DE102013221060B4

DE102013221060B4 - Knochenspan-Bearbeitungsstation

Info

Publication number: DE102013221060B4
Application number: DE102013221060.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Geisinger; Peter Sterman
Original assignee: Individual
Current assignee: GEISINGER, MARTIN, DR., DE
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: DE102013221060A1

Abstract

Vorrichtung zum Bearbeiten eines Knochenspans mit folgenden Merkmalen:
– eine Knochenspanhalterung (16, 18) zum Halten des Knochenspans (24),
– eine Rinnenfeile (30) mit einer in eine bestimmte Richtung ausgerichteten Rinne, deren Innenwandung wenigstens eine Reibfläche zur Bearbeitung des einzelnen Knochenspans (24) aufweist,
– die Rinnenfeile (30) ist auswechselbar auf einem fest mit der Vorrichtung verbundenen Arbeitsblock (34) angeordnet,
gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:
– die Knochenspanhalterung (16, 18) ist an einem an einer Schlittenführung (6) geführten Schlitten (10) befestigt und entlang der bestimmten Richtung so hin- und herbewegbar, dass, wenn die Knochenspanhalterung (16, 18) den einzelnen Knochenspan (24) hält, der Knochenspan (24) an der wenigstens einen Reibfläche reibend entlang geführt werden kann,
– die Knochenspanhalterung (16, 18) ist des Weiteren um eine Längsachse der Schlittenführung (6) drehbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Knochenspans nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus US 2009/0222052 A1 bekannt. Dort wird der zu bearbeitende Knochenspan in der Vorrichtung fest eingespannt und mit einer Handfeile der Knochenspan auf seine gewünschte Größe zugefeilt. Die schlitzförmig ausgebildete Handfeile ist dabei an der Vorrichtung an ihrem Schlitz geführt.
Bei chirurgischen Eingriffen wie beispielsweise der Behandlung von Knochendefekten, Knochenbrüchen, oder einem erforderlichen Wiederaufbau von zurückgebildeten Knochen ist es vorteilhaft, wenn körpereigenes Knochenmaterial verwendet werden kann. Häufig ist beispielsweise ein Knochenaufbau bei zahnchirurgischen Eingriffen, wie dem Implantieren von Zähnen erforderlich. Körpereigenes Knochenmaterial hat dabei den Vorteil, dass es keine allergischen Abstoßungsreaktionen hervorruft und, im Gegensatz zu synthetischem Knochenersatzmaterial oder zu Knochenmaterial von z.B. Tieren, sehr gut im körpereigenen Knochengewebe integriert wird.
Oft wird beispielsweise, wenn eine Zahnimplantation gewünscht wird, festgestellt, dass nicht genügend Knochenmaterial für die sichere Verankerung eines genügend großen bzw. langen Implantats zur Verfügung steht, weil beispielsweise der zu bearbeitende Kieferabschnitt deutlich zu schmal oder zu niedrig ausgebildet ist. In derartig gelagerten Fällen wird dann oft von einer Implantation abgeraten. Häufig ist es jedoch möglich, durch die Anlagerung von zusätzlichem, vorteilhafterweise körpereigenem Knochenmaterial den Kieferabschnitt so aufzubauen, dass nachfolgend ein Implantat inseriert werden kann.
Bei der zahnchirurgischen Implantatbettvorbereitung kann, wenn nur geringe Mengen an Knochenmaterial erforderlich sind, dieses während der Operation gewonnen werden, z. B. in Form von Knochenfeilspänen oder als Knochenmehl, das beim Bohrvorgang aus dem Kiefer entnommen wird und zusammen mit Weichgewebsresten und adhärentem Blut in speziellen Filtern aufgefangen wird. Bei größerem Knochenbedarf muss häufig aus knochenreichen Regionen des Unterkiefers Knochen entnommen werden oder sogar die Entnahme eines Knochenspans aus dem Beckenkamm in Erwägung gezogen werden. Der Knochenspan wird am Zielort dann beispielsweise mit kleinen Schrauben fixiert und muss einige Monate einheilen, bevor er durch Implantate sicher belastet werden kann.
Bevor der Knochenspan am Zielort fixiert werden kann, muss er bearbeitet und auf eine für die Einpassung erforderliche Form und Größe gebracht werden. Der Knochenspan muss mit verschiedenen Bohrlochbohrungen versehen werden, wie beispielsweise Kopfraumbohrungen, Zuglochbohrungen oder Gleitlochbohrungen, und die überstehenden Knochenränder müssen abgeschliffen werden. Danach erfolgt ein passgenauer Feinschliff, um den Knochenspan in die gewünschte passende Größe zu bringen.
Die Bearbeitung eines solchen Knochenspans ist aufwändig und kann aufgrund einerseits des Materials andererseits der Größe des Knochenspans nicht mit konventionellen Werkstückbearbeitungsmaschinen erfolgen. Da körpereigenes Knochenmaterial auch nicht in beliebigen Mengen verfügbar ist, sollten Fehler bei der Bearbeitung, die den Knochenspan für den Einsatzzweck untauglich machen, unbedingt vermieden werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bearbeitungsstation zur Bearbeitung eines einzelnen Knochenspans bereitzustellen, mit welcher der Knochenspan einfach, exakt und rasch bearbeitet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten eines Knochenspans weist eine Knochenspanhalterung zum Halten eines einzelnen Knochenspans auf, sowie eine Rinnenfeile, mit einer in eine bestimmte Richtung ausgerichteten Rinne, deren Innenwandung wenigstens eine Reibfläche zur Bearbeitung des einen Knochenspans aufweist. Erfindungsgemäß sind zusätzlich folgende Merkmale vorgesehen:

– die Rinnenfeile ist auswechselbar auf einem fest mit der Vorrichtung verbundenen Arbeitsblock angeordnet,
– die Knochenspanhalterung ist an einem an einer Schlittenführung geführten Schlitten befestigt und entlang der bestimmten Richtung so hin- und herbewegbar, dass, wenn die Knochenspanhalterung den einzelnen Knochenspan hält, der Knochenspan an der wenigstens einen Reibfläche reibend entlang geführt werden kann, und
– die Knochenspanhalterung ist des Weiteren um eine Längsachse der Schlittenführung drehbar.

Der Knochenspan wird von der Knochenspanhalterung aufgenommen, gehalten, und an der wenigstens einen Reibfläche der Rinnenfeile reibend entlang geführt, bis eine gewünschte Form und / oder Größe erreicht ist.
Die Rinnenfeile ist dabei vorzugsweise in einer Auffangwanne so angeordnet, dass die bei der Bearbeitung des einzelnen Knochenspans mit der Rinnenfeile abgelösten Knochenfeilspäne in der Auffangwanne aufgefangen werden. Die abgelösten Knochenfeilspäne gehen dadurch nicht verloren und können somit zusätzlich in das Operationsgebiet eingebracht werden, um den Aufbau des Knochens zu unterstützen. Knochenspäne und Knochenmehl können beispielsweise als Füllmaterial um das einzubringende Implantat herum verwendet werden und die Behebung von Knochenwanddefekten unterstützen. Die bei der Bearbeitung des Knochenspans mit der Rinnenfeile entstehenden Knochenfeilspäne können vorteilhafterweise in der Auffangwanne steril aufgefangen und mit adhärenten Blut, welches der Ernährung und der Befeuchtung der bearbeiteten Knochenspäne dient, in sterile Behältnissen abgefüllt werden.
Die Auffangwanne kann jedoch auch als Sieb ausgebildet sein, insbesondere dann, wenn nur die Knochenfeilspäne zur weiteren Verwertung aufgefangen werden sollen.
Der zu bearbeitende Knochenspan kann vorteilhafterweise zwischen zwei Knochenspanhaltern, die einander gegenüberliegend so relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, dass der Knochenspan zwischen den beiden Knochenspanhaltern klemmend aufnehmbar ist, aufgenommen werden. Die Knochenspanhalterung weist daher vorteilhafterweise zwei, relativ zueinander bewegliche Knochenspanhalter auf.
Der Knochenspan wird mit den beiden Knochenspanhaltern vorzugsweise an seinen Schmalseiten aufgenommen. Um das sichere Halten des Knochenspans an den beiden Spannflächen der zwei Knochenspanhalter zu gewährleisten, weisen die beiden Spannflächen zentrierende, vorzugsweise raue Kontaktkanten auf. Die Kontaktkanten können schneidend ausgebildet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass der Knochenspan bei der Bearbeitung nicht aus der Knochenspanhalterung rutscht.
Um das Einspannen des Knochenspans zu ermöglichen und zu erleichtern, ist vorteilhafterweise wenigstens einer der Knochenspanhalter an einem Spannarm befestigt, wobei er besonders vorzugsweise an diesem auswechselbar befestigt ist. Auf diese Weise kann, je nach Größe und Form des zu bearbeitenden Knochenspans für jeden Knochenspan ein individueller, geeigneter Knochenspanhalter vorgesehen werden.
Um die Hin- und Herbewegung zwischen der den Knochenspan tragenden Knochenspanhalterung und der Rinnenfeile auch für eine manuelle Bearbeitung zu ermöglichen, ist der Spannarm an einem Schlitten befestigt, der an einer Schlittenführung, vorzugsweise parallel zu der bestimmten Richtung, in welche die Rinne der Rinnenfeile ausgerichtet ist, bewegbar angeordnet ist.
Der Schlitten kann einen beweglichen und einen festen Spannarm aufweisen. Der feste Spannarm ist unbewegbar am Schlitten befestigt. Der bewegliche Spannarm ist ebenfalls am Schlitten, jedoch vorteilhafterweise in einer am Schlitten angeordneten Verstellnut führbar befestigt. Er kann darin hin und her bewegt werden und so den aufzunehmenden Knochenspan klemmend zwischen dem festen und dem beweglichen Spannarm aufnehmen.
Die Rinnenfeile ist vorteilhafterweise in der Vorrichtung über eine T-Nut im Arbeitsblock geführt und mit Befestigungsmitteln, beispielsweise Klemmschrauben, am Arbeitsblock klemmend befestigbar oder befestigt.
Da die Rinnenfeile derart auswechselbar ist, können unterschiedliche Bearbeitungsschritte am Knochenspan vorgenommen werden. So kann der Knochenspan zunächst in einer ersten, breiteren Rinnenfeile bearbeitet werden, um überstehende Knochenränder zu beseitigen. Danach kann die Rinnenfeile ausgetauscht werden und beispielsweise ein passgenauer Feinschliff in einer zweiten, vorzugsweise diamantbeschichteten Rinne gewünschter Abmessung durchgeführt werden. Um den Knochenspan auf eine bestimmte Größe abzuschleifen, können auch mehrere Rinnenfeilen mit unterschiedlichen Breiten nacheinander verwendet werden. Üblich sind Breiten zwischen beispielsweise 3 mm und 10 mm.
Beim Abschleifen des Knochenspans können daher nacheinander immer schmalere Rinnenfeilen verwendet werden. Die Rinnenfeilen können beispielsweise Breiten von 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm und 3 mm aufweisen. Sie sind in verschiedenen Längen, Breiten und Höhen und in verschiedenen Größen für die Spanbearbeitung verfügbar und können auf der Knochenspanbearbeitungsstation bei Bedarf schnell ausgewechselt werden.
Der Knochenspan wird dann beispielsweise zunächst in einer breiteren Rinnenfeile bearbeitet und dann solange in immer schmäleren Rinnenfeilen, bis er die gewünschte Dicke hat.
Die Innenformen der nacheinander verwendeten Rinnenfeilen sind in verschiedenen Übergängen der Feilflächen mit Radien oder Fasen als Flächenübergänge unterschiedlich ausgebildet. Die Reibflächen der Innenfeilen können verschiedene Körnungen und Rauhigkeiten aufweisen, sowie unterschiedliche spanabhebende Oberflächen. Sie können Diamant-, Korund- oder andere medizinisch kompatible Beschichtungen aufweisen.
Die Rinnenfeile selbst und vorzugsweise auch andere Teile der Knochenspanbearbeitungsstation bestehen vorteilhafterweise aus Edelstahl, vorzugsweise aus einem in der Medizintechnik standardisierten Edelstahl oder aus einem anderen medizintechnisch kompatiblem Material.
Der Arbeitsblock oder eine mit dem Arbeitsblock verbundene Grundplatte können eine zusätzliche Spanablage aufweisen. Diese Spanablage ist eine, vorzugsweise in die bestimmte Richtung gerichtete, Aufnahmerinne zur Aufnahme des Knochenspans. Auf der Spanablage kann der bearbeitete oder der zu bearbeitende Knochenspan abgelegt und/oder zwischengelagert werden und in Richtung der Aufnahmerinne und damit bereits in Bearbeitungsrichtung ausgerichtet werden.
Der Knochenspan kann somit bereits in Bearbeitungsrichtung weisend von der Knochenspanhalterung aus der Spanablage herausgenommen werden.
Zur weiteren Bearbeitung, insbesondere der schmalflächigen Enden des Knochenspans, weist die Vorrichtung vorzugsweise zusätzlich einen Schnellspannschraubstock auf, in welchem der Knochenspan haltend aufgenommen werden kann.
Um unterschiedlich große Knochenspäne aufnehmen zu können, und um diese sicher im Schnellspannschraubstock halten zu können, weist der Schnellspannschraubstock als Stufenbacken ausgebildete Spannbacken auf, die eine Aufsetzkante aufweisen. Die Spannbacken haben eine vorzugsweise diamantbeschichtete Oberfläche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Knochenspanbearbeitungsstation
1 zeigt eine als Knochenspanbearbeitungsstation ausgebildete Vorrichtung. Auf einer Grundplatte 2 sind zwei Schlittenhalter 3, 4 befestigt, die eine rundstabförmige Schlittenführung 6 tragen, welche mit einer Klemmschraube 8 am Schlittenhalter 3 befestigt ist.
Auf der Schlittenführung 6 ist ein Schlitten 10 angeordnet, der mit einem Handhebel 12 verbunden ist. Mit dem Handhebel 12 kann der Schlitten 10 entlang der Schlittenführung 6 hin- und herbewegt werden oder auch um die Längsachse der rundstabförmigen Schlittenführung 6 gedreht werden. Mit dem Schlitten 10 ist ein erster Spannarm 16 fest verbunden. Ein zweiter Spannarm 18 ist variabel in einer am Schlitten 10 angeordneten Verstellnut 20 verschiebbar angeordnet. Eine am Schlitten 10 befestigte Klemmschraube 14, die mit dem Spannarm 18 mitgeführt wird, dient dabei der Fixierung des Spannarms 18.
An jedem Spannarm 16, 18 ist ein als Rinnenspannfinger ausgebildeter Knochenspanhalter 22 angeordnet, der mit dem jeweiligen Spannarm 16, 18 lösbar verbunden ist. Zwischen den beiden Rinnenspannfingern 22 kann ein Knochenspan 24 eingespannt werden, wobei die Klemmkraft beispielsweise mit einer Justierschraube 26, die zwischen den Spannarmen 16 und 18 angeordnet sein kann, eingestellt werden kann. Die Rinnenspannfinger 22 sind mit Klemmschrauben 28 an den Spannarmen 16, 18 befestigt.
Der Knochenspan 24 kann mit dem Handhebel 12 in eine Rinnenfeile 30 eingebracht werden und in der Rinnenfeile 30 mit dem Schlitten 10 hin- und herbewegt werden. Die Rinnenfeile 30 ist auf einem in einer Auffangwanne 32 angeordneten Arbeitsblock 34 angeordnet. Der Arbeitsblock 34 ist über Schnellspannbolzen oder -schrauben 36 auf der Grundplatte 2 befestigt. Eine als Spanablage ausgebildete Spanauflage- und -ablageschale 38 ist in einer T-Nut in der Grundplatte 2 schnell wechselbar geführt und fixiert. Die Spanauflage- und -ablageschale 38 weist eine in Bearbeitungsrichtung ausgebildete Rinne auf und kann zum Ausrichten des Rohknochenspans mit verschiedenen Übergängen als Zentrierfläche mit Radien oder Fasen ausgebildet sein.
Um den Knochenspan 24 vor der Bearbeitung auszurichten, wird er zunächst in die Spanauflage- und -ablageschale 38 gelegt und darin in Bearbeitungsrichtung ausgerichtet. Die Spannarme 16, 18 des Schlittens 10 werden mit den Knochenspanhaltern 22 mit Hilfe des am Schlitten 10 befestigten Handhebels 12 angehoben und dann entlang der Schlittenführung 6 in Richtung Spanauflage- und -ablageschale 38, auf der der Knochenspan 24 bereits in Bearbeitungsrichtung ausgerichtet ist, bewegt. Nachdem die Knochenspanhalter 22 mit dem Handhebel 12 wieder abgesenkt und links und rechts vom Knochenspan 24 auf der Spanauflage- und -ablageschale 38 aufgesetzt sind, wird der Knochenspan 24 zwischen den beiden Knochenspanhaltern 22 an seinen Schmalseiten eingeklemmt, indem der bewegliche Spannarm 18 in Richtung des festen Spannarms 16 bewegt wird. Sobald der Knochenspan 24 klemmend gehalten wird, wird die Klemmschraube 14 angezogen, um den beweglichen Spannarm 18 zu fixieren. Der Knochenspan 24 wird dann durch Kippen des Schlittens 10 um die Achse der Schlittenführung 6 mit dem Handhebel 12 angehoben, und in Richtung Rinnenfeile 30 geführt. Nachdem der Knochenspan 24 in der Rinnenfeile 30 aufgesetzt worden ist, wird er durch Hin- und Herbewegen des Schlittens 10 entlang der Schlittenführung 6 mit der Rinnenfeile 30 bearbeitet. Die abgelösten Knochenfeilspäne können zur weiteren Verarbeitung in der Auffangwanne 32 aufgefangen werden.
Bezugszeichenliste

2: Grundplatte
3: erster Schlittenhalter
4: zweiter Schlittenhalter
6: Schlittenführung
8: Klemmschraube
10: Schlitten
12: Handhebel
14: Klemmschraube
16: fester Spannarm
18: variabler Spannarm
20: Verstellnut
22: Knochenspanhalter (Rinnen-Spannfinger)
24: Knochenspan
26: Justierschraube
28: Klemmschrauben
30: Rinnenfeile
32: Auffangwanne
34: Arbeitsblock
36: Schnellspannbolzen, Schrauben
38: Spanauflage- und -ablageschale, Spanablage

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten eines Knochenspans mit folgenden Merkmalen: – eine Knochenspanhalterung (16, 18) zum Halten des Knochenspans (24), – eine Rinnenfeile (30) mit einer in eine bestimmte Richtung ausgerichteten Rinne, deren Innenwandung wenigstens eine Reibfläche zur Bearbeitung des einzelnen Knochenspans (24) aufweist, – die Rinnenfeile (30) ist auswechselbar auf einem fest mit der Vorrichtung verbundenen Arbeitsblock (34) angeordnet, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale: – die Knochenspanhalterung (16, 18) ist an einem an einer Schlittenführung (6) geführten Schlitten (10) befestigt und entlang der bestimmten Richtung so hin- und herbewegbar, dass, wenn die Knochenspanhalterung (16, 18) den einzelnen Knochenspan (24) hält, der Knochenspan (24) an der wenigstens einen Reibfläche reibend entlang geführt werden kann, – die Knochenspanhalterung (16, 18) ist des Weiteren um eine Längsachse der Schlittenführung (6) drehbar.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenfeile (30) in einer Auffangwanne (32) so angeordnet ist, dass die bei der Bearbeitung des einzelnen Knochenspans (24) mit der Rinnenfeile (30) abgelösten Knochenfeilspäne in der Auffangwanne (32) aufgefangen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangwanne (32) als Sieb ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenspanhalterung (16, 18) zwei Knochenspanhalter (22) aufweist, die einander gegenüberliegend so relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, dass der Knochenspan (24) zwischen den beiden Knochenspanhaltern (22) klemmend aufnehmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Knochenspanhalter (22) zum sicheren Halten des Knochenspans (24) an den Spannflächen zentrierende, schneidende, rauhe Kontaktkanten aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Knochenspanhalter (22) an einem Spannarm (16, 18) auswechselbar befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenfeile (30) über eine T-Nut im Arbeitsblock (34) geführt und mit Befestigungsmitteln am Arbeitsblock (34) klemmend befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenfeile (30) aus Edelstahl besteht und die wenigstens eine Reibfläche diamantbeschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsblock (34) oder eine mit dem Arbeitsblock (34) verbundene Grundplatte (2) eine Spanablage (38) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanablage (38) eine in die bestimmte Richtung ausgerichtete Aufnahmerinne zur Aufnahme des Knochenspans (24) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend einen Schnellspannschraubstock zur haltenden Aufnahme der Enden des Knochenspans (24).
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellspannschraubstock als Stufenbacken ausgebildete Spannbacken aufweist, die eine Aufsetzkante aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellspannschraubstock Spannbacken mit einer diamantbeschichteten Oberfläche aufweist.