DE4435927C1 - Aufsatz zum bohrerseitigen Aufstecken auf das Handstück einer Bohrvorrichtung zur Explantation und zum Zerkleinern von Knochen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz zum bohrerseitigen Aufstecken auf das Handstück einer Bohrvorrichtung zur Explantation und zum Zerkleinern von Knochen.

Die Explantation und Transformation von humanem Knochenmaterial dient in er­ ster Linie dem Zwecke der Transplantation. Implantationen und Transplantatio­ nen von Knochenmaterial werden vor allem in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, der Mund-, Kiefer-, Gesichts- und Neurochirurgie sowie in der plastischen, allgemeinen und zahnärztlichen Chirurgie durchgeführt. Dabei werden Knochen­ teile aus verschiedenen Körperregionen, bevorzugt aus Beckenkamm- und Schä­ delregion, entnommen und transplantiert. Je nach operativer Notwendigkeit werden die "am Stück" entnommenen Knochenfragmente in ihrer ursprünglichen Gestalt als Ganzes oder als beliebiger Teil davon oder nach dem Zerkleinern in einer Knochenmühle als Granulat wieder eingepflanzt. Aus der Praxis sind unter­ schiedliche Sorten von Knochengranulat zur Anwendung in der zahnärztlichen und plastischen Chirurgie sowie der Kieferchirurgie bekannt, die von sog. Kno­ chenbanken zur Verfügung gestellt werden. Man unterscheidet homologe Gra­ nulate, die Knochen anderer Menschen enthalten, heterologe Granulate, die Knochen von Tieren enthalten und Mischungen aus diesen beiden Granulatsor­ ten. Bei der Verwendung derartiger Granulate besteht ein - wenn auch nur sehr geringes - Risiko der Erregerübertragung von Infektionskrankheiten wie HIV, He­ patitis, Jakob-Creuzfeld-Syndrom und BSE. Die Verwendung künstlicher Knochenersatzmaterialien in Reinform, wie z. B. Hydroxylapatit ist ebenfalls problematisch, da oftmals Fremdkörperreaktionen auftreten, die eine totale Ein­ heilung solcher Materialien verhindern.

Insbesondere im zahnärztlichen Bereich ist häufig lediglich die Implantation von sehr kleinen Knochenmengen erforderlich, wie z. B. beim Auffüllen von Knochen­ taschen im Alveolarknochen im Bereich der Zahnwurzeln. Zur Minimierung der mit derartigen Implantationen verbundenen Risiken, nämlich einerseits dem Infektionsrisiko und andererseits dem Risiko einer Fremdkörperreaktion, ist es sinnvoll, dem Patienten, an dem die Implantation vorgenommen werden soll, auch das Knochenmaterial aus einer geeigneten Knochenspenderstelle zu ent­ nehmen.

In den eingetragenen Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 84 31 344 wird ein Aufsatz zum bohrerseitigen Aufstecken auf das Handstück einer Bohr­ vorrichtung beschrieben, welche in zahntechnischen Laboratorien und auch im zahnärztlichen Bereich Anwendung findet. Der bekannte Aufsatz besteht haupt­ sächlich aus einer Hülse von rotationssymmetrischer Grundform, die an beiden Enden offen und über ein Innengewinde auf das Handstück aufsetzbar ist. Der bekannte Aufsatz umfaßt einen seitlichen Absaugstutzen, an den ein als Ab­ saugleitung dienender Schlauch aufsteckbar ist. Der Schlauch führt zu einer Ab­ saugvorrichtung, die ein Filtersystem umfaßt. Eine Flüssigkeitszuführung direkt in den bekannten Aufsatz, d. h. in die durch den Aufsatz gebildete Absaugglocke ist hier nicht vorgesehen, was im Rahmen eines zahnärztlichen Einsatzes am Pa­ tienten problematisch ist. Die seitliche Anordnung des Absaugstutzens an dem bekannten Aufsatz erschwert zusätzlich den Einsatz am Patienten, wo aus Platzgründen ein kompakter Aufbau der gesamten Bohrvorrichtung mit Aufsatz zu bevorzugen ist.

Gegenstand der DE 34 02 585 A1 ist ein Handstück zur Aufnahme auswech­ selbarer Dentalwerkzeuge. Das bekannte Handstück umfaßt eine Absaugvorrich­ tung mit einem sich längs des Handstückes erstreckenden Absaugrohr. Ein eine Absaugglocke bildender Aufsatz zum bohrerseitigen Aufstecken auf das be­ kannte Handstück wird hier nicht beschrieben.

Aus der DE 37 34 714 C1 ein Gerät zum Zerkleinern von Knochen bekannt.

Die eingetragenen Unterlagen der deutschen Gebrauchsmuster 18 07 115 und 84 15 145 beschreiben Geräte zur Knochenentnahme.

Hydroxylapatit im Zusammenhang mit Zahnwurzelbehandlungen ist aus der DE 34 08 503 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die sich bei geringem apparativen Aufwand zur Entnahme kleiner Mengen von Kno­ chengranulat eignet. Die Vorrichtung soll also nicht nur zur Entnahme - Explan­ tation - von humanem Knochen dienen, sondern gleichzeitig zur Zerkleinerung - Transformation - und Herstellung eines Knochenmehlgranulats für die sofortige oder spätere Wiedereinpflanzung.

Der erfindungsgemäße Aufsatz für eine Bohrvorrichtung löst die voran stehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach weist der ein­ gangs genannte Aufsatz einen Aufnahmekanal für das Handstück und einen Ab­ saugkanal auf, wobei der Aufnahmekanal und der Absaugkanal in eine am boh­ rerseitigen Ende offene Absaugglocke münden. Ferner sind eine Flüssigkeitszu­ führung direkt in die Absaugglocke und ein handstückseitig an den Absaugkanal angeschlossenes Unterdruckschlauchsystem aus einem Absaugschlauch und ei­ ner Absaugvorrichtung vorgesehen, wobei der Absaugvorrichtung eine Einrichtung zum Separieren der Knochenpartikel vorgeschaltet ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die aus dem chirurgischen oder zahnärztlichen Bereich bekannten Bohrer als abrasives Instrument auch zum Herauslösen und Zerkleinern von Knochenmaterial geeignet sind. Als vor­ teilhaft in diesem Zusammenhang ist erkannt worden, daß derartige Bohrvorrich­ tungen in der Regel bereits in Praxen und Krankenhäusern vorhanden sind, wo üblicherweise Transplantationen von Knochenmaterial durchgeführt werden. Es ist aber auch erkannt worden, daß die bekannte Bohrvorrichtung alleine nicht hinreichend ist, da das herausgelöste und zerkleinerte Knochenmaterial auch aufgefangen werden muß. Erfindungsgemäß wird daher ein Aufsatz für eine be­ kannte Bohrvorrichtung vorgeschlagen, mit deren Hilfe das herausgelöste Kno­ chenmehlgranulat abgesaugt werden kann. Der Aufsatz wird quasi über den Bohrer gestülpt und auf das Handstück des Bohrers aufgesteckt. Der Aufsatz umfaßt daher einen Aufnahmekanal für das Handstück. Außerdem ist ein Ab­ saugkanal vorgesehen, über den das herausgelöste Knochenmehlgranulat abge­ saugt werden kann. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß das Knochenmehlgranulat dann besonders effizient abgesaugt werden kann, wenn die Knochenspenderstelle in geeigneter Weise abgeschirmt wird. Der vordere, bohrerseitigen Bereich des erfindungsgemäßen Aufsatzes ist daher als Absaug­ glocke ausgebildet, so daß der Aufsatz bohrerseitig glockenähnlich geöffnet ist und über der Knochenspenderstelle positioniert werden kann. Die Vorgänge Boh­ ren, Zerkleinern, Absaugen und Auffangen laufen also quasi simultan in einem glockenähnlich abgeschlossenen Raum ab. Dies stellt eine enorme Zeitersparnis dar, da das so gewonnene Knochenmehlgranulat sofort für eine Transplantation zur Verfügung steht.

Zur Kühlung und auch zum Transport des herausgebohrten Knochenmehlgranu­ lats dient eine Flüssigkeit, wobei eine Flüssigkeitszuführung vorgesehen ist, die direkt in die Absaugglocke mündet. Die Flüssigkeitszuführung kann bspw. in Form einer außerhalb des Handstücks der Bohrvorrichtung geführten Leitung realisiert sein. In diesem Falle ist es vor­ teilhaft, wenn der Aufsatz mindestens einen dritten Kanal für diese Leitung als Flüssigkeitszuführung aufweist, der ebenfalls im wesentlichen parallel zur Längsachse des Aufsatzes direkt in die Absaugglocke geführt ist. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von innengekühlten Bohrern ohne sepa­ rate Flüssigkeitszuführung. Die Flüssigkeit wird in diesem Fall über das Hand­ stück der Bohrvorrichtung in die Absaugglocke des erfindungsgemäßen Auf­ satzes geführt.

Handstückseitig ist ein Unterdruckschlauchsystem an den Absaugkanal des Auf­ satzes angeschlossen. Über dieses Unterdruckschlauchsystem wird das Flüssig­ keits-/Knochenpartikelgemisch während des Bohrvorganges abgesaugt. Ein sol­ ches Unterdruckschlauchsystem umfaßt neben dem an den Absaugkanal ange­ schlossenen Absaugschlauch auch eine Absaugvorrichtung in Form einer Unterdruckpumpe. Außerdem ist dieser Unterdruckpumpe ein Filtersystem und eine Zentrifugeneinrichtung vorgeschaltet, mit der die Knochenpartikel von den flüssigen Bestandteilen des abgesaugten Gemischs separiert werden. Die Sepa­ rierung kann auch in einem Sedimentiervorgang erfolgen.

In einer unter Herstellungsgesichtspunkten vorteilhaften Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Aufsatzes sind der Aufnahmekanal und der Absaugkanal im wesentlichen parallel zur Längsachse des Aufsatzes geführt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung des erfindungsgemä­ ßen Aufsatzes. In einer einfachsten Variante sind der Absaugkanal und der Ka­ nal zur Flüssigkeitszuführung mit einem runden Querschnitt realisiert. Je nach Herstellungsverfahren des Aufsatzes sind jedoch auch andere Formen der Quer­ schnittsfläche dieser Kanäle denkbar. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Absaugkanal und ggf. den Kanal zur Flüssigkeitszuführung als Ringkanal auszu­ bilden, wobei der Absaugkanal den Aufnahmekanal und ggf. den Kanal zur Flüs­ sigkeitszuführung umgeben würde.

Da zahnärztliche und chirurgische Instrumente nur steril eingesetzt werden, könnte der erfindungsgemäße Aufsatz in vorteilhafter Weise als Einwegteil aus­ gebildet sein.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Aufsatzes ist die Ein­ dringtiefe des Bohrers vorgegeben, indem sie nämlich durch den Überstand des Bohrers aus der Absaugglocke des Aufsatzes definiert ist. Durch geeignete Vor­ gabe der Eindringtiefe des Bohrers in den Knochen kann die Art des zu entneh­ menden Knochens - Corticalis/Spongiosa - bestimmt werden. Corticalis enthält ein das Knochenwachstum induzierendes Protein und ist daher besonders für Transplantationszwecke geeignet.

Prinzipiell können ganz unterschiedliche Bohrer in Verbindung mit dem erfin­ dungsgemäßen Aufsatz verwendet werden. Wesentlich ist nur, daß der Auf­ nahmekanal für das Handstück entsprechend dem Bohrer und dem Handstück dimensioniert ist. Bei Verwendung eines innengekühlten Bohrers ist - wie bereits angedeutet - keine separate Flüssigkeitszuführung, also kein entsprechender Ka­ nal, in dem Aufsatz erforderlich. Als Antrieb für den Bohrer kann bspw. eine Luftturbine oder ein Micromotor dienen.

Wesentlich ist, daß sich der erfindungsgemäße Aufsatz in Verbindung mit be­ kannten und zur Standardeinrichtung von Praxen und Krankenhäusern zählen­ den, zahnärztlichen und chirurgischen Einheiten verwenden läßt, so daß der ap­ parative Aufwand für die Explantation und Transformation von Knochen mini­ miert ist. Durch den Verzicht auf Verwendung von homologen und heterologen Knochengranulaten aus Knochenbanken werden die Risiken unerwünschter, ak­ zidenteller Krankheitsübertragungen ausgeschaltet. Prinzipiell können mit dem erfindungsgemäßen Aufsatz jedoch auch derartige Knochenmaterialien gewon­ nen werden. Als Einsatzmöglichkeiten seien hier Verfahren in der zahnärztlichen Chirurgie und der Kieferchirurgie genannt, speziell in der Implantologie, Parodon­ tologie, in Verfahren zur Kieferaugmentation, in der präprothetischen Chirurgie, bei plastischen Operationen, bei Sinus-Lift und der Bone-Splitting-Technik.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung, einen erfindungsgemäßen Aufsatz für eine Bohrvorrichtung vor und nach dem Aufsetzen auf die Bohrvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den vorderen Bereich des in Fig. 1 dargestellten Aufsatzes und

Fig. 3 ein Gesamtfunktionsbild einer Vorrichtung zur Explantation und Trans­ formation von Knochen mit einem erfindungsgemäßen Aufsatz.

In Fig. 1 ist eine Bohrvorrichtung 1 zur Explantation und Transformation von Knochen dargestellt, die einen Bohrer 2 und ein Handstück 3 für den Bohrer 2 umfaßt. Ferner ist ein Aufsatz 4 - einmal unabhängig von der Bohrvorrichtung 1 und einmal auf die Bohrvorrichtung 1 bzw. das Handstück 3 aufgesteckt - dargestellt.

Erfindungsgemäß weist der Aufsatz 4 einen Aufnahmekanal 5 für das Handstück 3 auf und einen Absaugkanal 6. Beide Kanäle 5 und 6 münden in eine am bohr­ seitigen Ende des Aufsatzes 4 ausgebildete Absaugglocke 7.

Sowohl der Aufnahmekanal 5 als auch der Absaugkanal 6 erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Längsache durch den Aufsatz 4 hindurch.

Aus der Darstellung der Bohrvorrichtung 1 mit aufgestecktem Aufsatz 4 wird deutlich, daß der Bohrer 2 aus dem Aufsatz 4 bzw. über den Rand der Absaug­ glocke 7 hinausragt. Durch diesen Überstand wird die Eindringtiefe des Bohrers 2 definiert.

Der in Fig. 1 dargestellte Aufsatz 4 weist einen dritten im wesentlichen parallel zur Längsachse des Aufsatzes 4 geführten und in die Absaugglocke 7 münden­ den Kanal 8 auf, der als Flüssigkeitszuführung direkt in die Absaugglocke 7 dient. Die dargestellte Bohrvorrichtung 1 umfaßt eine außerhalb des Handstücks 3 geführte Leitung 9 für ein Kühlmedium. Beim Aufstecken des Aufsatzes 4 auf die Bohrvorrichtung 1 wird diese Leitung 9 durch den Kanal 8 in die Absaug­ glocke 7 geführt.

Die Anordnung und Geometrie dieser Kanäle 5, 6 und 8 ist für das hier be­ schriebene Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt, die eine bohrerseitige Draufsicht auf den Aufsatz 4, also einen Einblick in die Absaugglocke 7 zeigt. Die Kanäle 5, 6 und 8 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weisen eine im wesentlichen runde Querschnittsfläche auf.

Sowohl der Bohrer 2 als auch der Aufsatz 4 sind vorteilhafterweise als Einweg­ teile ausgebildet. Die Bohrvorrichtung 1 umfaßt ferner eine Antriebseinheit 10 mit einer Luftturbine oder einem Micromotor.

In Fig. 3 ist schematisch ein Gesamtfunktionsbild dargestellt. Diesem Funktions­ bild ist entnehmbar, daß ein Unterdruckschlauchsystem zum Absaugen des Flüssigkeits-/Knochenpartikel-Gemisches vorgesehen ist, bestehend aus einem an den Absaugkanal des Aufsatzes angeschlossenen Absaugschlauch 11 und einer Absaugvorrichtung 12. Der Absaugvorrichtung 12 vorgeschaltet ist ein Fil­ tersystem 13 bzw. eine Zentrifugeneinrichtung 14 zum Separieren der Knochen­ partikel von den flüssigen Bestandteilen des Gemischs. Möglich wäre auch, die Knochenpartikel durch Sedimentation zu gewinnen. Dargestellt ist noch ein Kühlmittelreservoir 15 und ein Kühlmittelschlauch 16, über den das Kühlmittel zum Handstück geleitet wird.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Aufsatz sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zur Gewinnung autologen Kno­ chengranulats verwendet werden kann, sondern auch zur Mischung autologen Knochengranulats mit künstlichen Knochenersatzmaterialien, wie z. B. Hydro­ xylapatit, oder zur Gewinnung von homologem oder heterologem Knochenmehlgranulat.

Claims (8)

1. Aufsatz (4) zum bohrerseitigen Aufstecken auf das Handstück (3) einer Bohr­ vorrichtung (1) zur Explantation und zum Zerkleinern von Knochen zu Knochenpartikeln mit einem Bohrer (2), mit einem Aufnahmekanal (5) für das Handstück (3) und einem Absaugkanal (6), wobei der Aufnahmekanal (5) und der Absaugkanal (6) in eine am bohrerseitigen Ende offene Absaugglocke (7) münden, mit einer Flüssigkeitszuführung direkt in die Absaugglocke (7) und mit einem handstückseitig an den Absaugkanal (6) angeschlossenen Unter­ druckschlauchsystem bestehend aus einem Absaugschlauch (11) und einer Absaugvor­ richtung (12), wobei der Absaugvorrichtung (12) eine Einrichtung zum Separieren der Knochenpartikel vorgeschaltet ist.

2. Aufsatz nach Anspruch 1, wobei sich der Aufnahmekanal (5) und der Ab­ saugkanal (6) im wesentlichen parallel zur Längsachse durch den Aufsatz (4) hindurch erstrecken.

3. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei als Flüssigkeitszufüh­ rung mindestens ein dritter sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Aufsatzes (4) erstreckender und in die Absaugglocke (7) mündender Kanal (8) vorgesehen ist.

4. Aufsatz nach Anspruch 3, wobei der Absaugkanal (6) und der Kanal (8) zur Flüssigkeitszuführung als Ringkanal ausgebildet sind und der Absaugkanal (6) den Aufnahmekanal (5) und den Kanal (8) zur Flüssigkeitszuführung umgibt.

5. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aufsatz (4) als Ein­ wegteil ausgebildet ist.

6. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Eindringtiefe des Boh­ rers (2) durch seinen Oberstand aus der Absaugglocke (7) des Aufsatzes (4) de­ finiert ist.

7. Aufsatz nach Anspruch 6, wobei bei innengekühltem Bohrer das Hand­ stück (3) als direkte Flüssigkeitszuführung in den Hohlraum dient.

8. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Separieren der Knochenpartikel ein Filtersystem (13) und/oder eine Zentrifugeneinrichtung (14) umfaßt.