DE4208221A1

DE4208221A1 - Biegsame welle, vorzugsweise fuer die medizintechnik sowie verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE4208221A1
Application number: DE4208221A
Authority: DE
Inventors: Reiner Gessler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-14
Filing date: 1992-03-14
Publication date: 1993-09-16

Description

Die Erfindung betrifft eine biegsame Welle, vor zugsweise für die Medizintechnik, aus schraubenför mig aufgewickeltem Draht sowie ein Verfahren zur Herstellung von biegsamen Wellen oder Schläuchen zur Verwendung in der Humanmedizin als Führungswel len für Endoskope, Kathetern oder dergleichen.

Nach dem Stande der Technik ausweislich dem deut schen Gebrauchsmuster G 85 15 986 sind biegsame Wellen bekannt, die unter Aufrechterhaltung einer ausreichenden Stabilität und Knickunempfindlichkeit ihre Flexibilität dadurch erhalten, daß Drahtseile oder Seile, die aus einer Mehrzahl von Drahtlitzen zusammengefügt sind, schraubenlinienförmig zu einer Welle angeordnet werden. Weiterhin bekannt ist es, die einzelnen Drahtlitzen oder Einzeldrähte einla gig auf einen Kerndraht spiralförmig auf zuwickeln. Diese Wellen sind im Bereich ihrer Achse hohl und können Operationswerkzeuge und dgl. aufnehmen. Teilweise ist das Operationswerkzeug am proximalen Ende starr befestigt, so daß die Hohlwelle als Gan zes im eingebrachten Zustand drehbar ist, um bei gleichzeitiger Beobachtung auf einem Röntgenschirm das Werkzeug zu positionieren und einen operativen Eingriff durchführen zu können. Außerdem sind diese Wellen zur Durchführung von endoskopischen Untersu chungen geeignet.

Aufgrund des spiralförmigen Aufbaues besitzen die nach dem Stande der Technik bekannten Wellen zwei gravierende Nachteile:

Erstens erhält man beim Drehen der Welle aufgrund des schraubenlinienförmigen Aufbaus nicht die ge wünschte spielfreie Übertragung der Bewegung vom distalen zum proximalen Ende.

Zweitens ergibt sich der Nachteil, daß bei einer Axialverspannung der Welle, wie das zum Beispiel zum Ausfahren von Werkzeugen, zum Zuziehen von stirnseitig ausgefahrenen Schlingen oder zum Ab trennen von Gewebeteilen erforderlich ist, eine axiale Belastungsspannung, aufgrund derer sich die Welle um ihre Längsachse dreht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hohlwelle zu schaffen, die eine spielfreie Übertragung der Drehbewegung von distalen zum pro ximalen Ende ermöglicht sowie unerwünschte Drehbe wegungen infolge axialer Belastungen vermeidet. Au ßerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstel lungsverfahren anzugeben, mit dem derartige Hohl wellen zweckmäßig hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß der die Welle bildende Draht in minde stens zwei Lagen angeordnet ist, daß jeweils be nachbarte Lagen gegenläufigen Wicklungssinn besit zen, daß die jeweils benachbarten Lagen aneinander anliegen und die Lagen so angeordnet sind, daß sich im Inneren der Welle ein schlauchförmiger Hohlraum ergibt.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß durch die mehrlagigen Wicklungen eine so große Stabilität der Welle bzw. des Schlauches erreicht wird, daß auch bei Bewegungen ein Abknicken verhindert wird, was bei den nach dem Stande der Technik bekannten Wel len und Schläuchen nicht vermieden werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, zur Erzielung symmetrischer Kraftverhältnisse zwei Draht lagen aus Draht gleichem Durchmessers zu verwenden.

Ferner ist es möglich, bei mehreren Lagen die Zahl dieser Lagen über die Länge der Hohlwelle zu verän dern. Diese Veränderung geschieht zweckmäßig in dem Sinne, daß die Lagen in Richtung auf das proximale Ende zu sich verringern. Damit ergeben sich also mehrere Lagen unterschiedlicher Längen, die koaxial angeordnet sind. Damit wird erreicht, daß das dis tale Ende mit mehreren Lagen eine hohe Stabilität aufweist und gleichzeitig das proximale Ende von höherer Flexibilität ist und deshalb leichter ein geführt bzw. dem jeweils erforderlichen Verlauf leicht angepaßt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Führungswelle sind die Drähte der Welle mit physiologisch unbedenkli chem Material beschichtet. Dies ermöglicht für den Draht selbst Materialien einzusetzen, die an sich für derartige Zwecke nicht zugelassen werden kön nen, obwohl sie vorteilhafte technische Eigenschaf ten besitzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Füh rungswelle entsteht dadurch, daß im Innern der Welle ein Schlauch angebracht ist. Damit kann die Welle auch zu Infusionen benützt werden. Die Welle ist deshalb als Katheter einsetzbar. Die Wandungen dieses Katheters zeichnen sich durch Elastizität aus und können den Krümmungen der Gefäße und Kör perhohlräume gut folgen. Durch die sehr hohe Stabi lität dieses Katheters ist es ausgeschlossen, daß durch eine Bewegung des Patienten der Katheter ab geknickt wird und Unterbrechungen der Infusion bzw. Exfusion auftreten können.

Schließlich ist vorgesehen, die Führungswelle mit einem gleitfähigen Material zu ummanteln. Man er zielt hierdurch ein leichteres Gleiten und damit Einführen und Legen der Hohlwelle bzw. des Kathe ters im Körper des Patienten.

Zur Herstellung von biegsamen Wellen und Schläu chen, die insbesondere in der Humanmedizin als Führungswellen oder Katheter Verwendung finden, wird als Ausgangsmaterial ein beschichteter Kern draht verwendet, der aus einem Material mit spezi ell ausgewählten Dehnungseigenschaften besteht. Die Dehnungseigenschaften sind dabei so gewählt, daß sich der Kerndraht bei Zugbelastung verjüngt, ohne dabei zu zerreißen. Durch eine Zugbelastung des Kerndrahtes über die Streckgrenze hinaus wird die ser Draht bedient und kann damit aus der Kunststof fummantelung herausgezogen werden. Die im Inneren des Drahtwickels verbleibende Kunststoffummantelung bildet dabei eine biegsame Welle bzw. einen Schlauch, der vorteilhaft für die oben genannten Aufgaben eingesetzt werden kann. Die schraubenför mige Umwicklung des Kerndrahtes erfolgt mit Hilfe von Verseilmaschinen üblicher Art. Beim Verseilen der Drähte aus Federstahldraht mit hoher Festigkeit entstehen große innere Spannungen, die das gleich mäßige Verdrehen erschweren. Aus diesem Grund wird das fertige Produkt in einer Schutzgasatmosphäre auf 600-800°C erwärmt (= toramatisiert).

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu tert wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Aus führungsform der erfindungsgemäßen flexiblen Hohlwelle;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfin dungsgemäße Welle mit eingelegtem Kerndraht;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfin dungsgemäße Anordnung mit äußerer Umhüllung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Hohlwelle dar gestellt, bei der zwei Windungslagen unterschiedli cher Länge übereinander angeordnet sind. Die Lage (1) befindet sich im Inneren der Welle und bildet das proximale Ende. Nach außen zu schließt sich die Lage (2) an, die im entgegengesetzten Wickelsinn um die Lage (1) gewickelt ist und zum distalen Ende der Welle führt. Beide Lagen sind formschlüssig miteinander verbunden und gewährleisten so die hohe Stabilität der Anordnung bei sehr guter Flexibili tät.

Fig. 2 zeigt eine Form der Welle, bei der zwei La gen einen Kerndraht umschließen, der aus der Me tallseele (3) und der Kunststoffumhüllung (4) be steht. Bei den angegebenen erfindungsgemäßen Her stellungsverfahren wird die Seele (3) durch eine Zugbelastung gedehnt, so daß sie sich verjüngt und zwischen der Seele (3) und der Kunststoffumhüllung (4) ein Hohlraum entsteht, so daß die Seele (3) leicht herausgezogen werden kann und eine Hohlwelle entsteht.

In Fig. 3 ist eine Hohlwelle dargestellt, die eine Ummantelung (5) besitzt. Zweckmäßigerweise wird diese Ummantelung aus einem gleitfähigen Material erzeugt.

Claims

1. Biegsame Welle, vorzugsweise für die Medizin technik, aus schraubenförmig aufgewickeltem Draht, dadurch gekennzeichnet, daß der die Welle bildende Draht in mindestens zwei Lagen (1, 2) angeordnet ist,
daß jeweils benachbarte Lagen (1, 2) gegenläufigen Wicklungssinn besitzen,
daß die jeweils benachbarten Lagen (1, 2) aneinander anliegen und
daß die Lagen so angeordnet sind, daß sich im Inne ren der Welle ein schlauchförmiger Hohlraum ergibt.

2. Biegsame Welle nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Führungswelle aus zwei Drahtlagen (1, 2) besteht, wobei der Durchmesser der Drähte jeder der Drahtlagen (1, 2) gleich sind.

3. Biegsame Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle aus mehreren Drahtla gen (1, 2) besteht, wobei sich die Anzahl der Lagen in Richtung auf das proximale Ende der Welle ver ringert.

4. Biegsame Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte der Welle mit physiologisch unbedenklichem Material beschich tet sind.

5. Biegsame Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Welle ein Schlauch (4) angeordnet ist.

6. Biegsame Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswelle mit einem gleitfähigen Material ummantelt ist.

7. Verfahren zur Herstellung von biegsamen Wellen oder Schläuchen zur Verwendung in der Humanmedizin als Führungswellen für Endoskope, Kathetern oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Kunst stoff ummantelter Kerndraht (4), der aus einem Ma terial mit speziellen Dehnungseigenschaften be steht, derart, daß sich der Kerndraht bei Zugbela stung verjüngt, schraubenförmig mit weiteren Dräh ten unter einer solch hohen Vorspannung umwickelt wird, daß sich der Draht in den Kunststoffmantel eingräbt, anschließend der Kunststoffummantelung fixiert und durch Ziehen der Kerndraht (4) bis über die Streckgrenze gedehnt und dann herausgezogen wird.