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Die Erfindung betrifft ein chirurgisches
Instrument mit mindestens einer Anlagefläche für Körpergewebe, die zumindest oberflächlich aus
sterilisierbarem Kunststoff besteht.
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In zunehmendem Maße finden Kunststoffe Eingang
bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten, beispielsweise
bei Pinzetten, Faß-
oder Klemminstrumenten, Scheren, Retraktoren, Tastern und ähnlichem.
Sie ersetzen dabei Metalle, die bisher üblicherweise zur Herstellung
dieser Instrumente eingesetzt worden sind, insbesondere auch im
Bereich von Anlageflächen,
mit denen diese Instrumenten an Körpergewebe zur Anlage kommen
und dieses handhaben oder bearbeiten.
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In vielen Fällen wird zur Behandlung des Körpergewebes
Wärme eingesetzt,
beispielsweise zur Stillung einer Blutung, zum Koagulieren oder
im Extremfall auch zum Durchtrennen von Gewebe. Um dies zu erreichen,
ist es beispielsweise bekannt, im Bereich der Anlageflächen Elektroden
anzuordnen, die mit den Polen einer Hochfrequenz-Spannungsquelle
verbunden sind. Dies erfordert dann einen recht komplizierten Aufbau
des Instrumentes, insbesondere bei herkömmlichen metallischen Instrumenten,
da aufwendige Isolationsmaßnahmen
vorgesehen werden müssen.
Bei Instrumenten, die im Bereich der Anlagefläche aus Kunststoff bestehen,
ist eine solche Anwendung gar nicht möglich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, auch
bei einem gattungsgemäßen chirurgischen
Instrument in einfacher Weise eine Wärmeeinwirkung auf das an einer Anlagefläche anliegende
Gewebe zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einem chirurgischen Instrument
der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der
Anlagefläche
bahnförmige
Bereiche mit einer Metallbeschichtung versehen sind, die bei Anschluß an eine
elektrische Spannungsquelle ein stromdurchflossenes Heizelement
bilden.
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Auf diese Weise gelingt es trotz
der Verwendung von Kunststoff als Material der Anlagefläche, in diesem
Bereich durch einen elektrischen Stromfluß eine Beheizung des anliegenden
Gewebes zu erzeugen, mit welchem beispielsweise eine Blutung gestillt werden
kann.
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Die bahnförmigen Bereiche können dabei
in sehr unterschiedlicher Weise geformt sein, günstig ist es, wenn die bahnförmigen Bereiche
mäandrierend angeordnet
sind, so daß dann
eine quasi flächenmäßige Beheizung
der Anlagefläche
erfolgen kann. Dies läßt sich
insbesondere dann erreichen, wenn die bahnförmigen Bereiche über die
gesamte Anlagefläche
verteilt sind, wobei es günstig
ist, wenn die Anlagefläche
im wesentlichen gleichmäßig von
den bahnförmigen
Bereichen bedeckt ist. Man erhält
dann bei Stromdurchfluß eine
gleichmäßige Beheizung
der Anlagefläche.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, daß auf
der Anlagefläche
zusätzliche bahnförmige Bereiche
mit einer Metallbeschichtung versehen sind. Man erhält dadurch
die Möglichkeit, unabhängig von
dem Heizstrom im Bereich der Anlagefläche weitere elektrische Prozesse
ablaufen zu lassen, beispielsweise Meßprozesse oder aber auch zusätzliche
Behandlungsprozesse. Diese zusätzlichen
bahnförmigen
Bereiche könnten
ihrerseits beheizt werden, so daß eine zweistufige Beheizung durch
die unterschiedlichen Bahnsysteme ermöglicht würde, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist
jedoch vorgesehen, daß die
zusätzlichen
bahnförmigen
Bereiche einen Temperatursensor bilden, beispielsweise einen Widerstandssensor,
oder aber eine Zu- und Ableitung für einen im Bereich der Anlagefläche angeordneten
Temperatursensor bilden. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur im Anlagebereich
messen und einer Steuer- und Regelschaltung zuführen, die beispielsweise die
Stromzufuhr zu den die Anlagefläche
beheizenden bahnförmigen
Bereichen so regelt, daß eine
bestimmte Maximaltemperatur in diesem Bereich nicht überschritten
wird, beispielsweise in der Größenordnung
von 80 bis 90 °C.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist
vorgesehen, daß die
bahnförmigen
Bereiche der Anlagefläche
mit Anschlüssen
verbunden sind, die ebenfalls durch mit einer Metallbeschichtung
versehene bahnförmige
Bereiche eines Trägers
aus einem sterilisierbaren Kunststoff bestehen, an dem die Anlagefläche angeordnet
oder gehalten ist.
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Die elektrisch leitenden, mit einer
Metallbeschichtung versehenen bahnförmigen Bereiche können unterschiedlich
hergestellt sein, beispielsweise ist gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
vorgesehen, daß die
Anlagefläche
aus zwei verschiedenen Kunststoffen besteht, nämlich einem metallisierbaren
Kunststoff, an dem eine aufgebrachte Metallisierung gut haftet,
und einem nicht metallisierten Kunststoff, an dem eine aufgebrachte
Metallisierung nicht haftet, und daß der metallisierbare Kunststoff
mit Metall beschichtet ist und die bahnförmigen Bereiche der Anlagefläche bildet.
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Eine solche Anlagefläche kann
in einem sogenannten Zweikomponenten-Spritzgußverfahren hergestellt werden,
bei dem die die unterschiedliche Metallisierungseigenschaft aufweisenden
Kunststoffe gleichzeitig in einer bestimmten geometrischen Anordnung
in eine Form eingespritzt werden.
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Die Kunststoffe können grundsätzlich verschiedene Kunststoffe
sein, beispielsweise kommen PA 6 (Polyamid 6) als metallisierbarer
Kunststoff und PA 12 (Polyamid 12) als nicht metallisierbarer Kunststoff
in Frage, es können
aber auch gleichartige Kunststoffe verwendet werden, deren Metallisierungseigenschaften
durch Zusätze
verändert
werden, beispielsweise durch zugesetzte Katalysatoren in einem der
beiden Kunststoffe, die eine Metallisierung ermöglichen, während der Kunststoff ohne diesen
Katalysator einer Metallisierung keine Haftung bietet.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird die Anlagefläche
aus einem einheitlichen Kunststoffmaterial hergestellt, der jedoch
in den bahnförmigen
Bereichen eine vorbehandelte Oberfläche aufweist, die verschieden
ist von dem übrigen Teil
der Anlagefläche,
und die eine gute Haftfähigkeit für eine Metallisierung
aufweist, während
die Metallisierung im übrigen
Teil der Anlagefläche
nicht haftet. Eine solche Oberflächenbehandlung
kann beispielsweise durch einen sogenannten Heißpräge-Vorgang erzielt werden oder
durch eine sogenannte Laserdirektstrukturierung. In einem Heißpräge-Vorgang
wird eine geeignete Metallfolie unter Druck und Wärme auf
den thermoplastischen Kunststoff gepreßt. Die Folie wird beim Prägeprozeß ausgestanzt
und mit dem Kunststoff verschmolzen. Geeignete Folien sind dabei
Folien in der Dicke von etwa 18 bis 100 μm.
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Bei der Laserdirektstruktierung wird
die Oberfläche
des Kunststoffmaterials der Anlagefläche mit Laserstrahlung behandelt,
und zwar nur in dem Bereich, der mit einer Metallschicht versehen
werden soll. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Bestrahlung
im UV-Bereich handeln unter Verwendung eines Nd:YAG-Lasers, der mit Hilfe
spezieller nichtlinearer Kristalle eine Strahlung einer Wellenlänge von 355
nm aussendet. Der Fokusdurchmesser dieser Strahlung kann im Bereich
zwischen 40 und 50 μm liegen,
so daß recht
schmale Bereiche strukturiert werden können. Bei der Laserdirektstruktierung
kann beispielsweise Kunststoff mit eingebetteten Metallkeimen verwendet
werden, durch die gebietsweise Laserbestrahlung werden die Metallkeime
an die Oberfläche
gebracht und können
dort die Anlagerung von Metallschichten begünstigen. Die in dieser Weise laserstrukturierten
Oberflächenbereiche
können durch
außenstromlose,
chemische Abscheidungen metallisiert werden, beispielsweise unter
Verwendung von Schichtsystemen aus Kupfer, Nickel und / oder Gold.
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Die vorstehend erörterten Verfahren zur Aufbringung
einer Metallschicht verwenden alle eine Technologie, die als „Moulded
Interconnect Devices (MID)" bezeichnet
wird, bei der also auf Kunststoffmaterial elektrisch leitende Bereiche
aufgebracht werden können,
insbesondere in Leiterbahnform.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn
der verwendete Kunststoff ein Thermoplast ist, dies erleichtert
die Formung der Instrumententeile, die die Anlagefläche aufweisen.
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Beispielsweise kann die Anlagefläche am freien
Ende einer Pinzette angeordnet sein oder am Maulteil eines Faß- oder
Klemminstrumentes, es sind aber auch andere Anwendungen an Instrumenten möglich, die üblicherweise
Anlageflächen
zur Handhabung und / oder Behandlung von Körpergewebe aufweisen.
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Insbesondere können an einem chirurgischen
Instrument an gegeneinander bewegbaren Werkzeugen des chirurgischen
Instrumentes je eine Anlagefläche
mit metallbeschichteten bahnförmigen Bereichen
angeordnet sein, beispielsweise an den beiden Maulteilen eines Klemminstrumentes.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
Es zeigen:
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1 :
eine perspektivische Ansicht eines Rohrschaftinstrumentes mit zwei
relativ zueinander bewegbaren Maulteilen;
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2 :
eine vergrößerte Detailansicht
der Maulteile des Instrumentes der 1 im
Bereich A und
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3 :
eine perspektivische Ansicht eines pinzettenförmigen Instrumentes mit einer
beheizten Anlagefläche
am freien Ende eines Pinzettenschenkels.
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Das in 1 dargestellte
chirurgische Instrument 1 ist ein Rohrschaftinstrument
mit einem länglichen
Schaft 2, an dessen distalem Ende ein feststehendes Maulteil 3 und
ein gegenüber
diesem verschwenkbares Maulteil 4 ange ordnet sind und der seinerseits
an einem Griffteil 5 gehalten ist. Am Griffteil 5 ist
eine verschwenkbare Branche 7 gegenüber einer feststehenden Branche 6 verschwenkbar, durch
diese Verschwenkung wird über
einen durch den Schaft 2 führenden, in der Zeichnung nicht
dargestellten Übertragungsmechanismus
das verschwenkbare Maulteil 4 zwischen einer geöffneten Stellung
und einer geschlossenen Stellung verschwenkt, in der Darstellung
der 1 und 2 befindet sich das Maulteil 4 jeweils
in der geöffneten
Stellung, in der es vom feststehenden Maulteil 3 weggeschwenkt
ist, durch Verschwenken der Branche 7 gegen die Branche 6 werden
die beiden Maulteile 3, 4 an einander angenähert und
gelangen so in die Schließstellung.
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Beide Maulteile 3, 4 tragen
auf ihren einander zugewandten Seiten ebene Anlageflächen 8, 9, die
bei Schließstellung
der Maulteile 3, 4 parallel zueinander verlaufen
und entweder flächig
aneinander anliegen oder einander in geringem Abstand gegenüberstehen.
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Das feststehende Maulteil 3 besteht
aus einem thermoplastischen Kunststoff und trägt im Bereich seiner Anlageflächen 8 mäanderförmig auf
dieser verlaufende und über
die gesamte Anlagefläche 8 verteilte
Leiterbahnen 10, die im Bereich des Schaftes 2 zwei
Anschlüsse 11, 12 ausbilden.
Die Anschlüsse 11, 12 verlaufen über weitere
Leiterbahnen im Inneren des Schaftes 2 in nicht dargestellter
Weise zu elektrischen Anschlußkontakten 13, 14 am Griffteil 5.
Dort können
zu einer Spannungsquelle führende
Verbindungsstücke
aufgesteckt werden, so daß insgesamt
die Leiterbahn 10 auf diese Weise in einen Stromkreis eingeschaltet
werden kann, der von einer Spannungsquelle gespeist wird.
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Bei Stromdurchfluß erwärmen sich die einzelnen Abschnitte
der Leiterbahn 10, so daß über die gesamte Anlagefläche 8 verteilt
eine Beheizung stattfindet, an der Anlagefläche 8 anliegendes
Gewebe kann auf diese Weise mit Wärme beaufschlagt werden, wie
dies zur Blutstillung, Koagulation etc. notwendig sein kann.
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Die Leiterbahnen 10 sind
mit einer der oben erörterten
Techniken auf die Anlagefläche 8 aufgebracht,
sei es durch Ausbildung der Anlagefläche aus unterschiedlichen Kunststoffen,
von denen einer metallisierbar und einer nicht metallisierbar ist,
sei es durch ein Heißprägeverfahren,
sei es durch Laserdirektstrukturierung und anschließende außenstromlose
Metallisierung der in dieser Weise strukturierten und gegebenenfalls
vorher gereinigten Bereiche der Anlagefläche.
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Die räumliche Anordnung der Leiterbahn 10 kann
sehr unterschiedlich gewählt
sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind mäandrierende
Abschnitte vorgesehen, es können
auch wendelförmige Anordnungen
oder andere Verteilungen der Belegung der Anlagefläche gewählt werden.
Weiterhin ist es möglich,
mehrere Heizsysteme auf der Anlagefläche 8 zu installieren,
so daß eine
stufenweise Beheizung möglich
ist, und schließlich
können
zusätzliche Leiterbahnen
vorgesehen sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, die
zur Messung der Temperatur im Bereich der Anlagefläche dienen.
Diese Messung kann entweder dadurch erfolgen, daß der Widerstand dieser zusätzlichen
Leiterbahnen bestimmt wird, der von der Temperatur abhängt, oder
aber diese zusätzlichen
Leiterbahnen sind mit einem Temperatursensor verbunden, der im Inneren
des Maulteils in unmittelbarer Nähe
der Anlagefläche
angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Regelung der Temperatur
im Anlageflächenbereich
mög lich,
so daß insbesondere
unerwünschte
Temperaturspitzen vermieden werden können.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist lediglich die feststehende Anlagefläche 8 in dieser Weise
beheizbar, grundsätzlich
könnte
eine ähnliche
Ausgestaltung auch bei dem beweglichen Maulteil 4 vorgesehen
werden, dieses kann aber auch ohne Leiterbahnen ausgebildet werden.
Eventuell ist es günstig,
das gegenüberliegende
Maulteil insgesamt aus Metall auszubilden, so daß dieses Maulteil zur Vergleichmäßigung der
Wärmeentwicklung
durch das gegenüberliegende Maulteil
beiträgt,
wenn zwischen den beiden Maulteilen Gewebe gehalten ist.
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In 2 ist
als weiteres Ausführungsbeispiel eines
chirurgischen Instrumentes eine Pinzette 15 dargestellt
mit zwei elastisch gegeneinander verschwenkbaren Branchen 16, 17.
Am freien Ende einer Branche ist eine zur gegenüberliegenden Branche hin weisende
Anlagefläche 18 vorgesehen,
die ebenso wie die Anlagefläche 8 des
Instrumentes 1 mit einer mäandrierenden Leiterbahn 20 belegt
ist. Diese ist mit Anschlüssen 21, 22 verbunden,
die an der Oberfläche
der die Anlagefläche 18 tragenden Branche 16 angeordnet
sind und in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit den
Polen einer externen Spannungsquelle verbunden werden können. Die
Pinzette besteht aus thermoplastischem Kunststoff, und die Leiterbahn 20 ist
in der gleichen Weise aufgebracht, wie dies an Hand des Instrumentes 1 erörtert worden
ist.
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Auch bei diesem Instrument können zusätzliche
Leiterbahnen zur Temperaturbestimmung vorgesehen sein, es ist auch
möglich,
daß an
der anderen Bran che der Anlagefläche 18 gegenüberliegend eine
Anlagefläche 19 vorgesehen
wird, die mit beheizbaren Leiterbahnen versehen ist.