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Eine Vielzahl von chirurgischen Instrumenten weist einen Grundkörper aus Metall auf. Herkömmlicherweise wird dieser mittels Werkzeugmaschinen gefräst oder gedreht. Damit sich die Produktion eines bestimmten chirurgischen Instruments mit definierten Abmaßen lohnt, wird in der Regel eine größere Anzahl des entsprechenden chirurgischen Instruments in einer Serie hergestellt, welche anschließend über einen längeren Zeitraum an verschiedene Abnehmer verkauft wird. Falls Instrumente eines Typs mit unterschiedlichen Abmaßen angeboten werden sollen, muss für jedes dieser Typen eine derartige Serie mit einer größeren Stückzahl hergestellt werden. Die Abnehmer sind dabei auf die von den Herstellern angebotenen Typen von chirurgischen Instrumenten beschränkt. Sollen Sonderanfertigungen mit kundenspezifischen Abmaßen hergestellt ist dies sehr kostenintensiv und führt zu langen Lieferzeiten. Im Extremfall kann es vorkommen, dass ein chirurgisches Instrument mit den optimalen Maßen für eine bestimmte Operation nicht zur Verfügung steht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments anzugeben, mittels welchem auf einfache Art und Weise eine Vielzahl unterschiedlicher chirurgischer Instrumente bereitgestellt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments weist folgende Schritte auf:
Auswählen eines Werts für mindestens einen Parameter des chirurgischen Instruments in einem Konfigurationsprogramm,
automatisiertes Erstellen von Konfigurationsdaten aus den ausgewählten Werten durch das Konfigurationsprogramm,
Übertragen der Konfigurationsdaten an einen 3D-Drucker,
Drucken des chirurgischen Instruments mittels des 3D-Druckers.
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Mit Hilfe eines 3D-Druckers können dreidimensionale Elemente schichtweise aufgebaut werden. Der Aufbau erfolgt insbesondere computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen. Dabei kommen als Werkstoff beispielsweise sowohl Kunststoffe als auch Metalle in Betracht. Kunststoffe können in fester Form, beispielsweise als Kunststoffdraht, zugeführt und aufgeschmolzen werden, bevor sie durch eine Düse gepresst und an der gewünschten Stelle aufgetragen werden. Metalle können in Form eines Pulvers oder Granulats bereitgestellt und mithilfe eines Lasers an der gewünschten Stelle aufgeschmolzen und gesintert werden. Der 3D-Drucker benötigt dazu die Information hinsichtlich der Form und Maße des zu erstellenden Elements. Diese werden ihm vorliegend als Konfigurationsdaten zur Verfügung gestellt. Die Erfindung beruht auf der Idee, einem Anwender von chirurgischen Instrumenten die Möglichkeit zu geben, ein chirurgisches Instrument zu erhalten, welches speziell an die eigenen Wünsche und Anforderungen angepasst ist, um idealerweise beispielsweise für jede Operation ein optimal angepasstes Instrument zur Verfügung zu haben. Mittels der herkömmlichen Herstellungsverfahren sind Einzelanfertigungen von chirurgischen Instrumenten nicht denkbar, da sie unverhältnismäßig kostenintensiv sind. Mittels des erfindungsgemäßen Konfigurationsprogramms wird jedoch einem Anwender die Möglichkeit bereitgestellt, für mindestens einen Parameter des chirurgischen Instrument, vorteilhafterweise für verschiedene Parameter des chirurgischen Instruments, den von dem Anwender gewünschten Wert auszuwählen. Anhand der ausgewählten Werte werden mittels des Konfigurationsprogramms automatisiert Konfigurationsdaten erstellt, welche anschließend dem 3D-Drucker bereitgestellt werden, damit dieser das chirurgische Instrument entsprechend den Bedürfnissen des Anwenders druckt. Die grundlegende Idee des Konfigurationsprogramms besteht daher darin, dass der Anwender sich das chirurgische Instrument nach seinen Wünschen optimal zusammenstellen kann und anschließend quasi eine Einzelanfertigung des gewünschten chirurgischen Instruments mittels des 3D-Druckers erfolgen kann. Vorteilhafterweise wird dem Anwender das Konfigurationsprogramm zur Verfügung gestellt, beispielsweise auf einer Internetseite, wobei der 3D-Drucker beispielsweise bei dem Anbieter der Internetseite platziert ist, welcher dem Anwender nach einem Bestellvorgang das chirurgische Instrument herstellt und das fertige Instrument übersendet.
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Vorteilhafterweise weist das herzustellende chirurgische Instrument mindestens einen Handgriff und mindestens ein Arbeitsende auf, wobei der mindestens eine Parameter aus einer Gruppe von Parametern stammt, welche mindestens eine Teilmenge folgender Parameter umfasst: Form des Arbeitsendes, Länge des Arbeitsendes, Breite des Arbeitsendes, Dicke des Arbeitsendes, Form des Handgriffs, Länge des Handgriffs, Breite des Handgriffs, Dicke des Handgriffs. Dadurch wird es ermöglicht, die Form und Größe des Arbeitsendes speziell auf die konkrete Verwendung des chirurgischen Instruments im Rahmen einer bestimmten Operation anzupassen und dabei vorteilhafterweise auch die Anatomie des Benutzers des chirurgischen Instruments berücksichtigen zu können.
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Vorteilhafterweise kann der Wert des Parameters der Form des Arbeitsendes aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: dreieckig, rechteckig, rund, oval.
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Der Wert des Parameters der Länge, Breite und/oder Dicke des Arbeitsendes kann vorteilhafterweise aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens einen konkreten Wert umfasst, vorteilhafterweise einen Bereich zwischen zwei konkreten Werten umfasst, innerhalb welchen der Wert wählbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist. Das Konfigurationsprogramm kann somit beispielsweise einen oder mehrere konkrete Werte für Länge, Breite und/oder Dicke des Arbeitsendes vorgeben, aus welchen der Anwender einen Wert auswählen kann. Um dem Anwender größtmögliche Gestaltungsfreiheit zu lassen, damit dieser das chirurgische Instrument optimal auf seine eigenen Bedürfnisse und die Bedürfnisse der Operation anpassen kann, ist der Wert vorzugsweise stufenlos zwischen zwei konkreten Werten einstellbar. Stufenlos bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass eine Auswahl der Werte innerhalb einer vorgegebenen Rasterung, beispielsweise der Toleranzgröße der Werte entspricht, wählbar ist. Vorstellbar ist beispielsweise eine Rasterung von 0,5, 0,25 oder 0,1 mm.
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Vorteilhafterweise kann der Wert des Parameters der Form des Handgriffs aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: flach, halbschalenförmig, flach mit Löchern, halbschalenförmig mit Löchern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Wert des Parameters der Länge, Breite und/oder Dicke des Handgriffs zu einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens einen konkreten Wert umfasst, vorteilhafterweise einen Bereich zwischen zwei konkreten Werten umfasst, innerhalb welchen der Wert wählbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist. Das Konfigurationsprogramm kann somit beispielsweise einen oder mehrere konkrete Werte für Länge, Breite und/oder Dicke des Handgriffs vorgeben, aus welchen der Anwender einen Wert auswählen kann. Um dem Anwender größtmögliche Gestaltungsfreiheit zu lassen, damit dieser das chirurgische Instrument optimal auf seine eigenen Bedürfnisse und die Bedürfnisse der Operation anpassen kann, ist der Wert vorzugsweise stufenlos zwischen zwei konkreten Werten einstellbar.
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Vorteilhafterweise weist das herzustellende chirurgische Instrument zusätzlich mindestens einen Schaft auf, und die Gruppe von Parametern umfasst zusätzlich wenigstens folgende Parameter: Form des Schafts, Länge des Schafts, Breite des Schafts, Dicke des Schafts.
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Vorzugsweise kann der Wert des Parameters der Form des Schafts aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: gerade, gekrümmt, abgewinkelt, zweifach abgewinkelt.
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Vorzugsweise kann der Wert des Parameters der Länge, Breite und/oder Dicke des Schafts aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche mindestens einen konkreten Wert umfasst, vorteilhafterweise einen Bereich zwischen zwei konkreten Werten umfasst, innerhalb welchen der Wert wählbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist. Das Konfigurationsprogramm kann somit beispielsweise einen oder mehrere konkrete Werte für Länge, Breite und/oder Dicke des Schafts vorgeben, aus welchen der Anwender einen Wert auswählen kann. Um dem Anwender größtmögliche Gestaltungsfreiheit zu lassen, damit dieser das chirurgische Instrument optimal auf seine eigenen Bedürfnisse und die Bedürfnisse der Operation anpassen kann, ist der Wert vorzugsweise stufenlos zwischen zwei konkreten Werten einstellbar.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das chirurgische Instrument mittels des 3D-Druckers aus einem elektrisch leitenden Material gedruckt. Beispielsweise kann das chirurgische Instrument aus einem elektrisch leitenden Metall gedruckt werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfasst: Auswählen eines Materials und/oder einer Farbe für eine isolierende Ummantelung von Abschnitten des chirurgischen Instruments. Vorteilhafterweise wird in einem weiteren Verfahrensschritt die isolierende Ummantelung auf das chirurgische Instrument aufgebracht, beispielsweise entweder durch den 3D-Drucker oder durch Aufspritzen.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das chirurgische Instrument eine monopolare oder bipolare Koagulationspinzette ist. Gerader für derartige Koagulationspinzetten sind die herkömmlichen Herstellungsverfahren besonders kostenintensiv. Da üblicherweise im Vergleich zu sonstigen Pinzetten eine sehr viel kleinere Zahl von Koagulationspinzetten benötigt wird, werden herkömmlicherweise nur Serien mit kleiner Stückzahl produziert und über einen längeren Zeitraum abverkauft. Aus wirtschaftlichen Gründen lohnt es sich in der Regel nicht, eine Vielzahl von verschiedenen Typen an Koagulationspinzetten bereitzuhalten, da nur geringe Stückzahlen benötigt werden. Dies stellt den Anwender jedoch vor das Problem, dass häufig eine optimal auf die vorzunehmende Operation angepasste Koagulationspinzette nicht zur Verfügung steht. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dem Anwender eine optimal auf die Bedürfnisse der Operation und des Anwenders zugeschnittene Koagulationspinzette bereitgestellt werden.
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Ist das chirurgische Instrument eine Koagulationspinzette, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass in einem weiteren Schritt die Art des elektrischen Anschlusses ausgewählt wird, wobei beispielsweise zwischen einem Anschluss für ein Flachkabel oder einem Zwei-Pin-Stecker gewählt werden kann.
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Alternativ ist vorteilafterweise das chirurgische Instrumente als Wundhaken oder Retraktor, insbesondere für die Brustchirurgie, ausgebildet, da auch bei derartigen Wundhaken und Retraktoren auf Grund der vergleichsweise geringen benötigten Stückzahl es bisher wirtschaftlich wenig sinnvoll ist, eine große Vielfalt an unterschiedlichen Typen von Wundhaken und Retraktoren bereitzuhalten.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Konfigurationsprogramm aus den jeweils aktuell ausgewählten Daten eine grafische Darstellung des den aktuell ausgewählten Daten entsprechenden chirurgischen Instruments erstellt und dieses graphisch, insbesondere auf einem Bildschirm, darstellt. Dies ermöglicht es einem Benutzer des Konfigurationsprogramms jederzeit zu erkennen, wie er aktuell sein chirurgisches Instrument konfiguriert hat.
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Ein erfindungsgemäßes chirurgisches Instrument ist hergestellt durch ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren und ist insbesondere als monopolare oder bipolare Koagulationspinzette oder als Wundhaken oder Retraktor ausgebildet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Nachfolgenden detailliert beschrieben.
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Beispielsweise kann das Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments folgendermaßen ablaufen:
Ein Anwender, welcher ein möglichst optimales an seine Bedürfnisse angepasstes chirurgisches Instrument benötigt, startet das Konfigurationsprogramm, welches beispielsweise auf einer Internetplattform zugänglich ist. Falls die Auswahl zwischen verschiedenen Arten von chirurgischen Instrumenten möglich ist, wählt er zunächst den Typ des chirurgischen Instruments aus, welchen er benötigt, beispielsweise einen Wundhaken oder eine Pinzette, insbesondere eine monopolare oder bipolare Koagulationspinzette.
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In dem Konfigurationsprogramm wird anschließend ein Wert für mindestens einen Parameter des chirurgischen Instruments ausgewählt. Beispielsweise kann der Anwender für eine monopolare oder bipolare Koagulationspinzette mindestens einen der folgenden Parameter in seinem Wert auswählen: Form des Arbeitsendes, Größe des Arbeitsendes, Form des Handgriffs, Größe des Handgriffs, Form des Schafts, Größe des Schafts. In dem Konfigurationsprogramm werden dem Benutzer die Parameter, für welche er Werte auswählen kann, angezeigt. Der Benutzer kann in beliebiger Reihenfolge Werte für die entsprechenden Parameter auswählen.
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Soll beispielsweise ein Wert für den Parameter der Form des Arbeitsendes ausgewählt werden, kann der Benutzer zunächst die Auswahl des Werts für den Parameter der Form des Arbeitsendes aktivieren und anschließend den Wert aus einer Gruppe von Werten auswählen, welche mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: dreieckig, rechteckig, rund, oval. Beispielsweise kann dem Benutzer angezeigt werden, dass er zwischen den Formen dreieckig, rechteckig oder rund wählen kann. Der Benutzer kann sich beispielsweise für ein rechteckiges Arbeitsende entscheiden.
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In einem weiteren Schritt kann der Benutzer einen Wert für den Parameter der Größe des Arbeitsendes auswählen. Die Größe des Arbeitsendes kann dabei die Parameter der Länge des Arbeitsendes, der Breite des Arbeitsendes und/oder der Dicke des Arbeitsendes umfassen. Jeder dieser Parameter kann in einem separaten Auswahlschritt ausgewählt werden. In dem Konfigurationsprogramm können für jeden dieser Parameter eine Gruppe von Werten hinterlegt werden, aus denen der Anwender einen Wert auswählen kann. Die Gruppe von Werten umfasst mindestens einen konkreten Wert, beispielsweise mehrere diskrete Werte, oder besonders bevorzugt einen Bereich zwischen zwei konkreten Werten, innerhalb welchem der Wert wählbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar. Will der Benutzer beispielsweise die Länge des Arbeitsendes festlegen, könnte ihm das Konfigurationsprogramm beispielsweise die Wahl bieten, zwischen einer Länge von 2 mm, 5 mm, 10 mm oder 20 mm. Alternativ könnte das Konfigurationsprogramm ihm den Bereich von 1 bis 20 mm angeben, innerhalb welchem der Benutzer den Bereich wählen kann, vorzugsweise stufenlos einstellen kann. Ein stufenloses Einstellen kann dabei in Form einer durch das Konfigurationsprogramm vorgegebenen Rasterung erfolgen, beispielsweise in Schritten von 0,5 mm, 0,25 mm oder 0,1 mm. Der Benutzer ist somit in der Lage, für den Parameter der Länge des Arbeitsendes beispielsweise einen Wert von 8,5 mm auszuwählen. Gleiches gilt auch für die Wahl eines Werts für die Breite des Arbeitsendes und/oder der Wahl eines Werts für die Dicke des Arbeitsendes. Bei einem runden Arbeitsende könnten beispielsweise als Parameter der Radius des Arbeitsendes angegeben sein, wobei das Konfigurationsprogramm einen oder mehrere diskrete Werte angibt, aus welchen der Benutzer einen auswählen kann, oder alternativ einen Bereich zwischen zwei Werten angibt, innerhalb welchem der Benutzer im Rahmen einer Rasterung den Radius wählen kann.
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Der Benutzer kann vorzugsweise auch die Werte für die Form des Handgriffs und/oder die Größe des Handgriffs, insbesondere die Länge, die Breite und/oder die Dicke des Handgriffs auswählen. Will der Benutzer einen Wert für den Parameter der Form des Handgriffs auswählen, aktiviert er vorteilhafterweise zunächst diese Auswahl und kann anschließend den Wert des Parameters aus einer Gruppe von Werten wählen, welche beispielsweise mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: flach, halbschalenförmig, flach mit Löchern, halbschalenförmig mit Löchern. Der Benutzer kann sich beispielsweise für einen flachen Handgriff, welcher insbesondere keine Löcher aufweist, entscheiden. Ferner kann der Anwender Werte für die Länge, Breite und/oder Dicke des Handgriffs aus einer Gruppe von Werten wählen, welche mindestens einen konkreten Wert umfasst, vorteilhafterweise einen Bereich zwischen zwei konkreten Werten umfasst, innerhalb welchem der Wert wählbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist. Auch für die Wahl des Parameters der Länge, Breite und/oder Dicke des Handgriffs gilt im Wesentlichen das zur Auswahl der Werte der Parameter der Länge, Breite und/oder Dicke des Arbeitsendes Gesagte.
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Vorzugsweise kann der Benutzer auch Werte für die Parameter der Form des Schafts und/oder der Größe des Schafts, insbesondere der Länge, der Breite und/oder der Dicke des Schafts auswählen. Soll der Wert des Parameters der Form des Schafts ausgewählt werden, kann dies aus einer Gruppe von Werten gewählt werden, welche beispielsweise mindestens eine Teilmenge folgender Werte umfasst: gerade, gekrümmt, abgewinkelt, zweifach abgewinkelt. Für die Wahl des Werts des Parameters der Länge, Breite und/oder Dicke des Schafts gilt im Wesentlichen das zur Auswahl der Werte der Länge, Breite und/oder Dicke des Arbeitsendes oder des Handgriffs Gesagte.
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Das Material, aus welchem das chirurgische Instrument gedruckt wird, kann entweder bereits festgelegt sein, beispielsweise als ein bestimmtes Metall, oder vorteilhafterweise ebenfalls vom Benutzer in einem weiteren Auswahlschritt ausgewählt werden.
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Das Konfigurationsprogramm erstellt erfindungsgemäß automatisiert basierend auf den ausgewählten Werten Konfigurationsdaten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich basierend auf den aktuell ausgewählten Werten für die verschiedenen Parameter eine graphische Darstellung des den aktuell ausgewählten Werten entsprechenden chirurgischen Instruments erstellt und diese graphisch, insbesondere auf einem Bildschirm, dargestellt. Damit ist der Anwender jederzeit in der Lage, das aktuell von ihm konfigurierte chirurgische Instrument zu sehen.
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Schließt der Benutzer die Auswahl der Werte für die Parameter ab, werden durch das Konfigurationsprogramm automatisiert Konfigurationsdaten aus den gewählten Werten erstellt. Diese werden anschließend an einen 3D-Drucker übertragen. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn der Benutzer des Konfigurationsprogramms in einem Bestellvorgang das derart konfigurierte chirurgische Instrument bestellt. Das chirurgische Instrument wird anschließend mittels des 3D-Druckers ausgedruckt und vorzugsweise an den Anwender übermittelt.
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Falls eine isolierende Ummantelung zumindest von Abschnitten des chirurgischen Instruments gewünscht ist, kann in einem weiteren Auswahlschritt in dem Konfigurationsprogramm die Isolierung, das Material und/oder eine Farbe für die Isolierung ausgewählt werden. Das Aufbringen der isolierenden Ummantelung auf das chirurgische Instrument kann beispielsweise entweder durch den 3D-Drucker oder in einem dem 3D-Druck nachfolgenden Verfahrensschritt, beispielsweise durch Aufspritzen, erfolgen.
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Falls es sich bei ausgewählten chirurgischen Instrument um eine monopolare oder bipolare Koagulationspinzette handelt, kann dem Benutzer in dem Konfigurationsprogramm weiterhin die Möglichkeit gegeben werden, zwischen verschiedenen elektrischen Anschlüssen für die Koagulationspinzette zu wählen, beispielsweise zwischen einem Anschluss für ein Flachkabel oder einem Zwei-Pin-Stecker. Dieser elektrische Anschluss kann in einem weiteren Verfahrensschritt entweder durch den 3D-Drucker an dem chirurgischen Instrument angebracht werden oder in einem dem 3D-Druck nachfolgenden Verfahrensschritt an das chirurgische Instrument angebracht werden.