DE3225151A1 - Verfahren zur lagerung und zum transport von werkstuecken aus memory-metall, insbesondere bei der sterilisation von memory-implantaten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Lagerungund zum Transport von
• Werkstücken aus Memory-Metall, insbesondere bei der Sterilisation von Memory-Implantaten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus vorverformtem Memory-Metall, auch bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur As. Memory-Legierungen wie die intermetallische Verbindung NiTi erfahren in Abhängigkeit von der Legierungs-0 0 zusammensetzung zwischen ca. - So C und 170 C eine Martensit/Austenit-Umwandlung. Diese Umwandlung tritt in einem materialspezifischen, kleinen Temperaturbereich auf, wobei mit der Temperatur AS die sogenannte Austenit-Start-Temperatur bezeichnet wird.
• Desgleichen betrifft die Anmeldung eine bevorzugte Anwendung dieses Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung bzw. Anwendung dieses Verfahrens.
• Will man Werkstücke aus vorverformtem Memory-Metall lagern oder transportieren, so droht vielfach die Gefahr, daß die Umwandungstemperatur AS überschritten wird und damit der Memory-Effekt bereits ausgelöst wird. Insbesondere sind Memory-Implantate so beschaffen, daß die Umwandlung des Implantatwerkstoffes bereits bei 0 0 ca. 40 C einsetzt und bei max. 55 C abgeschlossen ist, schon damit beim Einsetzen der Implantate das Körpergewebe nicht durch eine zu hohe Temperatur der Implantate geschädigt wird. Will man jedoch diese Implantate sterilisieren, etwa mittels der herkömmlichen Gassterilisatoren, so muß einerseits die Sterilisation unterhalb von 40 0C erfolgen, andererseits kann aber keine zuverlässige Absicherung gegen überschreiten der Umwandlungstemperatur gewährleistet werden. Zudem sind die Gassterilisatoren recht aufwendig.
• Aus der DE-OS#28 o2 571 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Gegenstand aus Memory-Metall in seinem deformierten dimensionell gegen Wärmeeinwirkung instabilen Zustand zur vorübergehenden Erhöhung des AS - Werts des Memory-Metalls von T1 auf T2 mit einer Spannung beaufsChlagt, und unter Aufrechterhaltung der beaufschlagten Spannung bei einer Temperatur, die niedriger als T2 ist, und bei einer solchen beaufschlagten Spannung gelagert wird, daß das Memory-Metall im wesentlichen im Martensitzustand bleibt.
• Der Anwendung dieses Verfahrens sind jedoch durch eine obere Temperatur T2 Grenzen gesetzt, da oberhalb dieser Temperatur T2 der Memory-Effekt verloren geht. Ausserdem ist nach diesem Verfahren stets eine Spannung zur Deformierung des Momory-Metallbauteiles aufzubringen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus Memory-Metall zu finden, mit dem verhindert wird, daß bei überschreiten der Umwandlungstemperatur As, wie z.B. bei der Sterilisation von Memory-Implantaten, der Memory-Werkstoff seine Funktionsfähigkeit dadurch verliert, daß der Memory-Effekt bereits während der Lagerung bzw. des Transportes ausgelöst wird und die Verformung eintritt, so daß beim Erwärmen nach Lagerung, Sterilisation bzw. Transport kein Memory-Effekt mehr zur Verfügung steht. Das Verfahren bzw. die gleichermaßen angestrebte Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens muß also sicherstellen, daß der Memory-Werkstoff auch nach mehreren, vorübergehenden Erwärmungen und Abkühlungen seinen Memory-Effekt noch besitzt.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das vorverformte Werkstück aus Memory-Metall in einem seiner Form angepaßten, aus zwei oder mehreren Teilen bestehenden Halter formschlüssig befestigt wird. Die Teile des Halters werden dabei gegeneinander verspannt. Das vorverformte Werkstück wird durch einen seinen Außenkonturen angepaßten Halter somit ohne Aufbringen einer äußeren Spannung auf einfache Art völlig an der Deformation gehindert, so daß auch beim Überschreiten der Umwandlungstemperatur As keine Martensit-Austenit-Umwandlung und damit keine Rückverformung eintreten kann. Es ist lediglich zu beachten, daß die für jede bestimmte Legierung charakteristische Temperatur Md als obere Grenze nicht überschritten wird, da sonst das martensitische Gefüge trotz der Behinderung der Rückverformung in austenitisches umgewandelt wird, so daß kein Memory-Effekt mehr zur Verfügung steht. Nach Lagerung bzw. Transport kann das Werkstück bei Temperaturen unterhalb der Umwandlungstemperatur AS dem Halter entnommen werden und seinem bestimmungsgemäßen Einsatz unter Anwendung des Memory-Effektes zugeführt werden.
• Gegenüber dem in der DE-OS 28 o2 571 beschriebenen Verfahren, bei dem durch Anlegen einer bestimmten Spannung der As-Wert erhöhrt wird, wird nach dem vorliegenden Verfahren dem Werkstück aus Memory-Metall eine bestimmte Deformation aufgezwungen, wodurch trotz der Temperaturerhöhung über den As--Wert der Memory-Effekt beibehalten bleibt.
• Vorteilhafterweise empfiehlt es sich, hohle Werkstücke aus Memory-Metall mit Futterstücken zu versehen, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung das Werkstück zusätzlich verspannt wird.Dieses Verfahren bietet sich insbesondere bei rohrförmigen Teilen, aber auch bei Drähten an, die dementsprechend auf einen Dorn gewickelt werden, über den nach Wicklung ein Aufsatz gestülpt und mit diesem verspannt wird.
• Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung bilden die Memory-Implantate bei der Sterilisation. Hierbei muß nicht mehr darauf geachtet werden, daß die meist sehr niedrige Umwandlungstemperatur von 40 bis 55 Grad nicht überschritten wird, so daß konventionelle Gas- und Heißsterilisatoren verwendet werden können.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung verwendet man zur Anwendung des vorgeschriebenen Verfahrens mehrere miteinander verbundene oder gemeinsam in einem sie umgebenden Behälter befestigte Bauteile, die paarweise so gegeneinander verspannbar sind, daß das eingeschlossene Werkstück formschlüssig anliegt.
• Vorteilhafterweise bietet es sich auch an, daß die gegeneinander verspannbaren Bauteile einen oder mehrere Dorne und/oder Stifte enthalten, auf die die Werkstücke aufgesteckt oder aufgewickelt und anschließend verspannt werden. Bei drahtförmigen Werkstücken bietet es sich weiterhin an, deren Enden auf dem Dorn mittels spannbarer Halter zu befestigen.
• Dies kann vorteilhafterweise so bewerkstelligt werden, daß die Drahtenden durch Löcher im Dorn steckbar und an ihrem freien Ende mittels spannbarer Halter festklemmbar sind. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung im Sinne der Erfindung bietet es sich auch an, gerade Drähte in einem festen Rahmen zu fixieren.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1a und 1b einen aus zwei Platten bestehenden Halter in Querschnitts- bzw. Draufsichts-Ansicht Fig. 2a und 2b einen Halter für rohrförmige Werkstücke aus Memory-Metall ohne und mit Futterstück Fig. 3a und 3 b t einen aus Grund- und Deckplatte bestehenden Halter ,in einer Querschnittsansicht und einer Draufsicht Fig. 4 einen Halter für Osteosyntheseplatten ohne und mit Gegen-#platte und Fig. 5 ei#nen Halter für Rippenklammern.
• Der in Fig. 1a und 1b dargestellte Halter für Memory-Implantate, im vorliegenden Fall Memory-Klammern 1, besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte 2, die paarweise Bohrungen aufweist, deren Abstand a dem Abstand der Schenkel der vorverformten Memory-Klammern 1 entspricht, und einer Halteplatte 3, die auf die Grundplatte 2 mittels Befestigungselementen geschraubt, geklemmt oder mit Scharnier gedrückt wird. Im vorliegenden Falle werden als Befestigungselemente in die Grundplatte in entsprechend vorbereitete Bohrungen eingeschraubte Gewindebolzen 4 verwendet, die durch Bohrungen der Halteplatte 3 hindurchführen und mittels einer Flügelmutter 6 die Befestigung der Halteplatte auf der Grundplatte ermöglichen, so daß sich die Implantate zwischen den beiden Platten befinden, für das Sterilisationsmittel gut zugänglich sind und gleichzeitig schnell und sicher arretiert sind. Vorteilhafterweise werden die Grundplatte, die Halteplatte sowie die Gewindebolzen so ausgelegt, daß sie zurAufnahme aller in der Praxis gebräuchlichen Klammerformen geeignet sind. Durch Einsetzen der Memory-Klammern in die Grundplatte kann man sich gleichzeitig einen Überblick verschaffen, welche und wieviel Klammern verbraucht worden sind und entsprechende Nachbestellungen durchführen. Im Bedarfsfall stehen alle Klammertypen im sterilisierten Zustand zur Verfügung, wobei eine qualitative Beeinträchtigung der Memory-Klammern 1 durch mehrfache Wiederholung des Sterilisationsvorganges ausgeschlossen ist.
• Die in Fig. 2 a und 2b dargestellte Ausführungsform dient zur Aufnahme von rohrförmigen Werkstücken aus Memory-Metall, wie sie zum Beispiel für die Wirbelverblockung in der Medizin eingesetzt werden.
• Die rohrförmigen Werkstücke mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt werden durch Stauchen senkrecht zu ihrer Rohrachse zwischen zwei Platten 8, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt, in eine flachgedrückte Form gebracht.
• Die Platten 8 weisen an ihren Eckpunkten Bohrungen auf, durch die Bolzen 9 hindurchgeführt werden, die an ihrem jeweiligen Ende mit einem Gewinde zum Festschrauben einer Mutter lo versehen sind. Zusätzlich zu der Arretierung der Platten 8 ist ein Futterstück 11 eingelegt, so daß das Werkstück 7 zusammen mit dem Futterstück 11 fest verspannt wird.
• In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 3a und 3b dargestellt ist, sind die als Distanzstücke wirkenden Futterstücke 11 mit einer Bohrung senkrecht zur Rohrlängsachse versehen, durch die jeweils Stifte 12 hindurchgeführt werden, wobei die:Stifte 12 zum einen in der Grundplatte 21 verankert sind und zum anderen durch die Halteplatte 3' hindurchgeführt werden, die mittels einer Flügelmutter 6, entsprechend Fig. 1a, die Halteplatte 3' und damit das Werkstück 7 befestigt. Hierbei werden die Stifte 2 auch durch entsprechende Bohrungen im Werkstück 7 geführt. Wie in Fig. 3b dargestellt, bietet sich auch die Möglichkeit an, auf einer gemeinsamen Grundplatte 22 mehrere Werkstücke unterschiedlicher Größe zu befestigen, wobei ggf.
• unterschiedliche Futterstücke 11 verwendet werden. Im Unterschied zu der in Fig. 1a dargestellten Vorrichtung werden auf die Grundplatte jeweils einzeln individuell an das zu befestigende Werkstück 7 angepaßte Halteplatten 3' verwendet.
• Fig. 4a und 4b zeigen einen Halter für Kiefer- oder sonstige Osteosyntheseplatten.
• Auf einer gemeinsamen Grundplatte 23, die ggf. auf der dem Werkstück, einer oder mehrerer Osteosyntheseplatten 17, zugewandten Seite profiliert ist, werden die Osteosyntheseplatten 17 auf eingeschweißte Bolzen 13 oder aufgeschweißte Bolzen 14 oder Schrauben 15 gelegt bzw. mit deren Hilfe befestigt, wobei die Bolzen 14 bzw. Schrauben 15 durch die in der Osteosyntheseplatte 17 befindlichen Löcher greifen. Es besteht nun die Möglichkeit, die Osteosyntheseplatten 17 durch eine Halteplatte 16, die entsprechend auf die Grundplatte geschraubt wird, zu arretieren oder die Arretierung unmittelbar mittels der Bolzen 13 bzw. 14 oder der Schrauben 15 vorzunehmen.Hierbei entfällt vorteilhafterweise die Halteplatte 16.
• Selbstverständlich enthält die Halteplatte 16, sofern sie verwendet wird, entsprechende Profilierungen sowie Bohrungen für die Bolzen, Schrauben und ähnlichen Befestigungsmittel.
• Bei dem mit Fig. 5a und Sb dargestellten Halter für Rippenklammern 18 werden diese zwischen zwei profilierten Platten 19, 19', die mittels Schrauben 20 gegeneinander verspannt sind, formschlüssig arretiert. Auch hier können die Schrauben 20 durch Bolzen ersetzt werden, wobei die Platten 19, 19', dann zum Beispiel mittels schnell lösbarer Spannbügel zusammengepreßt werden.
• Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ausschließlich Werkstücke, wie sie in der Medizin, insbesondere als Implantatwerkstoffe verwendet werden. Im Prinzip lassen sich jedoch die beschriebenen Vorrichtungen in entsprechend geänderter Form auch für andere Werkstücke aus Memory-Metall verwenden. Jeweils wird der Halter für diese Werkstücke deren Form so weit angepaßt, daß er eine thermisch induzierte Bewegung des Werkstückes, wie sie durch die Rückverformung des Werkstückes bei Überschreiten der Umwandlungstemperatur hervorgerufen wird, sicher verhindert. Zusätlich wird durch Bügel, Platten, Spangen oder ähnliche Befestigungsmittel das Werkstück in den Vertiefungen oder Halterungen formschlüssig fixiert, so daß ein unbeabsichtigtes Herausfallen aus dem Halter nicht erfolgen kann.
• Leerseite

Claims (6)

1. P a t e ff t a n 5 p r ü c h e 1. Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus vorverformtem Memory-Metall, auch bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur As, dadurch gekennzeichnet, daß das vorverformte Werkstück in einem seiner Form angepaßten, aus zwei oder mehreren gegeneinander arretierbaren Teilen bestehenden Halter formschlüssig befestigt wird.
2. 2. Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus Memory-Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlräume des Werkstücks entsprechend angepaßte Futterstücke eingeführt werden, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung das Werkstück zusätzlich verspannt wird.
3. 3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Halterung von Memory-Implantaten bei der Sterilisation.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung und Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, insbesondere entsprechend Anspruch 3, gekennzeichnet durch mehrere miteinander verbundene oder gemeinsam in einem sie umgebenden Behälter befestigte Bauteile, die paarweise so gegeneinander verspannbar sind, daß das eingeschlossene Werkstück formschlüssig anliegt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander verspannbaren Bauteile einen oder mehrere Dorne und/oder Stifte enthalten, auf die die Werkstücke aufsteckbar oder aufwickelbar und verspannbar sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von drahtförmigen Werkstücken deren Enden auf dem Dorn mittels spannbarer Halter befestigt sind.