DE3418490A1

DE3418490A1 - Spiralbohrer fuer die bearbeitung von knochen

Info

Publication number: DE3418490A1
Application number: DE19843418490
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 8000 München Fuchsberger
Original assignee: Aesculap Werke AG
Current assignee: Aesculap Werke AG
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1985-11-21

Description

Beschreibung
Spiralbohrer für die Bearbeitung von Knochen Die Erfindung betrifft einen Spiralbohrer für die Bearbeitung von Knochen.
Spiralbohrer werden in der Knochenchirurgie beispielsweise eingesetzt, um Schraublöcher für Knochenschrauben vorzubohren. Die Bohrung muß dabei eine hohe Maß- und Formgenauigkeit besitzen, um für die Schrauben einen festen Halt für die Dauer des gesamten Heiluncsprozesses zu gewährleisten. Bei der Zerspanung von Werkstoffen wird die aufgewandte Energie zum größten Teil in Wärme umgewandelt. Dies führt zu einer Temperaturerhöhung im Knochen, welche zu einer Schädigung des Knochengewebes ühren kann. Eine Eiweißkoagulation tritt bereits bei Temperaturen von 460c ein, und Zellenzyme werden schon geschädigt, wenn die Zelltemperatur um nur 50C angehoben wird. Neben der thermischen Schädigung treten beim Bohren auch mechanische Schädigungen des Knochengewebes ein, insbesondere durch das selbsttätige Einziehen des Bohrers beim Hindurchbrechen durch die Kortikalis. Dabei können Knochenstücke herausgebrochen werden, und es treten Mikrofrakturen und Risse im Knochengewebe auf.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Spiralbohrer so auszugestalten, daß mit ihm formgenau Bohrlöcher in Knochengewebe eingebracht werden können, wobei die Wärmeentwicklung und die mechanische Schädigung der Umgebung des Bohrloches herabgesetzt werden soll.
Diese Aufgabe wird bei einem Spiralbohrer erfindungsge#näß dadurch gelöst, daß er einen Spitzenwinkel zwischen 650 und 900 und einen Drallwinkel zwischen 120 und 200 aufweist.
Diese Werte sind gegenüber üblichen Spiralbohrern, wie sie beispielsweise für die Bearbeitung für Metall oder Holz eingesetzt werden, wesentlich kleiner, und es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß durch die Herabsetzung sowohl des Spitzenwinkels als auch des Drallwinkeis auf die angegebenen Werte ein wesentlich günstigeres Bohrverhalten bei der Bearbeitung von Knochensubstanz eintritt. Es wird durch die Wahl dieser Winkel nicht nur die Temperaturerhöhung im Bohrlochbereich reduziert, sondern auch die Dauer der Bearbeitung, d.h. bei vorgegebener Vorschubkraft kann innerhalb einer bestimmten Bohrzeit ein tieferes Loch gebohrt werden. Das bedeutet umgekehrt, daß die Dauer der Bearbeitung und damit der Erwärmung herabgesetzt wird, so daß auch durch diesen Effekt weniger Wärme im Bohrbereich erzeugt wird. Schließlich hat sich herausgestellt, daß durch die Wahl dieser Winkel auch die Gefahr des selbsttätigen Einziehens beim DurchstoBen der Kortikalis erhebliche herabgesetzt wird, d.h. es treten weniger mechanische Verletzungen im Bohrlochbereich auf.
Die Temperaturerhöhung kann noch weiter vermindert werden, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Kerndicke zwischen 9 und 15 des Bohrerdurchmessers beträgt. Diese Kerndicke liegt damit wesentlich unter den Kerndicken von Bohrern, die für andere Materialien üblicherweise eingesetzt werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen liegen die Spitzenwinkel zwischen 700 und 80°, insbesondere zwischen 700 und 750 Besonders vorteilhafte Resultate lassen sich erzielen, wenn der Drallwinkel zwischen 140 und 18°, vorzugsweise zwischen 150 und 160 liegt, Als besonders günstige Werte für die Kerndicke haben sich 10 bis 12% des Bohrerdurchmessers ergeben.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Spiralbohrers und Fig. 2 eine Seitenansicht des Spitzenbereiches eines Spiralbohrers.
Der in der Zeichnung dargestellte Spiralbohrer ist grundsatzlich genauso aufgebaut wie jeder bekannte zweischneidige Spiralbohrer. Die beiden Hauptschneiden 1 und 2 schließen miteinander den sogenannten Spitzenwinkel o#, ein, der relativ klein ist und zwischen 650 und 900, vorzugsweise zwischen 700 und 800 und insbesondere zwischen 700 und 750 liegt.
Die Steigung der Nebenschneiden 3 und 4 wird durch den sogenannten Drallwinkel bestimmt, das ist der Winkel, den die Nebenschneide mit einer durch die Achse des Spiralbohrers hindurchgehenden Radialebene einschlieBt. Dieser Drallwinkel ist ebenfalls gegenüber normalen Spiralbohrern wesentlich kleiner; er liegt zwischen 120 und 200, vorzugsweise zwischen 140 und 180 und insbesondere zwischen 100 und 120.
Die beiden Hauptschneiden 1 und 2 werden durch die sogenannte Querschneide 5 miteinander verbunden, deren Länge durch die sogenannte Kerndicke K angegeben wird. Diese liegt bei dem für die Knochenbearbeitung besonders geeigneten Spiralbohrer bei Werten zwischen 9 und 15 des Bohrerdurchmessers und insbesondere bei Werten zwischen 10 und 12% des Bohrerdurchmessers und ist damit wesentlich kleiner als bei üblichen Spiralbohrern.
Durch den kleinen Spitzenwinkel ergibt sich ein günstiger Anschnitt im Knochen, so daß auch das Bohrgerät durch die Bedienungsperson leichter handzuhaben ist. Durch den kleinen Drallwinkel besitzen die Spannuten des Bohrers eine große Steigung. Die Späne werden relativ schnell von der Zerspanstelle weg und aus dem Bohrloch heraustransportiert.
Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen den Spänen und den Knochen gering bleiben. Dies trägt auch dazu bei, die Temperatur im Bohrbereich niedrig zu halten.
Der kleine Drallwinkel hat weiterhin den Vorteil, daß der Bohrer aufgrund des kleinen Drallwinkels nicht zum selbsttätigen Einziehen beim Durchbrechen neigt. Dadurch wird die Gefahr einer mechanischen Beschädigung in der Umgebung des Bohrloches erheblich verringert.
Die Herabsetzung der Kerndicke des Bohrers verringert die Bohrzeit gegenüber herkömmlichen Bohrern um das Siebenbis Zehnfache, d.h. auch die Wärmeübertragungszeit wird deutlich herabgesetzt. Der Operateur benötigt auch weniger Kraft, um mit diesem Bohrer ein Bohrloch bestimmter Tiefe herzustellen.

Claims

Patentansprüche : 1. Spiralbohrer für die Bearbeitung von Knochen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er einen Spitzenwinkel tN) zwischen 65c und 900 und einen Drallwinkel (ß) zwischen 120 und 200 aufweist.
2. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erndickz (K) zwischen 9 und 15% des Bohrerdurchmessers beträgt.
Spiralbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel (X) zwischen 700 und 80° liegt.
4. Spiralbohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel zwischen 70G und 750 liegt.
5. Spiralbohrer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallwinkel zwischen 140 und 180 liegt.
6. Spiralbohrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallwinkel zwischen 150 und 160 liegt.
7. Spiralbohrer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerndicke (K) zwischen 10 und 128 des Bohrerdurchmessers beträgt.