DE4446795A1 - Filtervorrichtung zur Abscheidung und Aufbereitung abgesaugter Knochensubstanz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zur Abscheidung und Aufbereitung von Knochensubstanz und einer damit verbundenen, vorgeschalteten Absaugkanüle oder einem damit verbundenen, vorgeschalteten Absaugschlauch und einem mit der Filtervorrichtung verbundenen, nachgeschalteten Saugerhandstück mit Saugschlauch.

Bei Zahn- und Kieferchirurgischen Eingriffen ist zur Reparatur von Knochendefekten oder zum gezielten Gewebeersatz (z. B. guided bone regeneration) patienteneigener (= autologer) Knochen aus den folgenden Gründen vorteilhaft. Bei der Verwendung von Fremdknochen besteht ein - wenn auch nur sehr geringes - Risiko der Erregerübertragung von Infektionskrankheiten wie HIV, Hepatitis, Jakob-Creuzfeld-Syndrom und BSE. Die Verwendung von künstlichen Knochenersatzmaterialien in Reinform, wie z. B. Hydroxylapatit, ist ebenfalls problematisch, da oftmals Fremdkörperreaktionen auftreten, die eine totale Einheilung solcher Materialien verhindern.

Autologer Knochen fällt z. B. beim Bohren von Implantatstollen zwangsweise an und wird in der Regel zusammen mit Kühlwasser, Blut und Luft mit einer Absaugkanüle über die dentale Absaugvorrichtung abgesaugt und verworfen. Autologer Knochen kann aber auch speziell zur Reparatur von Knochendefekten mit einem Bohrer oder einer Bohrabsaugvorrichtung explantiert werden und muß anschließend in einem geeigneten Filter zurückgehalten werden.

In der abgebohrten Knochensubstanz sind Knochenpartikel der Größe ca. 0,1 bis 1,0 mm enthalten. Ist die Knochensubstanz mit Kühlwasser vermischt, kann man das vorliegende Gemisch auch als Knochenbrei bezeichnen.

Zur Abscheidung des abgesaugten Kieferknochens sind die im Handel erhältlichen Filter nicht geeignet, da sie sich rasch mit Knochensubstanz zusetzen. Die Absaugleistung wird dadurch stark reduziert oder geht auf Null zurück. Dadurch ist am Funktionsende die weitere Absaugfunktion nicht mehr gewährleistet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung zu schaffen, die sich bei geringem apparativen Aufwand zur schnellen und effektiven Separierung abgesaugter Knochensubstanz eignet, ohne die Absaugleistung wesentlich zu beeinträchtigen.

Außerdem sollte der Filter ein Waschen und Aufarbeiten der aufgefangenen Knochensubstanz sowie die Beimengung von Zusatzstoffen wie z. B. Medikamenten oder Hilfsstoffen wie z. B. Glycerin ermöglichen.

Die Bereitstellung und Entnahme durch Arzt oder Assistenz sollte in einfacher Weise erfolgen.

Die aus einem Ober- und Unterteil sowie einem dazwischengeschalteten Filterhalter mit Filterblatt bestehende Filtervorrichtung wird in ein Unterdruckschlauchsystem eingebaut. Zwischen Vakuumpumpe, hier Absauganlage einerseits, und atmosphärischen Luftdruck, hier: das Funktionsende des Saugerhandstücks besteht ein Druckgefälle. In die Schlauchverbindung wird die Filtervorrichtung zwischengeschaltet. Das zu filtrierende Luft-/Wasser-/Speichel- /Blut-/Knochengemisch wird in die Filtereinheit eingesaugt, wo es in zwei Fraktionen aufgetrennt wird: auf dem Filterblatt werden Partikelbestandteile, also Knochengranulat, abgeschieden, und durch den Filter hindurch sowie auch durch den Überbrückungskanal, primär als Permanentdurchgang für den Luftstrom, sekundär als Überlauf, werden die flüssigen Bestandteile und die Luft abgesaugt.

Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung zur Abscheidung abgesaugter Knochensubstanz löst die vorangestellte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Explosionszeichnung einer Filtervorrichtung,

Fig. 2 die Zusammenbauzeichnung im Schnitt der in Fig. 1 dargestellten Filtervorrichtung,

Fig. 3 die Zusammenbauzeichnung im Schnitt einer Variante der Filtervorrichtung,

Fig. 4 das Gesamtfunktionsbild einer im Absaugsystem eingebauten Filtervorrichtung.

Hinsichtlich weiterer in den Figuren nicht dargestellter Merkmale der erfinderbemäßen Filtervorrichtung, wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Filteroberteil (1) und Filterunterteil (4) sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und bilden mit den dazwischen liegenden Filterelementen, bestehend aus O-Ring (6), Filterblatt (2) und Filterträger (3) die Filtervorrichtung. Filteroberteil (1) und Filterunterteil (4) sind formschlüssig mit Gewinde oder Rastelementen miteinander verbunden. Die Durchmesser aller Komponenten sind aufeinander abgestimmt.

Die eingangs genannte Filtervorrichtung Fig. 1, 2, 3 weist einen Überbrückungskanal (7, 9) mit freiem Durchgang zwischen dem Filteroberteil (1) die Filtereingangsseite und dem Filterunterteil (4) der Filterabgangsseite auf. Wichtig ist dabei, daß der Überbrückungskanal (7, 9) räumlich ausreichenden Abstand zum Einlaßkanal (5, 10) und zum Filterblatt (2) aufweist. So legt sich die eingesaugte Substanz zuerst auf das Filterblatt (2) und wird nicht durch den Überbrückungskanal (7, 9) abgesaugt. Der Querschnitt des Überbrückungskanals (7, 9) entspricht ungefähr dem des Einlaßkanals (5, 10), so daß die Aufrechterhaltung der Absaugleistung auch bei bedecktem Filterblatt (2) gewährleistet ist.

Durch Einbau des Überbrückungskanals (7, 9) wird die Druckdifferenz zwischen Filtereingangs- und Filterabgangsseite reduziert. Dadurch legt sich die Knochensubstanz eher sedimentativ, d. h. eher "lose" auf das Filterblatt (2) und wird nicht zu einem fest anliegenden Filterkuchen "verbacken". Dies hat den Vorteil, daß die vorliegende Knochensubstanz leichter mit Zusätzen wie z. B. Glycerin, künstlicher Knochensubstanz oder Antibiotika vermischt werden kann. Die Zusätze werden über die Absaugkanüle eingesaugt und werden homolog mit der Knochensubstanz vermischt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten der Anbringung und Gestaltung eines oder mehrere Überbrückungskanäle. Der Einfachheit halber ist in den Zeichnungen nur ein Kanal schematisch dargestellt. Prinzipiell und patentanspruchsgemäß sind beliebig viele Überbrückungskanäle intern (7) oder extern (9) oder in Kombination möglich. Unter Herstellungs- und Ergonomieaspekten ist es vorteilhaft, den Überbrückungskanal (7) wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, intern, d. h. innerhalb der Filtervorrichtung, anzubringen. Der Überbrückungskanal (7) ist patentanspruchsgemäß als Bestandteil des Filterträgers (3) senkrecht zur Ebene des Filterblattes (2) rotationssymetrisch in seiner Mitte ausgebildet. Der Filterträger (3) mit dem aufliegenden Filterblatt (2) und dem darauf aufgefangenen Knochenpartikeln kann, nach Trennen der Filterhälften, Filteroberteil (1) und Filterunterteil (4), am Überbrückungskanal (7) entnommen werden. Das Implantat wird so dem Arzt oder der Assistenz in einfacher Weise zur Verfügung gestellt.

Das Filterblatt (2) ist patentanspruchsgemäß in der Mitte entsprechend des Außendurchmessers des Überbrückungskanals (7) perforiert oder ausgestanzt. Die Porengröße des Filterblattes bestimmt die Rückhalterate der Knochenpartikel und ist frei wählbar. Der auf dem Filterblatt (2) befindliche Knochenbrei kann mit einem spatelähnlichen Instrument abgehoben und direkt an die Empfängerstelle zur Transplantation transportiert werden. Erfindungsgemäß relevant sind alle gängigen Filtermaterialien wie z. B. Polypropylen, Polyamid oder Polyester.

Am Filteroberteil (1) befindet sich der Einlaßkanal (5, 10). Es hat sich als erfindungsgemäß besonders vorteilhaft erwiesen, den Einlaßkanal (5) tangential zur Wand des Filteroberteils (1) und und horizontal zur Ebene des Filterblattes (2) anzubringen - siehe Fig. 1 - da sich das angesaugte Luft-Wasser-Knochengemisch rotierend an die Filterwand anlegt und quasi beruhigt zum Filter gesaugt wird. Durch die Drehbewegung des Gemisches, wird unter anderem eine gute Durchmischung und Verteilung der Knochenpartikel erreicht.

Zusätzlich wird der filtrative Vorgang unterstützt durch zwei Kraftkomponenten, die zentrifugale und die gravitativ­ sedimentative. Die zentrifugale Komponente entsteht durch die tangentiale Anlage des Einlaßkanals (5) und bewirkt die Eigendrehung der Flüssigkeitssäule um die Hochachse senkrecht zum Filterblatt. Die sedimentative Komponente wird dadurch ermöglicht, daß sich über dem Filterblatt (2) eine rotierende Flüssigkeitssäule bildet, in der die Knochenpartikel langsam durch Schwerkrafteinwirkung absinken, d. h. sedimentieren. Nun wird diese Flüssigkeitssäule kontinuierlich durch das Filterblatt (2) abgesaugt, wobei auf dem Filterblatt (2) ständig Knochenpartikel aufgefangen werden. Gleichzeitig wird das Gemisch aber auch durch den Überbrückungskanal (7) abgesaugt, sobald der Flüssigkeitspegel den oberen Rand des Überbrückungskanals (7) erreicht hat. Aufgrund der Zentrifugalkraft werden die Mehrzahl, der sich in der Flüssigkeit befindenden Partikel an den äußeren Rand der Flüssigkeitssäule bewegt und nicht durch den mittig angelegten Überbrückungskanal (7) abgesaugt.

Bei der in Fig. 3 formtechnisch einfacheren Variante ist der Einlaßkanal (10) senkrecht zur Ebene des Filterblattes (2) angebracht und der Überbrückungskanal (9) verläuft extern und ist als Bestandteil des Filteroberteils (1) und des Filterunterteils (4) ausgebildet.

Prinzipiell ist der Einlaßkanal (5, 10) so ausgebildet, daß ein einfaches Ein- bzw. Aufstecken von Absaugkanülen möglich ist. Der Einlaßkanal (5, 10) kann aber auch verlängert direkt als Absaugkanüle gestaltet werden.

Eine Adaption an andere Funktionseinheiten wie z. B. einer kombinierten Knochen-Bohr-Absaugvorrichtung kann über eine Schlauchverbindung erfolgen. Wird mit der Filtereinheit in Kombination mit einer Absaugkanüle gearbeitet, kann die Filtereinheit gleichzeitig als Handstück dienen. Dies ist ergonomisch günstig, weil man so auf einen Halter für die Filtereinheit verzichten kann. Für die Filtereinheit ist ein klarer, durchsichtiger Werkstoff zur besseren Einsichtnahme sinnvoll. So kann die Menge des bisher abgesaugten Knochenbreis kontrolliert und abgeschätzt werden. Mit einer zusätzlich aufgebrachten Skalierung kann das Volumen des angesammelten Knochens genau bestimmt werden. Damit wird apriori vermieden, daß eine unangemessene Knochenmenge explantiert wird.

Da zahnärztliche und chirurgische Instrumente im sterilen Zustand eingesetzt werden, werden die Bauteile mit Ausnahme des Filterblattes (2) als sterilisierbare Mehrwegteile oder als sterile oder sterilisierbare Einwegteile ausgebildet.

Wesentlich ist, daß sich die erfindergemäße Vorrichtung in Verbindung mit bekannten und zur Standardeinrichtung von Praxen und Krankenhäusern zählenden, zahnärztlichen und chirurgischen Einheiten verwenden läßt, so daß der apperative Aufwand für das Auffangen, Aufbereiten und zur Verfügungstellung explantierten Knochens minimiert ist.

Die Absaugeinheit (14) wird zur Unterdruckerzeugung in logischer Weise hinter die Filtervorrichtung (10) geschaltet.

Der Absaugkanal (8) ist von seiner äußeren Form so gestaltet, daß das in Zahnarztpraxen genormte Saugerhandstück (12) und der damit verbundene Saugerschlauch (13) direkt auf den Absaugkanal (8) des Filterunterteils (4) aufgesteckt werden kann.

Die Explantation von Knochenmaterial dient in erster Linie dem Zwecke der Transplantation, d. h. dem Wiedereinpflanzen an anderen Körperstellen. In zweiter Linie muß an diagnostische Möglichkeiten gedacht werden, so z. B. die Entnahme von Knochen zu Untersuchungszwecken. Bei zahnärztlich operativen und oralchirurgischen Eingriffen, insbesondere in der Implantologie, Paradontologie, präprothetische- und Augumentationschirurgie sowie auf dem Fachgebiet der Hals-Nasen-Ohren, Neuro-, Mund- Kiefer-Gesichts, Plastischen und Allgemeinen Chirurgie ist die Trans- oder Implantation von Knochen erforderlich. Dabei hat sich die Transplantation von körpereigenen Kochen von einer Spenderregion an die Empfängerstelle als besonders günstig erwiesen.

Die Kombination dieser erfindergemäßen Filtervorrichtung mit einer Knochenbohrabsaugvorrichtung erscheint als besonders geeignet.

Als weitere Anwendungsmöglichkeit sei darauf hingewiesen, daß die Filtervorrichtung auch zum Auswaschen der aufgefangenen Substanz z. B. von Blutresten mit isotonischer Kochsalzlösung und zum Beimischen weiterer Substanzen wie z. B. Medikamenten oder künstlicher Knochen, z. B. Hydroxylapatit, verwendet werden kann.

Schließlich können mit der Filtervorrichtung auch Amalgam, Gold und andere Metalle oder andere feste Partikel abgeschieden werden.

Claims (14)

1. Filtervorrichtung (10) zur Abscheidung und Aufbereitung von Knochensubstanz und einer damit verbundenen, vorgeschalteten Absaugkanüle (11) oder einem damit verbundenen, vorgeschalteten Absaugschlauch und einem jeweils der Filtervorrichtung nachgeschalteten Saugerhandstück (12) mit Saugschlauch (13) und Absaugeinheit (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereingangsseite und die Filterabgangsseite mit vorzugsweise einem aber auch mehreren Überbrückungskänalen (7, 9) durchlässig miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungskanal (7) intern als Bestandteil des Filterträgers (3), vorzugsweise in der senkrechten Mittelachse, ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungskanal (9) als Bestandteil des Filteroberteils (1) und des Filterunterteils (4) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filteroberteil (1) und das Filterunterteil (4) formschlüssig miteinander verbunden sind und trennbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filteroberteil (1) und das Filterunterteil (4) vorzugsweise aus einem klaren, durchsichtigen, sterilisierbarem Werkstoff gefertigt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filteroberteil (1) einen vorzugsweise tangential, horizontal einmündenden Einlaßkanal (5) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das des Filteroberteil (1) einen Einlaßkanal (5) aufweist, der als Absaugkanüle (11) ausgeführt werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (5) als Anschlußstück zur Aufnahme einer Absaugkanüle (11) oder eines Schlauches ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterunterteil (4) einen Absaugkanal (8) zur Aufnahme der genormten Saugerhandstücke (12) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterträger (3) entnehmbar gestaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterblatt (2) mit definierter Durchlässigkeit in die Filtervorrichtung eingebracht wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterblatt (2) so gestaltet ist, daß es paßgenau über den Filterträger (3) gelegt werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterblatt (2) vorzugsweise als Bestandteil des Filterträgers ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile sterilisierbar oder als sterilisierbares Einwegteil gefertigt werden.