DE60107285T2

DE60107285T2 - Halterung für chirurgische reibahle

Info

Publication number: DE60107285T2
Application number: DE60107285T
Authority: DE
Inventors: Andre Lechot
Original assignee: Greatbatch Medical SA
Current assignee: Greatbatch Medical SA
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: US7011662B2; JP2004516061A; WO2002049517A1; EP1343420B1; DE60112471D1; JP2004516060A; KR20030068180A; CN1287746C; US20040116935A1; DE60112471T2; EP1343421B1; AU2002216310A1; WO2002049516A1; AU2002216311A1; US20040049199A1; CN1482886A; US6979335B2; CN1482885A; DE60107285D1; KR20030068179A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halter für eine chirurgische Reibahle, welcher die Reibahle zwecks Rotation antreibt.
Eine Reibahle dieser Art ist aus den US-Patentschriften Nr. 3'633'583 und 5'290'315 bekannt. Bei diesen Reibahlen ist die Schneidkante auf einer Halbscheibe vorgesehen, die in einen diametral verlaufenden Schlitz eingesetzt ist, welcher in einen einstückigen Kopf eingearbeitet ist, der die Form einer Halbkugel aufweist. Die Scheibe wird mittels einer Schraube im Kopf gehalten, und der Kopf weist Einschnitte auf, die ähnlich der Spitze eines Bohrers geformt sind und zur Abtragung von Spänen vorgesehen sind. Bei der Benutzung besteht eine erhöhte Gefahr, dass diese Reibahlen aus der Mitte verlaufen, und zwar auf Grund des Fehlens von Gleichförmigkeit im Knochenmaterial. Zusätzlich muss ein Gewebeeinschnitt relativ gross gemacht werden, um diese Reibahlen aufzunehmen.
Das Dokument EP-0'947'170 zeigt eine chirurgische Reibahle, die insbesondere zur Bearbeitung der Hüftgelenkpfanne vorgesehen ist, wenn das Hüftgelenk durch eine Totalprothese zu ersetzen ist, und die Reibahle besitzt die Form eines umlaufenden Hohlkörpers, insbesondere einer halbkugelförmigen Schale, die sich von einer Seite der Rotationsachse her erstreckt und deren Rand über der Hälfte des Umfanges der Schale die Schneidkante darstellt. Die Oberfläche der Schale selbst kann mit Zähnen versehen sein, wie es bei den Reibahlen des Raspeltyps der Fall ist, die man üblicherweise in der früheren Praxis findet, was beispielsweise in den Patentschriften FR-2'281'095, EP-0'704'191 und 0'782'840 beschrieben ist.
Es ist jedoch sehr schwierig, mit üblichen Arbeitsweisen, beispielsweise Stanzen, eine exakte Halbkugel herzustellen.
Weiterhin ist die statische Profilfläche gross, und eine Verkleinerung des Halters stellt eine aussichtslose Aufgabe dar.
Das Dokument DE-1'566'114 offenbart eine chirurgische Reibahle, welche einen Werkzeughalter aufweist, der dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entspricht.
Es wird nun ein Halter für eine chirurgische Reibahle benötigt, der es ermöglicht, dass die Zentrierung aufrecht erhalten wird und der zur Benutzung nur einfache Mittel benötigt. Zusätzlich wird ein Reibahlenhalter benötigt, der ein kleines Einführungsprofil aufweist im Vergleich zur überstrichenen Schneidfläche der Reibahle.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird ein Werkzeughalter zum Halten einer chirurgischen Reibahle zur Verfügung gestellt. Der Werkzeughalter besitzt einen Kopf und eine Haltevorrichtung. Der Kopf weist eine Achse auf, die mit der Drehachse der Reibahle zusammenfällt. Der Kopf ist mit mindestens einem sich ra dial erstreckenden Schlitz versehen, der eine Platte der Reibahle aufnimmt. Die Haltevorrichtung weist ein Teil auf, das mit einem Merkmal der Platte der Reibahle zusammenwirkt. Dieses Merkmal befindet sich nahe der Rotationsachse der Reibahle, um die Platte im Schlitz zentral festzuhalten. Die Reibahle, an der der Halter angesetzt ist, besitzt eine Schneidstruktur, die um eine Längsachse rotierbar ist. Diese Struktur weist beim Einführen der Reibahle in die Knochenhöhlung eine statische Profilfläche auf, und es wird bei der Drehung eine dynamische Profilfläche erzeugt, wobei beide Profilflächen quer zur Achse liegen. Die statische Profilfläche ist wesentlich kleiner als die dynamische Profilfläche. Um daher von dieser kleinen Profilfläche zu profitieren, muss der Werkzeughalter ebenfalls eine kleine Profilfläche aufweisen. Dank der Eigenschaft, dass die Reibahle mittig angeordnete Löcher (18) aufweist, kann der Halter an einer Stelle, die zentral zur Rotationsachse liegt, in diesen Löchern befestigt werden. Daher weist die Erfindung ein kleines Einführungsprofil auf, was die Einführung durch einen relativ kleinen Gewebeeinschnitt erlaubt.
Die Reibahle kann kugelförmig, konisch oder von beliebiger anderer Form sein. Mindestens eine Schneidkante kann mit Zähnen versehen sein.
Gemäss einer bevorzugten Herstellungsart wird die Reibahle aus zwei Platten hergestellt, die entlang ihrer Symmetrieachse in der Mitte geschlitzt sind und wobei eine Platte rechtwinklig zur anderen Platte angebracht wird. Dies ist besonders einfach herzustellen und hat weiterhin die Vorteile einer guten Festigkeit und einer leichten Reinigungsmöglichkeit.
Die Platten stellen die Schneidstruktur dar. Die Platten sind winkelmässig derart um die Rotationsachse herum angeordnet, dass sie drei Kanten bilden, von denen mindestens eine eine Schneidkante ist. Die Verteilung der mindestens drei Kanten um die Rotationsachse stellt sicher, dass bei der Bearbeitung die Zentrierung aufrechterhalten wird. Wenn nur eine dieser Kanten eine Schneidkante ist, werden die anderen Kanten nur zur Führung verwendet, d.h. zur Aufrechterhaltung der Zentrierung.
Die Scheibe, deren Spalt bis zum Kopf der Reibahle verläuft, kann nützlicherweise so geschnitten werden, dass sie das Profil der anderen Scheibe am Oberteil freilässt und auf diese Weise während der Bearbeitung ein Abtragen im Zentrum der Höhlung gestattet.
Die Platten besitzen Löcher, die zur Befestigung der Reibahle am Werkzeughalter verwendet werden, wobei ein Kopf mit vorderen Schlitzen vorgesehen ist, die sich radial in Bezug auf die Trägerachse erstrecken und derart orientiert sind, dass die Platten der Reibahle in diese Schlitze eingesetzt werden können. Die Vorrichtung, die dazu verwendet wird, die Reibahle in den Schlitzen festzuhalten, kann aus Kugeln bestehen, die in die Löcher der Platten der Reibahle eintreten, und einer Einrichtung zur Festlegung der Kugeln, welche die Kugeln in Eingriff mit den Löchern der Platte festhält.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Als Beispiel zeigt die anliegende Zeichnung eine Art, die Erfindung zu verwirklichen.
1 ist eine perspektivische Ansicht der Reibahle.
2 zeigt drei Beispiele von Zähnen, die an den Scheiben vorhanden sind.
Die Figur zeigt Beispiele von Schneidprofilen der Scheibe.
4 zeigt die gleiche Reibahle, die an einem Werkzeughalter angebracht ist.
5 zeigt den Halter in einer Stellung, in der die Reibahle freigegeben wird.
6 ist eine Seitenansicht des Halters.
7 ist eine axiale Ansicht des Halters.
8 ist eine Explosionszeichnung des Halters.
9 zeigt eine Schale zur Aufnahme der Späne vor ihrem Anbringen an der Reibahle.
10 zeigt die an der Reibahle angebrachte Schale.
11 stellt eine Variante zur Verwirklichung des Punktes der Zentrierung dar.
12 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Platten nicht den gleichen winkelmässigen Abstand um die Rotationsachse haben.
13 stellt die statische Profilfläche in Abhängigkeit von der dynamischen Profilfläche der Erfindung dar.
14 zeigt die statische Profilfläche gegenüber der dynamischen Profilfläche eines Erzeugnisses des Standes der Technik.
Einzelbeschreibung der Erfindung
Der erfindungsgemässe Werkzeughalter ist besonders geeignet zum Festhalten einer bestimmen Reibahle, die in 1 gezeigt ist. Diese Reibahle setzt sich aus zwei Scheiben oder Platten 1 und 2 zusammen, die im rechten Winkel miteinander vereinigt sind. Die Platten 1 und 2 bilden eine Schneidstruktur 50. Die Schneidstruktur 50 ist um eine lange Rotationsachse X-X drehbar, wenn sie an einem Halter 6 befestigt ist.
Zu diesem Zweck sind die Platten bis zur Mitte geschlitzt, d.h. über einen Radius, der bis in einen mittigen kreisförmigen Ausschnitt 3 geht, und sie sind mittels dieser Schlitze ineinander geschoben und mittels eines Lasers verschweisst, so dass ein kugelförmiges Gestell entsteht, dessen Ränder 4 und 5 als Meridiane angesehen werden können. Die Ränder 4 und 5 besitzen scharfe Kanten, die die Schneidkanten bilden.
Beim dargestellten Beispiel besitzt die Scheibe 1 einen Ausschnitt, der bis zur höchsten Stelle 30 der Reibahle führt und derart ausgearbeitet ist, dass die Seiten dieses Schlitzes 31 an der Ebene der anderen Scheibe 2 auf beiden Seiten der Rotationsachse X-X der Reibahle auseinanderlaufen. Der Zweck dieser Massnahme ist es, die Kanten der Scheibe 2 an der höchsten Stelle 30 freizugeben und auf diese Weise bei der Bearbeitung einen zentrierten Schneidvorgang ausführen zu können.
Mindestens eine der Kanten 4 und 5 der Platten kann mit Schneidzähnen ausgerüstet werden. Beispiele von Formen solcher Zähne sind in 2 gezeigt, und zwar handelt es sich um Zähne in Form eines U (a), eines N (b) oder um schräge Schlitzzähne (c). Die vier Kanten der Reibahle sollten vorzugsweise mit Zähnen ausgerüstet sein, und diese Zähne sind gegeneinander versetzt bzw. alternierend von einer Scheibe zur anderen oder alternierend von einer Halbscheibe zur anderen in Bezug auf den Verlauf dieser Zähne, so dass eine vollständige Überdeckung ohne Rillen erhalten wird, wenn eine kugelförmige Höhlung ausgearbeitet wird.
Die Schneidkanten 4 und 5 können unterschiedliche Schneidprofile besitzen, von denen Beispiele in 3 gezeigt sind:

a) ein Halbmondprofil an der Oberseite,
b) ein elliptisches Profil, das einen positiven Schnitt erzeugt,
c) ein Halbmondprofil an der Schneidseite der Platten mit neutralem Schneidwinkel,
d) ein Halbmondprofil an der Schneidseite der Platten mit einem positiven Schneidwinkel,
e) ein Diagonalprofil, das einen positiven Schneidwinkel erzeugt,
f) ein neutrales Profil,
g) ein Halbmondprofil an der Oberseite mit zwei Freigabewinkeln pro Scheibe,
h) ein Halbmondprofil an beiden Seiten der Platten,
i) ein Zapfenprofil, das die Profile a) bis h) synthetisieren kann.

Eine Reibahle dieser Art kann nicht unmittelbar an einem Werkzeughalter des Standes der Technik, beispielsweise beschrieben im europäischen Patent Nr. EP 0'704'191 (US-5'658'290) der Patentbewerberin, verwendet werden. Dieser Halter weist einen Kopf auf, der zur Aufnahme eines Kreuzes vorgesehen ist, das mittels eines Bajonettverschlusses gehalten wird. Um nun den gleichen Werkzeughalter für Reibahlen verwenden zu können, die mit einem Befestigungskreuz versehen sind, wird die neue Reibahle an einem Adapter/Halter 6 befestigt, der in den 4 bis 8 dargestellt ist. In den Zeichnungen wird der Halter so dargestellt, als ob er ein Halter für ein Werkzeug des Standes der Technik wäre, aber zum Zwecke der vorliegenden Anmeldung wird der Werkzeughalter allein als solcher in Betracht gezogen, und die Anmeldung bezieht sich daher lediglich auf diesen.
Der Halter 6 weist einen zylindrischen Körper 7 auf, der an einem Ende mit einem Kopf 8 verbunden ist, welcher zur Aufnahme der Reibahle ausgestaltet ist, und trägt am anderen Ende ein Befestigungskreuz aus vier zylindrischen Armen 9, die radial in den Körper 7 eingepresst sind. Der Kopf 8, der eine allgemein zylindrische Form aufweist, besitzt über den Durchmesser Ausnehmungen unter Bildung von vier Schlitzen 10, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind und deren Breite der Dicke der Platten 1 und 2 entspricht. Diese Schlitze 10 werden an einer Seite von einer relativ dünnen Wandung 11 und auf der anderen Seite von einer eher dickeren Wandung 12 begrenzt. Die Wandungen 12 sind mit einem kreisförmigen Loch 13 durchbohrt, welches über den Grossteil der Wandungen zylindrisch ist. Die Kugeln 14, deren Durchmesser grösser ist als die Dicke der Wandungen 12, werden in diesen Bohrungen gehalten. Diese Kugeln 14 können ebenfalls in die Löcher 13 eintreten, so dass sie die Schlitze 10 freigeben oder sich in diesen befinden.
Ein Sperring 15 mit vier Stiften 16, der sich parallel zur Achse des Ringes erstreckt, ist gleitend auf dem Körper 7 angebracht. Diese Stifte 16 greifen in den Kopf 8 ein, genauer gesagt in die Zwischenräume, die von den Wandungen 11 und 12 freigelassen werden. Jeder dieser Stifte 16 weist eine flache Seite 17 auf, die mindestens annähernd auf derjenigen Seite der Wandung 12 gleitet, die dem entsprechenden Schlitz 10 gegenüberliegt, so dass die entsprechende Kugel, die in den Schlitz 10 eintritt, dort festgehalten wird, wie in 7 dargestellt ist. Wenn die Reibahle in die Schlitze 10 eingeführt wird, treten die Kugeln 14 in die Löcher 18 in den Platten 1 und 2 ein, so dass die Reibahle auf dem Kopf 8 festgehalten wird.
Der Ring 15 wird in dieser Verriegelungsstellung durch eine Feder 19 gehalten, die sich auf einen Trägerring 20 abstützt, der auf dem Körper 7 des Halters angebracht ist, wie es aus 4 hervorgeht. Um die Reibahle zu lösen, ist es lediglich erforderlich, den Befestigungsring 15 nach unten zu ziehen, wobei die Feder 19 zusammengedrückt wird, wie aus 5 hervorgeht. Die Reibahle kann dann vom Kopf 8 abgenommen werden, indem die Kugeln 14 zurückgedrückt werden. Das gleiche Verfahren wird verwendet, um die Reibahle auf den Halter aufzusetzen. Diese Art der Verriegelung und Entriegelung ist in der US-Patentschrift Nr. 6'264'647 beschrieben. Um die Kugeln 14 wieder mit der Reibahle zu verriegeln, genügt es, den Ring 15 loszulassen.
Damit der Halter sauber gereinigt werden kann, ist der Trägerring 20 derart angebracht, dass er bis zum Befestigungskreuz 9 nach rückwärts gezogen werden kann, wodurch der Verriegelungsring 15 ebenfalls zurückgezogen und die Feder am Ring 15 entspannt wird. Zu diesem Zweck ist der Trägerring 20 mit einem radialen Stift versehen, der nach innen gerichtet ist (in der Zeichnung nicht dargestellt), und der Körper 7 des Halters weist eine Längsnut 21 auf, in der dieser Stift gleiten kann. Das obere Ende der Nut 21 geht in eine Kerbe 22 über, in welche der Stift auf dem Ring 20 nach Art eines Bajonettverschlusses und mittels einer leichten Drehung eintreten kann.
Die Reibahle kann vorteilhafterweise mit einer Vorrichtung versehen werden, die ein Sammeln der Späne gestattet. Die Platten bieten eine besonders einfache und wirksame Lösung, die in den 9 und 10 dargestellt ist.
Diese Sammeleinrichtungen bestehen aus einer Schale 32 in Form einer halbkugelförmigen Kalotte, die auf einem Flansch 33 angeordnet ist. Der Durchmesser der Kalotte 32 ist um ein Weniges kleiner als der Durchmesser der Platten 1 und 2, und diese Kalotte besitzt vier Schlitze 34, die sich auf Meridianhöhe rechtwinklig zueinander und über einen Teil der Höhe des Ringes 33 erstrecken, und zwar über einen Teil 35 des letzteren, der den gleichen Durchmesser besitzt wie die Kalotte 32. Die Breite der Schlitze 34 ist beträchtlich grösser als die Dicke der Platten 1 und 2, und diese Schlitze sind asymmetrisch in Bezug auf die entsprechende Meridianebene, derart, dass sich die Platten 1 und 2 beim Anbringen der Schale 32 an der Reibahle (10) in den Schlitzen 34 kreuzen, wobei ein Spalt 34' hinter den Platten, in Drehrichtung der Reibahle gesehen, frei bleibt, so dass die Späne durch diesen Spalt 34' in die Kapsel 32 eintreten können. Es sei angemerkt, dass die Reibahlenplatten, die in 9 und 10 gezeigt sind, mit U-förmigen Zähnen versehen sind, die über die Oberfläche der Schale 32 vorstehen.
11 zeigt eine Abwandlung, bei der die beiden Platten 1 und 2 vollständig eben sind und am Ende der Reibahle ein Kreuz bilden. Die Reibahle ist mit einer Bohrer spitze 36 ausgestattet, die axial auf diesem Kreuz befestigt ist. Du diesem Zweck besitzt die Spitze 36 zwei Schlitze, die kreuzweise angeordnet sind und mittels derer die Spitze auf den Platten befestigt ist. Die Spitze ist dann durch eine Schweissung mittels Laserstrahlen auf den Platten 1 und 2 befestigt.
Anstelle einer Spitze kann eine einfache Zentrierspitze oder eine Trocarspitze 37 angebracht werden.
Eine Bohrerspitze oder eine Zentrierspitze kann auf die gleiche Art an einer Reibahle angebracht werden, die drei, fünf oder mehr Platten aufweist.
13 zeigt eine Schneidstruktur 50, die aus zwei Platten 1 und 2 besteht. Bei einer statischen und axialen Betrachtung zeigt die Schneidstruktur 50 eine zweidimensionale statische Profilfläche 52 in Form eines Kreuzes. Das Quadrat 53, das in den Ecken dieses Kreuzes einbeschrieben ist, stellt die Mindestgrösse eines Gewebeeinschnittes dar, der den Durchgang der Reibahle ermöglicht. Das Quadrat 53 ist daher das effektive Profil, das ein Einschnitt beim Einführen der Reibahle in die Knochenpfanne bieten muss, und stellt etwa 80% der Fläche der kreisförmigen Profilfläche 54 dar. Wenn dieses statische Profil 52 bei der Schneidarbeit in Drehung versetzt wird, arbeitet es die kreisförmige Profilfläche 54 aus, die durch den strichpunktiert dargestellten Kreis 56 gezeigt ist.
14 zeigt eine übliche Reibahle 60, bei der die statische Profilfläche 62 ein Kreis mit kleinen Vorsprüngen 64 ist, die von Schneidvorsprüngen gebildet werden. Bei der Rotation im Verlaufe der Schneidarbeit überstreicht die statische Profilfläche 62 eine dynamische Profilfläche 66, die durch die strichpunktierte Linie 70 wiedergegeben wird und nur unwesentlich grösser ist.
Ein Vorteil einer wesentlich kleineren statischen Profilfläche 52 in Bezug auf die dynamische Profilfläche 54 ist derjenige, dass die Grösse des Gewebeeinschnittes, die zwecks Bearbeitung der Knochenhöhlung zur Einführung der Reibahle erforderlich ist, viel kleiner ist als es bei den üblichen Reibahlen der Fall ist.
Anstelle der zwei miteinander verbundenen Platten kann die Reibahle auch aus Platten aufgebaut werden, die radial an einer Achse angebracht sind, beispielsweise durch Schweissen. Es ist nicht erforderlich, genau vier Platten vorzusehen, jedoch müssen es mindestens zwei Platten sein.
Unabhängig davon, ob diese Platten wie dargestellt befestigt oder an einer Achse angeschweisst sind, können diese Platten eine unterschiedliche Form haben, beispielsweise eine Form, die durch Abschneiden oder andere Veränderungen begrenzt ist.

Claims

Werkzeughalter zum Halten einer chirurgischen Reibahle, der mindestens zwei Platten (1, 2) aufweist, welche die Schneidstruktur bilden, wobei der Werkzeughalter einen Kopf (8) mit einer Achse aufweist, die mit der Drehachse der Reibahle zusammenfällt und der Kopf mit mindestens einem sich radial erstreckenden Schlitz (10) versehen ist, der mindestens eine der genannten Platten (1, 2) der Reibahle aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter weiterhin eine Rückhaltevorrichtung (14, 15) besitzt, die eine Komponente aufweist, welche mit einem Zusatz in mindestens eine der genannten Platten der Reibahle eingreift, wobei sich der Zusatz in der Nähe der Drehachse der Reibahle befindet, um mindestens eine Platte in dem mindestens einen Schlitz zentriert festzubehalten.
Werkzeughalter nach Anspruch 1, worin die Haltevorrichtung (14, 15) eine Kugelarretierung aufweist.
Werkzeughalter nach Anspruch 2, bei dem die Kugelarretierung folgende Teile aufweist: a) eine Kugelführung (13), die im Kopf (8) eingebaut ist; b) eine Kugel (14), die sich in der Ballführung (13) bewegen kann und dort festgehalten ist; und c) ein Kugelsperrteil (15), welches die Bewegung der Kugel in der Kugelführung begrenzt; wobei, wenn das Kugelsperrteil in Eingriff ist, die Kugel in eine Ausnehmung (18) der mindestens einen Platte (1, 2) der Reibahle vorgespannt ist, so dass die mindestens eine Platte (1, 2) im Schlitz (10) festgehalten wird.
Werkzeughalter nach Anspruch 3, bei dem die Länge der Kugelführung (13) kleiner ist als der Durchmesser der Kugel (14), und bei dem das Sperrteil (15) vorgespannt ist, um über ein sonst offenes Ende der Kugelführung zu gleiten, wodurch die Kugel weiter in die Kugelführung eingedrückt wird und aus einem gegenüberliegenden Ende der Kugelführung in eine Ausnehmung (18) der Platte (1, 2) eintritt.
Werkzeughalter nach Anspruch 4, bei dem das Sperrteil (15) ein Sperrring ist, der mit Fingern (16) versehen ist, die sich parallel zur Achse des Kopfes erstrecken und der Sperrring (15) durch eine Feder (19) so vorgespannt wird, dass er drehfest entlang einem zylindrischen Körper (7) derart gleiten kann, dass die Finger entlang einer Fläche gleiten, die der Kugelführung benachbart ist, so dass die Kugel (14) ergriffen und in die Kugelführung (13) eingeschoben und dann am anderen Ende der Kugelführung in die Ausnehmung (18) der Platte (1, 2) eingedrückt wird, wobei der Sperring in der Lage ist, im wesentlichen zwei Stellungen einzunehmen, wobei der Finger in einer Stellung ein Ende der Kugelführung, welche die Kugel enthält, überragt und in der anderen Stellung die Kugelführung freigibt, so dass die Kugel aus der Ausnehmung (18) der Platte der Reibahle austreten kann.
Werkzeughalter nach Anspruch 5, bei dem die Feder (19) und der Sperring (15) auf einen Haltering (20) drücken, der derart auf dem zylindrischen Körper (7) angebracht ist, dass er durch Drehung freigegeben wird und auf dem Körper gleiten kann, wodurch die Feder (19) und der Sperring (15) abnehmbar sind.
Werkzeughalter nach Anspruch 1, bei dem ein Anpassteil (9) vorgesehen ist, um den Werkzeughalter an einem anderen Werkzeughalter zu befestigen.