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Die
Erfindung bezieht sich auf eine chirurgische Säge mit einer Antriebseinheit,
welche mit einem Einspannbereich versehen ist, in welchen lösbar ein
Sägeblatt
einspannbar ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein zu
der chirurgischen Säge
passendes Sägeblatt
mit einem Trägerkörper, welcher an
einem ersten Endbereich mit Einspannmitteln versehen ist und einen
zweiten, distalen Endbereich aufweist.
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Im
Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.
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Aus
dem Stand der Technik sich chirurgische Sägeblätter bekannt, welche in Form
eines länglichen,
flachen Körpers
ausgebildet sind. Am distalen Endbereich sind mit Schneiden versehene
Sägezähne vorgesehen.
Ein Einspannbereich ist in eine Antriebseinheit einspannbar. Das
Sägeblatt
wird durch die Antriebseinheit in laterale, oszillierende Bewegungen
versetzt, so dass die Schneiden der Zähne in beiden Bewegungsrichtungen
einen Schnitt durch Knochengewebe durchführen können.
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Bei
den bekannten chirurgischen Sägeblättern erweist
es sich als Nachteil, dass der Schnittbereich nicht oder nur ungenügend von
Spänen
und abgetrennten Partikeln befreit werden kann, so dass sich die
Sägezähne zusetzen.
Weiterhin erfolgt durch die auftretende Reibung eine starke Erwärmung, welche
das Knochengewebe schädigen
kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine chirurgische Säge sowie
ein chirurgisches Sägeblatt
zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger
Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeiden
und sich durch ein optimiertes Sägeverhalten
auszeichnen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche gelöst, die
jeweiligen Unteransprüche
zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist somit
ein chirurgisches Sägeblatt
geschaffen, welches im Bereich des ersten, proximalen Endbereichs,
welcher in eine chirurgische Säge
einspannbar oder mit dieser koppelbar ist, mit einem Antriebselement
versehen ist. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Sägeblatt
zumindest im Bereich des zweiten, distalen Endbereichs ein mit einer
Schneide versehenes Sägeelement
gelagert. Das Sägeelement
ist bewegbar an dem Trägerkörper gelagert
und mit dem Antriebselement zur Bewegungsübertragung gekoppelt.
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Das
erfindungsgemäße Sägeblatt
zeichnet sich im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten
Sägeblättern somit
dadurch aus, dass erfindungsgemäß an dem
Trägerkörper ein
separates Sägeelement
gelagert ist, welches relativ zu dem Trägerkörper bewegbar ist. Die Bewegung
erfolgt dabei mittels des Antriebselements über die chirurgische Säge, welche
nachfolgend beschrieben werden wird.
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Erfindungsgemäß ist somit
eine funktionelle Trennung zwischen dem Trägerkörper und der mit den Sägezähnen versehenen
Verzahnung vorgesehen. Hierdurch ist es zum einen möglich, das
Sägeelement
unabhängig
von dem Trägerkörper in
der gewünschten
Weise zu bewegen. Weiterhin ist, im Gegensatz zu der oszillierenden
Arbeitsweise des Standes der Technik die Möglichkeit geschaffen, das Sägeelement,
welches nicht oszillierend, sondern in einer Bewegungsrichtung angetrieben
wird, hinsichtlich der Schneidengeometrie zu optimieren. Es können somit
Zähne ausgebildet
sein, welche in einer Schnittrichtung optimal schneiden. Dies ist
im Stand der Technik nicht möglich,
da dort die Zähne
in beiden Schnittrichtungen, bedingt durch die oszillierende Wirkungsweise,
arbeiten müssen.
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Da
erfindungsgemäß das Sägeelement
bewegbar an dem Trägerkörper gelagert
ist, befindet sich dieses nur über
einen Teilbereich seiner Gesamtlänge
im schneidenden Einsatz. Somit besteht die Möglichkeit, das Sägeelement
kontinuierlich während
des Einsatzes in optimierter Weise zu kühlen und/oder von anhaftenden
Spänen
oder Partikeln des Knochengewebes oder von Bindegewebe zu befreien
und damit zu reinigen.
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Erfindungsgemäß ergibt
sich somit eine optimierte Sägeleistung
und Handhabung des Sägeblatts.
Es ist möglich,
das Sägeblatt
geradlinig zu führen,
da keine seitliche oszillierende Bewegung erforderlich ist. Somit
ist der Schnittbereich präziser
einzuhalten, Verletzungen des umliegenden Gewebes durch die seitlichen
Ausschläge
beim Oszillieren des Sägeblattes
gemäß dem Stand
der Technik sind somit vermeidbar.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Sägeblattes ergibt sich dadurch,
dass dieses geradlinig geführt
werden kann und insgesamt leichter führbar ist, insbesondere, da
keine Bewegungsumkehr bei dem Schnittvorgang auftritt.
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In
besonders günstiger
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sägeelement
in Form eines länglichen,
mit Schneiden versehenen, in seiner Längsrichtung bewegbaren Elements
ausgebildet ist, welches bevorzugterweise endlos ausgestaltet ist
und in Form einer umlaufenden Sägekette, eines
Drahtes oder in ähnlicher
Weise ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den Schnittbereich hinsichtlich
seiner Dicke zu minimieren und gleichzeitig das Säge- oder
Schnittverhalten zu optimieren.
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Das
Sägeelement
kann erfindungsgemäß mit definiert
ausgebildeten Sägezähnen und
entsprechenden Schneiden versehen sein. Es ist jedoch auch möglich, das
Sägeelement
mit abrasiven Partikeln zu belegen, welche unregelmäßig angeordnete, undefinierte
Schneiden aufweisen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, das
Sägeblatt
in Form eines rotierenden, mit Schneiden versehenen Elements auszubilden, ähnlich einer
Kreissäge.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht das
chirurgische Sägeblatt,
das Sägeelement
an zumindest einem Randbereich des Trägerkörpers zu lagern. Hierdurch
ergibt sich ein dünner Aufbau
des Sägeblatts.
Dieses ist weiterhin so ausgestaltbar und dimensionierbar, dass
es mit üblichen oder
entsprechend angepassten Sägeschablonen verwendbar
ist. Somit ist das erfindungsgemäße chirurgische
Sägeblatt
bevorzugt für
die Implantatvorbereitung im Knie- und Hüftbereich einsetzbar.
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Das
erfindungsgemäße Antriebselement
ist zur Umsetzung einer Rotationsbewegung in eine Bewegung des Sägeelements,
insbesondere in eine umlaufende Bewegung des Sägeelements, ausgebildet. Dabei
ist das Antriebselement beispielsweise in Form einer Riemenscheibe
ausgestaltet, welche von dem umlaufenden Sägeelement umgriffen wird. Es ist
jedoch auch möglich,
andere Antriebswege zu wählen.
Insgesamt ist ein Drehmomentübertragungsbereich
zwischen dem Antriebselement und dem Sägeelement vorgesehen.
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Die
erfindungsgemäß geschaffene
chirurgische Säge
weist eine Antriebseinheit auf, welche mit einem Einspannbereich
versehen ist, in welchen das Sägeblatt
lösbar
einspannbar oder mit welchem das Sägeblatt lösbar koppelbar ist. Dabei ist
der Einspannbereich bevorzugterweise mit einem Kopplungsbereich
versehen, welcher zur Drehmomentübertragung
mit dem Drehmomentübertragungsbereich
des Sägeblatts
koppelbar oder verbindbar ist.
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In
einer besonders günstigen
Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Kopplungsbereich eine Steckachse,
auf welche zur Drehmomentübertragung
lösbar
der Drehmomentübertragungsbereich des
Sägeblatts
aufsteckbar ist. Dabei ist es besonders günstig, wenn der Einspannbereich
ein Getriebe umfasst, um die Rotationsbewegung eines Antriebsmotors
auf das Antriebselement des Sägeblatts
zu übertragen
und um zur Anpassung unterschiedlicher Schnittgeschwindigkeiten
oder Sägegeschwindigkeiten
beizutragen, so dass es möglich
ist, durch Auswechseln oder Ändern
des Getriebes oder des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes Schnittgeschwindigkeiten der chirurgischen Säge zu wählen, welche
den jeweiligen Anwendungsbedingungen in optimierter Weise angepasst
sind.
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Erfindungsgemäß ist es
weiterhin besonders günstig,
wenn der Einspannbereich mit zumindest einem Positionierelement
versehen ist, welches formschlüssig
mit einem Positionierelement des Sägeblatts in Eingriff bringbar
ist. Hierdurch wird eine feste Verbindung zwischen dem chirurgischen
Sägeblatt und
der chirurgischen Säge
geschaffen, so dass zwischen diesen beiden keine Relativbewegung
auftreten kann.
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Hierdurch
verbessert sich die Handhabung der chirurgischen Säge, so dass
präzisere
Sägeschnitte
durchgeführt
werden können.
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Besonders
günstig
ist es, wenn die Antriebseinheit mit einer Kühlmittelzufuhrvorrichtung versehen
ist. Hierdurch ist es möglich,
das umlaufend oder bewegbar an dem Sägeblatt gelagerte Sägeelement zu
kühlen
und gegebenenfalls bei dieser Zufuhr von Kühlmitteln eine Schmierung vorzusehen,
um die Reibung zwischen dem umlaufenden Sägeelement und dem Trägerkörper des
Sägeblattes
zu verringern.
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In
analoger Weise kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Antriebseinheit
mit einer Sägeblatt-
oder Sägeelementreinigungsvorrichtung
versehen ist. Diese kann beispielsweise in Form einer Luftdüse ausgebildet
sein, um anhaftende Partikel oder Gewebeteile von dem Sägeelement
zu entfernen, wenn dieses den Schnittbereich verlassen hat und sich
in der Nähe
des Antriebselements befindet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine
vereinfache, perspektivische Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Sägeblatts,
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2 eine
perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Säge mit dem in 1 gezeigten
Sägeblatt
im einsatzbereiten Zustand,
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3 eine
Ansicht, analog 2, mit gelöster Einspannung des Sägeblatts,
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4 eine
Ansicht, analog den 2 und 3, mit einem
Zustand zur Entnahme des Sägeblatts,
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5 eine
vergrößerte perspektivische
Teilansicht, analog 3,
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6 eine
weitere perspektivische Ansicht des Einspannbereichs,
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7 eine
vergrößerte, perspektivische
Teilansicht des Getriebes des Einspannbereichs,
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8 eine
vergrößerte, perspektivische
Ansicht, analog 4, mit Darstellung des Einspannbereichs,
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9 eine
Ansicht, analog 8, mit eingesetztem und in den
Einspannbereich eingeschobenem Sägeblatt,
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10 eine
Ansicht, analog den 8 und 9, mit eingesetztem
und gekoppteltem Sägeblatt,
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11 eine
weitere perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sägeblatts,
und
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12 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sägeblatts.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die 1 zeigt
in perspektivischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sägeblatts
mit einem länglichen,
blattartigen flachen Trägerkörper 1,
an dessen Umfangskante ein Sägeelement 5 umlaufend
angeordnet ist. Der Trägerkörper 1 weist
beispielsweise eine Nut oder eine vorstehende Rippe auf, an welcher
das Sägeelement 5 gehalten
ist. Das Sägeelement 5 ist
beispielsweise in Form eines umlaufenden Drahtes ausgebildet und mit
im Einzelnen nicht dargestellten, mit Schneiden versehenen Sägezähnen versehen.
Das Sägeelement 5 kann
auch mit abrasiven Partikeln belegt sein.
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Hinsichtlich
der Ausgestaltung des Sägeelements
sind erfindungsgemäß unterschiedlichste
Varianten möglich,
dieses kann aus einem metallischen Werkstoff bestehen, es ist jedoch
auch möglich,
dieses aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen. Bei dem in 5 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist das Sägeelement
in Form eines Rings ausgebildet und umläuft den Trägerkörper 1.
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Der
Trägerkörper 1 umfasst
einen ersten, proximalen Endbereich sowie einen zweiten, distalen Endbereich.
Der distale zweite Endbereich 3 bildet den Sägebereich,
während
der erste, proximale Endbereich 2 ein Antriebselement 4 aufweist
und mit einer Antriebseinheit 7 (siehe 2 ff.)
koppelbar ist.
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Das
Antriebselement 4 ist beispielsweise scheibenförmig ausgebildet
und an dem Trägerkörper 1 gelagert.
Es umfasst bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
eine Ringnut, um welche das Sägeelement 5 geschlungen
ist, so dass bei einer Drehung des Antriebselements 4 das
Sägeelement 5 längs der
Außenkante
des Trägerkörpers 1 bewegt
wird. Das Antriebselement 5 ist mit einem Drehmomentübertragungsbereich 6 versehen,
welcher beispielsweise in Form eines Sechskants ausgebildet sein
kann, in welchen eine Steckachse einsteckbar ist.
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Die 2 bis 4 zeigen
eine Antriebseinheit, welche einen Körper 17 umfasst, welcher
beispielsweise mit einem Antriebsmotor versehen ist. Weiterhin ist
ein Griffbereich 28 vorgesehen, der von einem Operateur
gehalten wird.
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Die
Antriebseinheit 7 umfasst weiterhin einen Einspannbereich 8,
mit welchem der Trägerkörper 1 der
chirurgischen Säge
koppelbar ist. Hierfür
ist der Einspannbereich 8 mit einem Kopplungsbereich 9 oder
einem Kopplungselement versehen. Dieses ist mit einem Schlitz 18 ausgebildet,
in welchen der erste Endbereich 2 des Trägerkörpers 1 des
Sägeblatts
einschiebbar ist. Der Kopplungsbereich 9 (Kopplungselement)
ist mittels eines Hebelmechanismus 19 verschwenkbar oder
höhenverstellbar
an dem Einspannbereich 8 gelagert. Die Betätigung des Hebelmechanismus 19 erfolgt über einen
Betätigungshebel 20,
welcher durch die Hand des Operateurs verschwenkt werden kann. Die 2 zeigt
einen betriebsbereiten Zustand, bei welchem der Betätigungshebel 20 gegen
einen Schalter 21 gedrückt werden
kann, um die Antriebseinheit 7 zur Bewegung des Sägeelements 5 einzuschalten
bzw. bei Trennung des Betätigungshebels
von dem Schalter 21 wieder abzuschalten. Bei einer Verschwenkung
des Betätigungshebels 20,
wie in 3 dargestellt, führt der Hebelmechanismus 19 zu
einem Anheben des Kopplungsbereichs 9, so dass das Sägeblatt,
wie in 5 gezeigt, angehoben wird. Die Anhebung des Sägeblatts
erfolgt zusammen mit dem Kopplungsbereich 9, da das Sägeblatt
in den Schlitz 18 eingeschoben ist. Somit wird das Antriebselement 4 mit
seinem Drehmomentübertragungsbereich 6 von
einer Steckachse 11 abgehoben und von Positionierelementen 13 (Positionierstifte)
des Einspannbereichs getrennt, welches sich mit Positionierelementen 14 des
Sägeblatts 10 (Passbohrungen)
in Eingriff befinden, wenn das Sägeblatt 10 mit
der Antriebseinheit 7 gekoppelt ist. Somit ist eine Entnahme
des Trägerkörpers 1 bzw.
Sägeblatts 10 von
der Antriebseinheit 7 möglich, so
wie dies in 4 dargestellt ist.
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Die 8 bis 10 zeigen
diesen Vorgang nochmals im Einzelnen. In 8 ist ersichtlich,
dass der Kopplungsbereich 9 angehoben ist, so dass das Sägeblatt 10 aus
dem Schlitz 18 entnommen werden kann. In diesem Zustand
des Kopplungsbereichs 9 (siehe 9) ist es
somit möglich,
das Sägeblatt 10 in
den Schlitz 18 einzuschieben, so dass die Positionierstifte 13 sich
fluchtend zu den Positionierelementen 14 (Aufnahmebohrungen
des Trägerkörpers 1) befinden.
Weiterhin ist die Steckachse 12 positionsgenau zu dem Drehmomentübertragungsbereichs 6 des
Antriebselements 4 des Trägerkörpers 1 angeordnet.
Bei einem Absenken des Kopplungsbereichs (siehe 10)
erfolgt somit eine Kopplung der beiden Positionierelemente 13 und 14 sowie
der Steckachse 11 und des Drehmomentübertragungsbereichs 6.
Das Sägeblatt 10 befindet
sich somit in einer gekoppelten, fixierten und betriebsbereiten
Position.
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Die 7 zeigt
in der Detailansicht eine Motorwelle 22, welche mittels
eines Lagers 23 an einem Lagergehäuse 24 der Antriebseinheit 7 gelagert
ist. Mittels eines Getriebes 12 (Kegelradgetriebe) ist
eine Steckachse 11 antreibbar, welche mittels eines Lagers 25 an
dem Lagergehäuse 24 gelagert
ist. Somit ist es zum einen möglich,
eine Umkehr der Antriebsachsen von einem Motor vorzunehmen. Zum
anderen ist eine Drehzahlanpassung zum optimierten Antrieb des Sägeelements 5 möglich.
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Die 6 zeigt
zusätzlich
eine Kühlmittelzuführvorrichtung,
durch welche Kühlmittelmedium
an den ersten, proximalen Endbereich 2 des Trägerkörpers 1 geleitet
wird, um das Sägeblatt 5 zu
kühlen. Das
Kühlmedium
kann in Form einer Flüssigkeit
ausgebildet sein.
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Weiterhin
zeigt die 6, dass die Antriebseinheit 7 mit
einer Sägeblattreinigungsvorrichtung 16 versehen
ist. Diese ist in Form von Röhrchen
ausgebildet, so dass beispielsweise ein Druckluftstrahl auf das
umlaufende Sägeelement 5 geleitet
werden kann. Dieser Druckluftstrahl wird anschließend abgesaugt
und transportiert die abgelöste
Sägespäne oder
Materialpartikel ab.
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Die 11 und 12 zeigen
weitere Ausführungsvarianten
des erfindungsgemäßen Sägeblatts 10.
Bei der in 11 gezeigten Ausgestaltung ist
ein zusätzliches
umlaufendes Antriebselement 26 mit dem Antriebselement 4 gekoppelt.
Das Antriebselement 26 läuft über Rollen 27, welche
wiederum mit nicht dargestellten Antriebsrollen gekoppelt sind, welche
wiederum zwei Sägeelemente 5a und 5b antreiben.
Diese sind an zueinander parallelen Trägerkörpern 1a und 1b gelagert.
Es ergibt sich somit die Möglichkeit,
zwischen den beiden Trägerkörpern 1a und 1b einen
Spalt vorzusehen, welcher beispielsweise zum Abtransport von Spänen und
Partikeln dienen kann. Bei dem in 11 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist es möglich,
die beiden Sägeelemente 5a und 5b gegenläufig auszubilden,
so dass sich keine seitlich gerichtete Rückstellkraft ergibt.
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Eine ähnliche
Wirkung zeigt das Ausführungsbeispiel
der 12, bei welchem zwei Sägeelemente 5 vorgesehen
sind, welche in Form von diamantierten Scheiben oder Kreissägen ausgestaltet sind.
Auch hierbei ist es möglich,
mittels eines nicht gezeigten Zwischengetriebes eine Bewegungsumkehr
eines des Sägeelements 5 vorzusehen,
so dass diese beiden gegenläufig
arbeiten und laterale Schnittkräfte
kompensieren.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weiterhin
ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Lagerungs- und Positionierungselemente
beschränkt.
Vielmehr kann der Trägerkörper 1 des
Sägeblatts 10 in
unterschiedlicher Weise mit der Antriebseinheit 7 gekoppelt
werden, um eine Drehmomentübertragung
sicherzustellen.
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- 1
- Trägerkörper
- 2
- erster,
proximaler Endbereich
- 3
- zweiter,
distaler Endbereich
- 4
- Antriebselement
- 5
- Sägeblatt
- 6
- Drehmomentübertragungsbereich
des Antriebselements 4
- 7
- Antriebseinheit
- 8
- Einspannbereich
der Antriebseinheit 7
- 9
- Kopplungsbereich
- 10
- Sägeblatt
- 11
- Steckachse
- 12
- Getriebe
- 13
- Positionierelement
des Einspannbereichs 8
- 14
- Positionierelement
des Sägeblatts 10
- 15
- Kühlmittelzufuhrvorrichtung
- 16
- Sägeblattreinigungsvorrichtung
- 17
- Körper
- 18
- Schlitz
- 19
- Hebelmechanismus
- 20
- Betätigungshebel
- 21
- Schalter
- 22
- Motorwelle
- 23
- Lager
- 24
- Lagergehäuse
- 25
- Lager
- 26
- Antriebselement
- 27
- Rolle
- 28
- Griffbereich