EP2331007A1 - Chirurgisches werkzeug, insbesondere zum bearbeiten von knochen für das einsetzen eines zahnimplantats - Google Patents

Chirurgisches werkzeug, insbesondere zum bearbeiten von knochen für das einsetzen eines zahnimplantats

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Publication number
EP2331007A1
EP2331007A1 EP08758431A EP08758431A EP2331007A1 EP 2331007 A1 EP2331007 A1 EP 2331007A1 EP 08758431 A EP08758431 A EP 08758431A EP 08758431 A EP08758431 A EP 08758431A EP 2331007 A1 EP2331007 A1 EP 2331007A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide element
tool
surgical tool
machining
machining part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08758431A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Hatzlhoffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Palti Ady
Original Assignee
Palti Ady
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palti Ady filed Critical Palti Ady
Publication of EP2331007A1 publication Critical patent/EP2331007A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0089—Implanting tools or instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1613—Component parts
    • A61B17/1615—Drill bits, i.e. rotating tools extending from a handpiece to contact the worked material
    • A61B17/1617—Drill bits, i.e. rotating tools extending from a handpiece to contact the worked material with mobile or detachable parts
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/1644—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans using fluid other than turbine drive fluid
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    • A61B17/1644—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans using fluid other than turbine drive fluid
    • A61B2017/1651—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans using fluid other than turbine drive fluid for cooling
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    • A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
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    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • A61C1/052—Ducts for supplying driving or cooling fluid, e.g. air, water
    • A61C1/055—Ducts for supplying driving or cooling fluid, e.g. air, water through the working tool, e.g. hollow burr
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills

Definitions

  • Surgical tool in particular for processing bones for inserting a dental implant
  • the invention relates to a surgical tool for preparing bones, in particular for processing bones for the insertion of a dental implant.
  • the tool according to the invention can be used in all areas of bone surgery. It is described below without restriction of generality by means of the example of implant bores for maxillofacial surgery.
  • Dental implants are foreign bodies inserted in the jawbone.
  • the field of dentistry which deals with the implantation of dental implants in the jawbone, is referred to as implantology. Due to their usefulness as carriers of dental prostheses, dental implants assume the function of artificial tooth roots.
  • a drilling template is used to drill the holes for placing the dental implants in the jaw.
  • the technique of replacing a lost tooth with a dental implant and a dental prosthesis or bridge attached to it has become established.
  • a hole for the implant root must be inserted into the jaw at the site of the lost tooth. Since the If the implant root is to be integrated harmoniously into the row of teeth, the implant root should have the largest possible diameter for better fit, and the bone supply in the jaw is limited, the position and angular orientation of the bore must be precisely predicted and adhered to.
  • a drilling template is usually first created, which has at the predetermined location a angularly adjusted drill sleeve whose inner diameter corresponds to the diameter of a pilot drill for the jaw bore.
  • the surgical template is worn by the patient drilling the pilot hole.
  • This surgical guide can be made using a jaw model of the patient or purely from radiographic or computed tomographic data.
  • the information necessary for determining the direction of drilling information about the extent of the jawbone are obtained by means of computed tomography, wherein different sectional views are possible through the jaw.
  • Other methods used to measure the jaw for making a surgical jig are e.g. So-called bone mapping, bone measurement with a probe or other measuring methods.
  • Surgical templates are thus auxiliary devices in order to make it easier for the implantologist to introduce a bore into the jawbone of a patient into which the implant is to be inserted.
  • the drilling template has a hole created on the jaw model, which serves as a guide for the drill when inserting the bore or pilot hole in the jawbone.
  • the drill hole should have the correct position and angular position.
  • the bone material Before introducing an implant into a bone, the bone material is first processed with special surgical tools. Frequently, a pilot hole, the so-called pilot hole, is first made with a relatively thin drill, in which the depth of preparation is ensured by depth-limiting elements. Thereafter, with the help of a so-called Formbohrers the Drilled boring channel and thereby receives the necessary shape for the implant. In a next step for the preparation of the bone, the mold bore is threaded. For this purpose, a tap is screwed into the hole.
  • the form drill thus serves to drill the hole in the jaw, after the pilot hole was performed with a pilot drill (and possibly the guide sleeves of a drilling template).
  • a pilot drill and possibly the guide sleeves of a drilling template.
  • no guide sleeve is used.
  • Another danger is that the work goes beyond the specified depth of the bore, breaking through the bore floor, affecting both jaw material and nerves.
  • EP 1 304 087 A2 discloses a surgical tool for preparing bones, in particular for processing bones for inserting a dental implant, which comprises a tool shaft which is designed to be clamped in a rotatable tool holder and a channel for passing a cooling or rinsing liquid, a rotatable about an axial axis of rotation machining part, which is drivable by the tool shaft and disposed at the proximal axial end of the tool shaft, and a guide element extending in the axial direction of the tool, which is arranged at the proximal axial end of the machining part, is axially movable relative to the machining part and is designed for insertion into a pilot bore and has one or more axially extending flushing grooves on its surface Conduction of the cooling or rinsing liquid comprises.
  • the final bore (so-called "finish bore”) takes place with such a shaping drill before inserting the implant body into the jaw.
  • the form drill which could also be referred to as a telescopic drill, has the property that it is guided by the attached to the active cutting, telescopically extendable and retractable in the axial direction guide element, which disappears under pressure into the interior of the drill head.
  • the drill bit is pushed into the pilot hole without tilting it.
  • the guide member reaches the bottom of the pilot hole, it pushes against the spring force into the drill head until it encounters a stop. If the guide element protrudes from the drill head in this stop position, for example by 0.5 mm, and is not cutting, the drill head remains in its drilling motion in the blind hole of the pilot bore and can no longer be actively guided.
  • the "finish bore” is thus carried out.
  • the object of the present invention is to provide a surgical tool with which bone material can be processed without the tool breaking out of the bore channel or piercing the bore channel, with an improved serte cooling and improved removal of bone chips, tissue parts and blood are possible.
  • a surgical tool according to the invention for preparing bones, in particular for processing bones for inserting a dental implant thus comprises a tool shank, which is designed to be clamped in a rotatable tool holder and has a channel for passing a cooling or rinsing liquid a machining member rotatable about an axial rotation axis drivable by the tool shank and located at the proximal axial end of the tool shank, and a guide member extending in the axial direction of the tool disposed at the proximal axial end of the machining member are axially movable relative to the machining member and
  • the tool and the flushing grooves are formed such that the exit point at which the cooling or rinsing liquid exits the channel in the flushing grooves, in the region of the transition between the proximal axial end of the machining part and a distal axial Area of the guide element is arranged.
  • Better rinsing of bone chips, tissue parts and blood results from the fact that the flow is directed radially from the inside to the outside and thus transports the removed bone chips radially outward from the drilling site. As a result, clog the outlets of the cooling channels and the cooling channels or Spülnuten even less.
  • a further feature which is advantageous in this context may be that the surgical tool and the flushing grooves are designed in such a way that the cooling or flushing liquid flows in the flushing grooves in the direction of the proximal end of the guide element.
  • the guide element thus has one or more axially extending outer grooves, which may also be referred to as slots or grooves, in which the cooling fluid flows in the direction of the proximal tip of the guide element.
  • the cooling liquid exits at the proximal tip of the guide member and returns to the outside of the guide member in the flushing grooves. In the invention, therefore, the flow of the cooling or rinsing liquid in the flushing grooves of the guide member is directed proximally, whereas it is directed distally in the prior art.
  • the guide element has no channel for passing the cooling or rinsing liquid and / or that the guide element at its proximal end has no opening from the cooling or rinsing liquid emerges.
  • the machining part and the tool shank together form an integral part.
  • the drill head and the tool shank are two separate parts and the drill head is screwed by means of a threaded connection on the tool shank up to a stop.
  • the threaded connection of the prior art is a weak point, namely in terms of hygiene, as can accumulate in the fine bone bone chips, tissue parts and blood, and also in mechanical terms, because this may represent a possible breakage or loosen the connection in particular if the drill has multiple holes in a patient, for example eight holes, whereby the drill is heavily loaded in the hard bone.
  • the one-piece design of the machining body (e.g., drill bit or tapping shaft) with the tool shank (e.g., drill shank), where both parts are made together in one piece, avoids these disadvantages. In this case, the breakage of the construction is guaranteed even with very small dimensions.
  • One, several or all parts of the tool shaft, the machining part and the guide element may for example consist of industrial steel no. 1.4301, 1.4303 or 1.4305.
  • the industrial steels no. 1.4034 and 1.4197 are also advantageous.
  • the advantage of steel 1.4197 is that it is slightly more "flexible" than the 1.4034 steel, but it also has a slightly less hard / sharp finish. For thin drills, for example, a pilot drill for pre-drilling, you could therefore rather use the steel 1.4197, otherwise the steel 1.4034.
  • a particularly advantageous embodiment in particular with common one-piece design of the machining part and the tool shank, may be that one, several or all parts of the tool shank, the machining part and the guide element consist of titanium, titanium nitride, titanium nitride, zirconium, zirconium oxide or ceramic. These materials have the advantage that they are biologically neutral, unlike steel, against Many patients are allergic. Thus, even allergic patients can be treated.
  • An additional advantageous embodiment may consist in that the sum of the cross-sectional areas of the flushing grooves in the guide element is at least as large as the cross section of the channel in the tool shaft.
  • FIG. 1 shows a side view of a drill according to the invention with a cylindrical drill head
  • FIG. 2 shows a basic axial section of the drill shank and the machining part of the drill of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side view of the guide element of the drill of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a section B to FIG. 2
  • FIG. 5 shows a section A to FIG. 3
  • FIG. 6 shows a side view of a drill according to the invention with a conical boring head
  • FIG. 7 shows a principal axial section of the drill shank and the machining part of the drill of FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a side view of the guide element of the drill of FIG. 6,
  • FIGS. 1 to 5 show a first exemplary embodiment of a tool 1 according to the invention in the form of a drilling device for drilling a hole in a jaw for the insertion of a dental implant.
  • the drilling device comprises a tool shank 2, which is designed to be clamped in a rotatable tool holder and has a channel 3 for passing a cooling or rinsing liquid, and a machining part 4 rotatable about an axial rotation axis C, which can be driven by the tool shank 2 and at the proximal end axial end of the tool shank 2 is arranged.
  • the machining part 2 is cylindrical in this embodiment and, for example, a drill, in particular a twist drill, or a countersink.
  • the machining part 4 preferably has an outer diameter between 1.8 mm and 15 mm, preferably between 2.0 mm and 12 mm, more preferably between 2.5 mm and 10 mm.
  • the lower limit results from the requirement that due to the internal parts described below, the remaining wall thickness for the cutting edge must be large enough.
  • the upper limit results from appropriate areas of general orthopedic applications.
  • the tool 1 comprises a guide element 5 extending in the axial direction of the tool, which is arranged at the proximal axial end of the machining part 4, is axially movable relative to the machining part 4 and is designed for insertion into a pilot bore and has one or more on its surface Has in the axial direction extending Spülungsnuten 6 for guiding the cooling or rinsing liquid.
  • the outer diameter of the guide element 5 is as large as or slightly larger than the inner diameter of the pilot hole. Expedient values are between 0.5 mm and 6.0 mm, preferably between 0.8 mm and 4.0 mm, particularly preferably between 1.0 mm and 2.5 mm.
  • the tool 1 and the flushing grooves 6 are formed such that the exit point at which the cooling or rinsing liquid from the channel 4 in the flushing grooves 6 exits, is arranged in the region of the transition between the proximal axial end of the machining part 4 and a distal axial region of the guide element 5.
  • the tool shank 2 for example a drill head carrier, is set in rotation after being clamped in a drive (not shown), for example an angle piece, and transmits the rotational movement to the machining part 4, which rotates about the axis C as a rotating machining part.
  • the machining part can be fastened on a carrier, for example a drill head carrier.
  • the guide element 5 or its tip is inserted into the pilot boring borehole bored by the pilot boring or, when tapping, into the still remaining rest of the pilot boring duct.
  • the rotating processing parts e.g. Form drills or taps, now work while editing the bone along the guide member 5 in the bone. Here they are defined axially displaced along the guide member 5 and there is no risk that they break out laterally.
  • the guide element 5 or at least the proximal part of the guide element 5 which can be inserted into a pilot bore is designed like a pin. Furthermore, it is advantageous if the guide element 5 or at least the proximal part of the guide element 5 which can be inserted into a pilot bore is not designed for machining bones, in particular is not designed for drilling, cutting or milling. A non-cutting guide element 5 ensures the user that he can drill a hole exactly round, without departing from the pilot hole in depth and / or angle.
  • a particularly advantageous embodiment may consist in that the maximum machining depth of the guide element 5 can be specified. This ensures that the machining parts can not penetrate into the bone beyond the predetermined bore. NEN.
  • the processing space for the rotatable machining part 4 is specified exactly and there is no risk of lateral deflection or exceeding of the bore depth. Sources of error during processing are thus largely excluded.
  • the guide element 5 specifies the maximum working depth, this brings many advantages. So do not have to be laboriously attached so-called depth stop rings above the drill. Furthermore, an automatic processing stop takes place at the desired processing depth and it is not necessary to measure the penetration depth on a length scale beforehand or during the entire processing operation.
  • a maximum machining depth can also be specified when the machining part 4 is not fully penetrated into the hole. This is not possible when using conventional depth stop jumpers, as they usually have to be fastened above the machining part 4 and thereby would not come to a stop at the bore mouth.
  • the maximum machining depth can either be specified by the guide element 5 according to production or, if necessary, adjusted by the user according to his wishes on the tool itself.
  • the maximum machining depth can be selected arbitrarily, so that, for example, only the upper part of the bone bore is machined or the machining takes place almost to the end of the bore.
  • the machining depth can be predetermined by a stop.
  • the rotatable processing part 4 can only be displaced axially on the guide element 5 up to this stop. An editing beyond the stop is then not possible.
  • the machining part 4 can rotate about the guide element 5, the guide element 5 without its own Rotary movements remains in its position and only the machining part performs rotational movements.
  • the machining part 4 rotates with the guide element 5, wherein the rotational movement can be transmitted from the guide element 5 to the machining part 4 or vice versa.
  • the transmission of the rotational movement can be effected for example by a positive connection in the direction of rotation.
  • An axial movement along the guide element 5 can be forced in this case by a mutual wedge-shaped or conical taper of the positive connection. Due to this beveling, the machining part 4 is displaced in the direction of the bore during the working process, since the rotational movement is partially converted by the bevel into a movement with an axial component.
  • a specification of the maximum machining depth is also possible in that the positive connection between the guide element 5 and the machining part 4 is solvable from a certain depth and the machining part 4 no longer rotates at this depth and, thereby remains in the bone. In this case, there is a hollow turning of the guide member 5, wherein no rotational movement is transmitted from the guide member 5 to the machining part 4.
  • the processing part 4 has remained in the bone and the rotational movement of the guide element 5 is stopped, a new positive connection with the guide element 5 is produced and the processing part 4 is thereby removed from the bone.
  • the machining part 4 for example a thread cutter, can be turned out of the bore again in a rotational movement in the opposite direction.
  • machining parts 4 For the surgical tool 1 according to the invention, it is possible to use different machining parts 4. To be particularly important proven for a drill, especially form drill, and the other thread cutter.
  • cooling or rinsing liquid is supplied through the inlet opening 7 in the distal end face of the tool shank.
  • the cooling or rinsing fluid passes through the shaft of the drill into the drill head and is discharged from the drill bit via the flushing grooves 6 mounted on the guide element 5. This ensures that the liquid emerges at the point where the proximal edge of the machining tool 4 is most active.
  • the cooling or rinsing liquid introduced during the machining process is, for example, an isotonic saline solution.
  • the aqueous solution serves, on the one hand, to cool the processing tool; on the other hand, the worn bone parts are flushed out of the hole in the bone.
  • the guide element 5 is provided with flushing grooves 6 in the device according to the invention.
  • the saline solution does not emerge at the tip of the guide element 5 as in the prior art and runs out of the bore in the bone along the flushing grooves 6, but the liquid already occurs in the region of the transition between the proximal axial end of the machining part 4 and a distal axial region of the guide element 5, ie at the distal and not at the proximal end of the pilot hole.
  • the fluid the bone material is swished out, so that it can not come to smearing the drilled hole from the tool 1.
  • the flushing grooves 6 on the guide member 5 may extend to the proximal end of the guide member 5 to also cool or rinse the guide member 5 and the pilot hole. It is difficult for saline solution to enter the pilot hole in the bone. inflow and escape from it, since the guide element 5 usually sits in the pilot hole only with little play. However, it has been found that the cooling or flushing of the pilot bore achieved in this way is sufficient because it is more important to cool and rinse the proximal end of the machining part 4 than the guide element 5 in the pilot bore.
  • an axially acting spring element 8 is provided between the machining part 4 and the guide element 5, which pushes the guide element 5 out of the machining part 4.
  • the tool 1 thus has in this case a spring element 8 which generates a restoring force, which moves the guide member 5 in the proximal direction relative to the machining part 4, wherein the guide member 5 is axially movable against the restoring force.
  • the advantage of using the spring force to push out the guide element 5 is that the tool 1 is ready for use immediately.
  • the guide element 5 does not first have to be pulled out of the tool 1, in order then to be introduced into the pilot hole.
  • the spring force the guide element 5 is automatically led out to a stop and can be used directly in the pilot hole.
  • the guide element 5 slips back into the tool 1, for example, during the machining process.
  • the user can also work against gravity, without having to fear that the guide element 5 comes out of engagement with the pilot hole and thus its leadership function is disturbed.
  • the machining part 4 is fixed on the tool shank 2 via a thread or, according to a preferred embodiment, formed integrally with the tool shank 2.
  • the machining part 4 can be screwed onto the tool shank 2 up to a stop.
  • the end of the tool shaft 2 also abuts a stop in the interior of the machining part 4.
  • the guide element 5 is slidably mounted. Before using the tool, the abutment of the guide element 5 abut against a stop of the machining part 4. The guide element 5 is pressed by the spring element 8 to the stop.
  • the spring 8 is seated at its one end on the spring seat 10 of the guide element 5. At its other end sits the spring 8 on the spring seat 11 of the tool shank 2, which also serves as a tool carrier on. In the tool shank 2, the spring 8 is guided in the inner bore 12 of the tool shank 3.
  • the guide element 3 is inserted into this pilot hole.
  • the machining part 4 which is fixed, preferably integrally connected to the tool shank 2, is set in rotation.
  • the guide member 3 does not rotate with it, but remains immobile in the pilot hole.
  • the rotating machining part 4 is pressed proximally in the direction of the pilot bore.
  • the force applied by the spring 8 counterforce must be overcome.
  • the spring 8 compresses during this process together.
  • the machining part 4 shifts along the guide element 3 or the guide element 3 with respect to the machining part 4 until a stop is reached. This stop defines the maximum machining depth up to which the rotating bearing Beitungsteil 4 can penetrate into the pilot hole.
  • the spring 8 is compressed in this process.
  • a cooling water channel 3 runs through this channel 4 an isotonic saline solution is passed through this channel 4 for cooling the tool 1 and for spitting out the removed bone parts.
  • the isotonic saline solution exits at the proximal end of the processing part 4 during the machining process. Tip of the guide member 3 and then runs in the radial direction from the exit point laterally outward and along the flushing grooves 6 in the proximal direction on the guide element.
  • a securing element may be provided with which the guide element 3 is held in the processing part 4 after insertion into the machining part 4.
  • a securing bolt 13 serves this purpose, which is inserted or screwed into a corresponding radial opening 14 and engages in a corresponding recess or step in the guide part 3.
  • the guide member 5 has formed as a pivotable barb fastening parts that fold during assembly of the guide member 5 in the processing part 4 and provide for the fixing of the guide member 5 in the processing part 4.
  • FIGS. 6 to 10 show a second exemplary embodiment of a tool 1 according to the invention in the form of a drilling device for drilling a hole in a jaw for the insertion of a dental implant. posed. It corresponds to the first embodiment of Figures 1 to 5, with the difference that the machining part 4 is not cylindrical, but conical.
  • the machining part 4 may be, for example, a drill head.
  • the surgical tool 1 according to the invention is characterized in that the user is once set the pilot hole, which can perform subsequent operations without major sources of error.
  • the tool according to the invention there is neither the risk of a lateral breaking out of the bore nor of a puncture of the bore downwards. This is ensured by virtue of the tool having a guide element 5 and the rotating machining part 4 being displaced axially relative to the guide element 5 during the machining process, thereby enabling improved cooling and improved removal of bone chips, tissue parts and blood.
  • the tool 1 according to the invention it is also possible for beginners to carry out the necessary processing steps for the preparation of bones, in particular for the insertion of dental implants.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Werkzeug (1) zum Präparieren von Knochen, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats, beispielsweise eine Bohrvorrichtung umfassend einen Werkzeugschaft (2), der einen Kanal (3) zum Durchleiten einer Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, einen rotierbaren Bearbeitungsteil (4), und ein Führungselement (5), das an dem proximalen Ende des Bearbeitungsteils (4) angeordnet, relativ zu dem Bearbeitungsteil (4) axial bewegbar und zum Einführen in eine Pilotbohrung ausgebildet ist und Spülungsnuten (6) zum Leiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist. Um mit dem Werkzeug (1) Knochenmaterial bearbeitet zu können, ohne dass das Werkzeug (1) aus der Pilotbohrung ausbricht bzw. den Bohrungskanal durchstößt, wobei eine verbesserte Kühlung und ein verbessertes Entfernen von Knochenspänen, Gewebeteile und Blut ermöglicht werden, wird vorgeschlagen, dass die Austrittstelle, an der die Kühl- oder Spülflüssigkeit aus dem Kanal (3) in die Spülungsnuten (6) austritt, im Bereich des Übergangs zwischen dem proximalen Ende des Bearbeitungsteils (4) und dem distalen Ende des Führungselements (5) angeordnet ist.

Description

Chirurgisches Werkzeug, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats
Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Werkzeug zum Präparieren von Knochen, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann in allen Bereichen der Knochenchirurgie eingesetzt werden. Es wird im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit anhand des Beispiels von Implantatbohrungen für die Kieferchirurgie beschrieben.
Zahnimplantate sind in den Kieferknochen eingesetzte Fremdkörper. Das Teilgebiet der Zahnheilkunde, das sich mit dem Einpflanzen von Zahnimplantaten in den Kieferknochen befasst, wird als Implantologie bezeich- net. Durch ihre Verwendbarkeit als Träger von Zahnersatz übernehmen Zahnimplantate die Funktion künstlicher Zahnwurzeln. Zum Bohren der Löcher für das Setzen der Zahnimplantate in den Kiefer wird eine Bohrschablone verwendet.
Zwischenzeitlich hat sich die Technik, einen verlorengegangenen Zahn durch ein Zahnimplantat und eine darauf befestigte Zahnprothese oder Brücke zu ersetzen durchgesetzt. Man verwendet dabei ein aus keramischer Masse oder Metall hergestelltes, im Knochen verankertes Implantat, die Implantatwurzel, auf dem die künstliche Zahnkrone befestigt wird. Hierzu muss an der Stelle des verlorengegangenen Zahns eine Bohrung für die Implantatwurzel in den Kiefer eingebracht werden. Da sich die künstliche Zahnkrone harmonisch in die Zahnreihe eingliedern, die Implantatwurzel zur besseren Kaudruckaufnahme einen möglichst großen Durchmesser haben soll und das Knochenangebot im Kiefer begrenzt ist, muss die Position und Winkelorientierung der Bohrung exakt vorherbe- rechnet und eingehalten werden.
Um dies zu gewährleisten, wird üblicherweise zunächst eine Bohrschablone erstellt, die an dem vorherbestimmten Ort eine winkellagemäßig justierte Bohrhülse aufweist, deren Innendurchmesser dem Durchmesser eines Pilotbohrers für die Kieferbohrung entspricht. Die Bohrschablone wird von dem Patienten beim Bohren der Pilotbohrung getragen. Diese Bohrschablone kann anhand eines Kiefermodells des Patienten oder rein aus röntgenologischen oder computertomographisch gewonnenen Daten hergestellt werden. Weiterhin werden die für die Festlegung der Bohr- richtung notwendigen Informationen über die Ausdehnung des Kieferknochens mittels einer Computertomographie gewonnen, wobei verschiedene Schnittdarstellungen durch den Kiefer möglich sind. Andere Verfahren, die zum Vermessen des Kiefers für das Herstellen einer Bohrschablone verwendet werden, sind z.B. das sogenannte Bone Mapping, die Knochen- messung mit einer Sonde oder andere Messverfahren.
Bohrschablonen sind also HilfsVorrichtungen, um dem Implantologen das Einbringen einer Bohrung in den Kieferknochen eines Patienten, in die das Implantat eingesetzt werden soll, zu erleichtern. Die Bohrschablone weist ein am Kiefermodell erstelltes Bohrloch auf, das beim Einbringen der Bohrung bzw. Pilotbohrung in den Kieferknochen als Führung für den Bohrer dient. Das Bohrloch soll die richtige Position und Winkellage aufweisen.
Vor dem Einbringen eines Implantats in einen Knochen findet zunächst eine Bearbeitung des Knochenmaterials mit speziellen chirurgischen Werkzeugen statt. Häufig wird zunächst eine Vorbohrung, die sogenannte Pilotbohrung, mit einem verhältnismäßig dünnen Bohrer vorgenommen, bei der die Präparationstiefe durch Tiefenbegrenzungselemente gewähr- leistet wird. Danach wird mit Hilfe eines sogenannten Formbohrers der Vorbohrungskanal aufgebohrt und erhält dadurch die für das Implantat notwendige Gestalt. In einem nächsten Schritt zur Präparation des Knochens wird die Formbohrung mit einem Gewinde versehen. Dazu wird ein Gewindeschneider in die Bohrung hineingedreht.
Der Formbohrer dient also zum Bohren der Bohrung in den Kiefer, nachdem die Pilotbohrung mit einem Pilotbohrer (und ggf. den Führungshülsen einer Bohrschablone) durchgeführt wurde. Beim Bohren mit dem Formbohrer wird in der Regel keine Führungshülse verwendet.
Dabei kann es mit den herkömmlichen Bearbeitungswerkzeugen zu erheblichen Schwierigkeiten kommen. Es besteht stets die Gefahr, dass man den vorgegebenen Bohrkanal während der Bearbeitung verlässt und umliegendes Knochenmaterial in Mitleidenschaft zieht. Dies gilt insbeson- dere bei der Präparation von Kieferknochen, weil sich die Implantatbohrung in das porös aufgebaute schwammartige Knochenmaterial der Spon- giosa erstreckt und das Werkzeug unter Umständen in die Hohlräume des Knochengewebes eindringt. Dadurch würde der Kiefer des Patienten stark in Mitleidenschaft gezogen und gegebenenfalls sogar der Einsatz von Im- plantaten unmöglich machen.
Eine weitere Gefahr besteht darin, dass die Bearbeitung über die vorgegebene Tiefe der Bohrung hinausgeht und dabei den Bohrungs-Boden durchschlägt, wobei sowohl Kiefermaterial als auch Nerven in Mitleiden- schaft gezogen werden.
Im Stand der Technik ist aus der EP 1 304 087 A2 ein chirurgisches Werkzeug zum Präparieren von Knochen, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats, bekannt, das - einen Werkzeugschaft, der zum Einspannen in eine rotierbare Werkzeugaufnahme ausgebildet ist und einen Kanal zum Durchleiten einer Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, einen um eine axiale Rotationsachse rotierbaren Bearbeitungsteil, der von dem Werkzeugschaft antreibbar und an dem proximalen axialen Ende des Werkzeugschafts angeordnet ist, und ein sich in axialer Richtung des Werkzeugs erstreckendes Führungselement, das an dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils angeordnet, relativ zu dem Bearbeitungsteil axial bewegbar und zum Einführen in eine Pilotbohrung ausgebildet ist und an seiner Oberflä- che eine oder mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Spülungsnuten zum Leiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, umfasst.
Nach der Pilotbohrung erfolgt mit einem solchen Formbohrer die endgül- tige Bohrung (sogenannte "Finishbohrung") vor dem Inserieren des Implantatskörpers in den Kiefer. Der Formbohrer, der auch als Teleskopbohrer bezeichnet werden könnte, verfügt über die Eigenschaft, dass er durch das an der aktiven Schneide angebrachte, teleskopartig in axialer Richtung aus- und einfahrbare Führungselement, das auf Druck ins Innere des Bohrkopfes verschwindet, geführt wird. Bei der Anwendung wird der Bohrer in die Pilotbohrung gedrückt, ohne ihn dabei zu kippen. Erreicht das Führungselement den Boden der Pilotbohrung, drückt es sich gegen eine Federkraft in den Bohrerkopf, bis es einen Anschlag erfährt. Wenn das Führungselement in dieser Anschlagsstellung aus dem Bohrkopf her- ausragt, beispielsweise um 0,5 mm, und nicht schneidend ist, bleibt der Bohrkopf in seiner Bohrbewegung im Sackloch der Pilotbohrung stehen und kann nicht mehr aktiv weiter geführt werden. Die "Finishbohrung" ist somit durchgeführt.
Wenngleich mit diesem bekannten Werkzeug gute Ergebnisse erzielt werden konnten, hat es sich in der Praxis herausgestellt, dass sowohl die Kühlung des Bearbeitungsteils durch die Kühlflüssigkeit als auch das Entfernen der Knochenspäne, Gewebeteile und Blut von der Bohrstelle während der Bearbeitung nicht optimal sind und verbessert werden sollten.
Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Werkzeug zu schaffen, mit dem Knochenmaterial bearbeitet werden kann, ohne dass das Werkzeug aus dem Bohrungskanal ausbricht bzw. den Bohrungskanal durchstößt, wobei eine verbes- serte Kühlung und ein verbessertes Entfernen von Knochenspänen, Gewebeteilen und Blut ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein chirurgisches Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen.
Ein erfindungsgemäßes chirurgisches Werkzeug zum Präparieren von Kno- chen, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats, umfasst also einen Werkzeugschaft, der zum Einspannen in eine rotierbare Werkzeugaufnahme ausgebildet ist und einen Kanal zum Durchleiten einer Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, - einen um eine axiale Rotationsachse rotierbaren Bearbeitungsteil, der von dem Werkzeugschaft antreibbar und an dem proximalen axialen Ende des Werkzeugschafts angeordnet ist, und ein sich in axialer Richtung des Werkzeugs erstreckendes Führungselement, das an dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils angeordnet, relativ zu dem Bearbeitungsteil axial bewegbar und zum
Einführen in eine Pilotbohrung ausgebildet ist und an seiner Oberfläche eine oder mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Spülungsnuten zum Leiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist,
und weist die Besonderheit auf, dass das Werkzeug und die Spülungsnuten derart ausgebildet sind, dass die Austrittstelle, an der die Kühl- oder Spülflüssigkeit aus dem Kanal in die Spülungsnuten austritt, im Bereich des Übergangs zwischen dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils und einem distalen axialen Bereich des Führungselements an- geordnet ist.
Es hat sich herausgestellt, dass mit einem solchen chirurgischen Werkzeug ein optimales Kühlen und Spülen möglich ist. Das liegt daran, dass die zum Kühlen bzw. Spülen verwendete Flüssigkeit bei einem Werkzeug gemäß der Erfindung direkt an der proximalen Schneide des Bearbeitungsteils austritt, und nicht wie im Stand der Technik an der Spitze des Führungselements am Boden der Pilotbohrung. Dies hat den Vorteil einer besseren Kühlung der Schneide und damit eines kiefer- und gewebescho- nenden Bearbeitungs- bzw. Bohrvorgangs, weil die Kühlflüssigkeit nicht erst durch eine am proximalen Ende des Führungselements befindliche Öffnung austreten, durch den engen Spalt zwischen dem proximalen Ende des Führungselements und dem daran anliegenden Boden der Pilotbohrung fließen und durch die Spülnuten zum proximalen Ende des Bearbei- tungsteils zurückfließen muss, sondern unmittelbar am proximalen Ende des Bearbeitungsteils austreten kann. Eine bessere Spülung von Knochenspänen, Gewebeteilen und Blut ergibt sich dabei dadurch, dass die Strömung radial von innen nach außen gerichtet ist und damit die abgetragenen Knochenspäne von der Bohrstelle radial nach außen abtranspor- tiert. Dadurch verstopfen die Austritte der Kühlkanäle und die Kühlkanäle bzw. Spülnuten selbst weniger.
Ein weiteres, in diesem Zusammenhang vorteilhaftes Merkmal kann sein, dass das chirurgisches Werkzeug und die Spülungsnuten derart ausgebil- det sind, dass die Kühl- oder Spülflüssigkeit in den Spülungsnuten in Richtung zu dem proximalen Ende des Führungselements fließt. Das Führungselement weist also ein oder mehrere axial verlaufende außen liegende Nuten, die auch als Schlitze oder Rillen bezeichnet werden können, auf, in denen die Kühlflüssigkeit in Richtung zur proximalen Spitze des Führungselements fließt. Im Stand der Technik dagegen tritt die Kühlflüssigkeit an der proximalen Spitze des Führungselements aus und läuft in den Spülungsnuten außen an dem Führungselement zurück. Bei der Erfindung ist also die Strömung der Kühl- bzw. Spülflüssigkeit in den Spülungsnuten des Führungselements proximal gerichtet, wogegen sie im Stand der Technik distal gerichtet ist.
Dementsprechend kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Führungselement keinen Kanal zum Durchleiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist und/oder dass das Führungselement an seinem proximalen Ende keine Öffnung aufweist, aus der Kühl- oder Spülflüssigkeit austritt.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, dass der Bearbeitungsteil und der Werkzeugschaft zusammen ein einstückiges Teil bilden. Bei der EP 1 304 087 A2 sind der Bohrkopf und der Werkzeugschaft zwei separate Teile und der Bohrkopf ist mittels einer Gewindeverbindung auf den Werkzeugschaft bis zu einem Anschlag aufgeschraubt. Die geschraubte Verbindung nach dem Stand der Technik stellt eine Schwachstelle dar, nämlich in hygienischer Hinsicht, da sich in dem Feingewinde Knochenspäne, Gewebeteile und Blut ansammeln können, und auch in mechanischer Hinsicht, weil dies eine mögliche Bruchstelle darstellen kann oder sich die Verbindung lösen kann, insbesondere wenn mit dem Bohrer mehrere Bohrungen bei einem Patienten durchgeführt wer- den, beispielsweise acht Bohrlöcher, wobei der Bohrer in dem harten Knochen hoch belastet wird. Die einteilige Ausführung des Bearbeitungskörpers (z.B. Bohrkopf oder Gewindeschneidschaft) mit dem Werkzeugschaft (z.B. Bohrerschaft), wobei beide Teile zusammen aus einem Stück gefertigt werden, vermeidet diese Nachteile. Dabei ist auch bei sehr kleinen Abmessungen die Bruchsicherheit der Konstruktion gewährleistet.
Eines, mehrere oder alle Teile des Werkzeugschafts, des Bearbeitungsteils und des Führungselements können beispielsweise aus Industriestahl Nr. 1.4301, 1.4303 oder 1.4305 bestehen. Auch die Industriestähle Nr. 1.4034 und 1.4197 sind vorteilhaft. Der Stahl 1.4197 hat den Vorteil, dass er durch Anlassen etwas "biegsamer" als der Stahl 1.4034 wird, dabei aber auch etwas weniger hart/schnitthaltig. Bei dünnen Bohrern, zum Beispiel einem Pilotbohrer zum Vorbohren, könnte man deshalb eher den Stahl 1.4197 verwenden, ansonsten den Stahl 1.4034. Eine beson- ders vorteilhafte Ausführungsform, insbesondere bei gemeinsamer einstückiger Ausbildung von Bearbeitungsteil und der Werkzeugschaft, kann sein, dass eines, mehrere oder alle Teile des Werkzeugschafts, des Bearbeitungsteils und des Führungselements aus Titan, Titannitrit, Titannitrid, Zirkonium, Zirkonoxid oder Keramik bestehen. Diese Materialen haben den Vorteil, dass sie biologisch neutral sind, im Gegensatz zu Stahl, gegen das viele Patienten allergisch sind. Damit können auch solche allergischen Patienten behandelt werden.
Eine zusätzliche vorteilhafte Ausbildung kann darin bestehen, dass die Summe der Querschnittsflächen der Spülungsnuten in dem Führungselement mindestens so groß wie der Querschnitt des Kanals in dem Werkzeugschaft ist. Der Vorteil dabei ist, dass eine Reduktion des Strömungsquerschnitts für das Fließen der Kühl- oder Spülflüssigkeit durch einen querschnittsverengten Übergang von dem Kanal in die Spülnuten und so- mit eine Verringerung des Kühlmittelflusses verhindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers mit zylindrischem Bohrkopf,
Figur 2 einen prinzipiellen axialen Schnitt des Bohrerschaftes und des Bearbeitungsteiles des Bohrers von Figur 1,
Figur 3 eine Seitenansicht des Führungselements des Bohrers von Figur 1,
Figur 4 einen Schnitt B zu Figur 2, Figur 5 einen Schnitt A zu Figur 3, Figur 6 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers mit konischem Bohrkopf,
Figur 7 einen prinzipiellen axialen Schnitt des Bohrerschaftes und des Bearbeitungsteiles des Bohrers von Figur 6,
Figur 8 eine Seitenansicht des Führungselements des Bohrers von Figur 6,
Figur 9 einen Schnitt B zu Figur 7 und Figur 10 einen Schnitt A zu Figur 8. In den Figuren 1 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 in Form einer Bohrvorrichtung zum Bohren eines Loches in einen Kiefer für das Einsetzen eines Zahnimplantats dargestellt. Die Bohrvorrichtung umfasst einen Werkzeugschaft 2, der zum Einspannen in eine rotierbare Werkzeugaufnahme ausgebildet ist und einen Kanal 3 zum Durchleiten einer Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, sowie einen um eine axiale Rotationsachse C rotierbaren Bearbeitungsteil 4, der von dem Werkzeugschaft 2 antreibbar und an dem proximalen axialen Ende des Werkzeugschafts 2 angeordnet ist. Der Bearbeitungsteil 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet und beispielsweise ein Bohrer, insbesondere ein Spiralbohrer, oder ein Senkbohrer.
Der Bearbeitungsteil 4 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser zwi- sehen 1,8 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 2,0 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen 2,5 mm und 10 mm. Die Untergrenze ergibt sich aus dem Erfordernis, dass wegen der weiter unten beschriebenen Innenteile die verbleibende Wandstärke für die Schneide groß genug sein muss. Die Obergrenze ergibt sich aus zweckmäßigen Bereichen all- gemeiner orthopädischer Anwendungen.
Ferner umfasst das Werkzeug 1 ein sich in axialer Richtung des Werkzeugs erstreckendes Führungselement 5, das an dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils 4 angeordnet, relativ zu dem Bearbeitungsteil 4 axial bewegbar und zum Einführen in eine Pilotbohrung ausgebildet ist und an seiner Oberfläche eine oder mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Spülungsnuten 6 zum Leiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist. Der Außendurchmesser des Führungselements 5 ist so groß wie oder geringfügig größer als der Innendurchmesser der Pilotbohrung. Zweckmäßig Werte liegen zwischen 0,5 mm und 6,0 mm, bevorzugt zwischen 0,8 mm und 4,0 mm, besonders bevorzugt zwischen 1,0 mm und 2,5 mm.
Das Werkzeug 1 und die Spülungsnuten 6 sind derart ausgebildet, dass die Austrittstelle, an der die Kühl- oder Spülflüssigkeit aus dem Kanal 4 in die Spülungsnuten 6 austritt, im Bereich des Übergangs zwischen dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils 4 und einem distalen axialen Bereich des Führungselements 5 angeordnet ist.
Der Werkzeugschaft 2, beispielsweise ein Bohrkopfträger, wird nach dem Einspannen in einen nicht dargestelltes Antrieb, beispielsweise ein Winkelstück, in Rotation versetzt und überträgt die Rotationsbewegung auf den Bearbeitungsteil 4, der sich als rotierender Bearbeitungsteil um die Achse C dreht. Der Bearbeitungsteil kann auf einem Träger, beispielsweise einem Bohrkopfträger befestigt sein.
Zu Beginn der Bearbeitung wird das Führungselement 5 bzw. seine Spitze in den von dem Pilotbohrer gebohrten Vorbohrungskanal bzw. beim Gewindeschneiden in den noch zurückgebliebenen Rest des Vor- bohrungskanals eingesetzt. Die rotierenden Bearbeitungsteile, z.B. Formbohrer oder Gewindeschneider, arbeiten sich nun beim Bearbeiten des Knochens entlang des Führungselements 5 in den Knochen. Hierbei werden sie definiert axial entlang des Führungselements 5 verschoben und es besteht zu keinem Zeitpunkt die Gefahr, dass sie seitlich ausbrechen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Führungselement 5 oder zumindest der in eine Pilotbohrung einführbare proximale Teil des Führungselements 5 stiftartig ausgebildet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Führungselement 5 oder zumindest der in eine Pilotbohrung einführbare proximale Teil des Führungselements 5 nicht zum spanabtragenden Bearbeiten von Knochen ausgebildet ist, insbesondere nicht zum Bohren, Schneiden oder Fräsen ausgebildet ist. Ein nicht schneidendes Führungselement 5 gewährleistet dem Anwender, dass er ein genau rundes Loch bohren kann, ohne hinsichtlich Tiefe und/oder Winkel aus der Pilotbohrung abzuweichen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, dass auch die maximale Bearbeitungstiefe von dem Führungselement 5 vorgebbar ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die Bearbeitungsteile nicht über die vorgegebene Bohrung hinaus in den Knochen eindringen kön- nen. Der Bearbeitungsraum für den rotierbaren Bearbeitungsteil 4 wird exakt vorgegeben und es besteht weder die Gefahr eines seitlichen Aus- weichens noch eines Überschreitens der Bohrungstiefe. Fehlerquellen bei der Bearbeitung werden also weitestgehend ausgeschlossen.
Wenn das Führungselement 5 die maximale Arbeitstiefe vorgibt, bringt dies viele Vorteile mit sich. So müssen nicht in umständlicher Weise sogenannte Tiefenstoppringe oberhalb des Bohrers angebracht werden. Weiterhin erfolgt ein automatischer Bearbeitungsstopp in der gewünsch- ten Bearbeitungstiefe und es muss nicht an einer Längenskala die Eindringtiefe zuvor bzw. während des gesamten Bearbeitungsvorganges abgemessen werden. Durch das Führungselement 5 kann eine maximale Bearbeitungstiefe auch dann vorgegeben werden, wenn der Bearbeitungsteil 4 noch nicht vollständig in die Bohrung eingedrungen ist. Dies ist bei Verwendung von herkömmlichen Tiefenstoppringen nicht möglich, da diese in der Regel oberhalb des Bearbeitungsteils 4 befestigt werden müssen und dadurch gar nicht zum Anschlag an der Bohrungsmündung kämen.
Die maximale Bearbeitungstiefe kann entweder von dem Führungselement 5 fertigungsgemäß vorgegeben sein oder bei Bedarf vom Benutzer entsprechend seinen Wünschen am Werkzeug selbst eingestellt werden. Die maximale Bearbeitungstiefe kann beliebig wählbar sein, so dass beispielsweise nur der obere Teil der Knochenbohrung bearbeitet wird oder die Bearbeitung fast bis zum Ende der Bohrung erfolgt.
Wenn die maximale Bearbeitungstiefe vom Führungselement 5 vorgegeben wird, ist es beispielsweise denkbar, dass die Bearbeitungstiefe durch einen Anschlag vorgebbar ist. In diesem Fall kann der rotierbare Bear- beitungsteil 4 nur bis zu diesem Anschlag axial am Führungselement 5 verschoben werden. Eine Bearbeitung über den Anschlag hinaus ist dann nicht möglich.
In einer ersten Ausführungsform kann sich der Bearbeitungsteil 4 um das Führungselement 5 drehen, wobei das Führungselement 5 ohne eigene Drehbewegungen in seiner Position verharrt und nur der Bearbeitungsteil Rotationsbewegungen ausführt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 dreht sich der Bearbeitungsteil 4 mit dem Führungselement 5, wobei die Rotationsbewegung von dem Führungselement 5 auf den Bearbeitungsteil 4 oder umgekehrt übertragen werden kann.
Die Übertragung der Rotationsbewegung kann beispielsweise durch eine in Rotationsrichtung formschlüssige Verbindung erfolgen. Eine axiale Bewegung entlang des Führungselements 5 kann in diesem Fall durch eine gegenseitige keilförmige oder konische Abschrägung der formschlüssigen Verbindung erzwungen werden. Aufgrund dieser Abschrägung wird der Bearbeitungsteil 4 während des Arbeitsvorgangs in Richtung der Boh- rung verschoben, da die Drehbewegung durch die Abschrägung teilweise in eine Bewegung mit axialer Komponente umgesetzt wird.
Eine Vorgabe der maximalen Bearbeitungstiefe ist dabei auch dadurch möglich, dass die formschlüssige Verbindung zwischen dem Führungs- element 5 und dem Bearbeitungsteil 4 ab einer bestimmten Tiefe lösbar ist und den Bearbeitungsteil 4 in dieser Tiefe nicht mehr rotiert und, dadurch im Knochen verharrt. In diesem Fall kommt es zu einem Hohldrehen des Führungselements 5, wobei keine Rotationsbewegung mehr vom Führungselement 5 auf den Bearbeitungsteil 4 übertragen wird.
Es ist möglich, dass nach dem Verharren des Bearbeitungsteils 4 im Knochen und dem Stoppen der Rotationsbewegung des Führungselements 5 eine neue formschlüssige Verbindung mit dem Führungselement 5 hergestellt und dadurch der Bearbeitungsteil 4 aus dem Knochen entfernt wird. Beispielsweise kann hierbei der Bearbeitungsteil 4, zum Beispiel ein Gewindeschneider, bei einer Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung wieder aus der Bohrung herausgedreht werden.
Für das erfindungsgemäße chirurgische Werkzeug 1 können unterschied- liehe Bearbeitungsteile 4 eingesetzt werden. Als besonders wichtig haben sich zum einen Bohrer, insbesondere Formbohrer, und zum anderen Gewindeschneider bewährt.
Während der Bearbeitungsvorgänge wird Knochenmaterial abgetragen. Außer den Knochenspänen sind auch Gewebeteile und Blut vorhanden. Diese Verschmutzungen sollten bereits während des Arbeitsvorgangs aus der Bohrung entfernt werden, da es sonst zu einem Verschmieren kommt. Hierzu wird durch die Eintrittsöffnung 7 in dem distalen stirnseitigen Ende des Werkzeugschaftes 2 Kühl- oder Spülflüssigkeit zugeführt. Die Kühl- oder Spülflüssigkeit läuft durch den Schaft des Bohrers in den Bohrkopf und wird aus der Bohrspitze über die auf dem Führungselement 5 angebrachten Spülungsnuten 6 ausgeleitet. Dadurch wird gewährleistet, dass die Flüssigkeit an der Stelle austritt, an der die proximale Schneide des Bearbeitungswerkzeugs 4 am aktivsten ist.
Die während des Bearbeitungsvorganges eingeleitete Kühl- oder Spülflüssigkeit ist beispielsweise eine isotone Kochsalzlösung. Die wässrige Lösung dient zum einen der Kühlung des Bearbeitungswerkzeugs; zum anderen werden dadurch die abgetragenen Knochenteile aus der Bohrung im Knochen herausschwemmt. Um dies zu ermöglichen, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Führungselement 5 mit Spülungsnuten 6 versehen. Die Kochsalzlösung tritt jedoch nicht wie im Stand der Technik an der Spitze des Führungselements 5 aus und läuft entlang der Spülungsnuten 6 wieder aus der Bohrung im Knochen heraus, sondern die Flüssigkeit tritt bereits im Bereich des Übergangs zwischen dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils 4 und einem distalen axialen Bereich des Führungselements 5 aus, d.h. am distalen und nicht am proximalen Ende der Pilotbohrung. Durch die Flüssigkeit wird das Knochenmaterial mit ausgeschwämmt, so dass es nicht zum Verschmieren der von dem Werkzeug 1 gebohrten Bohrung kommen kann.
Die Spülungsnuten 6 auf dem Führungselement 5 können sich bis zum proximalen Ende des Führungselements 5 erstrecken, um auch das Führungselement 5 und die Pilotbohrung zu kühlen oder zu spülen. Für die Kochsalzlösung ist es zwar schwierig, in die Pilotbohrung im Knochen ein- zuströmen und wieder daraus zu entweichen, da das Führungselement 5 in der Regel nur mit geringem Spiel in der Pilotbohrung sitzt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das auf diese Weise erzielte Kühlen oder Spülen der Pilotbohrung ausreicht, weil es wichtiger ist, das proximale Ende des Bearbeitungsteils 4 als das Führungselement 5 in der Pilotbohrung zu kühlen und zu spülen. Es baut sich bei der Erfindung dennoch beim Durchleiten einer wässrigen Lösung dennoch kein Druck auf, der im ungünstigsten Fall dazu führen könnte, dass das Werkzeug 1 aus der Bohrung oder Pilotbohrung herausgedrückt wird bzw. der dazu führen kann, dass der Kühlungskanal im Werkzeug 1 nicht mehr durchströmt wird und es dadurch zu einer unerwünschten Erwärmung kommt. Eine Überhitzung des Werkzeugs könnte nämlich erhebliche Schäden beim Patienten hervorrufen, da Knochenmaterial und darin eingebettete Nerven stark geschädigt würden.
Zweckmäßigerweise wird zwischen Bearbeitungsteil 4 und Führungselement 5 ein in Axialrichtung wirkendes Federelement 8 vorgesehen, das das Führungselement 5 aus dem Bearbeitungsteil 4 herausdrückt. Das Werkzeug 1 weist also in diesem Fall ein Federelement 8 auf, das eine Rückstell kraft erzeugt, die das Führungselement 5 in proximaler Richtung gegenüber dem Bearbeitungsteil 4 bewegt, wobei das Führungselement 5 gegen die Rückstellkraft axial bewegbar ist. Der Vorteil bei der Verwendung der Federkraft zum Herausdrücken des Führungselements 5 besteht darin, dass das Werkzeug 1 sofort zum Einsatz bereit steht. Das Füh- rungselement 5 muss nicht erst aus dem Werkzeug 1 herausgezogen werden, um dann in die Pilotbohrung eingeführt zu werden. Durch die Federkraft wird das Führungselement 5 automatisch bis zu einem Anschlag herausgeführt und kann direkt in die Pilotbohrung eingesetzt werden. Weiterhin besteht nicht die Gefahr, dass das Führungselement 5 beispielsweise während des Bearbeitungsvorganges wieder zurück in das Werkzeug 1 rutscht. Somit kann der Benutzer auch gegen die Schwerkraft arbeiten, ohne befürchten zu müssen, dass das Führungselement 5 aus dem Eingriff mit der Pilotbohrung gelangt und damit dessen Führungsfunktion gestört wird. Bei dem distalen Endstück des Werkzeugschaftes 2, der in eine Werkzeugaufnahme eingespannt wird, handelt es sich beispielsweise um ein DIN-genormtes Teil oder Fertigteil. Der Bearbeitungsteil 4 ist auf dem Werkzeugschaft 2 über ein Gewinde festgelegt oder gemäß einer bevor- zugten Ausführungsform einstückig mit dem Werkzeugschaft 2 ausgebildet. Der Bearbeitungsteil 4 kann auf den Werkzeugschaft 2 bis zu einem Anschlag aufgeschraubt werden. Das Ende des Werkzeugschafts 2 stößt dabei auch an einen Anschlag im Inneren des Bearbeitungsteils 4 an. In der Innenbohrung 9 des Bearbeitungsteils 4 ist das Führungselement 5 verschiebbar gelagert. Vor dem Verwenden des Werkzeugs kann der Anschlag des Führungselements 5 an einem Anschlag des Bearbeitungsteils 4 anliegen. Das Führungselement 5 wird dabei von dem Federelement 8 an den Anschlag gepresst.
Die Feder 8 sitzt an ihrem einen Ende auf dem Federsitz 10 des Führungselements 5 auf. An ihrem anderen Ende sitzt die Feder 8 auf dem Federsitz 11 des Werkzeugschaftes 2, der gleichzeitig als Werkzeugträger dient, auf. In dem Werkzeugschaft 2 wird die Feder 8 in der Innenbohrung 12 des Werkzeugschaftes 3 geführt.
Nachdem eine Pilotbohrung mit einem Bohrer vorgenommen wurde, die nur einen unwesentlich größeren Durchmesser als das Führungselement 3 hat, wird das Führungselement 3 in diese Pilotbohrung eingesetzt. Der Bearbeitungsteil 4, der fest, vorzugsweise einstückig mit dem Werkzeug- schaft 2 verbunden ist, wird in Rotation versetzt. Das Führungselement 3 dreht sich dabei nicht mit, sondern verharrt unbeweglich in der Pilotbohrung. Durch Ausübung einer Kraft wird der rotierende Bearbeitungsteil 4 proximal in Richtung der Pilotbohrung gedrückt. Dabei muss die von der Feder 8 aufgebrachte Gegenkraft überwunden werden. Die Feder 8 staucht sich während dieses Vorgangs zusammen. Während des Bohrvorgangs verschiebt sich der Bearbeitungsteil 4 solange entlang des Führungselements 3 bzw. das Führungselement 3 gegenüber dem Bearbeitungsteil 4, bis ein Anschlag erreicht ist. Durch diesen Anschlag wird die maximale Bearbeitungstiefe vorgegeben, bis zu der der rotierende Bear- beitungsteil 4 in die Pilotbohrung eindringen kann. Die Feder 8 wird bei diesem Vorgang zusammengepresst.
Durch das Innere des Werkzeugschafts 2 und des Bearbeitungsteils 4 läuft ein Kϋhlwasserkanal 3. Durch diesen Kanal 4 wird zum Kühlen des Werkzeugs 1 und zum Herausspϋlen der abgetragenen Knochenteile eine isotone Kochsalzlösung geleitet. Die isotone Kochsalzlösung tritt während des Bearbeitungsvorganges an dem proximalen Ende des Bearbeitungsteils 4 aus. Spitze des Führungselements 3 aus und läuft dann in radialer Richtung von der Austrittsstelle seitlich nach außen sowie entlang der Spülungsnuten 6 in proximaler Richtung am Führungselement 3.
Zum Befestigen des Führungselements 3 kann, insbesondere in der einstückigen Ausbildung von Werkzeugschaft 2 und Bearbeitungsteil 4, ein Sicherungselement vorgesehen sein, mit dem das Führungselement 3 nach dem Einsetzen in den Bearbeitungsteil 4 in dem Bearbeitungsteil 4 gehalten wird. In dem Ausführungsbeispiel dient hierzu ein Sicherungsbolzen 13, der in eine entsprechende radiale Öffnung 14 eingesetzt oder eingeschraubt wird und in eine entsprechende Einbuchtung oder Abstu- fung in dem Führungsteil 3 eingreift. In anderen Ausführungsformen kann als Sicherungselement beispielsweise auch das Führungselement 5 als schwenkbare Widerhaken ausgebildete Befestigungsteile aufweist, die bei der Montage des Führungselements 5 in den Bearbeitungsteil 4 ausklappen und für das Fixieren des Führungselements 5 in dem Bearbei- tungsteil 4 sorgen.
In den Figuren 4 und 5 erkennt man, dass in dem Ausführungsbeispiel in den Werkzeugträger 2 ist mittig eine Eintrittsöffnung 7 bzw. eine Bohrung zum Durchleiten von Kühl- bzw. Spülflüssigkeit durch das chirurgi- sehe Werkzeug 1 eingebracht wurde und insgesamt vier Spülungsnuten 6 in das Führungselement 4 hineingefräst wurden.
In den Figuren 6 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 in Form einer Bohrvorrichtung zum Bohren eines Loches in einen Kiefer für das Einsetzen eines Zahnimplantats dar- gestellt. Es entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5, mit dem Unterschied, dass der Bearbeitungsteil 4 nicht zylindrisch, sondern konisch ausgebildet ist. Der Bearbeitungsteil 4 kann beispielsweise ein Bohrkopf sein.
Zusammengefasst zeichnet sich das erfindungsgemäße chirurgische Werkzeug 1 dadurch aus, dass der Benutzer sobald einmal die Pilotbohrung gesetzt ist, die darauf folgenden Arbeitsschritte ohne große Fehlerquellen durchführen kann. Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug be- steht weder die Gefahr eines seitlichen Ausbrechens aus der Bohrung noch eines Durchschlagens der Bohrung nach unten. Dies wird dadurch gewährleistet, dass das Werkzeug ein Führungselement 5 aufweist und der rotierende Bearbeitungsteil 4 während des Bearbeitungsvorganges axial gegenüber dem Führungselement 5 verschoben wird, wobei eine verbesserte Kühlung und ein verbessertes Entfernen von Knochenspänen, Gewebeteilen und Blut ermöglicht werden. Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 ist es auch für Anfänger möglich, die notwendigen Bearbeitungsschritte zur Präparation von Knochen, insbesondere für das Einsetzen von Zahnimplantaten, durchzuführen.
Bezugszeichenliste
1 Chirurgisches Werkzeug
2 Werkzeugschaft
3 Kanal
4 Bearbeitungsteil
5 Führungselement
6 Spülungsnut
7 Eintrittsöffnung
8 Federelement
9 Innenbohrung in 4
10 Federsitz zu 5
11 Federsitz zu 2
12 Innenbohrung in 2
13 Sicherungsbolzen
14 Öffnung
C Rotationsachse

Claims

Patentansprüche
1. Chirurgisches Werkzeug (1) zum Präparieren von Knochen, insbesondere zum Bearbeiten von Knochen für das Einsetzen eines Zahnimplantats, umfassend - einen Werkzeugschaft (2), der zum Einspannen in eine rotierbare Werkzeugaufnahme ausgebildet ist und einen Kanal (3) zum Durchleiten einer Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, einen um eine axiale Rotationsachse (C) rotierbaren Bearbeitungsteil (4), der von dem Werkzeugschaft (2) antreibbar und an dem proximalen axialen Ende des Werkzeugschafts (2) angeordnet ist, ein sich in axialer Richtung des Werkzeugs (1) erstreckendes Führungselement (5), das an dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils (4) angeordnet, relativ zu dem Bearbeitungs- teil (4) axial bewegbar und zum Einführen in eine Pilotbohrung ausgebildet ist und an seiner Oberfläche eine oder mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Spülungsnuten (6) zum Leiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) und die Spülungsnuten (6) derart ausgebildet sind, dass die Austrittstelle, an der die Kühl- oder Spülflüssigkeit aus dem Kanal (3) in die Spülungsnuten (6) austritt, im Bereich des Übergangs zwischen dem proximalen axialen Ende des Bearbeitungsteils (4) und einem distalen axialen Bereich des Führungsele- ments (5) angeordnet ist.
2. Chirurgisches Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) und die Spülungsnuten (6) derart ausgebildet sind, dass die Kühl- oder Spülflüssigkeit in den Spülungs- nuten (6) in Richtung zu dem proximalen Ende des Führungselements (5) fließt.
3. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) keinen Kanal (3) zum Durchleiten der Kühl- oder Spülflüssigkeit aufweist.
4. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) an seinem proximalen Ende keine Öffnung aufweist, aus der Kühloder Spülflüssigkeit austritt.
5. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Spülungsnuten
(6) bis zum proximalen Ende des Führungselements (5) erstrecken.
6. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Quer- schnittsflächen der Spülungsnuten (6) in dem Führungselement (5) mindestens so groß wie der Querschnitt des Kanals (3) in dem Werkzeugschaft (2) ist.
7. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) oder zumindest der in eine Pilotbohrung einführbare proximale Teil des Führungselements (5) stiftartig ausgebildet ist.
8. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) oder zumindest der in eine Pilotbohrung einführbare proximale Teil des Führungselements (5) nicht zum spanabtragenden Bearbeiten von Knochen ausgebildet ist, insbesondere nicht zum Bohren, Schneiden oder Fräsen ausgebildet ist.
9. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Federelement (8) aufweist, das eine Rückstellkraft erzeugt, die das Führungselement (5) in proximaler Richtung bewegt, wobei das Führungselement (5) gegen die Rückstellkraft axial bewegbar ist.
10. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) und der Werkzeugschaft (2) zusammen ein einstückiges Teil bilden.
11. Chirurgisches Werkzeug (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sicherungselement (13) umfasst, mit dem das Führungselement (5) nach dem Einsetzen in den Bearbeitungsteil (4) in dem Bearbeitungsteil (4) gehalten wird.
12. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle Teile des Werkzeugschafts (2), des Bearbeitungsteils (4) und des Führungselements (5) aus Industriestahl Nr. 1.4301, 1.4303, 1.4305, 1.4034 oder 1.4197 bestehen.
13. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle Teile des Werkzeugschafts (2), des Bearbeitungsteils (4) und des Führungselements (5) aus Titan, Titannitrit, Titannitrid, Zirkonium,
Zirkonoxid oder Keramik bestehen.
14. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es derart ausgebildet ist, dass mittels des Führungselements (5) eine maximale Bearbeitungstiefe vorgebbar ist.
15. Chirurgisches Werkzeug (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Anschlag zum Vorgeben der Bearbeitungstiefe aufweist.
16. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) um das Führungselement (5) rotierbar ist.
17. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) mit dem Führungselement (5) rotierbar ist.
18. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) als Bohrer, insbesondere als Spiralbohrer, oder als Senkbohrer ausgebildet ist.
19. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) als Gewindeschneider ausgebildet ist.
20. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) zylindrisch ausgebildet ist.
21. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) konisch ausgebildet ist.
22. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (4) einen Außendurchmesser zwischen 1,8 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 2,0 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen
2,5 mm und 10 mm hat.
23. Chirurgisches Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) einen Außendurchmesser zwischen 0,5 mm und 6,0 mm, bevorzugt zwischen 0,8 mm und 4,0 mm, besonders bevorzugt zwischen 1,0 mm und 2,5 mm hat.
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