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Die vorliegende Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument zum Spreizen von Gewebe. Solche Instrumente dienen beispielsweise dazu, bei Operationen Wunden geöffnet zu halten und Gewebe zurückzuhalten, um operative Zugänge zu ermöglichen.
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Die chirurgischen Spreizinstrumente umfassen zum einen zwei Arme und einen Spreizmechanismus, durch dessen Betätigung die Arme aufgespreizt werden. An jedem Arm ist wenigstens eine Valve befestigt oder der Arm ist selbst als Valve ausgebildet. Zum anderen bestehen chirurgische Spreizinstrumente lediglich aus einer Valve in Verbindung mit einem Griff oder Griffadapter. Bei einem Hirnspatel kann das chirurgische Spreizinstrument teilweise auch nur aus einer Valve bestehen.
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Während der OP greifen die Valven an den Wundrändern an und halten die Wunde geöffnet.
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Aus der
DE 44 15 074 C1 sind Spreizer mit zwei schwenkbar miteinander verbundenen Branchen mit je einer Grifföffnung bekannt, die gegeneinander schwenkbar und dabei durch eine Rastensperre fixierbar sind. An jeder der beiden Branchen ist an ihrem freien Ende eine im Querschnitt L-förmige Valve vorgesehen.
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Weiterhin sind Spreizer mit einem Rahmen aus einer als Führungsstange dienenden Zahnstange, die mit einem ersten Haltearm starr verbunden ist, bekannt. Auf der Führungsstange kann ein zweiter Haltearm (Schlitten) vorgesehen sein, der entlang der Zahnung verschiebbar und mittels eines Kugeldruckstücks in der Zahnung positioniert werden kann.
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Aus der
DE 10 2007 035 132 A sind Spreizvorrichtungen bekannt, die eine Gewindespindel und zwei Haltearme, an denen Valven befestigt sind, umfassen, wobei die Gewindespindel ein Rechts- und ein Linksgewinde aufweist. Hierdurch können die beiden Haltearme durch eine Rotationsbewegung der Gewindespindel aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden.
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Je nach Einsatzzweck können die Valven unterschiedlich geformt und – zur Vergrößerung des Operationsfeldes – auch nach außen abgewinkelt sein.
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Beim Einsatz der Spreizer wird durch die Valven zwar die Wunde geöffnet gehalten, dadurch aber auch Druck auf das Gewebe ausgeübt. Neueste Untersuchungen lassen vermuten, dass mit zunehmendem Druck der Valven auf die Weichteile die Durchblutung im Gewebe reduziert wird. Folgen sind reversible (Verlangsamung des Heilprozesses) bis hin zu irreparablen Schäden des Gewebes.
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Bei etwa 15 % der Halswirbelsäulenoperationen treten noch nach mehr als einem Jahr nach der OP Schluckbeschwerden auf, die teilweise permanent sind. Diese Beschwerden sind Folge des mit dem Spreizinstrument ausgeübten Druckes auf die Speiseröhre.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schädigung von Gewebe und Organen beim Einsatz von chirurgischen Spreizinstrumenten zu verringern oder gar zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spreizer ein Element zur mittelbaren oder unmittelbaren Bestimmung des auf die Valven wirkenden Drucks umfasst.
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Hierdurch hat der Chirurg die Möglichkeit, jederzeit während der OP den auf die Valven und damit auf die Weichteile und Organe wirkenden Druck abzulesen. Die Überschreitung schädigender Grenzwerte kann durch eine neue Einstellung des Spreizinstrumentes vermieden werden.
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Die Valven üben einen Druck gegen die elastischen Rückstellkräfte des Gewebes aus, der abhängig ist von der aufliegenden Fläche. Soweit der Schaden im Gewebe nicht durch mechanisches Zerreißen oder Schneiden verursacht wird, kommt es durch den Druck zu einer Unterbrechung der Blutzufuhr in den Kapillaren (Mikrozirkulation).
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Dieser Druck ist nicht immer und in allen Geweben gleich. Die Unterbrechung der Mikrozirkulation führt zu einer Unterversorgung mit Sauerstoff und einem mangelnden Abtransport von Stoffwechselprodukten. Diese beiden Faktoren führen nach einer für jedes Gewebe unterschiedlichen Zeit zur Schädigung der Zellen.
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Wird nun erfindungsgemäß der auf die Valven wirkende Druck über eine Druck- oder Kraftmessung bestimmt, so kann eine Schädigung des Gewebes vermieden werden. Soweit im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff Druckmessung verwendet wird, schließt dieser auch eine Kraftmessung mit ein.
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Das Messelement sollte ein dem wirkenden Druck bzw. der wirkenden Kraft im Wesentlichen proportionales Anzeigeelement umfassen und sich bei Verringerung der Druck-/Krafteinwirkung wieder zurückstellen.
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Die Druck-/Kraftmessung kann über die elastische Verformung mit Wegmessung erfolgen, beispielsweise mittels eines Federkraftmessers, aber auch mittels eines induktiven oder kapazitiven Sensors zur Bestimmung der Weglänge. Die Wegbestimmung kann prinzipiell jedoch auch optisch oder interferenzoptisch durchgeführt werden.
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Auch über die elastische Verformung mit Widerstandsmessung, beispielsweise einem Dehnungsmessstreifen, aber auch magnetoelastisch oder piezoelektrisch ist eine Druck-/Kraftmessung möglich.
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Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines mechanischen Manometers als Drucksensor oder der Einsatz eines piezoresistiven, eines piezoelektrischen, eines kapazitiven, induktiven oder frequenzanalogen Drucksensors.
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Die Druck-/Kraftbestimmung über die elastische Verformung mit Wegmessung kann mittels eines federgelagerten Stiftes erreicht werden, der bei Druck-/Krafteinwirkung gegen den Federdruck aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird und dessen Verschiebeweg, der beispielsweise durch die Position des Stiftendes an einer Skala abgelesen werden kann, bestimmbar ist. Nach Beendigung der Druckeinwirkung stellt die Feder den Stift in die ursprüngliche Position zurück.
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Ein solcher Verschiebestift mit Feder kann an verschiedenen Positionen des Spreizers positioniert werden, beispielsweise im Bereich des Haltearms. Der Haltearm kann hierzu beispielsweise einen gelenkig mit geringem Spiel angeordneten Hebel aufweisen, der einen dem Valvendruck entsprechenden Druck auf das Hebelende überträgt, das den federgelagerten Stift aus der Ruheposition schiebt oder zieht.
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Ein solcher oder ähnlicher Federmechanismus kann selbstverständlich auch an anderen Stellen des Spreizelements vorgesehen werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, den Druck über die Kompression eines fluidgefüllten verformbaren Körpers zu bestimmen. Hierzu kann das Messelement als ein verformbarer, mit einem Fluid gefüllten Körper ausgebildet sein. Dieses Druckelement ist derart zu verwenden, dass der direkt oder indirekt zu bestimmende Druck auf den mit Fluid gefüllten, verformbaren Körper einwirkt und diesen komprimiert.
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Als Fluid kann eine sterile Flüssigkeit oder ein Gas eingesetzt werden, beispielsweise Wasser, isotonische Kochsalzlösung, Ringerlösung, ein Gel oder Luft.
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Bevorzugt ist der Einsatz von steriler, physiologischer Kochsalzlösung (NaCl 0,9 %), da im Falle einer Undichtigkeit des Druckelements ein Schaden für den Patienten und das Gewebe vermieden wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Druckelement kalibrierbar.
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Vorzugsweise ist das Druckelement ein sterilisierter Einmalartikel.
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In einer bevorzugten Variante wird das Druckelement direkt an den Valven befestigt, und zwar vorzugsweise derart, dass der sterilisierte fluidgefüllte deformierbare Körper zwischen den Valven und dem gespreizten Gewebe angeordnet ist. Der auf das Druckelement wirkende Druck wird über eine Flüssigkeit oder ein Gas mittels eines Schlauchs zu einem Drucktransducer weitergeleitet, der – ggf. über ein Anzeigengerät – den Messwert ausgibt.
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Drucktransducer sind piezoelektrische Drucksensoren, die üblicherweise zur Bestimmung des Blutdrucks in Verbindung mit Anästhesiemonitoren verwendet werden. Diese Drucktransducer sind üblicherweise genormte Einmalartikel, über die auch der Anschluss des erfindungsgemäßen Druckelements an den Anästhesiemonitor erfolgen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der dünne Schlauch des Druckelements ein Schlauch, der an die üblichen Anästhesiegeräte, die eine invasive Druckmessung ermöglichen, anschließbar ist. Die Druckmessung erfolgt hierbei über einen serienmäßig gefertigten Drucktransducer.
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Der Drucktransducer ist vorzugsweise ebenfalls ein steriler Einmalartikel und bietet den Vorteil, dass lediglich eine einmalige Null-Punkt-Kalibrierung erforderlich ist.
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Dieser verfügt einerseits über einen Luer-Lock Schlauchanschluss zur Druckaufnahme über eine Flüssigkeitssäule, und andererseits über einen Standardverschluss zur elektrischen Verbindung mit dem Anästhesiegerät.
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Ein Vorteil dieser Messmethode ist die universelle Einsetzbarkeit. Entsprechende, für die Messung am Patienten geeignete Anästhesiemonitore (Mess- und Anzeigegeräte für physiologische Parameter) sind weltweit an jedem Anästhesiearbeitsplatz und somit in jedem Operationssaal vorhanden. Die von Medizingeräteherstellern gelieferten Drucktransducer sind für die Verwendung am Menschen zugelassene, validierte Messvorrichtungen, die vergleichsweise kostengünstig und überall verfügbar sind.
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Das erfindungsgemäße Druckelement kann neben der bevorzugten Anordnung an den Valven auch an dem Valvenhalter, am Haltearm oder an der Gewindespindel oder bei anders ausgestalteten Spreizern im Bereich des Spreizmechanismus angeordnet oder integriert sein. Bevorzugt ist jedoch, den Druck an den Valven und somit dort, wo er wirkt, zu messen.
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Eine weitere bevorzugte Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, das Druckelement als miniaturisierten piezoelektrischen Druckaufnehmer an der Valve selbst auszubilden: Die Fläche der Valve ist in dieser Variante dann ein Messfeld mit vielen kleinen Druckaufnehmern. Die Druckaufnehmer sollten bei dieser Ausführungsform temperaturunempfindlich, autoklavierbar oder anderweitig sterilisierbar sein.
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Eine weitere Ausführungsform sieht eine semiquantitative Darstellung des Drucks über die Verformung optischer Elemente vor. Werden zum Beispiel Plexiglasflächen von polarisiertem Licht durchschienen und dann wiederum durch einen Polarisationsfilter betrachtet, so können Verformungen optisch als bunte Farbverläufe dargestellt werden. Eine solche durchsichtige Kunststoffvalve könnte in folgenden unterschiedlichen Schichten gefertigt sein: Pol-Filter-Folie – Kunststoff-Filter-Folie.
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In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass auch die Zeitdauer des auf die Valven wirkenden Drucks erfasst wird, denn Untersuchungen belegen, dass in vielen Fällen die Schädigung des Gewebes proportional dem Druck auf das Gewebe mal der Zeit, innerhalb der der betreffende Druck herrscht, ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Anästhesiegerät oder eine sonstige Auswerteeinheit zusätzlich zu dem in dem Druckelement herrschenden Druck auch die Zeitdauer misst oder aber an dem Spreizer selbst auch eine Zeitmessung erfolgt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
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1: einen Spreizer, der an den Valven ein Druckelement umfasst,
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2: ein Druckelement mit Fluid,
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3: einen Spreizer mit Haltearmen (ohne Valven) und dem erfindungsgemäßen Element als Federelement,
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4: den vergrößerten Bereich und den Verschiebestab gemäß 3 unter Druckeinwirkung und
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5: eine schematische Darstellung eines Hirnspatels mit einem Druckelement.
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Der Spreizer 10 in 1 umfasst eine Gewindespindel 11 mit einem Rechtsgewinde 13 und einem Linksgewinde 12 sowie zwei Haltearmen 16 und 17. Die Gewindespindel 11 ist spiegelsymmetrisch bezüglich der senkrecht der Längsachse L verlaufenden Ebene.
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Der eine Haltearm 16 umfasst ein Innengewinde 18, das formschlüssig in das Linksgewinde 12 eingreift. Der andere Haltearm 17 umfasst ein Innengewinde 19, das ebenfalls formschlüssig in das Rechtsgewinde 13 eingreift.
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Die Gewindespindel 11 weist einen definierten Griffbereich 21 auf, der zur Drehung der Gewindespindel 11 von Hand oder mittels Werkzeug dient.
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An den beiden Enden 22, 23 weist die Gewindespindel 11 zwei Sechskant-Kugelköpfe 24, 25 auf, an denen ein nicht gezeigter Schraubendreher mit einem kugelkopfförmigen Innensechskant angreifen kann.
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Die Gewindespindel 11 und die Haltearme 16, 17 sind vorzugsweise aus PEEK.
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Jeder Haltearm 16, 17 umfasst neben der Gewindeaufnahme 28, 29 mit dem Innengewinde 18, 19 eine Strebe 31, 32, die der Befestigung der Valve 36, 37 dient. Auf die Streben 31, 32 sind auf deren Endbereich die Valvenaufnahmen 34, 35 durch entsprechende Bohrungen 38 aufgeschoben.
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Jede Valvenaufnahme 35, 36 weist weiterhin eine zylindrische Bohrung 42 mit einer Nut 39 auf, in die eine zylindrische Stange 40 mit einer Rastnocke 41 eingeschoben werden kann. Durch ein Verdrehen der zylindrischen Stange 40 gegenüber der Nut 39 in den Valvenaufnahmen 35, 36 ist die Valve 36, 37 verliersicher an der Valvenaufnahme befestigt.
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Die Valvenaufnahme 34, 35 weist weiterhin eine U-förmige Ausnehmung 38 auf, die die Strebe 31 des Haltearms 16, 17 umgreift.
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Anstelle der U-förmigen Ausnehmung 38 kann die Strebe 31 auch durch eine Bohrung in der Aufnahme 35, 36 geführt sein.
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An den Valven 36, 37 ist, wie in 1 dargestellt, ein erfindungsgemäßes Druckelement befestigt, das im Detail in 2 dargestellt ist.
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Das erfindungsgemäße Druckelement bzw. der Drucksensor 50 besteht aus einem komprimierbaren beutelförmigen länglichen Behälter 51 mit einem Beutelhals 53. In den Beutelhals 53 ist ein Schlauch 52 (insbesondere Kapillarschlauch), hineingesteckt. Der Behälter 51 wird über den Schlauch 52 mit Luer-Lock-Anschluss 56 mit dem Fluid, insbesondere mit destilliertem Wasser oder einer isotonischen Kochsalzlösung, gefüllt.
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Für eine blasenfreie Füllung ist es entscheidend, dass der Zuleitungsschlauch nicht in den Druckaufnehmer-Behälter 51 hineinreicht.
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Die Verbindung zwischen Kapillarschlauch 52 und Hals 53 ist flüssigkeitsdicht. Über den Schlauch 52 wird eine Verbindung zu einem Druckmessgerät hergestellt. Der Drucksensor 50 muss bis ca. 300 mmHg belastbar sein, da bereits kleine Bewegungen am Wundspreizer hohe Druckspitzen erzeugen können. Versuche mit einem Druckelement-Behälter 51 belegen, dass ein PVC-Ballon mit ca. 0,7 mm Wandstärke diesem Druckbereich widerstehen kann. Vorzugsweise ist der Druckelement-Behälter 51 ca. 44 mm lang und 12 mm breit. Die Dicke beträgt etwa 3 mm im ungefüllten Zustand und ca. 8 mm im gefüllten Zustand.
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Die Abmessungen des Druckaufnehmers müssen den Abmessungen der für den jeweiligen Einsatz verwendeten Valven entsprechen. So ist zum Beispiel bei einer Verwendung im Rahmen einer Halswirbelsäulen-Operation eine Größe von 44 mm × 12 mm zweckmäßig.
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Die Länge des Kapillarschlauchs 52 kann variieren, beispielsweise etwa 300 mm betragen. Der Außendurchmesser des Schlauchs 52 beträgt ca. 1,45 mm und der Innendurchmesser ca. 0,65 mm. Die Materialstärke des Druckbehälters 51 beträgt ca. 0,8 mm. Sämtliche Maße können um ± 10 % schwanken.
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Der Druckbehälter 51 und Schlauch 52 sind vorzugsweise aus Silikon und damit autoklavierbar und sterilisierbar. Ebenso kann allerdings auch PVC oder ein ähnlicher steriler Einmalartikel eingesetzt werden.
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Eine zweite bevorzugte Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, umfasst einen Spreizer 60 mit einer Zahnstange 65, an deren Ende ein quer abstehender, mit der Stange 65 starr verbundener Haltearm 61 befestigt ist, während ein weiterer Haltearm 62, der die Zahnstange 65 U-förmig umgreift, auf der Zahnstange 65 verschiebbar und an der gewünschten Position durch Rastnasen 64 feststellbar ist.
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Der verschiebbare Arm 62 ist im Bereich nahe der Zahnstange 65 geringfügig schwenkbar um das Gelenk 66 mit einem Hebel 67 und einem Gehäuseteil 72 mit einer U-förmigen Ausnehmung 68 ausgebildet. Bei Druck auf die im Endbereich 63 des Arms 62 vorgesehenen Valven (nicht dargestellt) und damit Druck auf den Endbereich 63 des Arms 62 in Richtung des Pfeils A wird das Ende des Hebels 67 gegen den Verschiebestab 69 gedrückt (Pfeil B), der dann gegen den Druck der in dem Gehäuse 72 befindlichen Feder 70 in den 3 und 4 nach rechts geschoben wird, so dass das Ende 71 des Stiftes 69 weiter aus dem Gehäuse 72 heraussteht.
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Die Länge des aus dem Gehäuse 72 herausstehenden Endes 71 des Stabes zeigt die auf die Valven wirkende Kraft an.
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5 zeigt einen Hirnspatel bestehend aus einer Valve 80 und einem Griff 81, wobei an der Valve 80 der Drucksensor 50 befestigt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4415074 C1 [0004]
- DE 102007035132 A [0006]
