DE10210408B4

DE10210408B4 - Mikrotom mit Vorschubeinrichtung

Info

Publication number: DE10210408B4
Application number: DE2002110408
Authority: DE
Inventors: Klaus Förderer
Original assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Current assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Priority date: 2002-03-09
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2022-03-10
Also published as: US20030167892A1; US7313993B2; DE10210408A1

Abstract

Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1), insbesondere für ein Kryostat-Mikrotom, zur Einstellung der Schnittdicke des zu schneidenden Objekts (2), bei dem entweder das Schneidmesser oder der Objekthalter (3) an einem Schlitten (8) gelagert ist, wobei der Schlitten (8) in einer Schlittenführung (4) linear bewegbar angeordnet und der Schlitten (8) kraftschlüssig mit einem Antriebsmotor (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Antriebsmotor (5) eine Antriebsachse (14) zugeordnet ist und die Antriebsachse (14) entweder mit einem Exzenter (6) oder mit einer Spiralscheibe (7) verbunden ist und der Schlitten (8) kraftschlüssig mit dem äußeren Umfang (10) des Exzenters (6) oder der Spiralscheibe (7) verbunden ist und die kraftschlüssige Verbindung eine zwischen dem Schlitten (4) und einem feststehenden Teil (13) des Mikrotoms angeordnete Zugfeder (12) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrotom mit Vorschubeinrichtung, insbesondere ein Kryostatmikrotom, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mikrotome sind zum präzisen und dünnen Schneiden von Präparaten für eine nachfolgende mikroskopische Untersuchung ausgelegt. Dazu findet zwischen dem Schneidmesser und dem Präparat eine Relativbewegung statt. Nach einem erfolgten Schnitt muss das Präparat und das Messer um den Betrag der gewünschten Schnittdicke wieder aufeinander zugestellt werden. Dies erfolgt in der Regel mit einem Spindelantrieb und einer beweglichen Mutter. Durch Drehung der Spindel wird die Mutter bewegt und es findet die gewünschte Zustellbewegung zwischen dem Messer und dem Präparat bzw. dem das Präparat tragenden Objekthalter statt.
Ein derartiger Spindelantrieb ist in der DE 37 27 975 A1 dargestellt und beschrieben. Dieser Spindelantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass das übliche Spiel zwischen der Mutter und der Spindel durch eine zweigeteilte und gegeneinander verspannte Mutter, die auf der Spindel läuft, minimiert wird. Damit ist eine weitgehend spielfreie Zustellung und somit ein präzises Schneiden der Objekte möglich.
Aus der DE 1 956 084 U ist ein Mikrotom bekannt, bei dem der Objektschlitten kraftschlüssig mit einem bewegbar angeordneten Keil verbunden ist. Die Verstellung des Keils erfolgt über eine Antriebsspindel mit einer Gewindemutter. Auch hier ist die Präzision der Zustellung abhängig von einem Spiel zwischen Spindel und Mutter.
In der DE 35 39 138 C1 ist ein Mikrotom beschrieben, bei dem die Schnittdickenzustellung über eine Gewindespindel und eine Gewindemutter erfolgt.
Diese Antriebe haben sich für Mikrotome unter Normalbedingungen bewährt, sind jedoch in Kryostat-Mikrotomen nur unzureichend einsatzfähig. Durch die großen Temperaturunterschiede, von Raumtemperatur bis zu –60°C, beim Betrieb eines Kryostat-Mikrotoms und die unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten der verwendeten Materialien, muss ein eigentlich unerwünschtes Spiel in der Spindel/Mutterverbindung zugelassen werden. Andernfalls läuft man Gefahr, dass der Antrieb blockiert.
Eine Einrichtung die dieses Problem löst, ist aus der DE 36 15 714 A1 bekannt. In dieser Schrift wird ein motorischer Zustellantrieb für den Objektkopf eines Kryostat-Mikrotoms beschrieben, bei dem der Objektkopf über eine Hülse gleitend gelagert und kraftschlüssig mit einem Motormikrometer verbunden ist. Durch die kraftschlüssige Verbindung kann der Präparatarm sowohl auf das Schneidmesser zugestellt als auch wieder entfernt werden. Bei der Vorrichtung ist es jedoch auch vorgesehen, den gesamten Motormikrometerantrieb in einem separaten Gehäuse zu kapseln und dieses Gehäuse zu beheizen. Die Kapselung und Beheizung eines Mikrotoms in einem Kryostaten erfordert natürlich einen sehr hohen Aufwand. Außerdem ist eine konstante Temperatureinstellung für den kalten Teil des Kryostaten bei einer derartigen Konstruktion nicht möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Vorschubmechanismus für ein Mikrotom so weiterzubilden, dass eine Beheizung des Antriebs entfallen kann und trotzdem eine spielfreie und präzise Bewegung zwischen dem Objekt und dem Messer zur Schnittdickeneinstellung möglich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zur Einstellung der Schnittdicke des zu schneidenden Objekts, der übliche Spindelantrieb durch eine Schlittenführung und einen motorischen Antrieb über einen Exzenter bzw. eine Spiralscheibe ersetzt wurde. Damit sind keine temperaturanfälligen formschlüssigen Verbindungen für den Linearantrieb mehr vorhanden. Die Präzision in der Zustellung ist jetzt nur noch vom Schrittmotor und der damit verbundenen Spiralscheibe bzw. dem damit verbundenen Exzenter abhängig. Ein ungewolltes Blockieren des Antriebs wird sicher verhindert.
In einer weiteren Ausgestaltung des Mikrotoms ist es vorgesehen, dass der Objekthalter mit einem Schlitten verbunden ist und dieser in der Schlittenführung gleitend geführt wird.
Dem Objekthalter geggenüberliegend, ist der Schlitten, in einer weiteren Ausgestaltung des Mikrotoms mit einer Laufrolle oder einem Gleitelement ausgestattet. Die Laufrolle bzw. das Gleitelement dienen als Anlage für den äußeren Umfang der Exzenterscheibe oder den äußeren Umfang der Spiralscheibe.
Die Antriebseinrichtung ist in einer weiteren Ausgestaltung des Mikrotoms mit einem Schrittmotor ausgestattet, der zur Zustellung um einen vorgegebenen Betrag mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Damit wird erreicht, dass auch nichtlineare Zustellbewegungen bei der Zustellung über den Exzenter in Linearbewegungen umgewandelt werden können. Je nach Stellung des Exzenters bzw. des Schrittmotors werden die notwendigen Impulse für den Schrittmotor berechnet.
Das Mikrotom wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnungen dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine Prinzipskizze der Vorschubeinrichtung mit Spiralscheibe,
2: die Exzenterscheibe als Ersatz für die Spiralscheibe
Die 1 zeigt eine Vorschubeinrichtung 1 für ein Mikrotom mit einem zu schneidenden Objekt 2, das an einem Objekthalter 3 angeordnet ist. Der Objekthalter 3 ist an einem Schlitten 8 einer Schlittenführung 4 befestigt und in Doppelpfeilrichtung bewegbar ausgebildet. Dem Objekt 2 gegenüberliegenden Ende ist am Schlitten 8 eine Laufrolle 9 angeordnet, die am äußeren Umfang 10 einer Spiralscheibe 7 abläuft und kraftschlüssig mit der Spiralscheibe 7 verbunden ist. Dazu ist zwischen dem Schlitten 8 und einem feststehenden Teil 13 des Mikrotoms eine Zugfeder 12 angeordnet.
Die Spiralscheibe 7 ist auf einer Antriebsachse 14 eines Antriebsmotors 5 befestigt, der vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet und mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden ist.
Über den Motor 5 wird die Spiralscheibe 7 schrittweise gedreht. Dabei läuft die Laufrolle 9 auf dem äußeren Umfang der Spiralscheibe 7 ab und der Schlitten 8 wird linear in der Schlittenführung 4 bewegt. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Spiralscheibe 7 und der Laufrolle 9 wird über die Zugfeder 12 aufrecht erhalten.
Die 2 zeigt einen Exzenter 6 der anstelle der Spiralscheibe 7 aus der 1 einsetzbar ist. Die Verwendung eines Exzenters 6 hat gegenüber einer Spiralscheibe 7 den Vorteil, dass ein größerer nutzbarer Einstellbereich für die Schlittenführung 8 gegeben sein kann. Nachteilig ist jedoch, dass bei der Drehung des Exzenters um gleiche Beträge keine gleichen Linearverschiebungen resultieren. Dies muss über die Steuereinrichtung 11 und den Schrittmotor 5 kompensiert werden. Im Gegensatz dazu kann die Spiralscheibe 7 so ausgebildet sein, dass aus gleichen Drehungen gleiche Linearverschiebungen resultieren.

Claims

Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1), insbesondere für ein Kryostat-Mikrotom, zur Einstellung der Schnittdicke des zu schneidenden Objekts (2), bei dem entweder das Schneidmesser oder der Objekthalter (3) an einem Schlitten (8) gelagert ist, wobei der Schlitten (8) in einer Schlittenführung (4) linear bewegbar angeordnet und der Schlitten (8) kraftschlüssig mit einem Antriebsmotor (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Antriebsmotor (5) eine Antriebsachse (14) zugeordnet ist und die Antriebsachse (14) entweder mit einem Exzenter (6) oder mit einer Spiralscheibe (7) verbunden ist und der Schlitten (8) kraftschlüssig mit dem äußeren Umfang (10) des Exzenters (6) oder der Spiralscheibe (7) verbunden ist und die kraftschlüssige Verbindung eine zwischen dem Schlitten (4) und einem feststehenden Teil (13) des Mikrotoms angeordnete Zugfeder (12) aufweist.
Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (8) dem Objekthalter (3) gegenüberliegend eine Laufrolle (9) aufweist.
Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (6) oder die Spiralscheibe (7) so angeordnet sind, dass deren äußerer Umfang (10) auf der Laufrolle (9) abläuft.
Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (5) als Schrittmotor ausgebildet ist.
Mikrotom mit Vorschubeinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zustellung um einen vorgegebenen Betrag der Schrittmotor (5) mit einer Steuereinrichtung (11) verbunden ist.