EP4199835A1 - Verfahren zum herstellen eines chirurgischen instruments zum fassen und/oder halten und/oder führen einer nadel - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines chirurgischen instruments zum fassen und/oder halten und/oder führen einer nadel

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Publication number
EP4199835A1
EP4199835A1 EP21765903.6A EP21765903A EP4199835A1 EP 4199835 A1 EP4199835 A1 EP 4199835A1 EP 21765903 A EP21765903 A EP 21765903A EP 4199835 A1 EP4199835 A1 EP 4199835A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arm part
solder
distal holding
hard metal
recess
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.)
Pending
Application number
EP21765903.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tom Schweitzer
Corvin Motz
Andreas Deutschendorf
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.)
Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
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 Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
Publication of EP4199835A1 publication Critical patent/EP4199835A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/04—Surgical instruments, devices or methods for suturing wounds; Holders or packages for needles or suture materials
    • A61B17/06—Needles ; Sutures; Needle-suture combinations; Holders or packages for needles or suture materials
    • A61B17/062—Needle manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00526—Methods of manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a surgical instrument for grasping and/or holding and/or guiding a needle, in particular a surgical needle.
  • Special surgical instruments in particular surgical needle holders, are used to grasp, hold and guide a surgical needle.
  • Surgical needle holders have two arm parts which are mirror images of one another and which are pivoted relative to one another at a joint or articulation point.
  • the arm parts each have a distal holding or clamping jaw with a hard metal insert.
  • the hard metal inserts are used in recesses in the holding or clamping jaws.
  • the occurrence of profile wear can advantageously be slowed down by the hard metal inserts.
  • the carbide inserts can have a cross-shaped profile, with the profile being pressed in the form of pyramids or being ground with diamond tools in a pyramid-shaped pattern.
  • the hard metal inserts are connected in a so-called brazing process using a silver solder with hardened arm parts, which are provided for the manufacture of surgical needle holders.
  • the disadvantage here is that brazing requires temperatures which are problematic with regard to microstructural transformations and accordingly also with regard to corrosion resistance. This applies in particular when the arm parts are made of a martensitic material.
  • Another disadvantage is that silver hard solders themselves can show black discolouration over time due to the preparation of the instruments.
  • the hard metal inserts can be connected to arm parts provided for the production of surgical needle holders in a so-called vacuum high-temperature soldering process during a hardening process.
  • the disadvantage here is that due to the large temperature differences during the hardening process, the different thermal expansion coefficients of a base or carrier material used for the arm parts (usually stainless steel) and a hard metal used for the hard metal inserts have a significant effect, so that even with correct positioning of the Carbide inserts in the recesses of the holding and clamping jaws can lead to relative movements in a hardening furnace.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a surgical instrument for grasping and/or holding and/or guiding a needle, in particular a surgical needle, which partially or completely avoids the disadvantages occurring in generic methods and in particular for a surgical instrument for grasping and/or holding and/or guiding a needle, in particular a surgical needle, with increased stability and corrosion resistance.
  • the invention relates to a method for producing a surgical instrument for guiding and/or holding and/or grasping a needle, in particular a surgical needle.
  • the surgical instrument is preferably a surgical needle holder or surgical tweezers.
  • the method has the following steps, in particular in chronological order: a) providing a first arm part and a second arm part, the first arm part and the second arm part each having a distal holding jaw with a recess and a solder depot, in particular in the form of a cavity, in a free end or within a free end of the distal holding jaw, b) inserting a hard metal insert into the recess of the distal holding jaw of the first arm part and inserting a hard metal insert into the recess of the distal holding jaw of the second arm part, c) joining or connecting the first arm part and the second arm part, preferably wherein the first arm part and the second arm part are mounted pivotably in relation to one another at a joint or articulation point in the joined or connected state,
  • solder depot is to be understood in the sense of the present invention as a depot, ie a storage or storage facility, which is designed or set up to be filled with a solder and to keep or store the solder after filling, ie to keep in stock.
  • distal in the context of the present invention is intended to mean pointing away from a human or animal body center or located further away from a human or animal body center.
  • proximal in the context of the present invention is intended to mean pointing to the center of a human or animal body or located closer to a center of a human or animal body.
  • solder depots integrated in the free ends of the distal holding jaws By using solder depots integrated in the free ends of the distal holding jaws, metering of the amount of solder required for soldering and control of the solder flow during the soldering process can be achieved with particular advantage. This eliminates the use of excess solder, oversized carbide inserts and solder stops.
  • the metering of the amount of solder can advantageously be determined via a volume of the solder depot.
  • the control of the solder flow is preferably based on capillary action, as a result of which the solder can be drawn into a solder gap located between the inserted hard metal inserts and the distal holding jaws, with the capillary effect breaking off at the end of the solder gap and the solder no longer flowing.
  • any grinding process that follows the soldering process can be limited to a dimensional adjustment between the hard metal inserts and the distal holding jaws and to the removal of any solder residues that may be present. As a result, the amount of expensive hard metal used can be reduced.
  • the method according to the invention is thus characterized overall by improved process reliability and, in particular, by a reduction in manual work steps. As a result, a higher product quality can be achieved.
  • Manufacturing costs can also be reduced by avoiding scrap and reducing the amount of work involved.
  • hard metal insert is to be understood in the context of the present invention as meaning an insert which has a hard metal, in particular as the main component, or consists of a hard metal.
  • hard metal should be understood to mean a metal matrix composite material in which hard materials, which are present as small particles, are held together by a matrix made of metal or an alloy.
  • hard metals are a little less hard than pure hard materials, but significantly tougher.
  • they are harder than pure metals, alloys and hardened steel.
  • the first arm part and the second arm part are preferably constructed as mirror images of one another.
  • the first arm part preferably has a first grip part, in particular a first finger opening, on a proximal end, and the second arm part has a second grip part, in particular a second finger opening, on a proximal end.
  • the first arm part and the second arm part each have a high-grade steel as base or carrier material.
  • the first arm part and the second arm part can each consist largely or entirely of stainless steel.
  • the stainless steel is preferably a corrosion-resistant stainless steel, preferably a corrosion-resistant, martensitic stainless steel, particularly preferably a corrosion-resistant, martensitic stainless steel with the material number 1.4021.
  • Carbide inserts are preferably used as hard metal inserts, which have a metal matrix of cobalt and/or nickel and a hard material selected from the group consisting of tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), niobium carbide, tantalum carbide, vanadium carbide and mixtures of them.
  • the hard metal inserts can each have a nickel content of 8% by weight to 20% by weight and a metal carbide content, in particular tungsten carbide content, of 80% by weight to 92% by weight, based on the total weight of a respective hard metal insert.
  • the hard metal inserts preferably also have a profiled, in particular corrugated or toothed, surface, preferably a surface with a cross-shaped profile and/or pyramid-shaped indentation.
  • the hard metal inserts can have a circumferential chamfer.
  • the hard metal inserts for example with a toothed profile, a circumferential chamfer and a shape complementary to the shape of the recesses of the distal holding jaws, are particularly preferably produced by a near-net-shape shaping process.
  • the surgical instrument which is produced by means of the method according to the invention can have a locking device (lock) in the form of locking arms with latching hooks which extend away in the vicinity of the above-mentioned handle parts and point towards one another.
  • a locking device in the form of locking arms with latching hooks which extend away in the vicinity of the above-mentioned handle parts and point towards one another.
  • latching hooks of the locking arms can positively engage with one another, so that a thread or a corresponding needle located between the distal retaining jaws is automatically retained.
  • This locking (lock) can be released by a user operating the surgical instrument by further squeezing the handle parts together and moving them slightly apart along the plane of the holding jaws. The surgical instrument and distal clamps can then be opened.
  • the hard metal inserts when carrying out step b), are inserted in a form-fitting manner into the recesses of the distal holding jaws.
  • a high degree of fitting and positioning accuracy can be achieved.
  • displacements of the hard metal inserts can be avoided completely or at least to a large extent in this way.
  • a nose-shaped form-fitting section of the hard metal inserts when carrying out step b), is inserted into a complementary (ie shape-complementary) area of the recess of the distal holding jaws and held by this in a form-fitting manner.
  • the nose-shaped form-fitting section basically allows a displacement between the hard metal insert and the arm part or distal holding jaw while performing step e) (due to a different material expansion of the hard metal and a base or carrier material, preferably stainless steel, of the arm parts). Nevertheless, correct alignment, in particular centering, of the hard metal inserts can be ensured with particular advantage by the nose-shaped form-fitting section.
  • the solder depots are each designed as a cavity, in particular as an elongate or elongated, in particular channel-shaped, cavity.
  • the cavity particularly preferably extends in the axial direction of the distal holding jaw.
  • the cavity can have a polygonal, in particular triangular, quadrangular, pentagonal or hexagonal cross section.
  • the cavity preferably has a cornerless, in particular circular, oval or elliptical, cross section.
  • a particularly targeted control of a solder flow when carrying out step e) can advantageously be achieved in particular by an elongate or elongate configuration of the cavity.
  • the cavity has an inside diameter of 0.3 mm to 2 mm, preferably 0.8 mm to 1.2 mm, and/or a length of 4 mm to 15 mm, preferably 7 mm to 12 mm .
  • the amount of solder for carrying out step e) can be controlled with particular advantage via the inner diameter and/or the length of the cavity. Otherwise, the advantage mentioned in the previous paragraph applies accordingly.
  • step c) is carried out between steps b) and e), in particular between steps b) and d).
  • the first arm part and the second arm part can be screwed together at the joint or joint point with the aid of a screw, in particular a locking screw.
  • the solder depots are each formed on the face side at the free end of the distal holding jaws Entry opening filled with the solder.
  • the solder depots can be filled with the solder, for example with the aid of a dosing aid, in particular a syringe.
  • step d) is carried out between steps b) and e), in particular between steps c) and e).
  • the solder is a nickel solder, ie a nickel alloy or alloy containing nickel (according to EN ISO 17672), in particular selected from the group consisting of Ni600, Ni610, Ni612, Ni620, Ni630, Ni631, Ni650, Ni700, Ni710, Ni720 , Ni800 and mixtures thereof.
  • the nickel solder Ni600 is preferably a nickel alloy with a melting temperature range of 980 °C to 1060 °C, the nickel alloy consisting of the following components:
  • the nickel solder Ni610 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 980 °C to 1070 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni612 is preferably a nickel alloy which has a melting point of 1055 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni620 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 970 °C to 1000 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni630 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 980 °C to 1040 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni631 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 980° C. to 1070° C. and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni650 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 1080 °C to 1135 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni700 is preferably a nickel alloy which has a melting point of 875 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni710 is preferably a nickel alloy which has a melting point of 890 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni720 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 880 °C to 950 °C and consists of the following components:
  • the nickel solder Ni800 is preferably a nickel alloy which has a melting temperature range of 980 °C to 1010 °C and consists of the following components:
  • the aforementioned nickel solders are particularly preferred according to the invention, since their melting temperature ranges or melting temperatures are compatible with the temperatures required for hardening the arm parts, in particular joined arm parts. As a result, when step e) is carried out, a hardening of the arm parts, in particular joined arm parts, can also be achieved with particular advantage.
  • step e) when step e) is carried out, the solder emerges from an outlet opening in the solder depot, which opens into a bottom of the recess in the distal holding jaws.
  • the solder preferably escapes from the solder depots into the base of the recess of the distal holding jaws under the action of a capillary force. This in turn has the consequence that the solder from the solder depot can be distributed evenly in the solder gaps formed between the hard metal inserts and the distal holding jaws, without escaping from the solder gaps. Furthermore, it can be avoided that the distal holding jaws are soldered to one another while step e) is being carried out.
  • the inlet opening and the outlet opening are arranged at an acute angle or at right angles to one another.
  • the arm parts in particular joined arm parts, are preferably clamped or suspended for carrying out step e) by means of a suspension device in such a way that the free ends of the distal holding jaws are oriented with the solder depots facing up.
  • the solder can be distributed particularly well between the solder gaps formed between the hard metal inserts and the distal holding jaws as a result of its liquefaction and supported by gravity and preferably capillary action when carrying out step e).
  • Step e) is more preferably carried out in a vacuum or inert gas furnace, for example with a hydrogen or argon atmosphere.
  • Step e) is particularly preferably carried out in a high-temperature soldering process, in particular in accordance with DIN 8593-7.
  • Hardening of the arm parts can also be achieved with particular advantage, in particular through step e).
  • the arm parts or the surgical instrument produced by means of the method according to the invention can achieve an HRC hardness (Rockwell hardness) of 42 HRC to 50 HRC.
  • An independent curing step, in particular before carrying out step e), is therefore not necessary. This represents a (further) simplification of the process sequence, as a result of which time and costs in particular can be saved.
  • step e) after step e) has been carried out, the method also has a step f) of removing the solder deposits.
  • the solder depots are each removed by breaking a predetermined breaking line or predetermined breaking point/thin place.
  • the predetermined breaking lines or predetermined breaking points/thin areas each preferably extend in the circumferential direction of the distal holding jaws.
  • the predetermined breaking lines or predetermined breaking points/thin areas are particularly preferably formed between the free end of the distal holding jaws, which has the solder depot, and a solder depot-free section of the distal holding jaws adjoining the free end of the distal holding jaws.
  • the predetermined breaking lines or predetermined breaking points/thin places can be designed, for example, as perforations, notches or scratches.
  • the predetermined breaking lines or predetermined breaking points/thin areas advantageously allow easy manual removal of the (external) solder depots by breaking, in particular without the use of additional tools and in particular without the risk of damaging the arm parts and therefore the surgical instrument to be manufactured.
  • the free ends of the distal holding jaws can be ground down to the predetermined breaking lines or predetermined breaking points/thin areas when carrying out step f).
  • the method can have a further step g) grinding the hard metal inserts used and/or the distal holding jaws.
  • the arm parts of the surgical needle holder were made from a sheet of stainless steel (1.4021) with a strength, i.e. thickness, of 5.5 mm. Then a recess for a joint closure as well as a recess in the area of the distal retaining jaws of the arm parts were created by milling. Furthermore, hollow solder depots were created in the free ends of the distal holding jaws by means of drilling.
  • the hard metal inserts to be inserted into the recesses of the distal holding jaws were manufactured using a near-net-shape shaping process.
  • the hard metal inserts produced accordingly each had a tooth profile, a circumferential chamfer on the tooth profile and a suitable outer shape for insertion into the recesses of the distal holding jaws.
  • Corresponding hard metal inserts could be produced, for example, by means of pressing or MIM (Metal Injection Molding). The hard metal inserts produced in this way were then sintered.
  • the hard metal inserts were then placed in the recesses of the distal holding jaws with a form fit. After that, the arm parts were fixed with a rivet pin and locked by means of a locking device.
  • the solder depots were filled to the top edge with a high-temperature nickel-based solder in accordance with EN ISO 17672 using a dosing device or a syringe. Any excess solder has been removed.
  • the surgical needle holder was then hung in a hanger in such a way that the free ends of the distal holding jaws of the arm parts were oriented upwards. The needle holder thus suspended was placed in a hardening furnace.
  • a vacuum high-temperature soldering process was then carried out in accordance with DIN 8593-7.
  • the hard metal inserts were not only soldered to the arm parts of the surgical needle holder, but the base or carrier material (stainless steel) of the instrument was also hardened at the same time.
  • the base or carrier material achieved a hardness of 42 HRC to 50 HRC.
  • the free ends of the distal holding jaws containing the solder depot were then removed. These ends were removed by breaking predetermined breaking lines, which were formed in the circumferential direction of the distal holding jaws and between the free ends containing the solder depot and the solder depot-free holding jaw sections adjoining them.
  • the surgical needle holder was then ground to compensate for any tolerance differences between the carbide inserts and the base or carrier material of the needle holder, and to remove any residual solder.
  • FIG. 2 a detailed view of a hard metal insert and a distal holding jaw of a preliminary stage of a surgical instrument according to FIG.
  • FIG. 3 a detailed view of a hard metal insert and a distal holding jaw of a preliminary stage of a surgical instrument according to FIG. 1 in the assembled state DETAILED FIGURE DESCRIPTION
  • the surgical instrument 1 shown schematically in FIG. 1 is a surgical needle holder.
  • the surgical needle holder has a first arm part 10 and a second arm part 10', which are mounted at a pivot point 20 such that they can pivot in relation to one another.
  • the first arm part 10 and the second arm part 10' are mirror images of each other.
  • Both the first arm part 10 and the second arm part 10' each have a holding jaw 30, 30' (so-called distal holding jaws) at their distal end.
  • the distal holding jaws 30, 30' each have a hard metal insert 40, 40'.
  • the hard metal inserts 40, 40' are each inserted in a form-fitting manner in a recess in the distal holding jaws 30, 30'.
  • the arm parts 10 and 10' each have a grip part 50, 50' in the form of a finger opening.
  • a locking device 60 which is formed by two locking arms 62, 64, is located between the distal holding jaws 30, 30' and the two handle parts 50, 50'.
  • the first locking arm 62 protrudes from the first arm part 10 in the direction of the second arm part 10'.
  • the second locking arm 64 protrudes from the second arm part 10 'in the direction of the first arm part 10, so that by means of latching hooks (not shown), which are attached to the first locking arm 62, and latching hooks 65, which are attached to the second locking arm 64, a Latching or locking of the two locking arms 62 and 64 and thus the surgical needle holder 1 is possible.
  • the latching hooks of the first locking arm 62 and the latching hooks 65 of the second locking arm 64 are designed in such a way that a positive locking is achieved when the handle parts 50, 50' are pressed together.
  • the latching hooks can, for example, be designed in the shape of a shark tooth.
  • FIG. 2 schematically shows a detailed view of a hard metal insert 40 and a distal holding jaw 30 of a preliminary stage of the surgical instrument 1 shown in FIG. 1 in the non-assembled state.
  • the hard metal insert 40 is preferably designed in the form of a small plate and preferably has a cross-shaped profile 41 .
  • the distal holding jaw 30 has a recess 31 complementary to the shape of the hard metal insert 40.
  • a hollow solder depot 35 is formed in the free end 33 of the distal holding jaw 30 (see Fig. 3), with an outlet opening 36 of the solder depot 35 in the bottom 32 of the Recess 31 opens.
  • FIG. 3 schematically shows a detailed illustration of a hard metal insert 40 and a distal holding jaw 30 of a preliminary stage of the surgical instrument 1 illustrated in FIG. 1 in the assembled state.
  • the solder depot 35 is preferably designed as an elongated or channel-shaped cavity which extends in the axial direction of the distal holding jaw 30 .
  • the solder depot 35 has an inlet opening 37 for filling the solder depot 35 with a solder on the end face 34 of the free end 33 of the distal holding jaw 30 .
  • the advantages of the method according to the invention should be summarized again as follows:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel, aufweisend nachfolgende Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Armteils (10) und eines zweiten Armteils (10'), wobei das erste Armteil (10) und das zweite Armteil (10') jeweils eine distale Haltebacke (30, 30') mit einer Aussparung und ein Lotdepot in einem freien Ende der distalen Haltebacke (30, 30') aufweisen, b) Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes (40) in die Aussparung der distalen Haltebacke (30) des ersten Armteils (10) und Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes (40') in die Aussparung der distalen Haltebacke (30') des zweiten Armteils (10'), c) Fügen des ersten Armteils (10) und des zweiten Armteils (10'), wobei das erste Armteil (10) und das zweite Armteil (10') im gefügten Zustand an einem Gelenk (20) gegeneinander verschwenkbar gelagert sind, d) Befüllen des Lotdepots des ersten Armteils (10) und Befüllen des Lotdepots des zweiten Armteils (10') jeweils mit einem Lot und e) Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke (30) des ersten Armteils (10) eingesetzten Hartmetalleinsatzes (40) mit dem ersten Armteil (10) und Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke (30') des zweiten Armteils (10') eingesetzten Hartmetalleinsatzes (40') mit dem zweiten Armteil (10') jeweils mit Hilfe des Lotes.

Description

Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel, insbesondere chirurgischen Nadel.
Zum Fassen, Halten, und Führen einer chirurgischen Nadel werden spezielle chirurgische Instrumente, insbesondere chirurgische Nadelhalter, verwendet.
Chirurgische Nadelhalter weisen zwei zueinander spiegelbildlich aufgebaute Armteile auf, die an einem Gelenk oder Gelenkpunkt gegeneinander verschwenkbar gelagert sind. Üblicherweise weisen die Armteile jeweils eine distale Halte- oder Klemmbacke mit einem Hartmetalleinsatz auf. Die Hartmetalleinsätze sind dabei in Aussparungen der Halte- oder Klemmbacken eingesetzt. Durch die Hartmetalleinsätze kann das Auftreten von Profilabnutzungen vorteilhafterweise verlangsamt werden. Für ein rutsch- oder kippfestes Halten von Nadeln können die Hartmetalleinsätze ein kreuzförmiges Profil aufweisen, wobei das Profil in Form von Pyramiden gepresst oder mit Diamantwerkzeugen in pyramidenförmiger Karrierung geschliffen sein kann.
Üblicherweise werden die Hartmetalleinsätze in einem sogenannten Hartlötverfahren unter Verwendung eines Silberlots mit gehärteten Armteilen, welche zum Herstellen von chirurgischen Nadelhaltern vorgesehen sind, verbunden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass zum Hartlöten Temperaturen benötigt werden, welche im Hinblick auf Gefügeumwandlungen und dementsprechend auch im Hinblick auf Korrosionsbeständigkeit problematisch sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Armteile aus einem martensitischen Werkstoff gefertigt sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Silberhartlote an sich durch eine Aufbereitung der Instrumente mit der Zeit schwarze Verfärbungen aufweisen können.
Alternativ können die Hartmetalleinsätze in einem sogenannten Vakuum- Hochtemperaturlötverfahren während eines Härteprozesses mit zum Herstellen von chirurgischen Nadelhaltern vorgesehenen Armteilen verbunden werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass sich aufgrund der großen Temperaturunterschiede während des Härteprozesses der unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizient eines für die Armteile verwendeten Grundoder Trägerwerkstoffs (in der Regel rostfreier Edelstahl) und eines für die Hartmetalleinsätze verwendeten Hartmetalls deutlich auswirkt, so dass es auch bei richtiger Positionierung der Hartmetalleinsätze in die Aussparungen der Halte- und Klemmbacken zu Relativbewegungen in einem Härteofen kommen kann.
AUFGABE UND LÖSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel, insbesondere chirurgischen Nadel, bereitzustellen, welches bei gattungsgemäßen Verfahren auftretende Nachteile teilweise oder vollständig vermeidet und insbesondere zu einem chirurgischen Instrument zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel, insbesondere chirurgischen Nadel, mit erhöhter Stabilität und Korrosionsbeständigkeit führt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß unabhängigem Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments zum Führen und/oder Halten und/oder Fassen einer Nadel, insbesondere chirurgischen Nadel. Bei dem chirurgischen Instrument handelt es sich vorzugsweise um einen chirurgischen Nadelhalter oder eine chirurgische Pinzette. Das Verfahren weist, insbesondere in zeitlicher Reihenfolge, die folgenden Schritte auf: a) Bereitstellen eines ersten Armteils und eines zweiten Armteils, wobei das erste Armteil und das zweite Armteil jeweils eine distale Haltebacke mit einer Aussparung und ein Lotdepot, insbesondere in Form eines Hohlraums, in einem freien Ende oder innerhalb eines freien Endes der distalen Haltebacke aufweisen, b) Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes in die Aussparung der distalen Haltebacke des ersten Armteils und Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes in die Aussparung der distalen Haltebacke des zweiten Armteils, c) Fügen oder Verbinden des ersten Armteils und des zweiten Armteils, vorzugsweise wobei das erste Armteil und das zweite Armteil im gefügten oder verbundenen Zustand an einem Gelenk oder Gelenkpunkt gegeneinander verschwenkbar gelagert sind, d) Befüllen des Lotdepots des ersten Armteils und Befüllen des Lotdepots des zweiten Armteils jeweils mit einem Lot und e) Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke des ersten Armteils eingesetzten Hartmetalleinsatzes mit dem ersten Armteil und Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke des zweiten Armteils eingesetzten Hartmetalleinsatzes mit dem zweiten Armteil jeweils mit Hilfe des Lotes.
Unter dem Ausdruck „Lotdepot“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Depot, d.h. eine Aufbewahrungs- oder Lagereinrichtung, verstanden werden, welches/welche dazu ausgebildet oder eingerichtet ist, mit einem Lot befüllt zu werden und das Lot nach Befüllen aufzubewahren oder zu lagern, d.h. vorrätig zu halten.
Der Ausdruck „distal“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer menschlichen oder tierischen Körpermitte weg zeigend oder von einer menschlichen oder tierischen Körpermitte weiter entfernt gelegen bedeuten.
Der Ausdruck „proximal“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung zu einer menschlichen oder tierischen Körpermitte zeigend oder näher zu einer menschlichen oder tierischen Körpermitte gelegen bedeuten.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch nachfolgende Vorteile aus:
Durch die Verwendung von in freien Enden der distalen Haltebacken integrierten Lotdepots ist mit besonderem Vorteil eine Dosierung der zum Verlöten benötigten Lotmenge sowie eine Steuerung des Lotflusses während des Verlötvorgangs erzielbar. Dadurch ist die Verwendung von Lotüberschüssen, Hartmetalleinsätzen mit Übermaßen sowie von Lotstops entbehrlich.
Die Dosierung der Lotmenge kann vorteilhafterweise über ein Volumen des Lotdepots festgelegt werden. Die Steuerung des Lotflusses beruht vorzugsweise auf Kapillarwirkung, wodurch das Lot in einen zwischen den eingesetzten Hartmetalleinsätzen und den distalen Haltebacken befindlichen Lotspalt gezogen werden kann, wobei am Ende des Lotspalts der Kapillareffekt abreißt und das Lot nicht weiterfließt. Dadurch können mit besonderem Vorteil die einleitend im Zusammenhang mit einem Lotüberschuss und einem unkontrollierten Lotfluss beschriebenen Probleme vermieden werden. So entfällt beispielsweise ein Abschleifen von Lotüberschüssen und/oder überstehenden Hartmetalleinsätzen. Vielmehr kann beispielsweise ein etwaiger, sich an den Verlötvorgang anschließender Schleifprozess auf ein maßliches Angleichen zwischen den Hartmetalleinsätzen und den distalen Haltebacken sowie auf die Entfernung etwaiger vorhandener Lotrückstände beschränkt werden. Dadurch kann die Einsatzmenge von kostenintensivem Hartmetall reduziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet somit insgesamt durch eine verbesserte Prozesssicherheit sowie insbesondere durch eine Reduzierung manueller Arbeitsschritte aus. Dadurch ist eine höhere Produktqualität erzielbar.
Durch Vermeidung von Ausschuss und Verringerung von Arbeitsaufwand können zudem die Herstellungskosten reduziert werden.
Schließlich ist von Vorteil, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens stabilere chirurgische Instrumente zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel hergestellt werden können, indem durch das Verfahren Spannungsspitzen reduziert und mithin eine Bruchgefahr verringert werden können.
Unter dem Ausdruck „Hartmetalleinsatz“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Einsatz verstanden werden, welcher ein Hartmetall aufweist, insbesondere als Hauptbestandteil, oder aus einem Hartmetall besteht.
Unter dem Ausdruck „Hartmetall“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Metallmatrix- Verbundwerkstoff verstanden werden, bei welchem Hartstoffe, die als kleine Partikel vorliegen, durch eine Matrix aus Metall oder einer Legierung zusammengehalten werden. Dadurch sind Hartmetalle etwas weniger hart als die reinen Hartstoffe, aber deutlich zäher. Andererseits sind sie härter als reine Metalle, Legierungen und gehärteter Stahl.
Vorzugsweise sind das erste Armteil und das zweite Armteil spiegelbildlich zueinander aufgebaut. Bevorzugt weist das erste Armteil an einem proximalen Ende ein erstes Griffteil, insbesondere eine erste Fingeröffnung, und das zweite Armteil an einem proximalen Ende ein zweites Griffteil, insbesondere eine zweite Fingeröffnung, auf.
Bevorzugt weisen das erste Armteil und das zweite Armteil jeweils als Grund- oder Trägerwerkstoff einen Edelstahl auf. Insbesondere können das erste Armteil und das zweite Armteil jeweils weitgehend oder vollständig aus einem Edelstahl bestehen. Bei dem Edelstahl handelt es sich vorzugsweise um einen korrosionsbeständigen Edelstahl, bevorzugt um einen korrosionsbeständigen, martensitischen Edelstahl, besonders bevorzugt um einen korrosionsbeständigen, martensitischen Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4021.
Als Hartmetalleinsätze werden bevorzugt Hartmetalleinsätze verwendet, welche eine Metallmatrix aus Kobalt und/oder Nickel sowie einen Hartstoff aufweisen, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Niobcarbid, Tantalcarbid, Vanadiumcarbid und Mischungen davon. Insbesondere können die Hartmetalleinsätze jeweils einen Nickelanteil von 8 Gew.-% bis 20 Gew.-% und einen Metallcarbidanteil, insbesondere Wolframcarbidanteil, von 80 Gew.-% bis 92 Gew.-% aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht eines jeweiligen Hartmetalleinsatzes.
Bevorzugt weisen die Hartmetalleinsätze ferner eine profilierte, insbesondere geriffelte oder gezahnte, Oberfläche, bevorzugt eine Oberfläche mit einem kreuzförmigen Profil und/oder pyramidenförmiger Karrierung, auf. Hierdurch ist mit besonderem Vorteil ein kipp- und/oder rutschfestes Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel erzielbar.
Ferner können die Hartmetalleinsätze eine umlaufende Fase aufweisen.
Besonders bevorzugt werden die Hartmetalleinsätze, beispielsweise mit einem Zahnungsprofil, einer umlaufenden Fase und einer zu den Formen der Aussparungen der distalen Haltebacken komplementären Form, durch einen endkonturnahen Formgebungsprozess hergestellt.
Das chirurgische Instrument, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird, kann eine Verriegelungseinrichtung (Sperre) in Form von in der Nähe der oben genannten Griffteile sich wegstreckenden und aufeinander zuzeigenden Verriegelungsarmen mit Rasthaken aufweisen. Im geschlossenen Zustand der distalen Haltebacken können diese Rasthaken der Verriegelungsarme miteinander formschlüssig verrasten, so dass selbsttätig ein sich zwischen den distalen Haltebacken befindlicher Faden oder eine entsprechende Nadel festgehalten bleibt. Diese Verriegelung (Sperre) kann von einem Benutzer, welcher das chirurgische Instrument bedient, dadurch gelöst werden, dass die Griffteile weiter zusammengedrückt und entlang der Haltebackenebene etwas auseinanderbewegt werden. Das chirurgische Instrument und die distalen Haltebacken können dann geöffnet werden.
In Ausgestaltung der Erfindung werden beim Durchführen von Schritt b) die Hartmetalleinsätze formschlüssig in die Aussparungen der distalen Haltebacken eingesetzt. Dadurch ist eine hohe Pass- und Positionsgenauigkeit erzielbar. Insbesondere können auf diese Weise Verschiebungen der Hartmetalleinsätze vollständig oder wenigstens weitgehend vermieden werden. ln weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird beim Durchführen von Schritt b) ein nasenförmiger Formschlussabschnitt der Hartmetalleinsätze in einen komplementären (d.h. formkomplementären) Bereich der Aussparung der distalen Haltebacken eingelegt und von diesem formschlüssig gehalten. Der nasenförmige Formschlussabschnitt ermöglicht grundsätzlich eine Verschiebung zwischen Hartmetalleinsatz und Armteil oder distaler Haltebacke während des Durchführens von Schritt e) (bedingt durch eine unterschiedliche Materialausdehnung des Hartmetalls und eines Grund- oder Trägerwerkstoffes, vorzugsweise Edelstahls, der Armteile). Dennoch kann durch den nasenförmigen Formschlussabschnitt mit besonderem Vorteil eine korrekte Ausrichtung, insbesondere eine Zentrierung, der Hartmetalleinsätze sichergestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Lotdepots jeweils als Hohlraum, insbesondere als länglicher oder längserstreckte, insbesondere kanalförmiger, Hohlraum, gestaltet. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Hohlraum in axialer Richtung der distalen Haltebacke. Der Hohlraum kann grundsätzlich einen polygonen, insbesondere dreieckförmigen, viereckförmigen, fünfeckförmigen oder sechseckförmigen, Querschnitt aufweisen. Bevorzugt weist der Hohlraum jedoch einen eckenlosen, insbesondere kreisförmigen, ovalen oder elliptischen, Querschnitt auf. Insbesondere durch eine längliche oder längserstreckte Ausgestaltung des Hohlraumes ist in vorteilhafterweise eine besonders gezielte Steuerung eines Lotflusses beim Durchführen von Schritt e) erzielbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hohlraum einen Innendurchmesser von 0,3 mm bis 2 mm, vorzugsweise 0,8 mm bis 1 ,2 mm, und/oder eine Länge von 4 mm bis 15 mm, vorzugsweise 7 mm bis 12 mm, auf. Mit besonderem Vorteil können/kann über den Innendurchmesser und/oder die Länge des Hohlraums die Menge an Lot zum Durchführen von Schritt e) gesteuert werden. Im Übrigen gilt der im vorherigen Absatz erwähnte Vorteil sinngemäß.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt c) zeitlich zwischen den Schritten b) und e), insbesondere zeitlich zwischen den Schritten b) und d), durchgeführt.
Zum Durchführen von Schritt c) können beispielsweise das erste Armteil und das zweite Armteil mit Hilfe einer Schraube, insbesondere einer Schlussschraube, an dem Gelenk oder Gelenkpunkt miteinander verschraubt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden beim Durchführen von Schritt d) die Lotdepots jeweils über eine an dem freien Ende der distalen Haltebacken stirnseitig ausgebildete Eintrittsöffnung mit dem Lot befüllt. Die Lotdepots können beispielsweise mit Hilfe einer Dosierhilfe, insbesondere einer Spritze, mit dem Lot befüllt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt d) zeitlich zwischen den Schritten b) und e), insbesondere zeitlich zwischen den Schritten c) und e), durchgeführt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Lot ein Nickellot, d.h. eine Nickellegierung oder nickelhaltige Legierung (gemäß EN ISO 17672), insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni600, Ni610, Ni612, Ni620, Ni630, Ni631, Ni650, Ni700, Ni710, Ni720, Ni800 und Mischungen davon, verwendet.
Bei dem Nickellot Ni600 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung mit einem Schmelztemperaturbereich von 980 °C bis 1060 °C, wobei die Nickellegierung aus folgenden Bestandteilen besteht:
14 Gew.-% Chrom,
4,5 Gew.-% Silizium,
3,1 Gew.-% Bor,
4,5 Gew.-% Eisen,
0,75 Gew.-% Kohlenstoff und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni610 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 980 °C bis 1070 °C aufweist und aus folgenden Bestandteilen besteht:
14 Gew.-% Chrom,
4,5 Gew.-% Silizium,
3,1 Gew.-% Bor,
4.5 Gew.-% Eisen und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni612 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche eine Schmelztemperatur von 1055 °C aufweist sowie aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
15 Gew.-% Chrom,
3.6 Gew.-% Bor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen. Bei dem Nickellot Ni620 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 970 °C bis 1000 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
7 Gew.-% Chrom,
4,5 Gew.-% Silizium,
3,1 Gew.-% Bor,
3 Gew.-% Eisen und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni630 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 980 °C bis 1040 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
4.5 Gew.-% Silizium,
3,1 Gew.-% Bor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni631 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 980° C bis 1070 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
3.5 Gew.-% Silizium,
1 ,9 Gew.-% Bor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni650 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 1080 °C bis 1135 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
19 Gew.-% Chrom,
10 Gew.-% Silizium und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni700 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche eine Schmelztemperatur von 875 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
11 Gew.-% Phosphor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni710 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelzpunkt von 890 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
14 Gew.-% Chrom, 10 Gew.-% Phosphor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni720 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 880 °C bis 950 °C aufweist und aus nachfolgenden Bestandteilen besteht:
25 Gew.-% Chrom,
10 Gew.-% Phosphor und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Bei dem Nickellot Ni800 handelt es sich vorzugsweise um eine Nickellegierung, welche einen Schmelztemperaturbereich von 980 °C bis 1010 °C aufweist und aus nachfolgenden Komponenten besteht:
7 Gew.-% Silizium,
23 Gew.-% Mangan,
4,5 Gew.-% Kupfer und
Rest Nickel sowie optional Verunreinigungen.
Die vorgenannten Nickellote sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt, da deren Schmelztemperaturbereiche oder Schmelztemperaturen mit den für eine Härtung der Armteile, insbesondere gefügten Armteile, erforderlichen Temperaturen kompatibel sind. Dadurch ist beim Durchführen von Schritt e) mit besonderem Vorteil gleichzeitig auch eine Härtung der Armteile, insbesondere gefügten Armteile, erzielbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung tritt beim Durchführen von Schritt e) das Lot jeweils aus einer Austrittsöffnung der Lotdepots aus, welche in einen Boden der Aussparung der distalen Haltebacken mündet. Bevorzugt tritt das Lot beim Durchführen von Schritt e) unter der Einwirkung einer Kapillarkraft aus den Lotdepots in den Boden der Aussparung der distalen Haltebacken. Das wiederum hat zur Folge, dass sich das Lot aus dem Lotdepot gleichmäßig in zwischen den Hartmetalleinsätzen und den distalen Haltebacken ausgebildeten Lotspalten verteilen kann, ohne aus den Lotspalten herauszutreten. Ferner kann vermieden werden, dass die distalen Haltebacken während des Durchführens von Schritt e) miteinander verlötet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung spitz- oder rechtwinklig zueinander angeordnet.
Bevorzugt werden die Armteile, insbesondere gefügten Armteile, zum Durchführen von Schritt e) mittels einer Aufhängevorrichtung derart eingespannt oder aufgehängt, dass die freien Enden der distalen Haltebacken mit den Lotdepots nach oben ausgerichtet sind. Dadurch kann sich das Lot beim Durchführen von Schritt e) infolge seiner Verflüssigung und unterstützt durch die Schwerkraft sowie vorzugsweise Kapillarwirkung besonders gut zwischen den Hartmetalleinsätzen und den distalen Haltebacken ausgebildeten Lotspalten verteilen.
Weiter bevorzugt wird der Schritt e) in einem Vakuum- oder Schutzgasofen, beispielsweise mit Wasserstoff- oder Argonatmosphäre, durchgeführt.
Besonders bevorzugt wird der Schritt e) in einem Hochtemperaturlötverfahren, insbesondere gemäß DIN 8593-7, durchgeführt.
Insbesondere durch den Schritt e) ist mit besonderem Vorteil ferner ein Härten der Armteile erzielbar. Insbesondere können hierbei die Armteile bzw. das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte chirurgische Instrument eine Härte HRC (Härte nach Rockwell) von 42 HRC bis 50 HRC erreichen. Ein eigenständiger Härtungsschritt, insbesondere vor dem Durchführen von Schritt e), ist somit nicht erforderlich. Dies stellt eine (weitere) Vereinfachung des Verfahrensablaufs dar, wodurch insbesondere Zeit und Kosten eingespart werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren nach dem Durchführen von Schritt e) ferner einen Schritt f) Entfernen der Lotdepots auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden beim Durchführen von Schritt f) die Lotdepots jeweils durch Brechen einer Sollbruchlinie oder Sollbruchstelle/Dünnstelle entfernt. Die Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen/Dünnstellen erstrecken sich jeweils vorzugsweise in Umfangsrichtung der distalen Haltebacken. Insbesondere bevorzugt sind die Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen/Dünnstellen jeweils zwischen dem freien Ende der distalen Haltebacken, welches das Lotdepot aufweist, und einem sich an das freie Ende der distalen Haltebacken anschließenden, lotdepotfreien Abschnitt der distalen Haltebacken ausgebildet. Die Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen/Dünnstellen können beispielsweise als Perforationen, Kerben oder Ritzspuren gestaltet sein. Die Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen/Dünnstellen ermöglichen in vorteilhafterweise eine einfache manuelle Entfernung der (außenliegenden) Lotdepots durch Brechen, insbesondere ohne die Verwendung von zusätzlichen Werkzeugen und insbesondere ohne die Gefahr, die Armteile und mithin das herzustellende chirurgische Instrument zu beschädigen.
Alternativ können die freien Enden der distalen Haltebacken beim Durchführen von Schritt f) bis zu den Sollbruchlinien oder Sollbruchstellen/Dünnstellen abgeschliffen werden. Ferner kann das Verfahren nach dem Schritt e), insbesondere nach dem Schritt f), einen weiteren Schritt g) Schleifen der eingesetzten Hartmetalleinsätze und/oder der distalen Haltebacken aufweisen. Dadurch können mit besonderem Vorteil Toleranzunterschiede zwischen den Hartmetalleinsätzen und den Armteilen/distalen Haltbacken ausgeglichen und insbesondere etwaige Lotreste entfernt werden.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche anhand eines Herstellungsbeispiels sowie anhand von Figuren und zugehörigen Figurenbeschreibungen erläutert sind.
BEISPIELTEIL
Herstellungsverfahren für einen chirurgischen Nadelhalter
Die Armteile des chirurgischen Nadelhalters wurden aus einem Blech aus Edelstahl (1.4021) mit einer Stärke, d.h. Dicke, von 5,5 mm hergestellt. Danach wurden mittels Fräsen eine Aussparung für einen Gelenkschluss sowie jeweils eine Aussparung im Bereich der distalen Haltebacken der Armteile erzeugt. Ferner wurden in den freien Enden der distalen Haltebacken mittels Bohren hohlraumförmige Lotdepots angelegt.
Die in die Aussparungen der distalen Haltebacken einzusetzenden Hartmetalleinsätze wurden mittels eines endkonturnahen Formgebungsprozesses hergestellt. Die dementsprechend hergestellten Hartmetalleinsätze wiesen jeweils ein Zahnungsprofil, eine umlaufende Fase am Zahnprofil sowie eine passende Außenform zur Einlage in die Aussparungen der distalen Haltebacken auf. Entsprechende Hartmetalleinsätze konnten beispielsweise mittels Pressen oder MIM (Metal Injection Molding) hergestellt werden. Anschließend wurden die so hergestellten Hartmetalleinsätze gesintert.
Anschließend wurden die Hartmetalleinsätze in die Aussparungen der distalen Haltebacken formschlüssig eingelegt. Danach wurden die Armteile mit einem Nietstift fixiert und mittels einer Verriegelungseinrichtung verriegelt.
Zum Verlöten der Hartmetalleinsätze mit den Armteilen wurden die Lotdepots mit einem Hochtemperaturlot auf Nickelbasisgemäß EN ISO 17672 mittels eines Dosiergeräts oder einer Spritze bis zur Oberkante befüllt. Etwaiges überschüssiges Lot wurde entfernt. Anschließend wurde der chirurgische Nadelhalter in einer Aufhängevorrichtung aufgehängt, und zwar dergestalt, dass die freien Enden der distalen Haltebacken der Armteile nach oben ausgerichtet waren. Der so aufgehängte Nadelhalter wurde in einen Härteofen eingebracht.
Anschließend wurde ein Vakuumhochtemperaturlötprozess gemäß DIN 8593-7 durchgeführt. Hierbei fand im Ergebnis nicht nur ein Löten der Hartmetalleinsätze mit den Armteilen des chirurgischen Nadelhalters statt, sondern gleichzeitig auch eine Härtung des Grund- oder Trägerwerkstoffs (Edelstahl) des Instruments. Der Grund- oder Trägerwerkstoff erreichte dabei eine Härte von 42 HRC bis 50 HRC.
Anschließend wurden die lotdepothaltigen freien Enden der distalen Haltebacken entfernt. Die Entfernung dieser Enden erfolgte durch Brechen von Sollbruchlinien, welche in Umfangsrichtung der distalen Haltebacken und zwischen den lotdepothaltigen freien Enden und sich daran anschließenden lotdepotfreien Haltebackenabschnitten ausgebildet waren.
Danach wurde der chirurgische Nadelhalter zum Ausgleich von Toleranzunterschieden zwischen den Hartmetalleinsätzen und dem Grund- oder Trägermaterial des Nadelhalters sowie zum Entfernen etwaiger Lotreste geschliffen.
Schließlich wurde die Oberfläche des chirurgischen Nadelhalters einem Oberflächenfinish unterworfen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren ist schematisch Folgendes dargestellt:
Fig. 1 : eine Ausführungsform eines chirurgischen Instruments, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann,
Fig. 2: eine Detaildarstellung eines Hartmetalleinsatzes sowie einer distalen Haltebacke einer Vorstufe eines chirurgischen Instruments nach Fig. 1 im nicht montierten Zustand und
Fig. 3: eine Detaildarstellung eines Hartmetalleinsatzes sowie einer distalen Haltebacke einer Vorstufe eines chirurgischen Instruments nach Fig. 1 im montierten Zustand DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten chirurgischen Instrument 1 handelt es sich um einen chirurgischen Nadelhalter.
Der chirurgische Nadelhalter weist ein erstes Armteil 10 sowie ein zweites Armteil 10‘ auf, welche an einem Gelenkpunkt 20 gegeneinander verschwenkbar gelagert sind. Vorzugsweise sind das erste Armteil 10 und das zweite Armteil 10‘ spiegelbildlich zueinander aufgebaut.
Sowohl das erste Armteil 10 als auch das zweite Armteil 10‘ weisen an ihrem distalen Ende jeweils eine Haltebacke 30, 30‘ (sogenannte distale Haltebacken) auf. Die distalen Haltebacken 30, 30‘ weisen jeweils einen Hartmetalleinsatz 40, 40‘ auf. Die Hartmetalleinsätze 40, 40‘ sind jeweils formschlüssig in einer Aussparung der distalen Haltebacken 30, 30‘ eingesetzt.
An ihrem proximalen Ende weisen die Armteile 10 und 10‘ jeweils ein Griffteil 50, 50‘ in Form einer Fingeröffnung auf.
Zwischen den distalen Haltebacken 30, 30‘ und den beiden Griffteilen 50, 50‘ befindet sich eine Verriegelungseinrichtung 60, welche durch zwei Verriegelungsarme 62, 64 ausgebildet ist. Der erste Verriegelungsarm 62 ragt von dem ersten Armteil 10 in Richtung des zweiten Armteils 10‘. Der zweite Verriegelungsarm 64 ragt von dem zweiten Armteil 10‘ in Richtung des ersten Armteils 10, so dass mittels Rasthaken (nicht dargestellt), welche an dem ersten Verriegelungsarm 62 angebracht sind, und Rasthaken 65, welche an dem zweiten Verrieglungsarm 64 angebracht sind, eine Verrastung oder Verriegelung der beiden Verriegelungsarme 62 und 64 und damit des chirurgischen Nadelhalters 1 möglich ist. Die Rasthaken des ersten Verriegelungsarms 62 sowie die Rasthaken 65 des zweiten Verriegelungsarms 64 sind dabei derart gestaltet, dass eine formschlüssige Verriegelung beim Zusammendrücken der Griffteile 50, 50‘ erreicht wird. Die Rasthaken können beispielsweise haifischzahnförmig gestaltet sein.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Detaildarstellung eines Hartmetalleinsatzes 40 sowie einer distalen Haltebacke 30 einer Vorstufe des in Fig. 1 dargestellten chirurgischen Instruments 1 im nicht montierten Zustand.
Der Hartmetalleinsatz 40 ist vorzugsweise plättchenförmig gestaltet und besitzt bevorzugt ein kreuzförmiges Profil 41. Ferner weist der Hartmetalleinsatz 40 einen nasenförmigen Formschlussabschnitt 43 auf. Die distale Haltebacke 30 besitzt eine zu der Form des Hartmetalleinsatzes 40 komplementäre Aussparung 31. In dem freien Ende 33 der distalen Haltebacke 30 ist ein hohlförmiges Lotdepot 35 ausgebildet (siehe Fig. 3), wobei eine Austrittsöffnung 36 des Lotdepots 35 in den Boden 32 der Aussparung 31 mündet.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Detaildarstellung eines Hartmetalleinsatzes 40 sowie einer distalen Haltebacke 30 einer Vorstufe des in Fig. 1 dargestellten chirurgischen Instruments 1 im montierten Zustand.
Das Lotdepot 35 ist vorzugsweise als länglicher oder kanalförmiger Hohlraum gestaltet, welcher sich in axialer Richtung der distalen Haltebacke 30 erstreckt. Das Lotdepot 35 weist an der Stirnseite 34 des freien Endes 33 der distalen Haltebacke 30 eine Eintrittsöffnung 37 zum Befüllen des Lotdepots 35 mit einem Lot auf.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Hartmetalleinsatzes 40 sowie der distalen Haltebacke 30 wird vollständig auf die Beschreibung zur Fig. 2 Bezug genommen.
Abschließend sollen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals wie folgt zusammengefasst werden: Durch einen endkonturnahen Formgebungsprozess können die Hartmetalleinsätze bereits mit einer passenden Außenform und einer umlaufenden Abschrägung werkzeuggebunden hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Herstellen eines chirurgischen Instruments (1) zum Fassen und/oder Halten und/oder Führen einer Nadel, aufweisend nachfolgende Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Armteils (10) und eines zweiten Armteils (10‘), wobei das erste Armteil (10) und das zweite Armteil (10‘) jeweils eine distale Haltebacke (30, 30‘) mit einer Aussparung und ein Lotdepot in einem freien Ende der distalen Haltebacke (30, 30‘) aufweisen, b) Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes (40) in die Aussparung der distalen Haltebacke (30) des ersten Armteils (10) und Einsetzen eines Hartmetalleinsatzes (40‘) in die Aussparung der distalen Haltebacke (30‘) des zweiten Armteils (10‘), c) Fügen des ersten Armteils (10) und des zweiten Armteils (10‘), wobei das erste Armteil (10) und das zweite Armteil (10‘) im gefügten Zustand an einem Gelenk (20) gegeneinander verschwenkbar gelagert sind, d) Befüllen des Lotdepots des ersten Armteils (10) und Befüllen des Lotdepots des zweiten Armteils (10‘) jeweils mit einem Lot und e) Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke (30) des ersten Armteils (10) eingesetzten Hartmetalleinsatzes (40) mit dem ersten Armteil (10) und Verlöten des in die Aussparung der distalen Haltebacke (30‘) des zweiten Armteils (10‘) eingesetzten Hartmetalleinsatzes (40‘) mit dem zweiten Armteil (10‘) jeweils mit Hilfe des Lotes. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen von Schritt b) die Hartmetalleinsätze (40, 40‘) formschlüssig in die Aussparungen der distalen Haltebacken (30, 30‘) eingesetzt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen von Schritt b) ein nasenförmiger Formschlussabschnitt der Hartmetalleinsätze (40, 40‘) in einen komplementären Bereich der Aussparung der distalen Haltebacken (30, 30‘) eingelegt und von diesem formschlüssig gehalten wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotdepots jeweils als ein längserstreckter Hohlraum, bevorzugt mit eckenlosem Querschnitt, gestaltet sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum einen Innendurchmesser von 0,3 mm bis 2 mm, vorzugsweise 0,8 mm bis 1 ,2 mm, und/oder eine Länge von 4 mm bis 15 mm, vorzugsweise 7 mm bis 12 mm, aufweist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) zeitlich zwischen den Schritten b) und e), insbesondere zeitlich zwischen den Schritten b) und d), durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lot ein Nickellot, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni600, Ni610, Ni612, Ni620, Ni630, Ni631, Ni650, Ni700, Ni710, Ni720, Ni800 und Mischungen davon, verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen von Schritt d) die Lotdepots jeweils über eine an dem freien Ende der distalen Haltebacken (30, 30‘) stirnseitig ausgebildete Eintrittsöffnung mit dem Lot befüllt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) zeitlich zwischen den Schritten b) und e), insbesondere zeitlich zwischen den Schritten c) und e), durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen von Schritt e) das Lot jeweils aus einer Austrittsöffnung der Lotdepots austritt, welche in einen Boden der Aussparung der distalen Haltebacken (30, 30‘) mündet. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung spitz- oder rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Schritt e) ferner einen Schritt f) Entfernen der Lotdepots aufweist. - 17 - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen von Schritt f) die Lotdepots jeweils durch Brechen einer Sollbruchlinie oder -stelle, insbesondere einer in Umfangsrichtung der distalen Haltebacken (30, 30‘) jeweils ausgebildeten Sollbruchlinie oder -stelle, entfernt werden, wobei die Sollbruchlinien oder -stellen bevorzugt jeweils zwischen dem freien Ende der distalen Haltebacken (30, 30‘), welches das Lotdepot aufweist, und einem sich an das freie Ende der distalen Haltebacken (30, 30‘) anschließenden, lotdepotfreien Abschnitt der distalen Haltebacken (30, 30‘) ausgebildet sind.
EP21765903.6A 2020-08-21 2021-08-19 Verfahren zum herstellen eines chirurgischen instruments zum fassen und/oder halten und/oder führen einer nadel Pending EP4199835A1 (de)

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