DE3528531A1 - Applikationssonde eines strahlungskoagulators und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Applikationssonde eines Strahlungskoagulators mit einem dünnen Andrück­ körper aus einem gegebenenfalls Fluor-Alkoxy-Seiten­ ketten aufweisenden Fluor-Alkylen-(Ko-)Polymerisat, welcher Andrückkörper auf der Strahlaus­ trittsfläche eines Strahlleitkörpers aus dielektrischem Material angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfah­ ren zur Herstellung einer Applikationssonde eines Strahlungskoagulators, bei dem ein Strahlleitkörper im Bereich einer Strahlaustrittsfläche aufgerauht und danach zur Erzeugung eines Andrückkörpers mit einer Dispersionsschicht eines gegebenenfalls Fluor-Alkoxy-Sei­ tenketten aufweisenden Fluor-Atlkylen-(Ko-)Polymerisat besprüht wird.

Eine Applikationssonde dieser Art bzw. ein Verfahren zu ihrer Herstellung ist aus der DE-OS 24 24 726 be­ kannt. Bei der bekannten Applikationssonde weist der Andrückköprer, der aus einer dünnen Schicht Polytetra­ fluorethylen (PTFE), Perfluorethylenpropylen (FEP) oder Polytetrafluorethylen mit Perfluoralkoxy-Seiten­ ketten (PTFE-PFA) besteht, eine Dicke von 0,2-1,0 mm auf.

Aus der US-PS 42 33 493 ist ein Koagulator bekannt, des­ sen Applikationssonde mit einem Andrückkörper aus den gleichen Materialien ausgerüstet ist, jedoch eine Dicke von mindestens 0,1 mm aufweist.

Andrückkörper in dieser Dicke absorbieren erhebliche Mengen an Strahlung, andererseits weisen sie nur eine geringe mechanische Stabilität und geringe Widerstands­ fähigkeit gegen thermische Belastung auf und können, ins­ besondere bei der Reinigung, leicht beschädigt werden, so daß die Andrückkörper ständig, oft sogar während einer Operation, erneuert werden müssen (vgl. DE-OS 27 17 421, S. 6).

In der Fachwelt herrscht daher die Meinung vor, Andrück­ körper, insbesondere solche aus PTFE, FEP, PTFE-PFA oder ETFE zur Erzielung einer optimalen mechanischen Festig­ keit möglichst dick auszuführen. So ist beispielsweise in der US-PS 42 33 493 ein Vorzugswert von 0,5 mm, und als äußerste untere Grenze des möglichen eine Dicke von 0,1 mm angegeben (Spalte 4, Z. 35-51).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Applika­ tionssonde der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Andrückkörper sich durch besonders hohe mechanische Festig­ keit und Widerstandsfähigkeit gegen thermische Belastung auszeichnet.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Andrückkörper eine Dicke von 20 bis 50 µm aufweist.

Bei einem Verfahren zur Herstellung der Applikationssonde der eingangs genannten Art besteht die Lösung dieser Auf­ gabe darin, daß die Dispersion mit einer Schicht­ dicke von 20-50 µm aufgesprüht wird, und daß die so erhaltene Applikationssonde einer thermischen Behandlung (Sinterung) unterzogen wird.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß gerade ein extrem dünner Andrückkörper von einer Dicke von 20- 50 µm, vorzugsweise mit einer Dicke von 20-30 µm mecha­ nisch besonders stabil ist. Dies kann darauf zurückzufüh­ ren sein, daß sich eine derart dünne Schicht von etwa 25 µm besonders stabil mit dem festen(aufgerauhten)Unter­ grund des Strahlleitkörpers mechanisch verkrallt, so daß Kräfte, die auf den Andrückkörper einwirken, direkt in den Strahlleitkörper eingeleitet werden können, ohne zu einer Beschädigung des Andrückkörpers zu führen. Hinzu kommt, daß durch den erfindungsgemäß extrem dünn ausge­ legten Andrückkörper wenig Strahlung absorbiert wird und die Erfindung somit zwei Vorteile, nämlich hohe mecha­ nische Festigkeit und geringe Absorption, die bisher als entgegengerichtete Forderungen gegolten haben, miteinander vereint.

Durch den intensiven mechanischen Kontakt zwischen dem extrem dünnen Andrückkörper und dem Strahlleitkörper wird Wärme aus dem Andrückkörper rasch und effektiv - gegen die Strahlungsrichtung - abgeleitet, so daß der Andrückkörper nicht heißer als etwa 300°C wird, und ein "Durchbrennen" vermieden wird. Der erfindungsgemäß extrem dünn ausgelegte Andrückkörper weist daher neben seiner mechanischen Festigkeit und seiner geringen Absorption eine erstaunlich hohe Haltbarkeit gegen thermische Be­ lastungen auf. Andererseits wirkt jedoch der Andrückkörper trotz seiner geringen Dicke als thermischer Isolator, der verhindert, daß Wärme aus dem behandelten Körpergewebe ab­ geleitet wird, welche Gefahr sonst bei Andrückkörpern aus kristallinen, dielektrischen Materialien, wie z. B. Saphir, besteht (vgl. DE-OS 27 17 421, S. 9).

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Andrückkörper aus PTFE, das sich vor allem durch seine hohe thermische Belastbarkeit gegenüber den ande­ ren Fluor-Alkylen-Polymerisaten und Kopolymerisaten aus­ zeichnet. Die etwas geringere Transparenz kann angesichts der erfindungsgemäß äußerst gering ausgelegten Schicht­ dicke des Andrückkörpers in Kauf genommen werden, im Gegensatz zu Lösungen, bei denen dickere Andrückkörper vorgesehen sind (vgl. DE-PS 24 24 726).

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung wird als Strahlleitkörper kristallines AL₂O₃ (Saphir) verwendet. Saphir ist als Strahlleitkörper wegen seiner vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeit besonders vorteilhaft. Er verbindet sich (nach Aufrauhung) optimal mit dem Andrückkörper und verleiht diesem seine hohe mechanische Festigkeit. Die hohe Wärmeleitfähigkeit in Verbindung mit der extrem dünnen Auslegung des Andrück­ körpers verhindert eine Überhitzung des Andrückkörpers durch Ableiten der Wärme aus der Spitze der Sonde.

Zufriedenstellende Ergebnisse lassen sich jedoch nach einer anderen Ausführungsform auch mit Strahlleitkörpern aus Quarz, Metalloxiden, Metallnitriden oder Metallfluori­ den erzielen.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist eine ther­ mische Behandlung des aufgesprühten Andrückkörpers vor­ gesehen. Diese besteht aus einer Vorbehandlung bei 90°C bis 280°C und einer Sinterung bei 360° bis 420°C. Vorzugs­ weise erfolgt die Vorbehandlung über eine Zeitdauer von 15-45 Minuten und die Sinterung über 20-50 Minuten. Durch diese Behandlung verbindet sich der Andrückkörper besonders intensiv mit dem Strahlleitkörper. Durch die dabei stattfindende Gefügeumordnung wird die Oberfläche des Andrückkörpers nahezu vollständig glatt. Rauhigkeiten des Strahlleitkörpers, die durch die vor­ hergehende Sandstrahlbehandlung hervorgerufen werden, werden durch den Andrückkörper ausgeglichen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ver­ fahrens nach der Erfindung wird die Dispersion in zwei Schichten, nämlich einer etwa 1 µm-3 µm, vorzugsweise 2 µm dicken Grundschicht, und einer Deckschicht, aufge­ sprüht.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die aufgesprühte Grundschicht getrocknet. Dabei kann eine gewöhnliche Lufttrocknung stattfinden, der Trocknungs­ vorgang kann jedoch durch Anwendung von Wärme von 90°C- 280°C beschleunigt werden.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Dispersion zum Aufsprühen der Grundschicht ein Haftvermittler beige­ fügt. Vorzugsweise wird hierzu ein chromphosphor-halti­ ges System oder Polysilikate, wie z. B. Lithiumsilikate verwendet. Ein solches System ist besonders geeignet, eine feste Haftverbindung zwischen dem Strahlleitkörper und der auf der Grundschicht anzubringenden Deckschicht aus den genannten Fluorkohlenstoffpolymeren herzustellen.

Ein besonders strapazierfähiger Andrückkörper entsteht auf dem Strahlleitkörper, wenn das (Ko-)Polymerisat in dispergierter Form mit einer Teilchengröße von weniger als 5 µm aufgesprüht wird. Dabei wird vorteilhafterwei­ se eine wässrige Dispersion verwendet.

Das intensive "Zusammenbacken" der Emulsionsteilchen während des Sintervorgangs wird nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens durch die Zugabe von Silikonharzen von 5-20 Gew.-% begünstigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu.

In der Figur ist eine Applikationssonde für einen Strah­ lungskoagulator dargestellt.

Die Applikationssonde weist einen zylinderförmigen Strahl­ leitkörper 1 auf, der von einer Metallfassung 3 umgeben ist. Der Strahlleitkörper kann ein langgestreckter stab­ förmiger Körper sein; er kann jedoch auch aus einem 1 mm dünnen Plättchen bestehen.

An einer der Grundflächen des Strahlleitkörpers wird elektromagnetische Strahlung entweder direkt von einer Strahlungsquelle oder über einen Lichtleiter eingekop­ pelt. Als Strahlungsquelle kann ein CO₂-Laser dienen, der Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von 10 µm emmittiert, sofern ein in diesem Wellenlängenbereich trans­ parenter Strahlleitkörper verwendet wird. Die Applikations­ sonde ist jedoch auch für den Betrieb mit Wolfram-Halogen- Lampen, Xenon-Hochdrucklampen etc. geeignet. Auf der aufge­ rauhten Strahlaustrittsfläche ist als Andrückkörper 2 eine Schicht aus Polytetrafluorethylen (PTFE) in einer Dicke von 20 µm angebracht.

Zur Herstellung der Applikationssonde wurde wie folgt verfahren:

Ein stabförmiger Strahlleitkörper 1 wurde an einer seiner Grundflächen mit einem Sandstrahlgebläse 10 Sekunden aus etwa 30 cm-50 cm Entfernung behandelt. Die Sandkörner wiesen eine mittlere Größe von ca. 4-6 µm auf. Danach wurde eine wässrige Dispersion aus PTFE und/oder PFA mit einer Teilchengröße von ca. 0,3 µ hergestellt. Diese Dispersion wurde mit einem Haftvermittler aus Polysilikaten ver­ setzt, derart, daß die fertige Dispersion etwa 10% Polysilikate enthielt. Die Dispersion wurde bis zu einer Schichtdicke von etwa 2 µ auf die aufgerauhte Strahlaustrittfläche des Strahlleitkörpers aufgesprüht. Danach wurde die Grundschicht getrocknet.

Danach wurde eine wässrige Dispersion aus PTFE mit einer Teilchengröße von 0,3 µ mit 10 Gew.-% Silikon­ harzen hergestellt. Die Dispersion wurde bis zu einer Schichtdicke von 20 µ auf die getrocknete Grundschicht aufgesprüht.

Die so erhaltene Anordnung wurde einer thermischen Sinterbehandlung unterzogen, die sich aus einer Vorbe­ handlung bei 250°C und der eigentlichen Sinterung bei 400°C bestand. Vorbehandlung und Sinterung dauerten jeweils etwa 25 Minuten. Der Andrückkörper war danach in den Strahlleitkörper "eingebrannt", d. h. er war fest mit diesem verbunden. Seine Oberfläche war weit­ gehend glatt.

Claims (17)

1. Applikationssonde eines Strahlungskoagulators mit einem dünnen Andrückkörper (2) aus einem gegebenenfalls Fluor-Alkoxy-Seitenketten aufweisenden Fluor-Alkylen- (Ko-)Polymerisat, welcher Andrückkörper (2) auf der Strahlaustrittsfläche eines Strahlleitkörpers (1) aus dielektrischem Material angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Andrückkörper (2) eine Dicke von 20 µm- 50 µm aufweist.

2. Applikationssonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strahlaustrittsfläche des Strahlleit­ körpers aufgerauht ist.

3. Applikationssonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückkörper eine Dicke von 20- 30 µm aufweist.

4. Applikationssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückkörper (2) im wesentlichen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.

5. Applikationssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlleitkörper (1) aus kristallinem Aluminiumtrioxid (Saphir) besteht.

6. Applikationssonde nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlleitkörper (1) aus Quarz, Metalloxiden, wie MgO, BeO, TiO₂, Metallnitriden, wie Aluminiumnitrid, oder Metallfluoriden, wie CaF₂ besteht.

7. Verfahren zur Herstellung einer Applikationssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Strahlleit­ körper (1) im Bereich seiner Strahlaustrittsfläche zur Erzeugung eines Andrückkörpers mit einer Dispersion eines gegebenenfalls Fluor-Alkoxy-Sei­ tenketten aufweisenden Fluor-Alkylen-(Ko-)Polymerisats besprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Disper­ sion mit einer Schichtdicke von 20-50 µm aufgesprüht wird, und daß die so erhaltene Applikationssonde einer thermischen Behandlung (Sinterung) unterzogen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaustrittsfläche durch Sandstrahlung aufgerauht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die thermische Behandlung aus einer Vorbehandlung bei 90°C bis 280°C und einer Sinterung bei 360°C bis 420°C besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorbehandlung über eine Zeitdauer von 15 bis 45 Minuten und die Sinterung über 20 bis 50 Minu­ ten durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dispersion in zwei Schich­ ten, nämlich einer etwa 1 µm bis 3 µm dicken Grundschicht und einer Deckschicht, aufgesprüht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die aufgesprühte Grundschicht getrocknet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dispersion zum Aufsprühen der Grundschicht einen Haftvermittler enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Haftvermittler ein chromphosphor­ haltiges System oder Polysilikate, wie z. B. Lithium­ silikat verwendet werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße der Dis­ persion kleiner 5 µm ist.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß eine wässrige Dispersion verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dispersion zum Aufsprühen der Deckschicht bis zu 20 Gew.-% Silikonharze enthält.