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Die vorliegende Erfindung betrifft einen federunterstützten Clip.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik gibt es mehrere Ansätze, um die Schließkraft eines chirurgischen Clips zu steuern bzw. zu erhöhen. Eine einfache Möglichkeit, die Schließkraft eines chirurgischen Clips bzw. eines Aneurysmenclips zu erhöhen, besteht darin, bei einem Clip mit Schenkelfeder die Anzahl der Wicklungen der Schenkelfeder zu erhöhen. Es kann aber auch der Querschnitt der Schenkelfeder verändert werden, sodass das Flächenträgheitsmoment der Feder zunimmt. Das Flächenträgheitsmoment der Schenkelfeder, welche eine auf Biegung beanspruchte Feder ist, bestimmt zusammen mit dem E-Modul der Schenkelfeder den Verlauf der elastischen Verformung bzw. Auslenkung in Abhängigkeit von der aufgebrachten Kraft bzw. dem aufgebrachten Moment.
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Durch die Tatsache, dass im medizinischen Bereich die verwendeten Materialien ausgiebig getestet und zugelassen sein müssen, stehen nur relativ wenige Materialien zur Verfügung. Eine Veränderung des Querschnitts der Schenkelfeder lohnt sich vor allem dann, wenn die Höhe des gewickelten Querschnitts geändert wird, da die Höhe einen weit größeren Einfluss auf das Flächenträgheitsmoment hat als die Breite dieses Querschnitts. Eine Veränderung dieses Querschnitts bringt aber auch Nachteile mit sich. Zum einen verkleinert sich dadurch der Bereich, in dem die Feder verformt werden kann, ohne dass ein Plastizieren derselben eintritt, und zum anderen vergrößern sich dadurch die Abmessungen der Feder. Auch bei dem Einsatz von mehr Wicklungen vergrößern sich die Abmessungen der Feder.
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Eine andere Möglichkeit, die Federkraft eines chirurgischen Clips zu erhöhen, liegt darin, einen Verstärkungsclip auf den chirurgischen Clip zu applizieren. Dazu werden zumeist Clips mit seitlich gebogenen Maulteilen verwendet, die auf die Maulrücken des chirurgischen Clips aufgesetzt werden und somit den chirurgischen Clip verstärken. Diese Vorgehensweise benötigt aber mehr Platz als ein einzelner Clip, birgt die Gefahr, dass der Verstärkungsclip sich von dem chirurgischen Clip löst, und verteuert den Vorgang erheblich, zum einen dadurch, dass zwei Clips verwendet werden müssen und zum anderen dadurch, dass beide Clips nacheinander appliziert werden müssen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen chirurgischen Clip bereit zu stellen, der eine erhöhte Federkraft aufweist, ohne dass seine äußeren Abmessungen zunehmen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch einen chirurgischen Clip gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein chirurgischer Clip bzw. ein Aneurysmenclip zwei Clipbranchen auf, die jeweils einen Klemmabschnitt und einen Betätigungsabschnitt sowie eine Biegefederanordnung aufweisen. Über die Biegefederanordnung sind die beiden Clipbranchen einstückig miteinander gekoppelt. Ein elastischer Körper ist dabei so zwischen den beiden Betätigungsabschnitten der beiden Clipbranchen angeordnet, dass er durch einen Öffnungsvorgang des chirurgischen Clips verformbar ist. Gemäß diesem Aspekt wird der elastische Körper beim Öffnen des Clips gegen seine Elastizität verformt, wodurch die zum Öffnen des Clips erforderliche Kraft gegenüber einem Clip ohne zusätzlichem elastischen Körper vergrößert ist. Beim Schließen des Clips versucht der elastische Körper, seine Ausgangsform wieder einzunehmen, wodurch die Schließkraft des Clips ebenfalls vergrößert wird. Es können unterschiedliche elastische Körper für jeden Cliptyp vorgesehen sein, sodass sich über die verschiedenen elastischen Körper die Schließkraft des jeweiligen federunterstützen Clips auch noch einstellen lässt, ohne des Clip selbst zu manipulieren. Selbstverständlich können auch mehrere elastische Körper parallel und/oder seriell an dem chirurgischen Clip eingesetzt werden, so können zum Beispiel zwei parallele elastische Körper nebeneinander zwischen den beiden Betätigungsabschnitten des Clips angeordnet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist der elastische Körper eine Feder und weiter vorteilhaft eine Druckfeder. Natürlich kann der elastische Körper auch ein Gummibauteil sein, das zwischen den beiden Betätigungsabschnitten des Clips angeordnet ist. Vorteilhaft ist hier aber eine Feder, da deren Verformungs-Kraft-Verlauf gleichförmiger und besser einstellbar ist. Weiter vorteilhaft ist die Feder eine Druckfeder. Eine Druckfeder bietet sich insbesondere in dem Fall an, in dem der Clip verschränkte Clipbranchen aufweist, sodass das Maul des Clips geöffnet wird, indem die Biegefederanordnung weiter eingewickelt wird. Eingewickelt bedeutet hierbei, dass sich der Winkel zwischen den beiden Schenkeln der Biegefederanordnung bzw. die Anzahl der Wicklungen der Biegefederanordnung vergrößert. Bei einem solchen Clip bewegen sich die Betätigungsabschnitte während des Öffnungsvorgangs des Clips aufeinander zu, sodass eine zwischen den Betätigungsabschnitten angeordnete Druckfeder die Schließkraft des Clips erhöht. Eine Zugfeder eignet sich hingegen insbesondere bei einem Clip ohne verschränkte Clipbranchen. In diesem Fall wird das Maul des Clips geöffnet, indem sich die Betätigungsabschnitte voneinander entfernen, die Biegefederanordnung also abgewickelt wird, sodass sich der Winkel zwischen den Schenkeln der Biegefederanordnung bzw. die Anzahl der Wicklungen der Biegefederanordnung verringert.
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Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist die Feder eine Biegefeder oder eine Spiralfeder. Eine Biegefeder ist besonders einfach herzustellen und zwischen den Betätigungsabschnitten des Clips abzuordnen. Eine Spiralfeder hat einen besonders weiten Bereich mit konstantem Kraft-Verformungs-Verlauf. Eine Blattfeder kann zwischen die Betätigungsabschnitte gesetzt werden, die vorteilhaft zur besseren Sicherung der Position der Blattfedern Nuten aufweisen, mit denen die Blattfeder eingreift. Eine Spiralfeder kann über je einen Haken an ihren beiden Enden aufweisen, die in die Betätigungsabschnitte des Clips eingehängt werden, beispielsweise in Nuten auf der Außenseite der Betätigungsabschnitte,
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist der elastische Körper in der Schließstellung des Clips vorgespannt. Dadurch, dass der elastische Körper in der Schließstellung des chirurgischen Clips nicht völlig entspannt ist, bringt er auch in dieser Stellung eine gewisse Kraft auf die Betätigungsabschnitte des Clips auf, was der Sicherung der Position des elastischen Körpers an dem Clip dient, beispielsweise mittels einer erhöhten Reibung zwischen einem Gummikörper und den beiden Betätigungsabschnitten eines Aneurysmenclips mit nicht verschränkten Clipbranchen.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung weist der elastische Körper an wenigstens einem Ende eine Aufnahme auf, in der ein Betätigungsabschnitt der jeweiligen Clipbranche zumindest teilweise aufgenommen ist. Beispielsweise weist eine Blattfeder an einem Ende zwei lateral beabstandete axiale Vorsprünge auf, die im montierten Zustand der Blattfeder an einem Aneurysmenclip beiderseits eines Betätigungsabschnitts des Clips vorstehen. Auf diese Weise ist an dem einen Ende des elastischen Körpers eine Art Gabel mit zwei Zinken ausgebildet, zwischen denen ein Betätigungsabschnitt des Clips aufgenommen werden kann. Am anderen Ende kann zum Beispiel nur ein zentraler axialer Vorsprung vorgesehen sein, der in die Nut einführbar ist, die im Bereich der Verschränkung der Clipbranchen vorgesehen ist und in der eine Clipbranche durch die andere Clipbranche geführt ist. Der elastische Körper kann aber auch beiderseitig mit zwei Vorsprüngen, je einer Nut oder anderen Aufnahmen ausgestattet sein, die ihn in seiner Position zu den Betätigungsabschnitten sichern.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung sind die beiden Clipbranchen zwischen dem jeweiligen Klemmabschnitt und dem jeweiligen Betätigungsabschnitt verschränkt. Wie dies oben bereits beschrieben ist, wird die
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Biegefederanordnung beim Öffnen des Clips weiter gespannt, indem sie weiter eingewickelt wird, und beim Schließen entspannt, indem sie wieder ein Stück abgewickelt wird. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sich der Clip auch dann vollständig schließt, wenn ein Teil der elastischen Verformung ausplastiziert. Zudem können auf diese Weise leicht hohe Schließkräfte erzeugt werden.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist eine der beiden Clipbranchen im Bereich der Verschränkung geschlitzt und die andere der beiden Clipbranchen erstreckt sich durch diesen Schlitz und ist durch den Schlitz geführt. Mit dieser Anordnung lässt sich ein versehentliches Verscheren – das so genannte scissoring – der Clipbranchen verhindern. Beim scissoring gleitet während des Schließvorgangs eine Clipbranche auf die andere Clipbranche zu. In der Schließstellung, die die beabsichtigte Nullstellung des Clips ist, drücken die beiden Clipbranchen immer noch gegeneinander. Wenn die Kräfte der beiden Clipbranchen nicht senkrecht auf die Anlagefläche wirken, können die Clipbranchen aneinander in der Schließebene vorbei gleiten und dann, wenn keine Überdeckung in der Schließebene mehr vorhanden ist, in Schließrichtung aneinander vorbei gleiten und in eine Stellung geraten, die weiter geschlossen als die Schließstellung ist. Dabei kann das durch den Clip ursprünglich gegriffene Gewebe beschädigt oder zerstört werden und der Clip verliert den Halt am Gewebe. Ein scissoring der Clipbranchen ist daher unbedingt zu vermeiden.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist der elastische Körper im Bereich des von der Biegefederanordnung entfernten Endes der Betätigungsabschnitte der Clipbranchen angeordnet. Der Hebel der Betätigungsabschnitte, die ja auch die beiden Schenkel der Biegefederanordnung darstellen, vergrößert sich mit zunehmender Entfernung von dem Zentrum der Biegefederanordnung. In direkter Nähe zu der Biegefederanordnung ist der Weg der Betätigungsabschnitte relativ zueinander sehr gering. Würde an dieser Stelle ein elastischer Körper angeordnet, müsste er sehr geringe Toleranzen aufweisen und aufgrund der geringen möglichen Stauchung eine sehr hohe Federkonstante aufweisen, um einen signifikanten Einfluss auf die gesamte Schließkraft des federunterstützten Clips auszuüben. Mit zunehmendem Abstand des elastischen Körpers von dem Zentrum der Biegefederanordnung wird auch der Einfluss von Toleranzen bei der Fertigung und dem Einbringen des elastischen Körpers geringer. Außerdem erhöht sich die Stauchung des elastischen Körpers, sodass elastische Körper mit geringerer Federkonstante (Kraft-Weg-Verhältnis) eingesetzt werden können, um dieselbe Gesamtkraft des federunterstützten Clips zu erzielen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung nimmt der Innenabstand der Betätigungsabschnitte von der Biegefederanordnung zu dem Verschränkungsabschnitt hin in der Schließstellung des Clips zunächst zu. Bei dieser Anordnung bildet sich dann, wenn die Clipbranchen verschränkt sind, eine Position heraus, die in der Schließstellung des Clips einen maximalen Abstand zwischen den beiden Betätigungsabschnitten des Clips aufweist. Ein an dieser Stelle positionierter elastischer Körper, der als Druckfeder wirkt, ändert seine Position nicht innerhalb der Ebene der Biegefederanordnung. Im Gegensatz wird er aufgrund seiner Eigenspannung diese Position selbst finden, er wird sich also selbständig positionieren.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung nimmt der Innenabstand der Betätigungsabschnitte von der Biegefederanordnung zu dem Verschränkungsabschnitt hin in der Offenstellung des Clips zunächst zu. Auf diese Weise wirkt der vorstehend beschriebene Effekt auch in der Offenstellung des Clips, sodass eine Druckfeder auch in dieser Stellung in ihrer Position gesichert ist.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung weist die Biegefederanordnung im Wesentlichen eineinhalb Wicklungen auf. Ein Clip mit verschränkten Clipbranchen weist immer ungefähr eine halbe Wicklung auf und ggf. eine gewisse Anzahl von ganzen Wicklungen. Eine Biegefederanordnung mit circa eineinhalb Wicklungen hat eine hinreichend geringe Dicke bei einer ausreichenden Maulöffnungsweise.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist der elastische Körper aus Kunststoff oder Metall ausgebildet, vorzugsweise aus einer Titanlegierung. Möglich sind jedoch auch Verbundwerkstoffe auf Kunststoff und Metall. Metalle sind dann geeignet, wenn deren magnetische Suszeptibilität gering ist. Somit eignen sich besonders gut Titan bzw. Titanlegierungen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind dem Fachmann aus den beigefügten Figuren und der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich.
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1A ist eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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1B ist eine seitliche Ansicht eines federunterstützen Clips gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei geschlossenem Maul;
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1C ist eine seitliche Ansicht eines federunterstützen Clips gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei offenem Maul;
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2A ist eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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1B ist eine seitliche Ansicht eines federunterstützen Clips gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bei geschlossenem Maul; und
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1C ist eine seitliche Ansicht eines federunterstützen Clips gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bei offenem Maul.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1A bis 1C im Detail beschrieben.
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Der chirurgische Clip 10A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat zwei Clipbranchen. Jede Clipbranche weist einen Klemmabschnitt 11A, 11B und einen Betätigungsabschnitt 12A, 12B auf. Der chirurgische Clip 10A hat zudem eine Biegefederanordnung 15, über welche die beiden Clipbranchen einstückig miteinander gekoppelt sind.
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Die Biegefederanordnung 15 dieses Ausführungsbeispiels weist eine eineinhalbfache Wicklung auf und bei dem chirurgischen Clip bzw. Aneurysmenclip 10A gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Clipbranchen zwischen dem jeweiligen Klemmabschnitt 11A, 11B und dem jeweiligen Betätigungsabschnitt 12A, 12B verschränkt. Dabei schließt sich der Klemmabschnitt 11A an den Betätigungsabschnitt 12A an und der Klemmabschnitt 11B schließt sich an den Betätigungsabschnitt 12B an. Zwischen dem Betätigungsabschnitt 12A und dem Klemmabschnitt 11A ist ein Abschnitt 18 mit verringerter Breite ausgebildet. Zwischen dem Betätigungsabschnitt 12B und dem Klemmabschnitt 11B ist ein Schlitzabschnitt 17 ausgebildet. Der Abschnitt 18 mit verringerter Breite und der Schlitzabschnitt 17 sind miteinander verschränkt, wobei sich der Abschnitt 18 mit verringerter Breite durch den Schlitzabschnitt 17 erstreckt. Auf diese Weise sind die beiden Klemmabschnitte 11A und 11B zueinander geführt. Darüber hinaus weist die Biegefederanordnung 15 eine Beschichtung auf. Im Bereich des Übergangs von der Biegefederanordnung 15 zu den beiden Betätigungsabschnitten 12A und 12B sind Verdickungen vorgesehen, die ein Greifen mit einem Applikatorinstrument vereinfachen sollen.
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Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel ist ein elastischer Körper 20 in Form einer Blattfeder aus Federstahl zwischen den beiden Betätigungsabschnitten der beiden Clipbranchen angeordnet. Die Blattfeder 20 wirkt als eine Druckfeder, da sie derart beansprucht wird, dass ihre beiden Enden aufeinander zu verformt werden, wenn der Clip 10A geöffnet – also gespannt – wird. Wie dies aus den 1A und 1B ersichtlich ist, ist die Blattfeder 20 in der Schließstellung des Clips 10A noch ein wenig vorgespannt. Daher ist die Blattfeder 20, die im spannungslosen Zustand eine im Wesentlichen ebene Form aufweist, in den 1A und 1B leicht gebogen. Eine gegebenenfalls vorhandene geringfügige dreidimensionale Krümmung der Blattfeder 20 ist in den Figuren nicht dargestellt und die vorstehend genannte leichte Biegung bezieht sich nicht auf diese dreidimensionale Krümmung der Blattfeder 20 im spannungslosen Zustand sondern auf eine Verformung aus diesem Zustand heraus.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist nicht die Blattfeder 20 eine Aufnahme auf, in der ein Betätigungsabschnitt der jeweiligen Clipbranche zumindest teilweise aufgenommen ist, sondern an den beiden Innenseiten der Betätigungsabschnitte 12A, 12B sind Aufnahmen in Form von Sacklöchern (nicht gezeigt) vorgesehen, in die die Enden der Blattfeder 20 eingeführt sind. Die Enden der Blattfeder 20 können in den Aufnahmen noch verankert werden, was insbesondere sinnvoll ist, wenn die Aufnahmen mittels Durchgangslöchern durch die Betätigungsabschnitte gebildet sind. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Enden der Blattfeder 20 jedoch nicht in den Sacklöchern verankert sondern die Blattfeder 20 wird durch ihre Vorspannung in der gewünschten Position gehalten.
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Die Blattfeder 20 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zudem im Bereich des von der Biegefederanordnung 15 entfernten Endes der Betätigungsabschnitte 12A, 12B der Clipbranchen angeordnet. Auf diese Weise hat die Blattfeder 20 einen größeren Einfluss auf die gesamte Öffnungs- und Schließkraft des chirurgischen Clips 10A als wenn sie in direkter Nachbarschaft zu der Biegefederanordnung 15 positioniert wäre.
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Der Innenabstand der Betätigungsabschnitte 12A, 12B nimmt bei diesem Ausführungsbeispiel in der Schließstellung des Clips 10A von der Biegefederanordnung 15 zu dem Verschränkungsabschnitt 17, 18 hin zunächst zu. Da der Abstand zu dem Verschränkungsabschnitt 17, 18 danach aufgrund der Verschränkung zwangsläufig wieder abnimmt, gibt es somit im Schließzustand ein lokales Maximum für den Innenabstand zwischen den Betätigungsabschnitten 12A, 12B.
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In der Offenstellung des Clips 10A aber nimmt der Innenabstand der Betätigungsabschnitte 12A, 12B bei diesem Ausführungsbeispiel von der Biegefederanordnung 15 zu dem Verschränkungsabschnitt 17, 18 hin in der Offenstellung des Clips nicht zu. Dies ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch nicht erforderlich, da die Blattfeder 20 durch die Sacklöcher hinreichend in alle erforderlichen Richtungen gesichert ist. Bei einem Clip mit einer Blattfeder, deren Enden mit zwei nebeneinander angeordneten axialen Vorsprüngen versehen sind, die eine Art Gabel bilden, dienen die beiden Vorspränge je Ende dazu die Position der Blattfeder in Querrichtung zum Clip zu sichern und das lokale Maximum des Innenabstands der beiden Betätigungsabschnitte im offenen und geschlossenen Zustand dient dazu, die Position der Blattfeder in Längsrichtung des Clips zu sichern.
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Der chirurgische Clip 10A gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird geöffnet, indem die beiden Betätigungsabschnitte 12A, 12B aufeinander zu bewegt werden. Da die beiden Clipbranchen verschränkt sind, entfernen sich dadurch die beiden Klemmabschnitte 11A, 11B. Der Innenabstand der Betätigungsabschnitte 12A, 12B verringert sich dadurch, was dazu führt, dass die Blattfeder 20 weiter gebogen wird, was eine zusätzliche Last auf die Biegefederanordnung 15 erzeugt und die gesamte Klemmleistung des chirurgischen Clips 10A erhöht. Die Innenflächen der Klemmabschnitte 11A, 11B sind bei diesem Ausführungsbeispiel atraumatisch ausgebildet.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C im Detail beschrieben. Da der chirurgische Clip 10B ähnlich aufgebaut ist wie der chirurgische Clip 10A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird hier vorwiegend auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen, die nicht diskutierten Merkmale sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
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An Stelle einer Blattfeder 20 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Spiralfeder 30 vorgesehen. Die enden der Spiralfeder 30 sind wieder in Sacklöchern aufgenommen, die an den Innenseiten der Betätigungsabschnitte 12A, 12B ausgebildet sind. Die Spiralfeder kann aber auch wie jeder andere elastische Körper mit einer gabelartigen Halteeinrichtung an einem oder beiden Enden versehen sein, wie sie zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
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Viele Merkmale, die hier zu den einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, lassen sich aber auch in Kombination mit anderen Ausführungsformen verwirklichen, so können z.B. verschiedenste Halteeinrichtungen mit verschiedensten elastischen Körpern 20, 30 kombiniert werden. Ebenso sind die angegebenen Materialien für alle Ausführungsbeispiele anwendbar. Insgesamt sind alle Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele beliebig geeignet kombinierbar.
