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ANWENDUNGSGEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug für prothetische chirurgische Eingriffe, das für die Erhaltung eines Knochensitzes verwendbar ist, zum Beispiel für den Einbau einer Hüftpfannenprothese bzw. einer Schulterprothese oder sonstiges, und das mit einer dazugehörigen Manipulationsvorrichtung gekoppelt werden kann.
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STAND DER TECHNIK
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Im Allgemeinen sind Fräswerkzeuge bekannt, die bei prothetischen chirurgischen Eingriffen verwendbar sind und die dazu ausgestaltet sind, passende und zugeordnete Knochensitze zu erhalten, die für die Anordnung und für die Implantation von dazugehörigen Bauteilen von chirurgischen Prothesen geeignet sind.
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Insbesondere sind Fräswerkzeuge bekannt, die verwendbar sind, um die halbkugelförmigen, oder auf jeden Fall kugelkappenförmigen, Sitze zu erhalten, die für den Einbau von passenden Hüftpfannen der Hüftprothesen geeignet sind. Bei diesen bekannten Fräswerkzeugen ist eine innenseitig hohle Frässchale vorgesehen, deren Abmessungen dem zu erhaltenden Knochensitz entsprechen und an welcher eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, die Schneidkanten aufweisen, um eine mechanische Grabwirkung am Knochen durchzuführen.
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Auf diese Weise bewirken diese Fräswerkzeuge, durch Drehung um eine Drehachse, oder um eine Fräsachse, und durch Ausübung einer mechanischen Abtragungswirkung des Knochenmaterials, einen Eindruck mit gewünschten Abmessungen und gewünschter Gestaltung auf dem Knochen, welcher Eindruck im Wesentlichen der Frässchale entspricht.
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Es ist bekannt, dass die oben genannten Fräswerkzeuge mit Manipulationsvorrichtungen wirkungsmäßig verbunden werden, die entweder manuell oder automatisch sein können.
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Es ist ebenso bekannt, dass die Manipulationsvorrichtungen mit einer Kupplungseinheit versehen sind, die mit einer Befestigungseinheit zusammenwirken kann, welche am Fräswerkzeug, üblicherweise an dem Innenteil der Frässchale, vorgesehen ist.
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Es ist bekannt, Kupplungs- und Befestigungseinheiten vorzusehen, die eine mechanische Verbindung der Teile bewirken, wobei ein männliches Element, das üblicherweise an der Befestigungseinheit vorgesehen ist, mit einem weiblichen Element, als Kupplungssitz bezeichnet, das üblicherweise an der Kupplungseinheit vorgesehen ist, formschlüssig zusammenwirkt.
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Die mechanische Verbindung kann zum Beispiel die Verwendung von Systemen mit gerader Kupplung oder mit Bajonettkupplung vorsehen. Insbesondere sind Bajonettsysteme die am meisten verwendeten, weil sie eine bessere Übertragung der Drehung im Vergleich zur Lösung mit gerader Kupplung sicherstellen.
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Es ist eine Befestigungseinheit bekannt, die einen einzigen Kupplungsstab vorsieht, der sich diametral mit der Frässchale verbindet. Es ist ebenso bekannt, dass die Kupplungseinheit unterschiedlich gestaltete, zum Beispiel kreuzförmige, Kupplungssitze vorsehen kann.
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Ein Nachteil der bekannten Ausführungen besteht darin, dass, wenn die Kupplungseinheit eine kreuzförmige Gestaltung aufweist, die Befestigungseinheit, die mit einem einzigen Kupplungsstab versehen ist, eine angemessene Festigkeit der Verbindung nicht ermöglichen könnte, sowie wenig bequem und intuitiv bei der Positionierung sein könnte.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug bereitzustellen, das dazu geeignet ist, eine stabile und sichere Verbindung mit einer Manipulationsvorrichtung zu bewirken, die mit einer kreuzförmigen Kupplungseinheit versehen ist, sowie leicht und bequem zu verwenden ist.
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Um die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und um diesen, sowie weitere Zwecke und Vorteile zu erhalten, hat die Anmelderin die vorliegende Erfindung studiert, experimentiert und verwirklicht.
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ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wird im unabhängigen Anspruch zum Ausdruck gebracht und gekennzeichnet. Die abhängigen Patentansprüche erläutern weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung oder Abwandlungen des Hauptlösungsgedankens.
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Im Einklang mit dem obengenannten Ziel umfasst ein erfindungsgemäßes Fräswerkzeug eine halbkugelförmige Frässchale und eine kreuzförmige Befestigungseinheit für die stabile und selektiv lösbare Verbindung mit einem zugeordneten kreuzförmigen Kupplungssitz einer Manipulationsvorrichtung. Erfindungsgemäß umfasst die obengenannte kreuzförmige Befestigungseinheit einen ersten Kupplungsstab und einen zweiten Kupplungsstab, die sich mittig kreuzen.
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Der erste Kupplungsstab besteht aus zwei ersten radialen Armen, die diametral von der Mitte abgehen und sich mit der Frässchale verbinden, und der zweite Kupplungsstab besteht aus zwei zweiten radialen Armen, die diametral von der Mitte entlang einer Länge abgehen, die kleiner als diejenige der ersten radialen Arme ist, wobei sie umfangsseitig freie Enden aufweisen, die mit der Frässchale nicht verbunden sind.
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Auf diese Art und Weise erzielt die vorliegende Erfindung, durch Nachbildung einer kreuzförmigen Gestaltung der Befestigungseinheit, die zu derjenigen des kreuzförmigen Kupplungssitzes passt, eine stabile, ausgewogene und sichere Verbindung mit der Manipulationsvorrichtung. Die kleinere Länge der zweiten radialen Arme führt dazu, dass die Vorteile der kreuzförmigen Verbindung, sowie die Funktion der Führung, oder Einführung, eines erleichterten Einsetzens auf jeden Fall erzielt werden, ohne jedoch einen übermäßigen Raumbedarf und einen übermäßigen Materialaufwand. Darüber hinaus ist diese Lösung für einen Bediener, der das Fräswerkzeug nimmt und positioniert, um es mit der Manipulationsvorrichtung zu koppeln, auch einfacher, bequemer und intuitiver zu greifen.
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Darüber hinaus, da die Befestigungseinheit weniger Raum einnimmt, erleichtert die vorliegende Erfindung die Beseitigung des Knochenmaterials, das durch das Fräsen entfernt wird, sowie die Reinigung.
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ERKLÄRUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen ersichtlich sein, die als nicht einschränkendes Beispiel dienen und die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen, wo:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs ist;
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2 eine perspektivische Detailansicht eines Teils von 1 ist;
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3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs ist, das mit einer Kupplungseinheit einer Manipulationsvorrichtung verbindbar ist.
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Um das Verständnis zu erleichtern, werden, soweit möglich, gleiche Bezugszeichen verwendet, um gemeinsame, in den Figuren im Wesentlichen gleiche Teile zu bezeichnen.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es soll jetzt im Einzelnen auf die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen werden, von welchen ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Figuren gezeigt sind. Jedes Beispiel dient zur Veranschaulichung der Erfindung und ist nicht als eine Einschränkung derselben zu verstehen. Zum Beispiel können die Merkmale, die als zu einer Ausführungsform gehörend erläutert oder beschrieben sind, auf andere oder in Verbindung mit anderen Ausführungsformen angewandt werden, um eine weitere Ausführungsform zu verwirklichen. Es soll verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung solche Abänderungen und Varianten umfasst.
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Bezugnehmend auf die beigefügten Figuren wird mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt ein erfindungsgemäßes Fräswerkzeug dargestellt, das bei prothetischen chirurgischen Eingriffen, im vorliegenden Fall für die Erhaltung des Knochensitzes für die Pfanne einer Hüftpfannenprothese, verwendbar ist.
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Insbesondere umfasst das Fräswerkzeug 10 eine innenseitig hohle Frässchale 11, oder einen damit vergleichbaren hohlen axialsymmetrischen Körper, im vorliegenden Fall eine halbkugelförmige Schale, die für die Abtragung von Knochenmaterial geeignet ist.
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Ferner umfasst das Fräswerkzeug 10 eine kreuzförmige Befestigungseinheit 12, die mit der Frässchale 11 verbunden, typischerweise innerhalb des Außenmaßes der Frässchale 11 vorgesehen, und die diametral in Übereinstimmung mit dem äußersten Abschnitt der Frässchale 11 selbst angeordnet ist.
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Die Frässchale 11 und die kreuzförmige Befestigungseinheit 12 können zum Beispiel aus Stahl, vorzugsweise aus verschleißfestem Stahl, hergestellt sein.
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Die kreuzförmige Befestigungseinheit 12 ist gestaltet, um in stabiler und selektiv lösbarer Weise mit einer Kupplungseinheit 50 einer dazugehörigen, manuellen oder automatischen, Manipulationsvorrichtung verbunden zu werden, welche üblicherweise gestaltet ist, um die genannte Frässchale 11 in Rotation zu bringen. Insbesondere ist die Kupplungseinheit 50 typischerweise mit einem kreuzförmigen Kupplungssitz 51 versehen, mit dem die genannte kreuzförmige Befestigungseinheit 12 zu koppeln ist und der typischerweise an einem Ende eines Verbindungsblockes 54 vorgesehen ist, der an der genannten Manipulationsvorrichtung zu fixieren ist.
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Nachdem das Fräswerkzeug 10 mit der Kupplungseinheit 50 stabil verbunden wurde, kann es von der genannten Manipulationsvorrichtung um eine bestimmte Fräsachse X in Rotation gebracht werden.
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Der kreuzförmige Kupplungssitz 51 umfasst im Allgemeinen vier offene Aufnahmeaussparungen 52 und eine ebene Auflagefläche. Diese Aufnahmeaussparungen 52 können nach einer insgesamt kreuzförmigen Geometrie angeordnet sein, d. h. sie sind winkelig um 90° zueinander versetzt. In anderen Worten ist ein erstes Paar von einander gegenüberliegenden Aufnahmeaussparungen 52 vorgesehen, und es kann ein weiteres Paar von einander gegenüberliegenden Aufnahmeaussparungen 52 vorgesehen sein, die um 90° gegenüber dem ersten Paar von Aufnahmeaussparungen 52 gedreht sind.
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Typischerweise sind die kreuzförmige Befestigungseinheit 12 und der kreuzförmige Kupplungssitz 51 gestaltet, um eine formschlüssige Verbindung, wie eine Verbindung zwischen männlichem und weiblichem Teil, zu erhalten.
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3 dient dazu, Ausführungsformen darzustellen, wo das Fräswerkzeug 10 mittels seiner kreuzförmigen Befestigungseinheit 12 mit der genannten Kupplungseinheit 50 wie oben beschrieben verbunden wird.
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Mit Bezug, zum Beispiel, auf Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, umfasst die kreuzförmige Befestigungseinheit 12 einen ersten Kupplungsstab 13 und einen zweiten Kupplungsstab 14, die nach einer kreuzförmigen Gestaltung zueinander senkrecht sind und die sich mittig kreuzen, zum Beispiel an einem zentralen Verbindungskörper 15.
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In möglichen Ausführungen kann der Verbindungskörper 15 komplementär zur genannten Auflagefläche der Kupplungseinheit 50 geformt sein.
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In weiteren, alternativen Ausführungsformen kann der Verbindungskörper 15 nach mehreren Formen geformt sein, z. B. nach einer im Wesentlichen zylindrischen Form oder nach der Form eines Parallelepipedes, z. B. nach einer würfelförmigen Form.
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Wie beispielsweise aus den 1 und 2 ersichtlich ist, kann der Verbindungskörper 15 die Form eines Parallelepipedes, mit abgeschrägten Ecken, aufweisen.
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Der erste Kupplungsstab 13 besteht aus zwei radialen Armen, oder ersten radialen Armen, 16, die diametral von der Mitte abgehen und sich mit der Frässchale 11 verbinden.
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Der zweite Kupplungsstab 14 besteht aus zwei anderen radialen Armen, oder zweiten radialen Armen, 26, die diametral von der Mitte abgehen, aber die Frässchale 11 nicht erreichen.
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Die ersten radialen Arme 16 und die zweiten radialen Arme 26 erstrecken sich von der Mitte, zum Beispiel vom genannten Verbindungskörper 15, zur Peripherie und sind gestaltet, um sich mit den Aufnahmeaussparungen 52 des kreuzförmigen Kupplungssitzes 51 zu koppeln, zum Beispiel mittels gerader Kupplung oder mittels Bajonettkupplung.
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Wie ausgeführt, sind die ersten radialen Arme 16 mit der Frässchale 11 verbunden, während die zweiten radialen Arme 26 von der Frässchale 11 getrennt sind.
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Die vorliegende Erfindung erweist sich daher als bequemer und einfacher zu verwenden, im Vergleich zu den bekannten Lösungen, in denen ein einziger, geradliniger Kupplungsstab vorgesehen ist, weil die beiden Kupplungsstäbe 13 und 14 sich kreuzen und dadurch die Geometrie des kreuzförmigen Kupplungssitzes 51 nachbilden. Dies verbessert die Festigkeit der Verbindung zwischen kreuzförmiger Befestigungseinheit 12 und Kupplungseinheit 50 und bewirkt vorteilhafterweise auch eine Führung, oder Einführung, für ein erleichtertes und intuitives Einsetzen und Koppeln. Die vorliegende Erfindung ist deshalb geeignet, dem Fräswerkzeug 11 eine besondere Wirksamkeit und eine leichte Bedienbarkeit zu verleihen, insbesondere bei der Kopplung zwischen Fräswerkzeug 11 und Kupplungseinheit 50.
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Nach den Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, sind die zwei zweiten radialen Arme 26 des zweiten Kupplungsstabs 14 kürzer als die ersten radialen Arme 16 des ersten Kupplungsstabs 13, können typischerweise gleich sein und daher sich nicht bis zur Frässchale 11 hin erstrecken.
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In anderen Worten weisen die zweiten radialen Arme 26 ein freies Ende 26a, erstrecken sich entlang einer gewünschten Länge und enden vor der Frässchale 11, wie zum Beispiel in 1.
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Die zweiten radialen Arme 26 haben darüber hinaus eine solche Länge, dass sie, nachdem das Fräswerkzeug 11 mit der Kupplungseinheit 50 gekoppelt wurde, aus der Kupplungseinheit 50 seitlich nicht herausragen. In möglichen Ausführungen haben die zweiten radialen Arme 26 eine Länge, die typischerweise vom geometrischen Kreuzungspunkt der Achsen der beiden Kupplungsstäbe ungefähr 10 mm bis 25 mm, bevorzugt 10 mm bis 20 mm, noch bevorzugter 10 mm bis 15 mm, zum Beispiel, ungefähr 13 mm beträgt. Demzufolge ragen, zum Beispiel im Falle eines Verbindungskörpers 15 mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 10 mm, die zweiten radialen Arme 26 aus dem Verbindungskörper 15 um ungefähr 5 mm bis 20 mm, bevorzugt um 5 mm bis 15 mm, noch bevorzugter um 5 mm bis 10 mm, zum Beispiel um ungefähr 8 mm, heraus.
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Nach den Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, ist es möglich vorzusehen, dass die freien Enden 26a der zweiten Arme 26 eine abgeschrägte Fläche, ohne scharfe Kanten, aufweisen, welche zum Beispiel das Gleiten in der Phase der Einführung der kreuzförmigen Befestigungseinheit 12 in die Kupplungseinheit 50 erleichtern kann. Darüber hinaus kann die abgeschrägte Fläche die Beseitigung des entfernten Knochenmaterials erleichtern.
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Mit Bezug auf Ausführungsformen, die unter Verwendung von 1 beschrieben sind, verbinden sich die ersten radialen Arme 16, zum Beispiel durch Schweißung, oder durch Einspannung und eventuelle darauffolgende Schweißung, mit der Frässchale 11 und dienen somit im Wesentlichen als Speichen oder Radspeichen der Frässchale 11.
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Nach den Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, können die ersten radialen Arme 16 einen Kopplungsabschnitt 17 und einen Verbindungsabschnitt 18 umfassen. Der Kopplungsabschnitt 17 wird vorgesehen, um mit den Aufnahmeaussparungen 52 zusammenzuwirken, während der Verbindungsabschnitt 18 für die Fixierung an der Frässchale 11 vorgesehen wird, wie gesagt zum Beispiel durch Schweißung, oder durch Einspannung und eventuelle darauffolgende Schweißung. Der Verbindungsabschnitt 18 kann zum Beispiel vorstehende Flächen 18a für die Einspannung an der Frässchale 11 umfassen, welche dann geschweißt werden. Die Ausführung mit Einspannung, und eventueller darauffolgender Schweißung, kann zum Beispiel eine Austauschbarkeit der kreuzförmigen Befestigungseinheit 12 ermöglichen.
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In möglichen Ausführungsformen kann der Kopplungsabschnitt 17 zum Beispiel eine längliche Gestaltung aufweisen und mit beispielsweise kreisförmigem Querschnitt, wie in dem Beispiel nach 1, oder mit polygonalem Querschnitt geformt sein. Der Kopplungsabschnitt 17 kann zum Beispiel im Wesentlichen ein Zylinder, oder ein Parallelepiped mit rechteckiger oder quadratischer Basis sein.
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Der genannte Verbindungsabschnitt 18 kann nach mehreren Formen geformt sein, zum Beispiel nach form eines Keils, eines Trapezes oder sonstiges. Nach Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, kann der Verbindungsabschnitt 18 zum Beispiel eine Kegelstumpfform aufweisen, die sich in Richtung des Kopplungsabschnitts 17 und zum Inneren der Frässchale 11 verjüngt und die nach parallelen Ebenen zu derjenigen geschnitten ist, auf welcher die Achsen des ersten Kupplungsstabs 13 und des zweiten Kupplungsstabs 14 liegen.
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Nach Ausführungsformen, die unter Verwendung der 1 und 2 beschrieben sind, kann der Verbindungskörper 15 eine untere ebene Auflagebasis 19 vorsehen, um die Positionierung auf die ebene Auflagefläche des kreuzförmigen Kupplungssitzes 51 zu erleichtern.
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Mit Bezug zum Beispiel auf die 1 kann in möglichen Ausführungsformen die Frässchale 11 im Wesentlichen innenseitig hohl sein und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 20 umfassen, die mit Schneidkanten 21 versehen sind. Die Schneidkanten 21 können unterschiedliche Formen aufweisen und haben die Aufgabe, den Knochenteil zu schneiden, während die Durchgangsöffnungen 20 die Beseitigung der Knochenrückstände vom Inzisionsbereich ermöglichen.
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Zum Beispiel kann die Frässchale 11 beispielhaft mit einer Schneidkante insgesamt ”nach Art einer Reibe” bezeichnet werden, d. h. gebildet von einer Vielzahl von den gesagten Durchgangsöffnungen 20, die nach Art eines kreisförmigen Lochs geformt sind, jeweils eine Scheidkante 21 aufweisen und in einheitlicher und gleichmäßiger Weise über die Oberfläche verteilt sind.
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In anderen Ausführungsformen können andere Arten von Durchgangsöffnungen 20 vorgesehen sein, und zwar mit einer gebogenen Form, ”nach Art eines Säbels”, die sich vom entgegengesetzten Gebiet des Fräswerkzeugs 11 nach unten erstrecken, und diese Durchgangsöffnungen 20 sind mit entsprechenden bogenförmigen Schneidkanten 21 versehen.
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Selbstverständlich können am vorher beschriebenen Fräswerkzeug 10 für prothetische chirurgische Eingriffe Änderungen vorgenommen und/oder Teile hinzugefügt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie von den Patentansprüchen definiert, abzuweichen.
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Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass, obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf einige spezifische Beispiele beschrieben wurde, ein Fachmann ohne weiteres viele andere äquivalente Formen von Fräswerkzeug für prothetische chirurgische Eingriffe verwirklichen kann, die die in den Patentansprüchen festgelegten Merkmale aufweisen und somit alle in den von den Patentansprüchen definierten Schutzumfang fallen.
