DE3730278C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Beschichten der
Schneide eines Lasermessers.
Bei einem Lasermesser, das üblicherweise verwendet wird,
wird ein Laserstrahl, ausgesandt von einer Lichtquelle,
durch eine optische Faser zu einer Schneide, die bei
spielsweise aus Saphir (α-Al2O3) oder Quarzglas (SiO2)
hergestellt ist und an der Spitze des Messers vorgesehen
ist, geleitet. Verschiedene Operationen, wie eine
Amputation, ein Schnitt oder eine Hämostase durch
Koagulation werden durch Lichtbestrahlung aus der Schneide
mit oder ohne Drücken der Schneide gegen das betroffene
Teil oder das Teil, das operiert wird, durchgeführt.
Solch ein Lasermesser ist jedoch bei einer Amputation oder
Resektion nicht sehr wirksam, weil die Laserstrahlenergie
zu den Zellen transportiert wird, wo sie absorbiert und in
Wärmeenergie umgewandelt wird.
Ein Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit umfaßt die
Bereitstellung eines Kohlenstoffüberzugs, welcher einen
Teil der Laserstrahlenergie in Wärmeenergie auf der
Oberfläche der Schneide des Lasermessers umwandeln kann
und das betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird,
schneidet oder amputiert, indem die Kombination der
Laserstrahlenergie mit der Wärmeenergie genutzt wird.
Bei diesem Verfahren wird der Kohlenstoffüberzug im
allgemeinen wie folgt gebildet. Amorphes Kohlenstoffpulver
wird auf die Oberfläche der Schneide zusammen mit einem
Bindemittel zur Bildung eines Kohlenstoffüberzugs
aufgebracht, und Saphir (α-Al2O3) oder Quarzglas (SiO2)
in geschmolzenen Zustand wird dann auf eine Oberfläche des
Kohlenstoffüberzugs aufgebracht, um eine Schutzschicht zu
bilden und dadurch die Verbrennung des Kohlenstoffpulvers
zu verhindern.
Die Bildung des Kohlenstoffüberzugs und der Schutzschicht
durch das vorstehend genannte Verfahren besitzt jedoch
Nachteile, wie eine schlechte Haltbarkeit des Lasermessers
aufgrund des häufigen Auftretens einer Abschälung der
Beschichtung, was auf eine schlechte Adhäsion zwischen der
Schneide und dem Kohlenstoffüberzug zurückzuführen ist.
Weiterhin ist es bei diesem Verfahren schwierig, einen
Überzug mit gleichmäßiger Dicke zu bilden, was zu einer
ungleichen Wärmeerzeugung führt.
Die DE-PS 27 05 202 beschreibt ein chirurgisches Gerät mit
einem eine Klinge aufweisenden Skalpell und einer
Koagulierungseinrichtung, die eine Lasereinrichtung und
ein Strahlführungssystem aufweist.
Die US-PS 42 09 017 beschreibt ein chirurgisches
Instrument, auf dessen Schneidkante ein
strahlungsabsorbierendes Material aufgebracht wird, das
die Strahlungsenergie in Wärme umwandelt. Das
strahlungsabsorbierende Material schließt Indiumantimonid,
Galliumantimonid und andere Halbleiter, Zinkoxid und
einige Bleisalze ein.
Die DE-OS 27 17 421 beschreibt einen Koagulator aus einer
Energiequelle und einem Gewebeandruckkörper, der
beispielsweise aus Al2O3 bestehen kann, mit einer
Gewebeandruckfläche.
Schweizer, W., Kiesewetter, L.: Moderne
Fertigungsverfahren oder Feinwerktechnik, Berlin,
Heidelberg, New York, Springer-Verlag 1981, S. 46-48,
beschreibt verschiedene Fertigungsverfahren der
Feinwerktechnik, wie Zerstäubungsverfahren und
Ionenplattierungsverfahren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Beschichten der Schneide eines Lasermessers zur
Verfügung zu stellen, bei dem ein Lasermesser mit
ausgezeichneter Haltbarkeit erhalten wird, das auf stabile
Weise Wärme erzeugen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs
genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Oberfläche der Schneide mit einem Kohlenstoffüberzug
und anschließend mit einem entweder aus α-Al2O3 oder
Quarzglas bestehenden Schutzüberzug jeweils in einer Dicke
von 1 bis 50 µm entweder durch Ionenplattieren oder durch
Vakuumbestäuben versehen wird.
Im folgenden wird die Erfindung zusammen mit den Figuren
näher erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht
eines erfindungsgemäßen Lasermessers.
Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht des Lasermessers
nach Fig. 1.
In Fig. 1 bedeutet die Ziffer 1 eine Lichtleitfaser mit
runder Form im Querschnitt. Die Lichtleitfaser 1 besteht
beispielsweise aus Quarzglas (SiO2) und ist mit einer
Laserstrahlquelle, die in der Figur nicht gezeigt ist,
verbunden. Ein Außenrohr 3 ist in koaxialer Form am Umfang
der Lichtleitfaser 1 durch das Medium eines Hohlraums
bzw. Spalts 2, der einen Wasserdurchgang bildet, vorgesehen.
Eine Auslaßpore 4 ist nahe dem Ende des Außenrohrs durch
Perforation vorgesehen.
Die Ziffer 5 bezeichnet eine Schneide aus Saphir, Rubin
oder dergleichen (α-Al2O3) oder Quarzglas (SiO2), das
beispielsweise eine konische Form hat. Wie in Fig. 2
gezeigt, besitzt die Schneide 5 eine Spitze 6, deren
Oberfläche mit einem Kohlenstoffüberzug 7 einer Dicke von 1
µm bis 50 µm überzogen ist. Auf dem Kohlenstoffüberzug 7
ist eine Schutzschicht 8 aus Saphir, Rubin oder dergleichen
(α-Al2O3) oder Quarzglas (SiO2) einer Dicke von 1 µm bis 50
µm vorgesehen. Die Gesamtdicke dieser Überzüge beträgt
deshalb 2 µm bis 100 µm.
Der Kohlenstoffüberzug 7 und der Schutzüberzug 8 werden wie
folgt gebildet. Zuerst wird eine Nickel- oder Eisenmaske
bzw. -abdeckung an der Grenze zwischen der Spitze 6 der
Schneide 5, wo die Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7
erforderlich ist, und einem Teil, wo keine Bildung des
Kohlenstoffüberzugs 7 erforderlich ist, angeordnet, wodurch
der Teil, wo keine Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7
erforderlich ist, abgeschwirmt wird.
Die Schneide 5 wird bei 300°C oder mehr erwärmt. Zur
gleichen Zeit wird eine Kathodenspannung auf die Schneide
5 angelegt. Der Kohlenstoffüberzug 7 wird durch ein
Zerstäubungsverfahren wie folgt gebildet. Ein starkes
elektrisches Feld wird gebildet unter Verwendung
beispielsweise eines Magnetrons zur Herstellung eines
magnetischen Feldes, und Argon in der Atmosphäre kollidiert
in Form eines Kations mit einem
Kohlenstoffstück als Target. Dadurch werden Kohlenstoff
atome, die auf der Oberfläche des Kohlenstoffstücks
vorliegen, verdampft. Die Kohlenstoffatome werden auf der
Schneide 5 der Kathode absorbiert und auf der Oberfläche
der Schneide 5 niedergeschlagen, während die Schneide 5
erwärmt wird, bis der Überzug in einer gewünschten Dicke
gebildet ist. Nach Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 in
einer gewünschten Dicke wird ein Schutzmaterial aus Saphir,
Rubin oder dergleichen (α-Al2O3) oder Quarzglas (SiO2) auf
der Oberfläche des Kohlenstoffüberzugs 7 durch das gleiche
Verfahren, beispielsweise durch Zerstäuben, abgeschieden, um
eine gewünschte Dicke zu erreichen, wodurch ein
Schutzüberzug 8 gebildet wird.
Bezüglich des Verfahrens zur Bildung des Überzugs kann neben
dem vorstehend genannten Zerstäubungsverfahren ein
Ionenplattierungsverfahren verwendet werden. Das Ionenplat
tierungsverfahren umfaßt das Erwärmen der Schneide 5, das
Verdampfen des Materials, das abgeschieden wird, unter
Verwendung der Schneide 5 als Kathode, das Durchleiten
des verdampften Materials durch ein Plasma, um es zu
kationisieren, und das Beschleunigen des kationisierten
Materials in einem elektrischen Feld, wodurch das
kationisierte Material auf der Schneide 5 als Kathode
absorbiert wird. Bei dem Ionenplattierungsverfahren wird das
Material, das abgeschieden wird, auf der Schneide 5
absorbiert, wodurch Eigenschaften verliehen werden, die eine
gegenseitige Anziehung zwischen dem abzuscheidenden Material
und der Schneide 5 bewirken.
Wenn ein so hergestelltes Lasermesser verwendet wird, wird
ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise
1060 nm aus einer Laserstrahlquelle, die in der Figur nicht
gezeigt ist, durch die Lichtleitfaser 1 in die Schneide 5
gesandt. Das betroffene Teil oder das Teil, das
operiert wird, wird nicht nur der Laserstrahlenergie, die
von der Spitze 6 der Schneide 5 ausgestrahlt wird,
ausgesetzt, sondern auch der Wärmeenergie, die aus einem
Teil der Laserstrahlenergie mittels des Kohlenstoffüberzugs
7 auf der Spitze 6 umgewandelt worden ist, wodurch das
betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird,
geschnitten oder amputiert wird. Um die Spitze 6 der
Schneide 5 zu kühlen oder Blut abzuwaschen, wird zu
dieser Zeit eine Flüssigkeit, wie Wasser oder ein
Medikament durch die Spalte 2 geleitet und durch die
Auslaßpore 4 ausgetragen.
Der Kohlenstoffüberzug 7 und der Schutzüberzug 8 müssen
nicht notwendigerweise durch das gleiche Verfahren gebildet
werden. Insbesondere können ein oder zwei Überzüge durch das
Zerstäubungsverfahren gebildet werden, während der andere
Überzug durch das Ionenplattierungsverfahren gebildet wird.
Gemäß dem vorstehend genannten Beispiel ermöglicht die
Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 und des Schutzüberzugs 8
entweder durch das Zerstäubungsverfahren oder das Ionen
plattierungsverfahren nicht nur eine gleichmäßige Wärme
erzeugung aufgrund einer gleichmäßigen Überzugsdicke,
sondern verbessert auch die Haltbarkeit des Lasermessers
aufgrund einer ausgezeichneten Haftung des Kohlenstoff
überzugs 7 und des Schutzüberzugs 8. Weiterhin ermöglicht
die Bereitstellung des Kohlenstoffüberzugs 7 eine
gleichzeitige Strahlung einer Laserstrahlenergie und einer
Wärmeenergie aus der Schneide 5, was zu einer Verbesse
rung der Wirksamkeit der Amputation, des Schnitts und der
Hämostase durch Koagulation in dem Teil, das operiert wird,
oder in dem betroffenen Teil führt.
Weiterhin verhindert die Bereitstellung des Schutzüberzugs 8
auf dem Kohlenstoffüberzug 7 die Verbrennung von
Kohlenstoff aufgrund der Laserstrahlenergie. Da der Kohlen
stoffüberzug 7 nur auf der Spitze 6 gebildet wird, wird
weiterhin keine Wärme in dem Halteteil erzeugt, was den
Gebrauch des Lasermessers angenehm macht.
Claims (1)
- Verfahren zum Beschichten der Schneide eines Lasermessers, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schneide mit einem Kohlenstoffüberzug und anschließend mit einem entweder aus α-Al2O3 oder Quarzglas bestehenden Schutzüberzug jeweils in einer Dicke von 1 bis 50 µm entweder durch Ionenplattieren oder durch Vakuumbestäuben versehen wird.
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