 2 herum wird die Vorrichtung 1 mit
dem Führungszapfen 5 in
die Bohrung 2 ganz eingeführt und die Antriebswelle 8 angetrieben. Nun
wird über
den Kurbeltrieb 23 und 24 die Sägebewegung
in radialer Richtung R erzeugt, und das Sägeblatt 14 stellt
die schneckenförmige
Ausnehmung um die Bohrung 2 her. Durch die Reibungskupplung, gebildet
aus den dem Bremskissen 11 und dem Abschnitt 8a der
Antriebswelle 8, wird ein Teil des Drehmoments M von der
Antriebswelle 8 auf das Führungsteil 4 und damit
auf den Schneckengang 6 und damit auf das am Endstreifen 16 des
Schneckengangs 6 zwangsweise geführte Sägeblatt 14 übertragen.
Folglich wird das entsprechend der Steigung S schräg stehende
Sägeblatt 14 ständig zwangsläufig in
die wendelförmige
Richtung der herzustellenden schneckenförmigen Ausnehmung nachgeführt, nämlich nach
jedem Sägeschnitt,
mit dem ein kleines Stück
der Ausnehmung hergestellt wird.
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Nach
Erreichen der angestrebten Tiefe der schneckenförmigen Ausnehmung wird die
Vorrichtung 1 vorsichtig aus der Ausnehmung ganz heraus gedreht
und entfernt. Dann kann das Kieferimplantat passgenau eingedreht
werden.
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In 3 ist
eine Abwandlung des Werkzeugs dargestellt. Ansonsten stimmt die
Vorrichtung 1 mit der beschriebenen überein. Hier besteht das Werkzeug
aus einer Fräskette 26.
Die Zähne 27 der Fräskette 26 sind
nur strichpunktiert angedeutet. Die Fräskette 26 wird, in
Richtung R umlaufend, unmittelbar angetrieben durch ein Zahnrad 28,
das mit der Antriebswelle 8, vergl. 1, verdrehfest
verbunden ist. Die Fräskette 26 wird
auf einem Schwert 29 geführt, wie es z. B. bei Kettensägen bekannt
ist. Das Schwert 29 ist Bestandteil des Führungsteils 4,
vergl. 1, und in seiner Führungsfunktion vergleichbar mit
dem Endstreifen 16 des Schneckengangs 6 in 2.
Das Schwert 29 ist sozusagen als unterer Fortsatz des Schneckengangs 6 und
parallel dazu, also vor dem unteren Teil des Schneckengangs 6 angeordnet
und trägt
am freien Ende einen drehbaren Umlenkstern 30, auf dem
die Fräskette 26 umgelenkt wird.
Die Breite der Zähne 17 der
Fräskette 26 ist gleich
der Dicke D des Schneckengangs 6, vergl. 1,
so dass die Fräskette 26 bei
ihrem Einsatz die schneckenförmige
Ausnehmung herstellt, was etwa dem schon oben schon zu den 1 und 2 beschriebenen
Vorgehen entspricht.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Bohrung
- 3
- Kieferknochen
- 4
- Führungsteil
- 5
- Führungszapfen
- 6
- Schneckengang
- 7
- Bohrung
- 8
- Antriebswelle
- 8a
- Abschnitt
- 9
- Kupplungszapfen
- 10
- Nut
- 11
- Bremskissen
- 12
- Nut
- 13
- Bolzen
- 14
- Sägeblatt
- 15
- Steg
- 16
- Endstreifen
- 17
- Innenseite
- 18
- Schenkel
- 19
- Seitenfläche
- 20
- Schlitz
- 21
- Bolzen
- 22
- Sägezähne
- 23
- Zapfen
- 24
- Kulissenschlitz
- 25
- Ende
- 26
- Fräskette
- 27
- Zähne
- 28
- Zahnrad
- 29
- Schwert
- 30
- Umlenkstern
- D
- Dicke
- Dk
- Kerndurchmesser
- Ds
- Außendurchmesser
- M
- Drehmoment
- R
- radiale
Richtung
- S
- Steigung
- U
- Drehrichtung