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Die Erfindung betrifft ein medizinisches Instrument, insbesondere ein Bohrinstrument, zum Bohren einer Kortikalis eines Knochens.
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Knochen weisen neben der äußeren harten Knochenmasse, der sogenannten Kortikalis, in ihrem Inneren die sogenannte Spongiosa auf. Im Zusammenhang mit einer Behandlung verschiedener Krankheiten oder Verletzungen, beispielsweise zur Vorbereitung einer zweiten Ersatzplastik eines vorderen Kreuzbandes, kann eine Entnahme und Transplantation von Spongiosa erforderlich sein. Das erforderliche Spongiosa-Material wird häufig am Beckenkamm des Patienten entnommen. Um hierbei Zugang zur Spongiosa zu erhalten, muss die Kortikalis des Knochens gebohrt werden. Dies geschieht in der Regel mittels eines gewöhnlichen Bohr- oder Sägeinstruments. Zum korrekten Platzieren dieses Instruments wird üblicherweise vorab ein Stanzinstrument verwendet, mittels welchem die Kortikalis vorgestanzt wird. Dabei ergibt sich jedoch häufig das Problem einer Fehlplatzierung dieser Instrumente durch Verrutschen beim Stanzen. Zudem ist die Handhabung mehrerer Instrumente zeitaufwendig und komplex.
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Ausgehend davon ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, ein einziges medizinisches Instrument zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit ein einfaches und präzises Bohren der Kortikalis ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein medizinisches Instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße medizinische Instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet den Vorteil einer besonders einfachen und präzisen Handhabung. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass nur ein einziges Instrument notwendig ist, um die Kortikalis derart zu bohren, dass ein Zugang zur Spongiosa des Knochens ermöglicht wird. Hierfür umfasst das medizinische Instrument einen Schaft, einen Vollzylinder, welcher an dem Schaft angeordnet ist, eine Säge und einen Zentrierstift.
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Der Schaft kann beispielsweise zur Halterung und Betätigung des medizinischen Instruments ausgebildet sein, zum Beispiel zum Aufbringen eines Drehmoments. Beispielsweise kann der Schaft hierfür einen Verbindungsbereich aufweisen, welcher in Form einer Welle-Nabe-Verbindung mittels einer Bohrmaschine verbindbar ist.
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Der Vollzylinder bildet einen Grundkörper des medizinischen Instruments. Die Säge ist dabei an dem Vollzylinder angeordnet und weist eine Mehrzahl an Sägezähnen auf. Vorzugsweise können Vollzylinder und Säge dabei einstückig oder alternativ auch zweiteilig ausgebildet sein. Die Sägezähne sind entsprechend ausgebildet, um ein Bohren der Kortikalis zu ermöglichen. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Säge einen kreisrunden Außenumfang aufweist, um ein kreisförmiges Loch in die Kortikalis bohren zu können.
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Der Zentrierstift, welchen das medizinische Instrument außerdem umfasst, ist zentrisch innerhalb der Säge angeordnet ist. Der Zentrierstift ermöglicht ein besonders exaktes Ansetzen des medizinischen Instruments an der Kortikalis. In anderen Worten wirkt der Zentrierstift somit als Zielvorrichtung, um die Säge präzise platzieren zu können. Hierfür kann der Zentrierstift vorteilhafterweise drahtförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Stift dabei einen Durchmesser von 10 % bis 50 %, vorzugsweise 20%, eines Außendurchmessers der Säge aufweisen. Weiterhin ist es besonders günstig, wenn der Zentrierstift koaxial zu der Säge ausgebildet ist.
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Somit bildet das erfindungsgemäße medizinische Instrument eine Vorrichtung mit besonders einfachem Aufbau, welche eine Handhabung von nur einem einzigen Instrument zum Bohren der Kortikalis erforderlich macht. Durch den Zentrierstift kann das medizinische Instrument hierbei besonders einfach und präzise am Knochen angesetzt und dadurch die Säge exakt ausgerichtet werden. Ein Vorstanzen vorab mittels eines anderen Instruments ist dabei nicht erforderlich. Eine Fehlplatzierung der Säge kann somit vermieden werden. Das medizinische Instrument kann dabei vorzugsweise sowohl als Einmal-Instrument, also für nur eine einmalige Verwendung, oder alternativ auch als wiederverwendbares Instrument ausgebildet sein. Besonders günstig ist es dabei, wenn sämtliche Elemente des medizinischen Instruments aus Edelstahl, welcher insbesondere zum Schweißen geeignet ist, ausgebildet sind.
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Bevorzugt ragt der Zentrierstift in axialer Richtung über die Sägezähne mit einem Überstand hinaus. Das heißt, beim Ansetzen des Instruments an der Kortikalis berührt der Zentrierstift diese zuerst. Dadurch kann die Säge für den bevorstehenden Bohrvorgang besonders präzise und einfach positioniert werden.
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Vorzugsweise beträgt der Überstand mindestens 20 % und maximal 85 % eines Außendurchmessers der Säge. Besonders bevorzugt beträgt der Überstand mindestens 35 % und maximal 50 %, insbesondere 40 %, des Außendurchmessers der Säge. Gemessen wird der Überstand dabei entlang einer Längsachse des Instruments, entlang welcher sich insbesondere auch der Zentrierstift erstreckt. Im Detail wird der Abstand zwischen einem axialen Ende der Säge, also insbesondere einer Ebene, in welcher Spitzen der Sägezähne liegen, und einem axialen Ende des Zentrierstifts, also dessen Spitze, gemessen.
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Für eine einfache Herstellbarkeit des medizinischen Instruments ist der Zentrierstift besonders bevorzugt in einer zentrischen Bohrung des Vollzylinders angeordnet. Dabei ist der Zentrierstift mittels einer ersten Schweißverbindung mit dem Vollzylinder verbunden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Zentrierstift eine spitz zulaufende Spitze aufweist. Das heißt, der Zentrierstift ist an dessen axialen Ende insbesondere nadelförmig ausgebildet, sodass sich beim Ansetzen an den Knochen ein punktförmiger Kontakt einstellt. Dadurch kann das medizinische Instrument besonders exakt an dem Knochen positioniert werden. Außerdem wird ein Eindringen des Zentrierstifts in die Kortikalis durch eine spitz zulaufende Spitze erleichtert.
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Besonders günstig ist es, wenn die spitz zulaufende Spitze durch zumindest drei gegenüber einer Längsachse des Zentrierstifts geneigte Flächen gebildet ist. Vorzugsweise sind die geneigten Flächen dabei asymmetrisch, insbesondere bezüglich der Längsachse, angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Flächen jeweils in einem Winkel von mindestens 5° bis maximal 20°, vorzugsweise 10°, gegenüber der Längsachse geneigt. Beispielsweise können die Flächen durch Anschleifen des Zentrierstifts erzeugt werden, wodurch sich eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung des medizinischen Instruments ergibt. Im Falle von asymmetrisch angeordneten Flächen können diese beispielsweise in unterschiedlichen Winkeln gegenüber der Längsachse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können solche asymmetrisch angeordneten Flächen durch verschieden starkes Anschleifen des Zentrierstifts erzeugt werden. Im letzteren Fall ist es dabei möglich, dass die Spitze des Zentrierstifts nicht exakt auf, sondern geringfügig neben der Längsachse angeordnet ist. Eine solche Ausbildung der Spitze durch gegenüber der Längsachse geneigte Flächen kann dabei scharfe Kanten am Übergang dieser Flächen bewirken, wodurch auch ein Anbohren der Kortikalis durch den Zentrierstift begünstigt wird.
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Weiter bevorzugt ist die Säge als zylindrische Hülse ausgebildet. Die Sägezähne sind dabei als umlaufende Sägezahnung an einem axialen Ende der zylindrischen Hülse ausgebildet. Das heißt, die Sägezahnung ist kronenartig an einer Stirnseite der zylindrischen Hülse angeordnet. Die Sägezahnung kann dabei vielfältig ausgestaltet sein. Eine besonders einfache und kostengünstig herstellbare Sägezahnung weist eine Vielzahl an entlang des Umfangs der Hülse aneinandergereihte dreiecksförmige Sägezähne auf. Durch die Ausbildung der Säge als zylindrische Hülse ist ein einseitig in axialer Richtung der Sägezähne offener Hohlraum im medizinischen Instrument gebildet, welcher durch eine Innenwand der zylindrischen Hülse sowie durch den angrenzenden Vollzylinder begrenzt ist. Hierbei bildet der Vollzylinder einen Anschlag beim Bohren der Kortikalis. Somit kann durch entsprechende Anpassung der axialen Länge des Innenraums vorteilhafterweise eine gewünschte maximale Bohrtiefe festgelegt werden.
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Besonders bevorzugt ist die Säge auf einen Außenumfang des Vollzylinders aufgeschoben. Für eine besonders günstige und definierte Anordnung kann der Vollzylinder dabei einen Absatz an dessen Außenumfang aufweisen, gegen welchen die zylindrische Hülse in axialer Richtung anliegt. Dabei ist es weiterhin besonders günstig, wenn die Säge mittels einer zweiten Schweißverbindung mit dem Vollzylinder verbunden ist. Die Schweißverbindung liegt vorzugsweise an einem Außenumfang der zylindrischen Hülse bzw. des Vollzylinders vor, um einen einfachen Zusammenbau des Instruments zu ermöglichen. Alternativ ist es anstatt einer Schweißverbindung vorteilhafterweise auch möglich, eine lösbare Verbindung zwischen Säge und Vollzylinder vorzusehen. Möglich wäre hierbei eine lösbare Verbindung beispielsweise in Form eines Bajonett-Verschlusses zwischen Säge und Vollzylinder. Durch eine lösbare Verbindung kann die Säge besonders günstig als austauschbares Element ausgebildet sein, wobei der Rest des medizinischen Instruments vorzugsweise wiederverwendbar ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn jeder Sägezahn an dessen radial innerer Seite und/oder radial äußerer Seite eine Abschrägung aufweist. Besonders günstig ist es, wenn die Abschrägung einen Winkel von minimal 3° und maximal 10°, insbesondere von 5°, gegenüber der Längsachse der zylindrischen Hülse aufweist. Als Abschrägung wird dabei besonders bevorzugt eine von der jeweiligen Innenwand und/oder Außenwand der zylindrischen Hülse wegweisende radiale Begrenzung der Sägezahnung angesehen. Das heißt, dass die sich die Sägezähne durch die Abschrägung in radialer Richtung vorzugsweise verbreitern. Eine solche Abschrägung der Sägezähne bewirkt einen verbesserten Sägeschnitt, da bei der Verwendung des medizinischen Instruments die beim Sägen entstehenden Späne, also das abgetragene Knochenmaterial, hierdurch besser abtransportiert werden. Alternativ kann vorteilhafterweise die Abschrägung der Sägezähne auch entgegengesetzt ausgebildet sein, so dass die Sägezähne in radialer Richtung betrachtet durch die Abschrägung verjüngt sind.
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Besonders bevorzugt weist die Säge zumindest eine Spülbohrung auf, welche eine Wand der Säge vollständig durchdringt. Das heißt, die Spülbohrung erstreckt sich in radialer Richtung durch die Wand der Säge hindurch. Besonders günstig ist, wenn mehrere solcher Spülbohrungen gleichmäßig um den Umfang der zylindrischen Hülse verteilt angeordnet sind.
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Die Spülbohrung ermöglicht dabei ein Spülen eines inneren Hohlraums der zylindrischen Hülse, um das medizinische Instrument gut reinigen zu können. Dadurch kann eine Wiederverwendbarkeit des medizinischen Instruments begünstigt und vereinfacht werden.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines medizinischen Instruments gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 2 eine Schnittansicht des in 1 dargestellten medizinischen Instruments, welches zum Bohren an die Kortikalis eines Knochens angesetzt ist.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein medizinisches Instrument 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Das medizinische Instrument 1 ist eingerichtet, um eine Kortikalis 10 eines Knochens, wie in 2 angedeutet, zu bohren. Hierbei kann ein Loch in der Kortikalis 10 erzeugt werden, um eine Zugänglichkeit zur darunter liegenden Spongiosa 11 im Knocheninneren zu ermöglichen, wodurch anschließend eine Entnahme von Spongiosa 11 durch das erzeugte Loch möglich ist.
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Erfindungsgemäß umfasst das medizinische Instrument 1 einen Schaft 2, einen Vollzylinder 3, eine Säge 4 und einen Zentrierstift 5. Das gesamte medizinische Instrument 1 erstreckt sich entlang einer gemeinsamen Längsachse 15 und ist konzentrisch zu dieser ausgebildet. Außerdem sind sämtliche Elemente des medizinischen Instruments 1 aus schweißbarem Edelstahl gebildet.
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Der Schaft 2 dient zur Halterung und Betätigung des medizinischen Instruments 1. Zur Betätigung weist der Schaft 2 dabei eine plane Seitenfläche 21 auf, mittels welcher ein Drehmoment auf das medizinische Instrument 1 übertragen werden kann. Beispielsweise kann der Schaft 2 hierfür in eine Bohrmaschine eingespannt werden.
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An einem axialen Ende des Schafts 2 ist der Vollzylinder 3 angeordnet. Schaft 2 und Vollzylinder 3 sind mittels einer dritten Schweißverbindung 22 miteinander verbunden.
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An dem dem Schaft 2 gegenüberliegenden Ende des Vollzylinders 3 ist ein Absatz 33a des Außenumfangs 33 angeordnet. Auf diesen Absatz 33a des Außenumfangs 33 ist die Säge 4, welche als zylindrische Hülse 40 ausgebildet ist, aufgeschoben und mittels einer zweiten Schweißverbindung 42 mit dem Vollzylinder 3 verbunden. Die zylindrische Hülse 40 ist dabei fluchtend mit dem Vollzylinder 3 ausgebildet. Das heißt, die zylindrische Hülse 40 und der Vollzylinder 3 weisen in dem sich überlappenden Bereich einen gleichen Außendurchmesser 34, 40a auf.
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Die Säge 4 weist eine Mehrzahl an Sägezähnen 47 auf. Die Sägezähne 47 sind dabei als umlaufende Sägezahnung an dem freien axialen Ende der zylindrischen Hülse 40 ausgebildet. Jeder der Sägezähne 47 weist in Umfangsrichtung einen dreieckigen Querschnitt auf.
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Bezüglich der radialen Richtung weist jeder der Sägezähne 47 an dessen radial innerer Seite sowie an dessen radial äußerer Seite jeweils eine Abschrägung 43 auf, wie dies insbesondere in der Schnittansicht in 2 erkennbar ist. Die Abschrägung 43 weist dabei jeweils einen Winkel 43a von 5° gegenüber einer Mittelachse 43b des entsprechenden Sägezahnes 47 auf. Die Mittelachse 43b ist dabei parallel zur Längsachse 15.
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Eine erste Länge 48 der Säge 4 beträgt 15 mm und entspricht etwa 50 % einer zweiten Länge 35 des gesamten Vollzylinders 3, welche 30 mm beträgt. Innerhalb der auf den Vollzylinder 3 aufgeschobenen Säge 4 ist ein einseitig offener Innenraum 60 gebildet, welcher in axialer Richtung eine dritte Länge 49 von 10 mm aufweist.
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In einer Wand 46 der als zylindrische Hülse 40 ausgebildeten Säge 4 sind vier gleichmäßig um den Umfang verteilte Spülbohrungen 45 ausgebildet. Die Spülbohrungen 45 ermöglichen ein Einleiten eines Spülmediums von außen in den Innenraum 60 der Säge 4. Dadurch ist ein einfaches Reinigen des medizinischen Instruments 1 für eine Wiederverwendung möglich.
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Koaxial zur Säge 4 und zentrisch innerhalb dieser ist der Zentrierstift 5 angeordnet. Dabei ist der Zentrierstift 5 in eine zentrische Bohrung 31 des Vollzylinders 3 eingeschoben und mittels einer ersten Schweißverbindung 32 mit dem Vollzylinder 3 verbunden.
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Der Zentrierstift 5 ist drahtförmig ausgebildet und weist einen im Vergleich zur Säge 4 geringen ersten Außendurchmesser 53 auf. Im Detail beträgt der erste Außendurchmesser 53 des Zentrierstifts 5 im bevorzugten Ausführungsbeispiel 2,5 mm. Der erste Außendurchmesser 53 des Zentrierstifts 5 beträgt somit 25 % eines zweiten Außendurchmessers 41 der Sägezahnung. Der zweite Außendurchmesser 41 wird dabei an den radial äußersten Kanten der Sägezähne 47 gemessen und beträgt 10 mm.
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Der Zentrierstift 5 weist zudem eine spitz zulaufende Spitze 51 auf. Diese Spitze 51 ist durch drei gegenüber der Längsachse 15 geneigte, und asymmetrisch angeordnete Flächen 52 gebildet. Die Flächen 52 sind durch schräges Anschleifen des zylindrischen Zentrierstiftes 5 gebildet. Dabei sind die Flächen 52 derart angeordnet, dass die Spitze 51 genau auf der Längsachse 15 liegt.
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Weiterhin ist der Zentrierstift 5 des medizinischen Instruments 1 so ausgebildet, dass dieser entlang der Längsachse 15 mit einem Überstand 6 über die Sägezähne 47 der Säge 4 hinausragt. Dieser Überstand 6 beträgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel 3,5 mm und somit 35 % des zweiten Außendurchmessers 41 der Sägezahnung.
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Die spezielle Ausgestaltung und Anordnung der Elemente des medizinischen Instruments 1 bewirken, dass bei einer Verwendung, wie dies in der 2 angedeutet ist, eine besonders einfache und präzise Positionierung der Säge 4 ermöglicht wird. Hierzu erfolgt ein Ansetzen des medizinischen Instruments 1 an der Kortikalis 10 des Knochens mittels des Zentrierstifts 5. Aufgrund des Überstands 6 der Spitze 51 kann der Zentrierstift 5 exakt an eine vorgesehene Position an die Kortikalis 10 angelegt werden. Durch die spitz zulaufende Spitze 51 kann der Zentrierstift 5 außerdem leicht in die Kortikalis 10 eingedrückt werden, sodass ein Verrutschen verhindert wird. Zum anschließenden Bohren wird das gesamte medizinische Instrument 1 in Rotation um die Längsachse 15 versetzt, wobei die Sägezähne 47 der Säge 4 schließlich ein kreisförmiges Loch in die Kortikalis 10 hineinsägen, um nachfolgend einen Teil der Spongiosa 11 durch das gebohrte Loch entnehmen zu können. Die durch den Vollzylinder 3 begrenzte dritte Länge 49 des Innenraums 60 der Säge 4 limitiert dabei eine maximale Bohrtiefe des medizinischen Instruments 1.
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Somit bietet das erfindungsgemäße medizinische Instrument 1 eine besonders einfache und präzise Möglichkeit zum Bohren von Kortikalis 10. Dabei kann mittels eines einzigen medizinischen Instruments 1 und in einem einzigen Schritt ein präzises Positionieren dieses Instruments 1 sowie ein exaktes Bohren der Kortikalis 10 ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Medizinisches Instrument
- 2
- Schaft
- 3
- Vollzylinder
- 4
- Säge
- 5
- Zentrierstift
- 6
- Überstand
- 10
- Kortikalis
- 11
- Spongiosa
- 15
- Längsachse
- 21
- plane Seitenfläche
- 22
- dritte Schweißverbindung
- 31
- zentrische Bohrung
- 32
- erste Schweißverbindung
- 33
- Außenumfang
- 33a
- Absatz
- 34
- dritter Außendurchmesser
- 35
- zweite Länge
- 40
- zylindrische Hülse
- 40a
- Außendurchmesser
- 41
- Außendurchmesser
- 42
- zweite Schweißverbindung
- 43
- Abschrägung
- 43a
- Winkel
- 43b
- Mittelachse
- 45
- Spülbohrung
- 46
- Wand
- 47
- Sägezahn
- 48
- erste Länge
- 49
- dritte Länge
- 51
- Spitze
- 52
- Flächen
- 53
- erster Außendurchmesser
- 60
- Innenraum
