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 Verfahrens

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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
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
Weit 2n?£O2ßi ^Qß "p etinti thArmicrh inHll^iprtP Rewe-
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)

Patentansprüche:
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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