DE69725086T2

DE69725086T2 - Chirurgischer Nähfaden mit durch Ultraschall geformtem Ende sowie Vorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69725086T2
Application number: DE69725086T
Authority: DE
Inventors: Semyon Shchervinsky
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: EP0839499A1; DE69725086D1; US5891166A; EP0839499B1; US6035916A

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme für die Verarbeitung von Fäden und Garnen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf automatische Systeme zur Formung von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials durch Einsatz von Ultraschallschweißen.
Hintergrund der Erfindung
Es existieren eine Reihe automatischer Systeme zum Formen und Schneiden von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials oder sind dem Fachmann bekannt. Bei einer dieser Maschinen gibt es Mittel zum gleichzeitigen parallelen Vorschub von mindestens sechs separaten Strängen Nahtmaterial und sechs unabhängige Spanneinrichtungen, um entsprechende, parallele Bereiche jeder der sechs Stränge in einer voreingestellten Spannung zu halten. Wird einmal ein vorbestimmtes Stück Nahtmaterial durch die Vorschubeinrichtung vorgeschoben, wird ein horizontaler Heizstab (senkrecht zu den sechs Nahtmaterialsträngen) durch ein elektronisch gesteuertes Magnetventil betätigt, wodurch ein planarer Heizstab mit einer Seite der Nahtmaterialstränge für eine voreingestellte Verweilzeit in Kontakt gebracht wird. Nach Ablauf der voreingestellten Verweilzeit zieht das Magnetventil den Heizstab in seine Ausgangsstellung zurück, und der Bereich des Nahtmaterials, auf den Wärme einwirkt (oder der durch Wärme gehärtet ist) wird in eine Schneidstation vorgeschoben. In der Schneidstation wird der durch Wärme verfestigte Teil des Nahtmaterials an seinem Mittelpunkt geschnitten, wodurch ein Nahtmaterial mit zwei versteiften Enden erzeugt wird. Andere Vorrichtungen zum Formen und Schneiden von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials werden in den US-Patenten Nr. 4.832.025, 4.806.737 und 5.226.336 von Coates dargelegt. Bei dem System, das in den Patenten von Coates beschrieben wird, wird Konvektionsheizung oder berührungsloses Heizen zum Formen von Nahtmaterialspitzen angewendet.
Das US-Patent Nr. 4.075.046 von MacDonald legt eine Methode und eine Vorrichtung zum Verfestigen von Teilen flexibler Strukturen offen, die Garne, die aus Fasern bestehen, umfassen, wobei die Fasern der Garne miteinander durch Schallschwingungen, ergänzt durch Druck verschweißt werden.
Bekannte Systeme zum Formen und Schneiden von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials haben verschiedene Nachteile. Erstens, diese Systeme verwenden üblicherweise Wärme, um die Spitzen des chirurgischen Nahtmaterials zu versteifen. Da das bei diesen Systemen verwendete unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial oft beschichtet ist, kann durch die während des Anspitzprozesses applizierte Wärme die Beschichtung schmelzen. Ist sie einmal geschmolzen, bleibt die Beschichtung des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials oft an der Anspitzmaschine kleben, wodurch die Leistung der Maschine beeinträchtigt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme zum Formen und Schneiden von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials liegt darin, daß diese Systeme üblicherweise eine Nahtmaterialspitze bilden, die keinen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt besitzt. Darüber hinaus sind diese Systeme insofern nicht wünschenswert, da sie üblicherweise die Nahtmaterialspitze ungenau schneiden, wodurch es zu einem Schnittende kommt, das unregelmäßig oder verzogen ist. Vom Fertigungsstandpunkt aus sind Nahtmaterialspitzen, die ungleichmäßige Querschnitte und/oder unregelmäßige oder verzogene Schnittenden haben, nicht wünschenswert, weil es unter anderem schwierig ist, dieses Nahtmaterial in Nadeln einzuführen. Und schließlich sind bekannte Systeme, bei denen zum Verfestigen von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials Wärme eingesetzt wird, nicht wünschenswert, weil diese Systeme nicht für Nahtmaterial verwendet werden können, das aus Seide hergestellt ist.
Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Formung von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials bereitzustellen, wobei das System für die Formung von Nahtmaterialspitzen keine Wärme verwendet und auch für das Verschmelzen von Seide verwendet werden kann.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein chirurgisches Nahtmaterial zur Verfügung zu stellen, das einen geschweißten Kern besitzt, wodurch ein leichtes Einführen der Nahtmaterialspitze in die Nadel ermöglicht wird.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System und eine Methode für die Herstellung von chirurgischem Nahtmaterial zu Verfügung zu stellen, das Spitzen mit geschweißten Kernen besitzt.
Es ist auch noch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches System und eine Methode zur Herstellung chirurgischen Nahtmaterials mit Spitzen zu Verfügung zu stellen, die präzis geschnittene Enden besitzen.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen deutlicher, oder können durch Anwendung der Erfindung in der Praxis erkannt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ultraschallformung von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials aus einem Stück unbearbeiteten Nahtmaterials. Die Vorrichtung umfaßt:

(A) eine Anspitzstation mit einem ersten Anspitzwerkzeug mit einer ersten Fläche zum Kontaktieren eines Teiles des Stückes des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials; ein zweites Anspitzwerkzeug mit einer zweiten Fläche; mindestens eine mechanische Betätigungseinrichtung zum Bewegen der ersten Fläche des ersten Anspitzwerkzeuges zur zweiten Fläche des zweiten Anspitzwerkzeuges, wobei die Flächen des ersten und zweiten Anspitzwerkzeuges mit der Außenfläche des unbearbeiteten Nahtmaterials kontaktieren und auf diese Druck ausüben, sowie eine zweite Betätigungseinrichtung, um das erste und zweite Anspitzwerkzeug mit einer Ultraschallfrequenz zwischen 15 kHz und 70 kHz in Schwingungen zu versetzen und gekennzeichnet durch:
(B) eine Schneidstation zum Schneiden des Teiles des chirurgischen Nahtmaterials;
(C) eine bewegte Klammer für den Vorschub des chirurgischen Nahtmaterials von der Anspitzstation zur Schneidstation, und
(D) eine stationäre Klammer zum Halten des Nahtmaterials in einer stationären Position, die angrenzend an die Schneidstation gelegen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Damit die oben angeführten und weitere Vorteile und Aufgaben der Erfindung erzielt und bewertet werden können, erfolgt eine detailliertere Beschreibung der oben kurz beschriebenen Erfindung, indem auf eine spezielle Ausführungsform, die in den angefügten Zeichnungen dargestellt ist, Bezug genommen wird. Unter der Voraussetzung, daß diese Zeichnungen nur eine typische Ausführungsform der Erfindung darstellen und deshalb nicht als ihren Geltungsbereich einschränkend anzusehen sind, wird die Erfindung und ihre Anwendung, die zur Zeit als beste betrachtet wird, mit weiterer Spezifität und detailliert durch die Verwendung der Begleitzeichnungen beschrieben und erklärt.
1 ist ein Schema, das eine Maschine zur Ultraschallformung und zum Schneiden chirurgischen Nahtmaterials gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Seitenansicht der Nahtmaterial-Anspitzstation, geformt aus einem Paar gegenüberliegenden Anspitzwerkzeugen, wobei eines sich in eingefahrener Stellung befindet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Seitenansicht der Nahtmaterial-Anspitzstation der 2, bei der eines der Anspitzwerkzeuge in der Station sich in der ausgefahrenen Stellung befindet.
4 ist eine Vergrößerung eines Teiles der Nahtmaterial-Anspitzstation, die in 2 dargestellt ist.
5 ist eine Vergrößerung eines Teiles der Nahtmaterial-Anspitzstation, die in 3 dargestellt ist.
6 zeigt einen Querschnitt eines Stückes chirurgischen Nahtmaterials, das durch Ultraschall in seinem Kern verschmolzen wurde gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 7 und 8 zeigen eine Seitenansicht sich gegenüberliegender Anspitzwerkzeuge für das Ultraschallformen von Spitzen chirurgischen Nahtmaterials, gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Querschnitt einer bewegten Klammer, die im geschlossenen Zustand dargestellt wird, zum Greifen und Vorschieben des chirurgischen Nahtmaterials, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Querschnitt, der die bewegte Klammer der 9 im offenen Zustand darstellt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Querschnitt einer stationären Klammer, dargestellt im geschlossenen Zustand zum Greifen des chirurgischen Nahtmaterials, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Querschnitt, der die stationäre Klammer der 11 im offenen Zustand darstellt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine isometrische Darstellung eines Systems zum Spannen eines Stückes chirurgischen Nahtmaterials, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine isometrische Darstellung eines optischen Erkennungssystems zum Erkennen von Knoten im chirurgischen Nahtmaterial, das durch das System hindurchläuft, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine weitere isometrische Darstellung, die einen Knoten zeigt, der sich zwischen der optischen Quelle und dem optischen Knotenerkennungssystem der 14 befindet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Querschnitt der 15, die einen Knoten zeigt, der sich zwischen der optischen Quelle und dem optischen Knotenerkennungssystem der 14 befindet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Seitenansicht einer Nahtmaterial-Anspitzstation, die aus sich gegenüberliegenden kreisförmigen Anspitzwerkzeugen gebildet ist, gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Querschnitt der Nahtmaterial-Anspitzstation, die in 17 dargestellt ist.
19 ist eine Seitenansicht einer Nahtmaterial-Anspitz- und -Schneidstation, gebildet aus sich gegenüberliegenden kreisförmigen Anspitz- und Schneidwerkzeugen, gemäß einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Arbeitsweise des Gesamtsystems
Nimmt man jetzt Bezug auf 1, wird ein Schema dargestellt, das eine Maschine 10 für das Ultraschallformen und Schneiden von chirurgischem Nahtmaterial gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein fortlaufendes Stück unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials 110 wird der Maschine 10 von der Zuführtrommel 100 zugeführt, auf die unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 gewickelt ist. Unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 von der Zuführtrommel 100 wird am Anfang durch eine Spanneinrichtung 200 vorgeschoben, um das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial zu spannen, und dann durch ein Knotenerkennungssystem 300 zum Erkennen, ob sich ein Knoten im unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterial 100, das durch das Knotenerkennungssystem 300 läuft, befindet. Nach dem Durchlauf durch das Knotenerkennungssystem 300 wird das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial zu einer Anspitzstation 400 vorgeschoben, wo ein vorgegebenes Stück des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials 110 mit Hilfe von Ultraschall in ein Stück chirurgischen Nahtmaterials mit Spitze geformt wird. Nachdem das mit einer Spitze versehene chirurgische Nahtmaterial in Station 400 ultraschallgeformt wurde, wird das Nahtmaterial mit Spitze in eine Schneidstation 450 vorgeschoben (z. B. eine automatische Schere oder ein Guillotinenschneider), wo das mit Spitze versehene Nahtmaterial geschnitten wird, wodurch ein bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial erzeugt wird, das einen Körperbereich hat, der aus unbearbeitetem chirurgischen Nahtmaterial 110 und einer ultraschallgeformten Spitze besteht, die mit einem Schnitt endet.
Wie weiter unten ausführlicher erklärt werden wird, wird das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 aus der Zuführtrommel 100 mit einer bewegten Klammer 500 durch die Maschine 10 geschoben, die gekoppelt ist an eine lineare Betätigungseinrichtung 500 zum Antrieb der bewegten Klammer 500 zwischen einer Start- oder Ausgangsstellung 510 auf einer Seite der Schneidstation 450 und einer Endstellung 512 auf der anderen Seite der Schneidstation 450. Die bewegte Klammer 500 hat eine Greif- (oder geschlossene) Stellung, die in 8 dargestellt wird, und eine nicht greifende (oder offene) Stellung, die in 9 dargestellt wird. Entsprechend den Anweisungen von einem Regler 800 greift oder zieht die bewegte Klammer 500 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 durch die Maschine 10, um die Herstellung des bearbeiteten Nahtmaterials zu ermöglichen. Neben dem Vorschub des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials durch die Maschine hat die bewegte Klammer 500 die Funktion, das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 in der Anspitzstation 400 zu Anfang zu positionieren und auszurichten.
Während des Betriebes der Maschine 10 greift oder umschließt die bewegte Klammer 500 zuerst das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 in der Ausgangsstellung 510. Danach, während die bewegte Klammer 500 in ihrer Greif- oder geschlossenen Stellung verbleibt, bewegt die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 aus ihrer Ausgangsstellung 510 zur Endstellung 512. Während die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 aus ihrer Ausgangsstellung 510 zur Stellung 512 bewegt, zieht die bewegte Klammer 500 ein Stück unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 durch die Station 400 und durch eine stationäre Klammer 600, die angrenzend an die Endstellung 512 gelegen ist. Genauso, wie die bewegte Klammer 500, hat die stationäre Klammer 600 eine Greif- (oder geschlossene) Stellung, die in 10 dargestellt, und eine nicht greifende (oder offene) Stellung, wie in 11 dargestellt. Während die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 aus der Ausgangsstellung 510 zur Endstellung 512 bewegt, befindet sich die stationäre Klammer 600 in ihrer offenen Stellung. Nachdem die bewegte Klammer ihre Endstellung 512 erreicht hat, greift die stationäre Klammer oder umschließt das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, das sich in der stationären Klammer 600 befindet. Die Stellungen der Schneidstation und der stationären Klammer 600 an der Maschine 10 können eingestellt werden, um die Erzeugung von Nahtmaterial unterschiedlicher Länge zu erzeugen.
Wie in den 2 bis 3 dargestellt, umfaßt die kombinierte Anspitz- und Schneidstation 400 ein Paar gegenüberliegender Anspitzwerkzeuge 402, 404. Das Anspitzwerkzeug 402 hat sowohl eine offene Stellung (in 2 gezeigt) als auch eine geschlossene Stellung (in 3 gezeigt). Wenn, wie beschrieben, die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 von der Ausgangsposition 510 in die Endposition 512 bewegt, befindet sich das Anspitzwerkzeug 402 in Station 400 in seiner offenen Stellung. Wenn die bewegte Klammer ihre Endstellung 512 erreicht und die stationäre Klammer 600 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, das sich in der stationären Klammer 600 befindet, gefaßt oder umschlossen hat, bewegt sich das Anspitzwerkzeug 402 von seiner offenen (eingezogenen) Stellung in seine geschlossene (oder ausgefahrene) Stellung, um die Ultraschallformung eines vorgegebenen Stückes mit Spitze versehenen chirurgischen Nahtmaterials zu ermöglichen. Wie detaillierter im Zusammenhang mit den 2 bis 5 beschrieben, wird, während sich das Anspitzwerkzeug 402 in geschlossener Position befindet, mindestens eines der Anspitzwerkzeuge 402, 404 mit Ultraschallfrequenz in Schwingungen versetzt, um eine Stück chirurgischen Nahtmaterials mit Spitze zu formen. Wenn das Anspitzwerkzeug 402 für eine vorgegebene Verweilzeit (d. h. Schweißzeit plus Haltezeit) in seiner geschlossenen Position ist, bewegt sich das Anspitzwerkzeug 402 von seiner geschlossenen in die offene Position, was zu einem Stück angespitzten chirurgischen Nahtmaterials führt, das sich zwischen den Werkzeugen 402, 404 befindet. Während dieses Stück angespitztes chirurgisches Nahtmaterial zwischen den Werkzeugen 402, 404 verbleibt, wird ein weiteres Stück angespitztes chirurgisches Nahtmaterial (das vorher von Station 400 angespitzt wurde), das sich in der Schneidstation 450 befindet, von der Station 450 durchtrennt, wodurch sich ein angespitztes chirurgisches Nahtmaterial mit einem Schnittende ergibt.
Während das chirurgische Nahtmaterial, das sich an der Station 400 befindet, angespitzt wird, öffnet sich die bewegte Klammer 500 und gibt das chirurgische Nahtmaterial in seiner Greifvorrichtung frei, wobei das Anspitzwerkzeug 402 sich noch in Schließstellung befindet, die lineare Betätigungsvorrichtung 500 bewegt die bewegte Klammer 500 von ihrer Endstellung 512 in ihre Ausgangsstellung 510, wo die bewegte Klammer das nächste Stück unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 umschließt. Danach, wenn das Anspitzen des chirurgischen Nahtmaterials in Station 400 abgeschlossen ist und das Anspitzwerkzeug 402 sich in geöffneter Stellung befindet, wird das chirurgische Nahtmaterial in Station 450 geschnitten. Dann gibt die stationäre Klammer das chirurgische Nahtmaterial in ihrer Greifvorrichtung (d. h. ein bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial mit einer geschnittenen Spitze) frei, die lineare Betätigungsvorrichtung 550 bewegt die geschlossene bewegte Klammer zurück in ihre Endstellung 512, und der oben beschriebene Vorgang wird dann vorzugsweise wiederholt, um weiteres bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial herzustellen. Da die Spanneinrichtung 200 auf das chirurgische Nahtmaterial 110, das sich in der Maschine 10 befindet, eine Spannkraft ausübt, ist es für die bewegte Klammer 500 wichtig, das chirurgische Nahtmaterial zu greifen oder zu umschließen, bevor die stationäre Klammer 600 öffnet, um zu verhindern, daß die Spannvorrichtung 200 das nachlaufende Ende des chirurgischen Nahtmaterials, das von Station 450 geschnitten wird, in eine entgegengesetzte Richtung zieht, wenn das angespitzte chirurgische Nahtmaterial von Station 450 durchtrennt wird.
Das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, das in Maschine 10 zur Herstellung von bearbeitetem Nahtmaterial verwendet wird, kann aus thermoplastischem Nahtmaterialgeflecht, wie zum Beispiel Polyestergeflecht oder Polyamid- oder Polyolefinnahtmaterial, bestehen. Darüber hinaus kann das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, das in Maschine 10 verwendet wird, aus Seide oder Leinen bestehen, wobei in diesem Fall Maschine 10 dazu verwendet werden kann, Seide- oder Leinenspitzen mit Hilfe von Ultraschall zu verschmelzen. Alternativ dazu kann unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110, das in Maschine 10 verwendet wird, aus Nylon bestehen, wobei in diesem Fall Maschine 10 dazu verwendet werden kann, Nylonspitzen mit Hilfe von Ultraschall zu ver schmelzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der unten detaillierter beschriebenen vorliegenden Erfindung, ist das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial, das in Maschine 10 verwendet wird, Nahtmaterialgeflecht, das aus Polyethylenterephthalat, wie zum Beispiel das von Ethicon, Inc., unter dem Warenzeichen Ethibond^® Excel^® vertriebene, geformt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Simatic-Regler Typ TI435, hergestellt von Siemens, verwendet, um Regler 800 zu realisieren. Eine Bedienerschnittstelle wird vorzugsweise mit dem Regler 800 gekoppelt.
Arbeitsweise der Anspitzwerkzeuge
Wie oben erwähnt, formen, nachdem die bewegte Klammer 500 ihre Endstellung 512 erreicht hat, die Anspitzwerkzeuge 402, 404 in der Anspitzstation 400 mit Hilfe von Ultraschall ein vorgegebenes Stück chirurgischen Nahtmaterials mit Spitze aus dem unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterial 110, das sich in der Station 400 befindet. Während des Betriebes der Anspitzwerkzeuge 402, 404, wird das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 ausgerichtet und fixiert in der Station 400 durch die stationäre Klammer 600, die sich auf einer Seite der Station 400 befindet, und durch eine Rolle 514, die sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Station 400 befindet, aufgehängt. Weiterhin wird während des Betriebes der Anspitzwerkzeuge 402, 404 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, das in Station 400 aufgehängt ist, durch die Spanneinrichtung 200 in der voreingestellten Spannung gehalten.
Die 2 und 3 zeigen zwei Ansichten der Anspitzstation. Jede dieser Ansichten zeigt die Stellung der Anspitzwerkzeuge 402, 404 an einer bestimmten Stelle während des Nahtmaterialanspitzvorganges. Bezieht man sich jetzt insbesondere auf 2, wird eine Seitenansicht der Station 400 gezeigt, bei der sich das Anspitzwerkzeug 402 in seiner eingezogenen oder offenen Stellung befindet. 2 zeigt die Stellung des Anspitzwerkzeuges 402, wenn die bewegte Klammer 500 zuerst ihre Endstellung 512 erreicht. Nachdem die bewegte Klammer 500 ihre Endstellung 512 erreicht hat, bewegt der Zylinder 406 (vom Regler 800 gesteuert) das Anspitzwerkzeug 402 von seiner eingefahrenen in die ausgefahrene Stellung. Durch Bewegen des Anspitzwerkzeuges 402 zwischen der eingefahrenen und ausgefahrenen Stellung, bewegt der Zylinder 406 das Anspitzwerkzeug 402 entlang der durch Pfeile 408 dargestellten Achse. 3 zeigt die Stellung des Anspitzwerkzeuges, nachdem der Zylinder 406 das Anspitzwerkzeug 402 in seine ausgefahrene Stellung gebracht hat. Während das Anspitzwerkzeug 402 in seine ausgefahrene Stellung bewegt wird, wird ein Querschnittsbereich des Nahtmaterials 110, das in der Station 400 auf gehängt ist, von der Fläche 402a des Anspitzwerkzeuges 402 und der Fläche 404a des Anspitzwerkzeuges 404 kontaktiert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt der Zylinder 406, daß die Anspitzwerkzeugflächen 402a und 404a Druck auf die Außenflächen des Nahtmaterials 110, das sich zwischen den Werkzeugen 402 und 404 befindet, ausüben (oder dieses zusammenpressen). Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Druck von ca. 172 kPa (25 psi) auf die Außenflächen des Nahtmaterials ausgeübt, wenn die Werkzeugflächen 402a und 404a das Nahtmaterial, das sich in Station 400 befindet umschließen oder zusammenpressen.
Nachdem die Flächen 402a und 404a zusammengebracht wurden und die Anspitzwerkzeuge 402, 404 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110, wie in 3 dargestellt, umschlossen haben, wird (werden) eines oder beide Anspitzwerkzeug(e mit einer Ultraschallfrequenz für eine vorgegebene Schweißzeit in Schwingung versetzt, um eine Nahtmaterialspitze zu formen. Bei der bevorzugten Ausführungsform verbleibt das Anspitzwerkzeug 402 während der Verweilzeit an Ort und Stelle (d. h. eine Schweißzeit, gefolgt von einer Haltezeit), wenn die Anspitzwerkzeuge 402, 404 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 umschließen, und ein Schalltrichter 412, der mit dem Anspitzwerkzeug 404 verbunden ist, versetzt das Anspitzwerkzeug 404 entlang der Achse 410 mit einer Frequenz von 15 kHz bis 70 kHz und einer Amplitude von 2,54 μm bis 254 μm (0,0001 bis 0,010 Zoll) für einen Zeitraum von ca. 0,050 Sekunden bis 10,0 Sekunden in Schwingung, um die Nahtmaterialspitze zu formen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform versetzt der Schalltrichter 410 das Anspitzwerkzeug 404, bei einer Frequenz von 20 kHz bis 40 kHz mit einer Amplitude von 0,1016 mm (0,004 Zoll), für 200 ms während des Nahtmaterial-Anspitzschrittes in Schwingung. Während der Verweilzeit, wenn die Anspitzwerkzeuge 402, 404 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 umschlossen haben, bewirkt die Schwingung des Anspitzwerkzeuges 404 gegen das Anspitzwerkzeug 402, daß Fäden im Inneren oder Kern 112 (dargestellt in 6) des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials 110 (sowie Fäden an der Außenfläche 114 des Nahtmaterials) schmelzen oder verschweißen, wodurch ein Stück Nahtmaterial mit Spitze zwischen den Werkzeugen 402, 404 gebildet wird. Danach, am Ende der Verweilzeit, öffnet der Zylinder 406 das Anspitzwerkzeug 402, indem er es zu seiner anfänglichen eingezogenen Stellung zurückbringt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein Wandler 414, der an den Schalltrichter 412 durch einen Verstärker 416 angeschlossen ist, für den Schalltrichter 412 verwendet. Der Verstärker 416 steuert die Amplitude der Ultraschallschwingungen. Es wurde festgestellt, daß bearbeitetes Nahtmaterial mit einer mit Hilfe von Ultraschall verschmolzenen Naht materialspitze, wie oben beschrieben, eine Zugfestigkeit an der Nahtmaterialspitze hat, die bei etwa 75% bis 84% der Zugfestigkeit des Körperbereiches (d. h. des Teiles ohne Spitze) des bearbeiteten. Nahtmaterials liegt.
Die Anspitzparameter, die zum Verschmelzen von Spitzen mit Hilfe von Ultraschall verwendet wurden, variieren in Abhängigkeit vom Durchmesser des unbearbeiteten Nahtmaterials 110, das der Maschine 10 zugeführt wird. Tabelle 1, unten, gibt die bevorzugten Anspitzparameter an, die für die Ultraschallformung von Spitzen mit unterschiedlicher Größe eines unbearbeiteten Nahtmaterialgeflechtes, gebildet aus Polyethylenterephthalat, wie das von Ethicon, Inc. unter dem Warenzeichen Ethibond^® Excel^® vertriebene, angewandt wurden. In der Tabelle ist auch der für jede Nahtmaterialgröße auf die Außenflächen des Nahtmaterials durch die Anspitzwerkzeuge 402, 404 bevorzugt anzuwendende Druck angegeben, wenn die Anspitzwerkzeuge zuerst das unbearbeitete Nahtmaterial umschließen, die bevorzugte Frequenz, mit der das Anspitzwerkzeug 404 während des Ultraschallanspitzvorganges schwingen sollte, und die bevorzugte Verweilzeit, während der die Anspitzwerkzeuge 402, 404 das unbearbeitete Nahtmaterial 110 während des Ultraschalltanspitzvorganges umschlossen halten sollten (und gegen dieses schwingen sollten).
Tabelle 1
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die Anspitzwerkzeuge 402, 404 aus Stahl und sind mit einer nicht klebenden Substanz, wie TiN, Teflon^® oder Nedox^® beschichtet, um die Freigabe des Nahtmaterials aus den Anspitzwerkzeugen 402, 404 zu ermöglichen, wenn diese Werkzeuge geöffnet werden. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Anspitzwerkzeuge 402 und 404 eine besondere Form haben, wird der Fachmann verstehen, daß Anspitzwerkzeuge anderer Form, wie die in den 7 und 8 gezeigten, auch verwendet werden können, um mit Hilfe von Ultraschall Nahtmaterialspitzen gemäß der vorliegenden Erfindung zu formen. In ähnlicher Weise wird, obwohl das mit Ultraschall angespitzte Nahtmaterial, das in 6 dargestellt wird, einen kreisförmigen Querschnitt hat, der Fachmann verstehen, daß mit Ultraschall angespitztes Nahtmaterial, das andere Querschnittsformen aufweist (z. B. polygonal) gemäß der vorliegenden Erfindung durch Veränderung der Form und Ausrichtung der eingesetzten Anspitzwerkzeuge gebildet werden kann.
Nahtmaterial-Spanneinrichtung
Bezieht man sich jetzt auf 13, wird eine isometrische Ansicht des Systems 200 zum Spannen eines Stückes chirurgischen Nahtmaterials 110, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. System 200 umfaßt eine Spanntrommel 202, die eine Breite, ein Gewicht und einen kreisrunden Umfang 204 senkrecht zur Trommelbreite besitzt. Die Spanntrommel 2002 hat an ihrem Umfang 204 eine Nut 206 zur Aufnahme des chirurgischen Nahtmaterials 110. Die Spanneinrichtung 200 umfaßt auch eine Führung 208, gebildet aus zwei Schlitzen 208a, 208b, die sich parallel entlang der Führung 208 erstrecken. Die Führung 208 und die Schlitze 208a, 208b befinden sich vorzugsweise auf einer rein vertikalen Achse, obwohl in anderen Ausführungsformen (nicht dargestellt) die Führung 208 und die Schlitze 208a, 208b entlang einer Achse ausgerichtet werden können, die sowohl horizontale als auch vertikale Komponenten umfaßt. Die Schlitze 208a, 208b haben die Aufgabe, die Spanntrommel 202 entlang der Führung 208 während des Betriebes des Systems 200 aufzunehmen und zu führen. Die Führung 208 ist vorzugsweise senkrecht zur Breite der Spanntrommel 202 ausgerichtet.
Beim Betrieb des Systems 200 ist die Spanntrommel 202 vertikal in den Schlitzen 208a, 208b durch das chirurgische Nahtmaterial 110 aufgehängt. Während die Spanntrommel vertikal in den Schlitzen 208a, 208b durch das chirurgische Nahtmaterial 110 aufgehängt ist, übt das Gewicht der Spanntrommel 202 eine entsprechende Spannkraft auf das Nahtmaterial 110 aus, das gleich dem Gewicht der Trommel ist. Um die auf das Nahtmaterial 110 während des Betriebes des Systems 200 ausgeübte Spannung zu ändern, werden weitere Gewichte 210 hinzugefügt oder aus dem Trommelarm entfernt, der sich aus der Trom melmitte 202 erstreckt. Die auf das Nahtmaterial 110 während des Betriebes des Systems 200 ausgeübte Spannung stellt vorzugsweise die Mindestspannung dar, die erforderlich ist, um zu verhindern, daß das Nahtmaterial 110 'verwürgt' wird, wenn es von der bewegten Klammer 500 durch die Maschine 10 gezogen wird.
Wenn die oben beschriebene bewegte Klammer 500 sich in Greifstellung befindet und sich von ihrer Ausgangsstellung 510 in ihre Endstellung 512 bewegt, wird das Nahtmaterial 110, das in den Schlitzen 208a, 208b aufgehängt ist, durch die Station 400 der Maschine 10 nach vorn gezogen. Während das Nahtmaterials von der bewegten Klammer 500 durch die Maschine nach vorn gezogen wird, wird die Spanntrommel 202 in den Schlitzen 208a, 208b nach oben gezogen. Unabhängig von der vertikalen Stellung der Trommel 202 in den Schlitzen 208a, 208b, wird jedoch die vom System 200 auf das Nahtmaterial 110 ausgeübte Kraft konstant und gleich dem Gewicht der Trommel 202 sein. Ein optischer Sensor 212, gekoppelt mit dem Regler 800, wird vorgesehen, um festzustellen, ob durch das Ziehen der bewegten Klammer 500 die Trommel 202 in der Führung 208 über den Sensor 212 nach oben gezogen wurde. Stellt der optische Sensor 212 fest, daß die Spanntrommel 202 hinter dem Sensor 212 nach oben gezogen wurde, bewirkt der Regler 800, daß ein Motor (nicht dargestellt), der mit der Zuführtrommel 100 verbunden ist, unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 von der Zufühmommel 100 abwickelt. Wenn weiteres unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 von der Zuführtrommel 110 abgewickelt wird, bewegt sich die Spanntrommel 202 in der Führung 208 nach unten. Bei der bevorzugten Ausführungsform, wickelt der Regler 800 weiterhin unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 von der Zuführtrommel 100 ab, bis sich die Spanntrommel 202 unterhalb des optischen Sensors 212 befindet.
Ein optischer Sensor 214 wird im unteren Teil der Führung 208 vorgesehen, um festzustellen, ob das chirurgische Nahtmaterial 110 gebrochen ist oder sich die Spannung des Nahtmaterials in der Maschine 10 verringert hat. Da beim normalen Betrieb die Spanntrommel 202 nicht unter den optischen Sensor 212 fallen darf, wird ein Bruch im Nahtmaterial 110 oder ein Ausfall des Nahtmaterials in der Maschine 10 durch den Sensor 214 signalisiert, wenn der Sensor feststellt, daß die Spanntrommel 202 unter die Höhe des Sensors 214 gefallen ist.
Knotenerkennungssystem
Bezieht man sich jetzt auf die 14 und 15 werden zwei isometrische Ansichten eines optischen Erkennungssystems 300 zur Erkennung von Knoten im chirurgischen Nahtmaterial 110, das das System 300 durchläuft, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Knotenerkennungssystem 300 umfaßt eine optische Lichtquelle 302 zum Ausrichten einer Lichtebene 304 auf einen optischen Lichtdetektor 306, wenn chirurgisches Nahtmaterial 110 zwischen der optischen Lichtquelle 302 und dem optischen Lichtdetektor positioniert wird. Die optische Lichtquelle 302 wird vorzugsweise aus einer Vielzahl von optischen Fasern 302a gebildet, deren Enden entlang der optischen Ebene 304 ausgerichtet sind. Der Regler 800 ist mit einem Ausgang des Lichtdetektors 306 verbunden, um die Signale, die vom Lichtdetektor 306 ausgegeben werden, zu verarbeiten und festzustellen, ob sich im Nahtmaterial 110, das zwischen der Lichtquelle 302 und dem Lichtdetektor 306 angeordnet ist, ein Knoten befindet. Insbesondere durch Vergleichen der Größe eines Schattens 308, der auf den Lichtdetektor 306 durch das Nahtmaterial 110 gegen eine vorgegebene Schwelle geworfen wird, bestimmt der Regler 800, ob sich ein Knoten im Nahtmaterial 110 befindet, das zwischen der Lichtquelle 302 und dem Lichtdetektor 306 angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die vorgegebene Schwelle, die bei diesem Vergleich verwendet wird, einer Größe eines Schattens 308a, der auf den Lichtdetektor 306 durch einen nicht verknoteten Querschnitt des Nahtmaterials 110 geworfen wird. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt der Regler 800 nur fest, daß ein Knoten im Nahtmaterial 110, das das System 300 durchläuft, vorhanden ist, wenn die Größe des Schattens, der auf den Lichtdetektor 306 vom Nahtmaterial 110 geworfen wird, mindestens 30% der Größe des Schattens 308a überschreitet, der auf den Lichtdetektor 306 von einem unverknoteten Querschnitt des Nahtmaterials 110 geworfen wird.
Nahtmaterial mit größerer Länge
Obwohl im oben beschriebenen Verfahren die Maschine 10 dazu verwendet wurde, ein bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial mit einer Länge herzustellen, die kürzer war als die Länge der linearen Betätigungseinrichtung 550, kann Maschine auch für den unten beschriebenen Modus mit einer größeren Nahtmateriallänge verwendet werden, um bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial herzustellen, das länger ist als die lineare Betätigungseinrichtung 550. Beim Betrieb der Maschine 10 im Modus mit längerem Nahtmaterial greift oder umschließt die bewegte Klammer 500 zuerst das unbearbeitete chirurgische Nahtma terial 110 in der Ausgangsstellung 510. Danach bewegt die lineare Betätigungseinrichtung 550, während die bewegte Klammer 500 in ihrer Greif- oder Schließstellung verbleibt, die bewegte Klammer 500 von ihrer Ausgangsstellung 510 zur Endstellung 512. Da die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 von ihrer Ausgangsstellung 510 zur Stellung 512 bewegt, zieht die bewegte Klammer 500 ein Stück des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials 110 durch die Anspitzstation 400, die Schneidstation 450 und durch die stationäre Klammer 600. Nachdem die bewegte Klammer ihre Endstellung 512 erreicht hat, greift oder umschließt die stationäre Klammer 600 das unbearbeitete chirurgische Nathmaterial 110, das sich in der stationären Klammer 600 befindet. Die bewegte Klammer 500 gibt dann das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 in ihrer Greifvorrichtung frei. Danach, während die bewegte Klammer sich in der offenen oder nicht greifenden Stellung befindet, bewegt die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 von ihrer Endstellung 512 in ihre Ausgangsstellung 510, wo die bewegte Klammer 500 wieder unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110 an der Ausgangsstellung 510 greift oder dieses umschließt. Wenn die bewegte Klammer 500 das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 an der Ausgangsstellung 510 ein zweites Mal greift, öffnet die stationäre Klammer 600. Danach, während die bewegte Klammer 500 in ihrem Greif- oder Schließzustand verbleibt und die stationäre Klammer 600 im offenen Zustand verbleibt, bewegt die lineare Betätigungseinrichtung 550 die bewegte Klammer 500 von ihrer Ausgangsstellung 510 zur Endstellung 512. Wenn die bewegte Klammer 500 ihre Endstellung 512 ein zweites Mal erreicht hat, greift oder umschließt die stationäre Klammer 600 unbearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial 110, das sich in der stationären Klammer 600 befindet.
Nachdem das unbearbeitete chirurgische Nahtmaterial 110 von der bewegten Klammer, wie oben beschrieben, zweimal „gezogen" worden ist, arbeiten die Werkzeuge 402, 404 in der Anspitzstation 400 wie oben beschrieben, um mit Hilfe von Ultraschall ein Stück chirurgischen Nahtmaterials mit Spitze, das sich in der Station 400 befindet, zu formen. Nach dem Schneiden des mit Spitze versehenen Nahtmaterials an der Station 450, gibt die stationäre Klammer 600 das chirurgische Nahtmaterial in ihrer Greifvorrichtung frei. Wenn die stationäre Klammer sich öffnet und das vorher gegriffene chirurgische Nahtmaterial freigibt, ergibt sich ein bearbeitetes chirurgisches Nahtmaterial, das eine ultraschallgeformte und geschnittene Spitze besitzt. Da die bewegte Klammer 500 das Nahtmaterial 110 zwei Mal hintereinander gezogen hat, bevor die Anspitzstation 400 die Nahtmaterialspitze geformt hat, kann das erhaltene fertige chirurgische Nahtmaterial, das durch den Modus der größeren Nahtmateriallänge hergestellt wird, eine Länge haben, die größer ist als die Länge der linearen Betätigungseinrichtung 500.
Kontinuierliches Verfahren mit kreisförmigen Anspitzwerkeugen
Bezieht man sich jetzt auf die 17 und 18, werden Seitenansichten und Querschnitte einer alternativen Anspitzstation 400a gezeigt, die gebildet wird durch sich gegenüberliegende kreisförmige Anspitzwerkzeuge 440, 450 für das kontinuierliche Anspitzen unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials 110 gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Endung. Das Anspitzwerkzeug 440 besitzt an einem Teil des Umfanges eine Einkerbung 403, und das Anspitzwerkzeug 450 hat eine entsprechende Nut 405, die am Umfang angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Station 400a, ist die Einkerbung 403 so dimensioniert, daß auf die Außenfläche des Nahtmaterials 110a Druck ausgeübt wird, wenn sich das Nahtmaterial 110a zwischen der Einkerbung 403 und dem unteren Ende der Nut 405 befindet. Die Anspitzwerkzeuge 440, 450 sind mit mechanischen Betätigungseinrichtungen (nicht dargestellt) gekoppelt, die die Werkzeuge 440, 450 kontinuierlich in Pfeilrichtung drehen, wie in 17 dargestellt. Während des Drehens der Anspitzwerkzeuge 440, 450 versetzt ein Schalltrichter (ebenfalls nicht dargestellt) das Anspitzwerkzeug 440 gegen das Anspitzwerkzeug 450 mit einer Frequenz von 15 kHz bis 709 kHz (und vorzugsweise 20 kHz bis 40 kHz) und einer Amplitude von 2,54 μm bis 254 μm (0,0001 bis 0,010 Zoll) in Schwingung, um kontinuierlich Nahtmaterial mit Spitze zu bilden. Die Station 400a kann durch die Station 400 in 1 ersetzt werden, um die Maschine 10 zu konfigurieren, damit kontinuierlich Nahtmaterial mit ultraschallgeformten Spitzen gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
Bezieht man sich jetzt auf 19, wird eine Seitenansicht einer Nahtmaterial-Anspitzund -Schneidstation 400b gezeigt, die aus sich gegenüberliegenden kreisrunden Anspitzund Schneidwerkzeugen 440a, 450 geformt wird für ein kontinuierliches Anspitzen und Schneiden von unbearbeitetem chirurgischen Nahtmaterial 110, gemäß einer weiteren al-ternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Werkzeug 440a ist im wesentlichen gleich dem Werkzeug 440, mit der Ausnahme, daß das Werkzeuge 440a einen Schneidpunkt 403b zum Schneiden eines Endbereiches der Nahtmaterialspitze während des Drehens von Werkzeug 440 gegen das Werkzeug 450 aufweist. Die Station 400b arbeitet im wesentlichen so wie Station 400a, mit der Ausnahme, daß die Station 400b für das Formen und Schneiden von Nahtmaterialspitzen in kontinuierlicher Arbeitsweise verwendet werden kann. Da das von Station 400b durchgeführte Schneiden mit Hilfe eines Schneidpunktes 403b erfolgt, der mit einer Ultraschallfrequenz schwingt, wird eine Nahtmaterialspitze von Station 400b gleichzeitig geschnitten und versiegelt. Darüber hinaus führt das Ultraschallschneiden der Stelle 403b zu einer geschnittenen Nahtmaterialspitze mit einem Anschnittwinkel, der das Einführen der geschnittenen Nahtmaterialspitze in eine gebohrte Nadel ermöglicht. Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform der Station 400 die Werkzeuge 440a und 450 das chirurgische Nahtmaterial 110 sowohl anspitzen als auch schneiden, wird der Fachmann verstehen, daß zwei separate Paare kreisförmiger Werkzeuge in Reihe eingesetzt werden können, um Anspitz- und Schneidvorgänge durchzuführen.
Darüber hinaus muß man erkennen, daß, obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, verschiedene Modifikationen, die dem Fachmann bekannt sind, an den hierin dargelegten Aufbauten und Prozeßschritten vorgenommen werden können, ohne daß von der Erfindung, die in verschiedenen, hier angefügten Ansprüchen dargelegt ist, abgewichen wird.

Claims

Vorrichtung (10) zur Ultraschallformung der Spitze chirurgischen Nahtmaterials an einem Stück unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials (110) umfassend: (A) eine Anspitzstation mit einem ersten Anspitzwerkzeug (402 mit einer ersten Fläche zum Kontaktieren eines Teiles des Stückes des unbearbeiteten chirurgischen Nahtmaterials; einem zweiten Anspitzwerkzeug (404) mit einer zweiten Fläche; mindestens einer mechanischen Betätigungseinrichtung zum Bewegen der ersten Fläche des ersten Anspitzwerkzeuges (402) zur zweiten Fläche des zweiten Anspitzwerkzeuges (404), wobei diese Flächen des ersten und des zweiten Anspitzwerkzeuges auf die Außenfläche des unbearbeiteten Nahtmaterials (110) Druck ausüben sowie mit einer zweiten Betätigungseinrichtung, um das erste und das zweite Anspitzwerkzeug mit einer Ultraschallfrequenz zwischen etwa 15 kHz und 70 kHz in Schwingungen zu versetzen, gekennzeichnet durch: (B) eine Schneidstation (450) zum Schneiden des Teiles des chirurgischen Nahtmaterials (110); (C) eine bewegte Klammer (500) für den Vorschub des chirurgischen Nahtmaterials (1120) von der Anspitzstation (400) zur Schneidstation (450) und (D) eine stationäre Klammer (600) zum Halten des Nahtmaterials (110) in einer stationären Position, die angrenzend an die Schneidstation (450) gelegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die zweite Betätigungseinrichtung dafür vorgesehen ist, das erste und das zweite Anspitzwerkzeug in Schwingungen mit einer Amplitude zwischen 2,54 μm und 254 μm (0,0001 Zoll bis 0,010 Zoll) zu versetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die zweite Betätigungseinrichtung, die an das zweite Anspitzwerkzeug (404) angekoppelt ist, als Schalltrichter ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die mindestens eine mechanische Betätigungseinrichtung als ein Zylinder ausgebildet ist, der mit dem ersten Anspitzwerkzeug (402) gekoppelt ist, um dieses aus seiner offenen in seine geschlossene Position zu bewegen.