DE3225151C2 - Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus Memory-Metall, insbesondere bei der Sterilisation von Memory-Implantaten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus Memory-Metall, insbesondere bei der Sterilisation von Memory-Implantaten und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Um Werkstücke aus vorverformtem Memory-Metall auch bei Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur A ↓S transportieren und lagern zu können, ohne daß der Memory-Effekt ausgelöst wird, werden die vorverformten Werkstücke in einem ihrer Form angepaßten, aus zwei oder mehreren gegeneinander arretierbaren Teilen bestehenden Halter formschlüssig befestigt und ggf. in Hohlräume des Werkstückes Futterstücke eingeführt, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung die Werkstücke zusätzlich verspannt werden. Insbesondere ist das beschriebene Verfahren bei der Sterilisation von Memory-Implantaten anwendbar.
Description
Die Anmeldung geht aus von einem bekannten Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstükken
aus verformtem Memory-Metall mittels eines den Martensit-Austenit-Übergang im Werkstück verhindernden,
der Deformierungsspannung des Werkstücks entsprechend stabil ausgebildeten lösbaren Halters bei
Temperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur As, jedoch unterhalb der für die bestimmte Legierung
charakteristischen Temperatur Ma-
Memory-Legierungen wie die intermetallische Verbindung
NiTi erfahren in Abhängigkeit von der Legierungszusarnmensetzung zwischen ca. —500C und 1700C
eine Martensit/Austenit-Umwandlung. Diese Umwandlung tritt in einem materialspezifischen, kleinen Temperaturbereich
auf, wobei mit der Temperatur Asd\e 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 Umwandlungstemperatur As überschritten wird und damit der Memory-Effekt bereits
ausgelöst wird. Insbesondere sind Memory-Implantate so beschaffen, daß die Umwandlung des Implantatwerkstoffes
bereits bei ca. 400C einsetzt und bei max. 55° C
abgeschlossen ist, schon damit beim Einsetzen der Implantate das Körpergewebe nicht durch eine zu hohe
Temperatur der Implantate geschädigi wird. Will man
jedoch diese Implantate sterilisieren, etwa mittels der herkömmlichen Gassterilisatoren, so muß einerseits die
Sterilisation unterhalb vor 400C erfolgen, andererseits
kann aber keine zuverlässige Absicherung gegen Oberschreiten der Umwandlungstemperatur gewährleistet
werden. Zudem sind die Gassterilisatoren recht aufwendig.
Bei dem aus der DE-OS 28 02 571 bekannten, einga-:gs
genannten Verfahren, wird der Gegenstand aus Memory-Metall in seinem deformierten dimensionell
gegen Wärmeeinwirkung instabilen Zustand zur vorübergehenden Erhöhung des As-Werts des Mcmory-Mctalls
von Tt auf 7j mit einer Spannung beaufschlagt,
und unter Aufrechterhaltung der beaufschlagten Spannung bsi einer Temperatur, die niedriger als Tj ist, bei
einer solchen beaufschlagten Spannung gelagert, 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 C-ir Memory-Effekt verloren gehL
Außerdem ist nach diesem Verfahren stets eine Spannung zur Deformierung des Memory-Metailbauteiles
aufzubringen.
Aus der DE-AS 12 14 156 ist zwar bereits eine Spannvorrichtung
bekannt; diese soll nach der dort gegebenen Lehre jedoch für Plattenstapel, insbesondere für zu
trocknende Schnittholzstapel verwendet werden. Diese Spannvorrichtung ist durch eine unter dem Eigengewicht
des Stapels eine Zugkraft in einem zwischen der Ober- und der Unterfläche des Stapels wirkenden Zugmittel
erzeugende Übersetzungseinrichtung gekennzeichnet. Abgesehen davon, daß die^s Spannvorrichtung
Verwendung auf einem Gebiet finden soll, das dem des vorliegenden Anmeldungsgegensiandes weit entfernt
ist, wäre diese Spannvorrichtung jedenfalls nur für Werkstücke mit großem Gewicht wirkungsvoll verwendbar
und dann auch nur insoweit, wie das Eigengewicht des Stapels entsprechend der in der DE-OS
28 02 571 gegebenen Lehre eine genügend große Spannung bzw. Kraft erzeugt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß verhindert
wird, daß der Memory-Werkstoff seine Funktionsfähigkeit dadurch verliert, daß der Memory-Effekt
bereits während der Lagerung bzw. des Transports ausgelöst wird. Insbesondere ist dieses Verfahren bei der
Sterilisation von Memory-Implantaten anwendbar, um zu verhindern, daß bereits während der Lagerung, der
Sterilisation bzw. dem Transport der Memory-Effekt ausgelöst wird und nachher nicht 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.
Ausgehend von dem oben behandelten Stand der Technik kann somit ohne Krafteinwirkung auf das
Werkstück und ohne temperaturbegrenzende Maßnahmen gearbeitet werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß der Halter formschlüssig an dem Werkstück anliegend ausgebildel
ist.
Das vorverformte Werkstück aus Memory-Metall wird in einem seiner Form angepaßten, aus zwei oder
mehreren Teilen bestehenden Halter formschlüssig derart befestigt, daß die Teile des Halters gegeneinander
verspannt werden. Das vorverformte Werkstück wird durch einen seinen Außenkonturen angepaßten Halter
somit ohne Aufbringen einer äußeren Spannung auf ein-Fache 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 sonn das martensitische Gefüge trotz der Behinderung der Rückverformung in austenitisches
umgewandelt wird, so daß kein Memory-Effekt mehr zur Verfügung steht Nach der 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 02 571 beschriebenen
Verfahren, bei dem durch Anlegen einer bestimmten Spannung der /4s-Wert erhöht 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, in die Hohlräume des Werkstücks entsprechend angepaßte Futterstücke
einzuführen, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung das Werkstück zusätzlich anliegt 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 erden, 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 vorbeschriebenen 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
Vorteilha'terweise 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
frt.en 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. la und Ib einen s-js zwei Platten bestehenden
Halter in Querschnitts- bzw. Draufsichts-Ansicht
F i g. 2a und 2b einen Halter für rohrförmige Werkstücke
aus Memory-Metall ohne und mit Futterstück
F i g. 3a und 3b einen aus Grund- und Deckplatte bestehenden Halter in einer Querschnittsansicht und einer
Draufsicht
Fig.4 einen Halter für Osteosyntheseplatten ohne
und mit Gegenplatte und
F i g. 5 einen Halter für Rippenklammern.
Der in F i g. la und Ib dargestellte Halter für Memo-ίο ry-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 Befestigungseiementen 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 -Sefestigung der Halteplatte auf der Grundplatte ermögfrhen, 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 zur Aufnahme aller in der Praxis gebräuchlichen Klammerformen geeignet sind. Durch Einsetzen der Memory-Klammern in
Der in F i g. la und Ib dargestellte Halter für Memo-ίο ry-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 Befestigungseiementen 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 -Sefestigung der Halteplatte auf der Grundplatte ermögfrhen, 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 zur Aufnahme 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.2a und 2b dargestellte Ausführungsfcrm
dient zur Aufnahme von rohrförmigen Werkstücktri aus Memory-Metall, wie sie zum Beispiel für die Wirbelverbloc^ung
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 10 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 Ausführungsfor.-n. wie sie in Fig.3a und 3b
da/gesieilt ist, sind die als Distansstücke wirkenden Futterstücke
11 mit einer Bohrung senkrecht zur Rohrlängsachse versehen, durch die jeweils Still·; 12 hindurchgeführt
werden, wobei die Stifte 12 zum einen in der Grundplatte 21 verankert sind und zum anderen
durch die Halteplp'te 3' hindurchgeführt werden, die
mittels einer Flügelmutter 6 entsprechend Fig. la, die Halteplatte 3' und damit das Werkstück 7 befestigt.
Hierbei werden die Stifte 2 auch durch entsprechende Bohrungen im Werkstück 7 geführt. Wie in F i g. 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. la 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 Bolzes 14 oder Schrauben 15 gelegt bzw. mit deren Hilfe
befestigt, wobei die Bolzen 14 bzw. Schrauben 15 durch
die in der Osteosyntheseplatten 17 befindlichen Löcher greifen. Es besteht nun die Möglichkeit, die Osteosyntheseplatten
17 durch eine Halteplatte 16, die entsprechend auf die Grundplatte geschraubt wird, zu arretie- r>
ren oder die Arretierung unmittelbar mittels der Bolzen 13 bzw. 14 oder der Schrauben 15 vorzunehmen. Hierbei
entfällt vorteilhafterweise die Halleplatte 16. Selbstverständlich
enthält die Haitepiaiie ιό, sufern Sie verwendet
wird, entsprechende Profilierungen sowie Bohrungen für die Bolzen, Schrauben und ähnlichen Befestigungsmittel.
Bei dem mit Fig.5a und 5b dargestellten Halter für
Rippenklammern 18 werden diese zwischen zwei profilierten Platten 19, 19'. die mittels Schrauben 20 gegen
einander 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 beschriebene, 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
gung des Werkstückes, wie sie durch die Rückverformung des Werkstückes bei Überschreiten der Umwandlungstemperatur
hervorgerufen wird, sicher verhindert, -to Zusätzlich 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.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
50
55
60
65
Claims (6)
1. Verfahren zur Lagerung und zum Transport von Werkstücken aus vorverformten Memory-Metall
mittels eines den Martensit-Austenit-Obergang im Werkstück verhindernden, der Deformierungsspannung
des Werkstücks entsprechend stabil ausgebildeten lösbaren Halters bei Temperaturen oberhalb
der Umwandlungstemperatur As, jedoch unterhalb der für die bestimmte Legierung charakteristischen
Temperatur Mj, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter formschlüssig an dem Werkstück anliegend ausgebildet ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlräume des Werkstücks entsprechend
angepaßte Futterstücke eingeführt werden, gegen die bei der formschlüssigen Befestigung
das Werkstüekzusätzlich anliegt.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch ! zur Halterung von Memory-Implantaten bei der
Sterilisation.
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 (2, 3; 8; 19, 19'), die paarweise so
gegeneinander verspannbar sind, daß das eingeschlossene Werkstück (1, 7, 17, 18) formschlüssig
anliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander· verspannbaren
Bauteile (22,3') einen oder mehrere Dorne und/oder Stifte (12) enthalten, auf die die Werkstücke (7) aufsteckbar
oder aufwickelbar und verspannbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von drahtförmigen
Werkstücken (18) deren Enden auf dem Dorn mittels spannbarer Halter befestigt sind.
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1983
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- 1983-07-04 JP JP58120428A patent/JPS5926462A/ja active Pending
Also Published As
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Owner name: FRIED. KRUPP AG, 4300 ESSEN, DE |
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