DE102008061249A1

DE102008061249A1 - A surgical drilling technique, a surgical drill with an attachment, and an attachment for a surgical drill

Info

Publication number: DE102008061249A1
Application number: DE102008061249A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. Klotz; Friedrich-Wilhelm Prof. Dr.-Ing. Bach
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: BACH, FRIEDRICH-WILHELM, PROF. DR.-ING., DE; Klotz Johannes Dipl-Ing De
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-17
Also published as: WO2010066221A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Bohrverfahren und eine für chirurgische Zwecke bestimmte Bohrmaschine (1) mit einem Aufsatz (2) und einem Bohrer (4) sowie einen Aufsatz (2) für eine Bohrmaschine (1). Um einen unerwünschten Wärmeeintrag in das Gewebe aufgrund von Bohrungen in einen Inplantatwerkstoff wesentlich zu reduzieren, ist der Bohrer (4) von einem Kühlmittel durchströmbar. Nach dem Austritt durch eine Austrittsöffnung (7) im Bereich der Bohrerspitze der Bohrstelle an der Bohrstelle wird das Kühlmittel zusammen mit den darin enthaltenen Spänen entlang der Spannut des Bohrers (4) einer zylindrischen Spanaufnahme (8) zugeführt, welche den Bohrer (4) radial einschließt.The invention relates to a surgical drilling method and a surgical drill (1) with an attachment (2) and a drill (4) and an attachment (2) for a drill (1). In order to substantially reduce unwanted heat input into the tissue due to drilling in an implant material, the drill (4) can be flowed through by a coolant. After exiting through an outlet opening (7) in the region of the drill bit of the drilling site at the drilling site, the coolant along with the chips contained therein along the flute of the drill (4) a cylindrical chip receiving (8) is fed, which the drill (4) radially includes.

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Bohrverfahren, eine für chirurgische Zwecke bestimmte Bohrmaschine mit einem Aufsatz und einem an dem Aufsatz mittels eines Kupplungselements fixierbaren Bohrer sowie einen Aufsatz für eine für chirurgische Zwecke bestimmte Bohrmaschine.The The invention relates to a surgical drilling method, one for Surgical purposes specific drill with an attachment and a fixable to the attachment by means of a coupling element drills and an attachment for a surgical use certain drill.

Eine solche Bohrmaschine und ein solches chirurgisches Bohrverfahren werden in der Praxis beispielsweise eingesetzt, um eine Schraubverbindung von Bruchflächen mittels einer Osteosyntheseplatte zu ermöglichen und dadurch das Zusammenwachsen der betroffenen Knochen zu begünstigen. Hierzu wird die Osteosyntheseplatte mit mehreren Schrauben in jede Hälfte des gebrochenen Knochens eingeschraubt, um diese dadurch zu verbinden.A Such a drilling machine and such a surgical drilling method are used in practice, for example, a screw connection fracture surfaces by means of an osteosynthesis plate and thereby promote the convergence of the affected bones. For this The osteosynthesis plate is screwed into each half with several screws of the broken bone screwed in to connect them.

Mit zunehmendem Alter treten heute verstärkt Verschleißerscheinungen zutage, die insbesondere den Gelenkapparat betreffen und somit einen partiellen oder vollständigen Gelenkersatz erfordern. So werden derzeit allein in Deutschland etwa 300.000 künstliche Knie- und Hüftgelenke im Jahr implantiert. Da diese Patienten nach einer erfolgreichen Therapie heute wieder sehr mobil sind und sich aktiv am gesellschaftlichen Leben beteiligen, kommt es in den letzten Jahren vermehrt zu Frakturen an Knochen, in denen künstliche Gelenke verankert sind.With As we grow older, signs of wear and tear increasingly occur today In particular, the articular apparatus and thus a require partial or complete joint replacement. So Currently, about 300,000 artificial ones are in Germany alone Knee and hip joints implanted in the year. Because these patients after a successful therapy today are very mobile again and actively participate in social life, it comes in the In recent years, increased fractures of bones in which artificial Joints are anchored.

Einen wesentlichen Einfluss auf die auftretenden Frakturen hat dabei die durch das Implantat bedingte unnatürliche Kraftverteilung im Knochen aufgrund des gegenüber dem Knochen deutlich erhöhten Elastizitätsmoduls des Implantatwerkstoffs. Durch diese Belastungsabschirmung im Knochen kommt es zu einem Rückbau der Knochensubstanz und entsprechend verminderter Stabilität. Zudem bilden sich bei Belastungen am unteren Ende des Implantatschaftes Spannungsspitzen aus, die folglich hier zu einem Bruch des Knochens führen.a Significant influence on the occurring fractures has the unnatural force distribution due to the implant in the bone due to the opposite to the bone clearly increased elastic modulus of the implant material. By this load shielding in the bone leads to a dismantling the bone substance and correspondingly reduced stability. In addition, under load at the lower end of the implant shaft Spikes, therefore, here to a fracture of the bone to lead.

Zur Fixierung der Bruchflächen mittels einer Osteosyntheseplatte ist es in diesen Fällen erforderlich, die Schrauben beiderseits des Prothesenschaftes im Knochen zu befestigen.to Fixation of the fracture surfaces by means of an osteosynthesis plate In these cases it is necessary to tighten the screws on both sides to attach the prosthesis shaft in the bone.

Als nachteilig erweist es sich jedoch in der Praxis, dass eine Fixierung der Fraktur aufgrund der durch den innenliegenden Prothesenschaft geschwächten Knochensubstanz stark erschwert ist.When However, it proves disadvantageous in practice that a fixation the fracture due to the internal prosthetic stem weakened bone substance is severely hampered.

Die DE 10 2006 058 937 A1 bezieht sich auf eine Bohrmaschine mit einer Aufnahme, welche eine Anlagefläche für einen dem Bohrer abgewandten Bereich eines einen Prothesenschaft einer Prothese, insbesondere einer Gelenkprothese, aufnehmenden Knochens aufweist. Der Bohrer dient dabei dem Einbringen einer Bohrung in den Knochen sowie in den Prothesenschaft, sodass die Verschraubung nicht lediglich in der Knochenstruktur, sondern auch im Prothesenschaft vorgenommen werden kann.The DE 10 2006 058 937 A1 refers to a drilling machine with a receptacle, which has a contact surface for a region remote from the drill bit of a prosthesis shaft of a prosthesis, in particular a joint prosthesis, receiving bone. The drill serves to introduce a hole in the bone and in the prosthesis shaft, so that the screw can be made not only in the bone structure, but also in the prosthesis stem.

Durch die DE 199 55 026 B4 ist bereits eine zum Einbringen einer länglich ausgebildeten Fixierhilfe in einen Knochen unter sterilen Bedingungen bestimmte Handbohrmaschine beschrieben. Die Handbohrmaschine ist mit einer motorisch in Rotation versetzbaren Antriebswelle ausgestattet, die kinematisch mit einem Bohrdrahtfutter verbunden ist. Das Bohrdrahtfutter ist derart offen ausgebildet, dass die Fixierhilfe in einer geöffneten Stellung des Bohrdrahtfutters durch dieses hindurchführbar ist und in einer geschlossenen Stellung drehfest mit dem Bohrdrahtfutter verbunden ist.By the DE 199 55 026 B4 For example, a hand drill intended to introduce an elongated fixation aid into a bone under sterile conditions is already described. The hand drill is equipped with a motor-driven rotatable drive shaft, which is kinematically connected to a drill wire chuck. The drill wire chuck is designed to be open in such a way that the fixing aid can be guided through the drill wire chuck in an open position and is non-rotatably connected to the drill wire chuck in a closed position.

Die DE 103 02 873 B3 bezieht sich auf ein in der Chirurgie anwendbares Bohrersystem, bestehend aus einem Antriebsteil und einem Funktionsteil, wobei das Antriebsteil aus einem nichtmagnetischen Metall besteht.The DE 103 02 873 B3 refers to a drill system applicable in surgery, comprising a drive part and a functional part, wherein the drive part consists of a non-magnetic metal.

Ferner beschreibt die DE 295 04 857 U1 eine Bohrlehre als Führung für einen Bohrer für chirurgische Bohrer mit einer mit ihrem vorderen Ende an einem Knochen ansetzbaren Hülse, durch deren Innenraum hindurchgreifend der Bohrer in den Knochen eindrehbar ist, und mit einer Anschlagfläche am hinteren Ende, an der ein die Eintauchtiefe des Bohrers in die Hülse begrenzender Anschlag des Bohrers anliegen kann. Die Bohrlehre ist mit Mitteln zur Veränderung des Abstandes zwischen der Anschlagfläche und dem vorderen Ende der Hülse ausgestattet, um so dem Operateur ein sicheres Einbringen von Bohrungen in den Knochen zu ermöglichen.Furthermore, the describes DE 295 04 857 U1 a drilling jig as a guide for a drill for surgical drill with a front end on a bone attachable sleeve, through the interior of which the drill is screwed into the bone, and with a stop surface at the rear end, at a the immersion depth of the drill in the sleeve limiting stop of the drill can rest. The drill guide is provided with means for varying the distance between the stop surface and the front end of the sleeve so as to allow the surgeon to safely insert bores into the bone.

Die DE 693 26 397 T2 offenbart auch bereits eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes mit einer Werkzeughalterung und einem drehenden Schneidwerkzeug, welches an einer äußeren Oberfläche einen Kühlmittelkanal aufweist. Dieser verläuft von dem hinteren Ende des Schneidwerkzeuges zu einem Bereich nahe dem freien Ende, sodass das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten des Schneidwerkzeuges aufgebracht wird.The DE 693 26 397 T2 also already discloses a device for machining a workpiece with a tool holder and a rotating cutting tool, which has a coolant channel on an outer surface. This extends from the rear end of the cutting tool to a region near the free end, so that the coolant is applied directly to the rake surfaces of the cutting edges of the cutting tool.

Durch die DE 23 31 023 C3 ist ein Bohrer für die Zahnheilkunde bekannt. Der Bohrer hat einen Längskanal für die Zuführung von Kühlflüssigkeit zum Werkzeug, welcher am Arbeitsende des Werkzeugs nach außen mündet. Die Kühlflüssigkeit tritt durch die Öffnungen auch wieder in den Fräskopf-Hohlraum ein, wobei auch Bohrmehl in den Fräskopf-Hohlraum geschwemmt wird. Hierdurch soll die Wärme am Ort ihrer Entstehung reduziert werden, also an der Stelle, an der die Schneidflächen an der abzutragenden Substanz reiben.By the DE 23 31 023 C3 is a drill known for dentistry. The drill has a longitudinal channel for the supply of coolant to the tool, which opens at the working end of the tool to the outside. The cooling liquid also enters the milling head cavity through the openings, and also drilling dust is swept into the milling head cavity. In this way, the heat is to be reduced at the place of its formation, ie at the point where the cutting surfaces rub against the substance to be removed.

Ferner bezieht sich die DE 10 2006 016 290 A1 auf einen Bohrer zur spanenden Bearbeitung, welcher eine innenliegende Kühlmittelversorgung aufweist.Furthermore, the DE 10 2006 016 290 A1 to a drill for machining, which has an internal coolant supply.

Als nachteilig erweist sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bohrmaschinen für chirurgische Zwecke die mit dem Bohren in Implantate verbundene hohe Wärmeentwicklung, sodass die dabei freigesetzten Metallspäne, die die Wärmeenergie speichern, zu einer Schädigung des Gewebes führen können, da jede Temperaturerhöhung oberhalb von 42°C innerhalb des menschlichen Körpers zu vermeiden ist. Hinzu kommt, dass Bohrmaschinen zur Bearbeitung hochfester Werkstoffe zwingend als Standbohrmaschinen ausgeführt sind, da eine axiale Kühlmittelzuführung dichtungsbedingt von der der Bearbeitungszone abgewandten Seite bisher nur durch eine kraftschlüssige Verbindung des Bohrers mit einem Bohrfutter realisiert werden konnte, was zur Konsequenz hat, dass ein manuelles Bohrverfahren sowie eine manuelle Bohrvorrichtung nicht realisiert werden konnten.When disadvantageous proves in the known from the prior art Drills for surgical use with drilling in implants associated high heat development, so the metal chips released thereby, which store the heat energy, can lead to damage to the tissue, because any temperature increase above 42 ° C within of the human body is to be avoided. Come in addition, that drilling machines for processing high-strength materials mandatory are designed as drill presses, as an axial Coolant supply due to the sealing of the Processing zone facing away so far only by a non-positive Connection of the drill with a chuck could be realized which has the consequence that a manual drilling method and a manual drilling device could not be realized.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wesentlich verbessertes Bohrverfahren sowie einen zur Durchführung des Verfahren bestimmten Aufsatz für eine manuelle, in der Chirurgie verwendete Bohrmaschine sowie eine mit einem solchen Aufsatz versehene manuelle Bohrmaschine zu schaffen, wodurch ein unerwünschter Wärmeeintrag, insbesondere aufgrund von Bohrungen in Implantatwerkstoffe, wesentlich reduziert wird.In front In this background, the invention is based on the object significantly improved drilling process and one for implementation essay for a manual, in the Surgery used drilling machine and one with such an essay provided manual drill, creating an undesirable Heat input, in particular due to drilling in implant materials, is significantly reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Bohrverfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung des Bohrverfahrens ist den Unteransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.These Task is according to the invention with a drilling method solved according to the features of claim 1. The further embodiment of the drilling method is the dependent claims To take 2 to 6.

Erfindungsgemäß wird also ein chirurgisches Bohrverfahren zum Einbringen von Bohrungen in Knochen und darin fixierte Implantate dadurch geschaffen, dass bei der Durchführung des Bohrverfahrens ein Kühlmittel durch einen Bohrer einer Nebenschneide folgend geführt wird und dem Drallwinkel des Bohrers folgend hinter wenigstens einer Hauptschneide des Bohrers austritt. Das Kühlmittel wird in einen Bereich hinter einem zu erzeugenden Span abgelenkt und umspült dadurch den Span sowie den Bohrer. Auf diese Weise wird der abgetrennte Span entsprechend der Drehrichtung des Bohrers von dem Kühlmittel durch eine Spannut des Bohrers zu einer dem Bohrer abgewandten Spanaufnahme befördert und von einer Spanaufnahme aufgefangen. Die Spanaufnahme schließt den Bohrer ein und passt sich der Bohrereindringtiefe entsprechend an. Eine unerwünschte Wärmeentwicklung wird dabei in einfacher Weise vermieden, indem entstehende Späne gemeinsam mit dem durch die Austrittsöffnung in die Bearbeitungszone austretenden Kühlmittel entlang einer Spannut des Bohrers durch die Durchbrechung in das Innere der Spanaufnahme transportiert werden. Die auf eine unerwünschte Temperatur erwärmten Partikel, insbesondere metallische Späne des Implantatmaterials, gelangen somit nicht unkontrolliert in das umliegende Gewebe. Vielmehr werden die Späne an der Außenseite des Bohrers in die Spanaufnahme gefördert. Dadurch wird nicht nur ein zuverlässiger Abtransport der Späne, sondern auch eine ununterbrochene Kühlkette der Späne sichergestellt.According to the invention So a surgical drilling method for introducing holes created in bones and fixed implants in that by in carrying out the drilling process, a coolant guided by a drill following a secondary cutting edge and following the helix angle of the drill behind at least one Main cutting edge of the drill emerges. The coolant is deflected into an area behind a chip to be generated and thus lapping the chip and the drill. In this way the cut chip will be according to the direction of rotation of the drill from the coolant through a flute of the drill to a the Drill facing away chip receiving transported and from a Spanaufnahme caught. The chip holder closes the Drill and adapts the Bohringeindringtiefe accordingly. An undesirable heat development is thereby avoided in a simple way, by resulting chips together with the through the outlet opening in the processing zone escaping coolant along a flute of the drill transported through the opening in the interior of the chip holder become. The heated to an undesirable temperature Particles, in particular metallic chips of the implant material, thus do not reach the surrounding tissue uncontrolled. Much more the chips are on the outside of the drill promoted into the chip holder. This will not just be one Reliable removal of chips, but also a Continuous cold chain of chips ensured.

Die Aufgabe wird weiterhin mit einer für chirurgische Zwecke bestimmten Bohrmaschine mit einem Aufsatz gelöst, indem der Bohrer als ein von einem Kühlmittel durchströmbarer Hohlkörper ausgeführt ist mit einer Austrittsöffnung für das Kühlmittel im Bereich einer Bohrerspitze und mit einer den Bohrer radial einschließenden Spanaufnahme, welche eine Durchbrechung für den Bohrer aufweist, wobei die Spanaufnahme und der Bohrer relativ zueinander in Richtung einer Rotationsachse des Bohrers beweglich sind. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass ein schädigender Einfluss aufgrund eines möglichen Wärmeeintrags in das Gewebe dadurch in einfacher Weise vermieden werden kann, dass entstehende Späne gemeinsam mit dem durch die Austrittsöffnung in die Bearbeitungszone austretenden Kühlmittel entlang einer Spannut des Bohrers durch die Durchbrechung in das Innere der Spanaufnahme transportiert werden. Die heißen metallischen Späne des Implantatmaterials gelangen somit nicht unkontrolliert in das umliegende Gewebe. Vielmehr werden die Späne an der Außenseite des Bohrers in die Spanaufnahme gefördert. Dadurch wird nicht nur ein zuverlässiger Abtransport der Späne, sondern auch eine ununterbrochene Kühlkette der Späne sichergestellt.The Task will continue with one for surgical purposes certain drill with an attachment solved by the drill as a flowed through by a coolant Hollow body is designed with an outlet opening for the coolant in the area of a drill tip and with a drill bit radially enclosing chip receiving, which has an opening for the drill, wherein the Chip receiving and the drill relative to each other in the direction of a Rotation axis of the drill are movable. The invention goes thereby from the knowledge that a damaging influence due to a possible heat input into the Tissue can thereby be easily avoided that resulting Chips together with the through the outlet opening along the processing zone emerging coolant along a flute of the drill through the opening into the interior be transported to the chip receiving. The hot metallic ones Chips of the implant material thus do not reach uncontrolled into the surrounding tissue. Rather, the chips are on promoted the outside of the drill in the chip holder. This is not only a reliable removal of the Chips, but also an uninterrupted cold chain the Shavings ensured.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass der Bohrer mehrere insbesondere gegenüber der Rotationsachse des Bohrers geneigt angeordnete Austrittsöffnungen für das Kühlmittel aufweist. Hierdurch wird eine besonders effiziente Kühlung der entstehenden Späne sichergestellt, indem insbesondere jeder Hauptschneide eine separate Austrittsöffnung zugeordnet ist. Somit wird also eine ausreichende Durchströmung jeder Spannut erreicht, wobei eine geneigte Anordnung der Austrittsöffnung die Förderwirkung wesentlich verbessert. Eine unerwünschte, insbesondere unkontrollierte Verteilung in das umliegende Gewebe ist dabei ausgeschlossen. Zudem wird dabei von dem austretenden Kühlmittelstrahl kein der Vorschubbewegung entgegengerichteter Druck erzeugt.A particularly advantageous embodiment of the present invention Invention is achieved in that the drill more in particular inclined with respect to the axis of rotation of the drill Outlets for the coolant having. This is a particularly efficient cooling the resulting chips ensured by, in particular each main cutting edge associated with a separate outlet opening is. Thus, therefore, a sufficient flow of each Span reaches, with an inclined arrangement of the outlet opening the Promotional effect significantly improved. An undesirable, in particular uncontrolled distribution into the surrounding tissue is excluded. In addition, it is exiting from the Coolant jet none of the feed movement opposite Pressure generated.

Bei einer weiteren, ebenfalls besonders praxisgerechten Abwandlung ist zumindest eine Austrittsöffnung zur Ablenkung des Kühlmittels in einen Bereich unmittelbar hinter einer Hauptschneide des Bohrers ausgeführt. Bei dieser Anordnung gelangt der Kühlmittelstrahl in den Spalt zwischen dem Span und der Hauptschneide, um so die größtmögliche Kühlwirkung unmittelbar im Bereich der Spanbildung zu erreichen. Mögliche Spanreste werden durch die Strahlwirkung des Kühlmittels angehoben und gelangen so zuverlässig in den Strom der Kühlmittelrückführung in die Spanaufnahme.In another, also very pra xisgerechten modification is at least one outlet opening for deflecting the coolant in an area immediately behind a main cutting edge of the drill executed. With this arrangement, the coolant jet enters the gap between the chip and the main cutting edge, so as to achieve the greatest possible cooling effect directly in the area of chip formation. Possible chip residues are lifted by the blasting action of the coolant and thus arrive reliably in the flow of coolant return into the chip receptacle.

Dabei wird die Spanabfuhr dadurch weiter verbessert, dass die Spanaufnahme mittels der Vorspannkraft insbesondere eines Federelementes gegen eine Bearbeitungszone vorgespannt wird. Hierdurch legt sich aufgrund der Vorspannkraft die Spanaufnahme zuverlässig selbsttätig gegen den das Bohrloch einschließenden Randbereich an. Hierdurch wird der jeweils minimale Abstand der Spanaufnahme gegenüber der Bohrspitze sichergestellt, um so die Verweildauer der Späne im Gewebe so kurz wie möglich zu halten. Die Spanaufnahme kann ihrerseits eine thermische Isolierung aufweisen, um so eine Erwärmung ihrer Außenwandfläche auf ein Minimum zu reduzieren. Die Vorspannkraft kann zudem einstellbar ausgeführt sein. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Spanaufnahme drehfest mit dem Gehäuse der Bohrmaschine verbunden ist und somit eine hohe Stabilität aufweist.there the chip removal is further improved by the chip removal by means of the biasing force, in particular a spring element against a processing zone is biased. This is due to the preload force the chip removal reliably automatically against the borehole enclosing edge area. As a result, the respective minimum distance of the chip receiving opposite ensured the drill tip, so as to the residence time of the chips to be kept as short as possible in the tissue. The chip pickup may in turn have a thermal insulation to such a Heating their outer wall surface to a minimum to reduce. The biasing force can also be made adjustable be. Furthermore, it is advantageous if the chip holder rotatably is connected to the housing of the drill and thus a has high stability.

Darüber hinaus erweist es sich als besonders praxisnah, wenn die Spanaufnahme eine elastische oder verformbare Anlagefläche zur Anlage gegen einen die Bearbeitungszone einschließenden Randbereich des Knochens aufweist, um ein unerwünschtes Entweichen von Spänen durch einen Spalt zwischen der Spanaufnahme und dem Randbereich des Bohrlochs zu vermeiden. Die Anlagefläche kann zu diesem Zweck beispielsweise eine dem Innendurchmesser der Spanaufnahme entsprechende Ausnehmung aufweisen, zum Beispiel also kreisringförmig ausgeführt sein. Die Anlagefläche kann weiterhin zur einmaligen oder mehrfachen Verwendung lösbar mit der Spanaufnahme verbunden sein.About that In addition, it proves to be particularly practical when the chip receiving an elastic or deformable contact surface for installation against an edge zone enclosing the processing zone of the bone, to prevent unwanted escape of Chips through a gap between the chip receiving and avoid the edge area of the borehole. The contact surface For this purpose, for example, a the inner diameter of the Chip receiving corresponding recess, for example so be executed annular. The contact surface can be further solubilized for single or multiple use be associated with the chip receiving.

Weiterhin ist es gemäß einer Weiterbildung von Vorteil, wenn die Spanaufnahme mit einer Absaugung verbunden ist. Diese ermöglicht eine einfache Abfuhr des in die Spanaufnahme eintretenden Kühlmittels, sodass das Volumen der Spanaufnahme lediglich entsprechend dem Spanvolumen und somit vergleichsweise klein dimensioniert werden muss. Weiterhin kann im Inneren der Spanaufnahme ein Unterdruck erzeugt werden, um so die Rückströmung des an der Bohrspitze austretenden Kühlmittels einschließlich der Späne zu begünstigen.Farther it is according to a development of advantage when the chip holder is connected to a suction. This allows a simple removal of the entering into the chip receiving coolant, so that the volume of the chip take-up only corresponds to the chip volume and thus must be relatively small dimensions. Farther a negative pressure can be generated inside the chip holder, so as the backflow of emerging at the drill bit Coolant including chips to favor.

Der Anteil des auf diese Weise rückführbaren Kühlmittels liegt dadurch vergleichsweise hoch. Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus jedoch, wenn das Kühlmittel eine körperverträgliche Flüssigkeit, insbesondere eine Kochsalzlösung, ist und somit keinerlei nachteilige Auswirkungen auf das Gewebe oder die Knochensubstanz zu befürchten ist.Of the Proportion of the traceable coolant in this way is relatively high. Especially useful It is moreover, however, when the coolant a biocompatible fluid, especially a saline solution is, and thus no Adverse effects on tissue or bone substance is to be feared.

Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Abwandlung, bei welcher das Kupplungselement den Bohrer auf der dem Bearbeitungsbereich zugewandten Seite kraftschlüssig aufnimmt, dann auf der anderen Seite formschlüssig mit dem Primärbohrfutter verbunden wird, was wiederum radial mit Kühlmittel versorgt werden kann und formschlüssig mit dem eigentlichen Bohrfutter, hier sekundäres Bohrfutter, einer für chirurgische Zwecke bestimmten Bohrmaschine verbunden werden kann. Hierdurch gelingt eine nicht axiale Kühlmittelzufuhr mit zumindest einem Kühlkanal, was für den manuellen Gebrauch einer entsprechenden Vorrichtung notwendig ist, da ein Auswechseln des Werkzeuges durch eine formschlüssige Verbindung realisiert werden kann, da eine Kühlmittelabdichtung durch Aufschraubung einer Dichtungsschraube auf das Primärbohrfutter die Abdichtung des Systems realisiert.Especially appropriate, however, is a modification in which the coupling element the drill on the processing area facing side receives frictionally, then on the other side positively connected to the primary drill chuck which in turn is supplied radially with coolant can and positively with the actual chuck, here secondary chuck, one for surgical Purpose specific drill can be connected. hereby manages a non-axial coolant supply with at least a cooling channel, which is for manual use a corresponding device is necessary because a replacement of the tool realized by a positive connection can be, as a coolant seal by screwing a seal screw on the primary drill chuck the seal realized the system.

Selbstverständlich können die verschiedenen Komponenten der Bohrmaschine eine unlösbar miteinander verbundene Baueinheit bilden. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Variante, bei welcher der Aufsatz das Bohrfutter formschlüssig lösbar aufnimmt, um so einen einfachen Wechsel des Bohrers bei im Übrigen übereinstimmender Funktionalität sicherstellen zu können.Of course can the various components of the drill one form a permanently connected structural unit. Especially on the other hand, it makes sense to use a variant in which the essay does Drill chuck positively releasably receives so a simple change of the drill otherwise coincident To ensure functionality.

Dabei ist es grundsätzlich denkbar, dass lediglich der Bohrer für sich genommen von dem Kühlmittel durchströmbar ist, indem eine dementsprechende Kühlmittelzuführung unmittelbar dem Bohrer zugeordnet ist.there It is basically conceivable that only the drill taken by itself permeated by the coolant is by a corresponding coolant supply is assigned directly to the drill.

Weiterhin erweist es sich als besonders hilfreich, wenn der Bohrer mehrere Kühlmittelkanäle aufweist, die dabei entsprechend dem Verlauf der jeweiligen Hauptschneide einen spiralförmigen Verlauf aufweisen. Die Kühlwirkung kann dadurch aufgrund des verminderten Abstandes gegenüber der Schneide verbessert werden.Farther proves to be particularly helpful if the drill several Has coolant channels, the case accordingly the course of the respective main cutting a spiral Have history. The cooling effect can thereby due to the Reduced distance compared to the cutting edge improved become.

Darüber hinaus ist es besonders vielversprechend, wenn der Bohrer als ein Hartmetallbohrer ausgeführt ist und somit das Einbringen von Bohrungen nicht nur in das Knochengewebe, sondern mit ebenso geringem Aufwand auch in das Implantat problemlos ermöglicht.About that In addition, it is especially promising if the drill is considered a Hard metal drill is executed and thus the introduction from drilling not only in the bone tissue but with as well low effort in the implant easily possible.

Die weitere Aufgabe, einen für chirurgische Zwecke bestimmten Aufsatz mit einem Kupplungselement für eine Bohrmaschine zu schaffen, wird dadurch gelöst, dass an dem Aufsatz ein Bohrer fixierbar ist, welcher als ein von einem Kühlmittel durchströmbarer Hohlkörper mit einer Austrittsöffnung für das Kühlmittel im Bereich einer Bohrerspitze ausgeführt ist, mit einer den Bohrer radial einschließenden Spanaufnahme, welche eine Durchbrechung für den Bohrer aufweist, wobei die Spanaufnahme und der Bohrer relativ zueinander in Richtung einer Rotationsachse des Bohrers beweglich sind. Hierdurch wird erfindungsgemäß das Bohren von im Knochen verankerten Implantaten mit allen in der Chirurgie bekannten Bohrmaschinen ermöglicht, indem durch die Kühlmittelzuführung in Verbindung mit der Rückführung der Späne entlang der Außenseite des Bohrers, insbesondere entlang der Spannut, in die Spanaufnahme ein unerwünschter Wärmeeintrag in den Körper auf ein unschädliches Maß reduziert wird. Entscheidend dabei ist nicht lediglich die Zuführung des Kühlmittels an die Bohrstelle, sondern vielmehr die Rückführung zumindest eines Großteils des Kühlmittels zusammen mit allen freigesetzten Spänen, deren Wärme anderenfalls auch dann zu einer möglichen Gewebeschädigung führt, wenn der Kühlmittelstrom erhöht wird.The further object to provide a specific purpose for surgical attachment with a coupling element for a drill, is achieved by fixing a drill on the essay bar, which is designed as a flow-through of a coolant hollow body with an outlet opening for the coolant in the region of a drill bit, with a drill radially enclosing chip receiving, which has an opening for the drill, wherein the chip receiving and the drill relative to each other in the direction a rotational axis of the drill are movable. In this way, according to the invention, the drilling of implants anchored in the bone is made possible with all drills known in surgery, by the coolant supply in conjunction with the return of the chips along the outside of the drill, in particular along the flute, in the chip receiving an undesirable heat input into the body is reduced to a harmless level. The decisive factor is not only the supply of the coolant to the drilling site, but rather the return of at least a large part of the coolant together with all released chips whose heat otherwise also leads to a possible tissue damage when the coolant flow is increased.

Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn der Aufsatz lösbar an der Bohrmaschine fixierbar ist, um so einen universellen, insbesondere also bedarfsweisen Einsatz des derart ausgestalteten Aufsatzes bei verschiedenen Bohrmaschinen zu ermöglichen. Selbstverständlich kann der Aufsatz zu diesem Zweck mit Adaptern oder verschiedenen Fixiermitteln für mehrere handelsübliche Bohrmaschinen ausgestattet sein.there It is particularly useful if the essay solvable on the Drill can be fixed, so as to be a universal, in particular So needs-based use of the so-designed essay in different To allow drills. Of course The essay for this purpose can be with adapters or different Fixing agents for several commercial drills be equipped.

Dabei weist der Aufsatz eine relativ zu dem Bohrer stationäre Kühlmittelzuführung auf, die so in einfacher Weise mit einer Zuführleitung verbunden werden kann. Die Handhabung der Bohrmaschine wird dabei in keiner Weise erschwert, wobei die Kühlmittelzufuhr entsprechend der Rotation des Bohrers gesteuert bzw. geregelt werden kann.there the attachment has a relative to the drill stationary Coolant supply, so in a simple manner can be connected to a supply line. The handling The drill is made difficult in any way, the Coolant supply controlled according to the rotation of the drill or can be regulated.

Eine weitere, ebenfalls besonders zweckmäßige Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass die Kühlmittelzuführung mit einer zylindrischen, den Bohrer konzentrisch einschließenden Spanaufnahme verbunden ist. Die Spanaufnahme besteht dabei aus zwei teleskopisch verschiebbaren zylindrischen Hohlkörpern, die mit dem Gehäuse der Bohrmaschine verbunden sind. Eine Druckfeder dient dem Aufbringen einer Vorspannkraft gegenüber dem Randbereich des Knochens und damit einer zuverlässigen Anlage. Nach der Beendigung kann der vordere Teil abgenommen und die im Inneren aufgefangenen Späne können entsorgt werden.A further, also particularly advantageous embodiment is achieved by the coolant supply with a cylindrical, the drill concentrically enclosing Chip recording is connected. The chip holder consists of two telescopically displaceable cylindrical hollow bodies, which are connected to the housing of the drill. A Compression spring is used to apply a biasing force the edge of the bone and thus a reliable investment. After completion, the front part can be removed and the in Interspersed chips can be disposed of.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention allows various embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows in

1 eine geschnittene Seitenansicht einer Bohrmaschine mit einem Aufsatz; 1 a sectional side view of a drill with an essay;

2 eine vergrößerte Darstellung des in 1 gezeigten Aufsatzes mit einem Kupplungselement; 2 an enlarged view of the in 1 shown essay with a coupling element;

3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 gezeigten Kupplungselements; 3 an enlarged view of the in 2 shown coupling element;

4 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Bohrers. 4 a further enlarged view of a drill.

Nachstehend wird anhand der 1 bis 3 eine für chirurgische Zwecke bestimmte Bohrmaschine 1 näher dargestellt. Die an sich handelsübliche Bohrmaschine 1 ist mit einem Aufsatz 2 ausgestattet, welcher mittels eines Kupplungselements 3 einen Bohrer 4 aufnimmt. Um das Einbringen einer Bohrung in ein als Prothese ausgeführtes Titanimplantat in vergleichsweise kurzer Zeit bei zugleich reduziertem Wärmeeintrag der dabei entstehenden Reibungswärme in das Gewebe und bei gleichzeitiger Abfuhr der Späne zu realisieren, weist der Bohrer 4 einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Bohrer 4, insbesondere einen Hartmetallbohrer, auf. Der Bohrer 4 ist hierzu an einem primären Bohrfutter 5 durch Aufschrumpfung kraft- und formschlüssig fixiert. Das Kupplungselement 3 wird dann seinerseits formschlüssig mit einem primärem Bohrfutter 5 verbunden, was wiederum formschlüssig mit dem sekundären Bohrfutter der Bohrmaschine 1 verbunden wird, um so das erforderliche Drehmoment zuverlässig übertragen zu können. Das Bohrfutter 5 sowie der Aufsatz 2 sind mit einer innenliegenden, durchgängigen Kühlmittelzuführung 6 ausgestattet, sodass eine kontinuierliche Kühlmittelversorgung des Bohrers 4 – sowie nach dem Austritt durch eine Austrittsöffnung 7 im Bereich der Bohrerspitze auch der Bohrstelle – gewährleistet ist. Das isotonische Kühlmittel wird dann zusammen mit den darin enthaltenen Spänen entlang der nicht gezeigten Spannut des Bohrers 4 einer zylindrischen Spanaufnahme 8 zugeführt, welche den Bohrer 4 radial einschließt und eine Durchbrechung 9 für den Bohrer 4 aufweist. Die Spanaufnahme 8 und der Bohrer 4 sind relativ zueinander in Richtung einer Rotationsachse 10 des Bohrers 4 verschiebbar, sodass die Spanaufnahme 8 mittels der Vorspannkraft F eines Federelements 11 gegen eine Bearbeitungszone vorspannbar ist, um so eine zuverlässige Anlage gegen den Knochen sicherzustellen. Die Spanaufnahme 8 ist mit einer Absaugung 12 verbunden, sodass lediglich die Späne im Inneren der Spanaufnahme 8 verbleiben und so nach Abschluss der Bohrung problemlos aus der Spanaufnahme 8 entnommen werden können.The following is based on the 1 to 3 a drill intended for surgical purposes 1 shown in more detail. The per se commercial drill 1 is with an essay 2 equipped, which by means of a coupling element 3 a drill 4 receives. To realize the introduction of a bore in a prosthesis designed as a titanium implant in a relatively short time at the same time reduced heat input of the resulting frictional heat into the tissue and simultaneous removal of the chips, points the drill 4 a drilled by a coolant drill 4 , in particular a carbide drill on. The drill 4 is this on a primary chuck 5 fixed by shrinking positive and positive. The coupling element 3 then becomes in turn positive fit with a primary chuck 5 connected, which in turn form-fitting with the secondary drill chuck of the drill 1 is connected so as to transmit the required torque reliably. The chuck 5 as well as the essay 2 are with an internal, continuous coolant supply 6 equipped, allowing a continuous coolant supply to the drill 4 - As well as after the exit through an outlet opening 7 in the area of the drill tip and the Bohrstelle - is guaranteed. The isotonic coolant is then along with the chips contained therein along the flute, not shown, of the drill 4 a cylindrical chip holder 8th fed to the drill 4 encloses radially and an opening 9 for the drill 4 having. The chip pickup 8th and the drill 4 are relative to each other in the direction of a rotation axis 10 of the drill 4 slidable, so the chip holder 8th by means of the biasing force F of a spring element 11 is biased against a processing zone, so as to ensure a reliable system against the bone. The chip pickup 8th is with a suction 12 connected so that only the chips inside the chip holder 8th remain and after completion of the bore easily from the chip holder 8th can be removed.

In 4 ist der Bohrer 4 in einer stark vergrößerten Detaildarstellung während der Durchführung des Bohrverfahrens beim Einbringen der Bohrungen 20 in einen Knochen 13 und ein darin fixiertes Implantat 14 dargestellt. Zu erkennen ist die im Bereich einer Bohrerspitze angeordnete Austrittsöffnung 7 für das Kühlmittel, welches einer Drehrichtung 15 des Bohrers 4 folgend hinter einer Hauptschneide 16 austritt. Das Kühlmittel wird in einen Bereich hinter einem zu erzeugenden Span 17 abgelenkt und umspült dadurch den Span 17. Auf diese Weise wird der abgetrennte Span 17 entsprechend der Drehrichtung 15 des Bohrers 4 von dem Kühlmittel durch eine Spannut 18 des Bohrers 4 zu der der Bohrung abgewandten Spanaufnahme 8 befördert und von dieser aufgefangen. Die Spanaufnahme 8 schließt den Bohrer 4 mittels einer Dichtung 19 ein und ist axial entsprechend der Bohrereindringtiefe beweglich.In 4 is the drill 4 in a strong ver Larger detail display during the drilling process when drilling the holes 20 in a bone 13 and an implant fixed in it 14 shown. Evident is the arranged in the region of a drill tip outlet opening 7 for the coolant, which one direction of rotation 15 of the drill 4 following behind a main cutting edge 16 exit. The coolant is in an area behind a chip to be generated 17 distracted and thereby washed around the chip 17 , In this way, the separated chip 17 according to the direction of rotation 15 of the drill 4 from the coolant through a flute 18 of the drill 4 to the bore remote from the chip receiving 8th transported and caught by this. The chip pickup 8th close the drill 4 by means of a seal 19 and is axially movable according to the drill penetration depth.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

A surgical drilling method, in particular for the introduction of bores ( 20 ) in bone ( 13 ) and implants fixed therein ( 14 ), characterized in that in carrying out the drilling process, a coolant through a drill ( 4 ) is guided following a secondary cutting edge, the helix angle of the drill ( 4 ) behind at least one main cutting edge ( 16 ) of the drill ( 4 ), behind at least one chip to be produced ( 17 ) which deflects the chip ( 17 ) as well as the drill ( 4 ), the direction of rotation ( 15 ) of the drill ( 4 ) in accordance with the separated chip (rinsed by the coolant) 17 ) through a flute ( 18 ) of the drill ( 4 ) to a drill ( 4 ) facing away from chip receiving ( 8th ) and from one of the drills ( 4 ), the Bohrereindringtiefe corresponding, adaptive chip receiving ( 8th ) is caught.

Drilling method according to claim 1, characterized that first organic tissue and then drilling an implant material within the same drilling procedure is machined.

Drilling method according to claim 1 or 2, characterized that as coolant an isotonic liquid is used.

Drilling method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the coolant led out of at least one main open space becomes.

Drilling method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the coolant led out of at least one rake face becomes.

Drilling method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the chip receiving ( 8th ) at a constant distance to an edge region of a bore ( 20 ) is held.

A drill intended for surgical purposes ( 1 ) with an essay ( 2 ) and one on the essay ( 2 ) by means of a coupling element ( 3 ) fixable drills ( 4 ), in particular for the introduction of bores ( 20 ) in bone ( 13 ) and implants fixed therein ( 14 ), whereby the drill ( 4 ) as a through-flow of a coolant hollow body with an outlet opening ( 7 ) is carried out for the coolant in the region of a drill tip, characterized by a drill ( 4 ) radially enclosing chip receiving ( 8th ), which an opening ( 9 ) for the drill ( 4 ), wherein the chip receiving ( 8th ) and the drill ( 4 ) relative to each other in the direction of a rotation axis ( 10 ) of the drill ( 4 ) are movable.

Drilling machine ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the drill ( 4 ) several, in particular with respect to the axis of rotation ( 10 ) of the drill ( 4 ) inclined outlet openings ( 7 ) for the coolant.

Drilling machine ( 1 ) according to claims 7 or 8, characterized in that at least one outlet opening ( 7 ) for deflecting the coolant into an area immediately behind a main cutting edge ( 16 ) of the drill ( 4 ) is executed.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 9, characterized in that the chip receiving ( 8th ) by means of the biasing force (F) in particular a spring element ( 11 ) against a processing zone (bore 20 ) is prestressed.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 10, characterized in that the chip receiving ( 8th ) an elastic and / or deformable contact surface for abutment against a bone ( 13 ) having.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 11, characterized in that the chip receiving ( 8th ) with an extraction ( 12 ) connected is.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 12, characterized in that the coupling element ( 3 ) the drill ( 4 ) and a drill ( 4 ) by means of a shrink fit frictionally and / or positively fixing chuck ( 5 ) Has.

Drilling machine ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the coupling element ( 3 ) the chuck ( 5 ) releasably receives form-fitting.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 14, characterized in that the article ( 2 ), the coupling element ( 3 ) as well as the drill ( 4 ) can be flowed through by the coolant.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 15, characterized in that the drill ( 4 ) has a plurality of coolant channels.

Drilling machine ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 16, characterized in that the drill ( 4 ) is designed as a carbide drill.

An essay intended for surgical purposes ( 2 ) with a coupling element ( 3 ) for a drill ( 1 ), characterized in that on the essay ( 2 ) a drill ( 4 ) is fixable, which as a permeable by a coolant hollow body with an outlet ( 7 ) is carried out for the coolant in the region of a drill tip, with a drill ( 4 ) radially enclosing chip receiving ( 8th ), which an opening ( 9 ) for the drill ( 4 ), wherein the chip receiving ( 8th ) and the drill ( 4 ) relative to each other in the direction of a rotation axis ( 10 ) of the drill ( 4 ) are movable.

Essay ( 2 ) according to claim 18, characterized in that the attachment ( 2 ) detachable on the drill ( 1 ) is fixable.

Essay ( 2 ) according to claim 18 or 19, characterized in that the attachment ( 2 ) one relative to the drill ( 4 ) stationary coolant supply ( 6 ) having.

Essay ( 2 ) according to claim 20, characterized in that the coolant supply ( 6 ) with a cylindrical, the drill ( 4 ) concentrically enclosing chip receiving ( 8th ) connected is.