WO2007087800A9 - Einrichtung zum entfernen einer endoprothese oder eines implantats, die oder das im körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen material besteht - Google Patents

Einrichtung zum entfernen einer endoprothese oder eines implantats, die oder das im körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen material besteht

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WO2007087800A9
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Andreas Pein
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Definitions

  • the invention relates to devices for removing an endoprosthesis or an implant, which is implanted in the body and consists of an artificial material.
  • Prostheses or implants introduced into the human body are usually removed by mechanical methods after their end of life.
  • This relates in particular to prostheses and implants associated with the tissue type bone.
  • the poorly accessible gap-like boundary layer between the bone and the implanted material must be loosened by mechanical machining of the bone by chiselling, drilling, milling and sawing.
  • Such procedures are massive interventions that destroy the living tissue unnecessarily and thus also lead to tissue loss.
  • the ability to anchor a new endoprosthesis or a new implant is worsened by the fact that due to the set defects primary stability is reduced and inevitably a longer healing process is necessary.
  • Another disadvantage of the mechanical treatments is the possible destruction of the surrounding tissue as well as the long operation time, which increases the morbidity of the operation, which is reflected directly in a high blood loss and an increased infection rate.
  • the invention specified in the claims 1 and 20 is based on the object to remove introduced into the body endoprostheses or implants with minimal damage to the tissue, so that the patient is not damaged by a lengthy operation and the biological and mechanical conditions for a replant optimal ,
  • the devices and methods for removing an endoprosthesis or an implant, which is or is implanted in the body and consists of an artificial material, are characterized in particular by minimal damage to biological tissue, so that a gentle removal is possible.
  • Endoprostheses or implants are known at least partially made of a metal or other non-metallic material with electrical conductivity and are therefore electrical conductors.
  • the endoprosthesis or the implant as a conductor and either at least one electrode electrically connected to a surface region of the endoprosthesis or the implant or at least one contacted to a region of the material surrounding the endoprosthesis or the implant are connected to an HF generator as AC source.
  • an HF generator as AC source.
  • the energy input leads to a protein denaturation in the tissue, in particular in the region of the tensile collagen fibers, so that the tissue surrounding the endoprosthesis or the implant is weakened and becomes brittle, for example, in the case of bones.
  • a biomaterial such as, for example, recorded Knochenzeme ⁇ t, wherein 'the mechanical strength is reduced.
  • the endoprosthesis or implant is coupled to a device simultaneously or after RF processing.
  • HF surgery With the. Exploitation of high-frequency surgery, in the following called only HF surgery, the effort and the tissue damage in the release of endoprostheses or implants reduced as much as possible.
  • the use of HF surgery is a gentle method, whereby the destruction of cells is largely avoided and thereby the healing process is positively influenced. The same applies to bleeding during the operation, which are largely prevented by the use of HF surgery.
  • thermal effects are preferably used, which arise through energy coupling to the lowest possible tissue volume.
  • the resulting heat output is, according to Joul's law, directly proportional to the resistivity and the square of the current density.
  • a coagulation causes at a temperature between 50 0 C and 100 0 C, the transition from protein to denatured protein. This transition is associated with significant fluid loss. This causes a shrinkage of tissue cells and the narrowing of vessels until complete closure. At the same time, the heat conductivity of the tissue decreases and the electrical resistance increases, so that further propagation of the heat into the depth of the biological tissue is inhibited.
  • the endoprosthesis, the implant or a region thereof itself is a conductor for this purpose.
  • the RF generator as an AC source
  • either the surface or a surface area between contacted electrodes of the endoprosthesis or the implant itself is heated.
  • the alternating current flowing through the endoprosthesis, the implant, or through a portion of the endoprosthesis or implant does not cover the entire cross-section, so that high frequency alternating currents flow only in one surface layer (physically referred to as a salivary effect).
  • the current density decreases greatly from the surface to the interior of the endoprosthesis or implant.
  • the alternating magnetic flux inside the endoprosthesis or the implant generates additional voltages and currents according to the law of induction, which leads to a current distribution across the cross-section and retroactively to a redistribution of the magnetic flux, the current in the inner part
  • the endoprosthesis or the implant is increasingly weakened with increasing frequency and concentrated on the surface.
  • the conditional by the applied AC voltage also periodic magnetic field inside the prosthesis is in turn surrounded by electric field lines according to the law of induction. These electric field lines are directed in the interior of the prosthesis against the prevailing electric field and reinforce it on the surface. According to Ohm's law, the amount of current density at the surface of the prosthesis is greater than inside. It is thus heated only a surface area of the endoprosthesis or the implant. A complete warming of the endoprosthesis or the implant is largely advantageously avoided.
  • the achievable heating of the surface or of a surface area of the endoprosthesis or of the implant increases with the frequency of the alternating current and with the conductivity of the endoprosthesis or of the implant and is further dependent on the shape of the cross section and on the influence of adjacent conductors.
  • the joint between endoprosthesis or implant and this surrounding material is supplied via the connection of the endoprosthesis or the implant and the electrode with the HF generator, a power of preferably 100 to 300 W at a frequency in the megahertz range.
  • the size of the power depends on the time of the feed, so that even larger powers are possible.
  • Heating of the endoprosthesis or of the implant can also take place only in certain areas, with this area of the endoprosthesis or of the implant being the conductor at the same time.
  • an end region of the region is interconnected either directly or via a second electrode and, on the other hand, the electrode is connected as the first electrode to the HF generator.
  • the AC current flows only in this area of the endoprosthesis or the implant, the tub also arises only in this area.
  • the region represents a section of the endoprosthesis or of the implant, wherein heating can be effected in sections successively over the entire length of the endoprosthesis or of the implant.
  • the electrode or this electrode and another electrode is or are guided according to the developments of claims 2 and 21 in a channel or in a channel in the tissue or biomaterial, and preferably arranged at an angle to the surface of the endoprosthesis or the implant.
  • the at least one electrode is thereby pressed onto the endoprosthesis or the implant, so that the electrical connection is based on the contact of the end of the electrode on a surface region of the endoprosthesis or of the implant.
  • the second electrode is guided in a channel arranged in the longitudinal direction so that the spaced-apart region of the endoprosthesis or of the implant is the conductor.
  • a partial heating of the endoprosthesis or of the implant can take place in accordance with the placement of the heads of the electrodes, wherein the region of the endoprosthesis or of the implant between them is the conductor.
  • the connection is made via the heads of the electrodes, which are larger in cross-section than the remaining components.
  • the electrode head of the at least one electrode according to the embodiment of claim 4 on a spreading mechanism, so that a maximum contact surface between the respective head and the endoprosthesis or the implant and thus a low contact resistance is present.
  • the at least one electrode has according to the embodiment of claim 5 at least a cavity connected to a flowable material conveyor. Thereby, the electrode or the connector can be preferably cooled.
  • the end region .of the at least one electrode has at least one opening, wherein this opening and the at least one cavity are connected to one another. This makes it easily possible, a flowable and the operation advantageously 'supporting. Supply substance to the interface or surgical site.
  • the opening with the cavity can also be used to dissipate the substances produced during the operation.
  • the at least one electrode at the same time a cutting or non-cutting tool for the tissue or biomaterial.
  • the at least one electrode is according to the embodiment of claim 8 for introducing a channel into the tissue or biomaterial. simultaneously an electrode opposite a preferred plate-shaped electrode, which are connected to either the RF generator or an RF generator.
  • the plate-shaped electrode is connected flat to the patient. This is to 'reduce the current density as much as possible, in order to avoid damage to the healthy tissue according to the JouTschen law-: In the immediate vicinity of the electrode, the current density is highest and therefore the thermal effect on the strongest. This action decreases with the square of the distance to the electrode. In the case of interventions with low currents, the plate-shaped electrode can also be dispensed with, whereby the current circuit is closed by the impedance of the human body to earth.
  • the at least one electrode is according to the embodiment of claim 9 for introduction. a channel of two spaced sub-electrodes connected to either the RF Generator or an RF generator are connected.
  • the electrode contacting the at least one region of the tissue or biomaterial surrounding the endoprosthesis or the implant is a sleeve according to the embodiments of patent claims 10 and 22.
  • the material surrounding the endoprosthesis or implant is the bone.
  • the cuff is placed as an electrode around the exposed end portion of the bone and contacted with this electrically conductive. This electrode is preferably the reference electrode for this purpose.
  • the cuff is according to the embodiment of claim 11 a part of a cooling device, wherein the cuff is provided either with at least one channel for a coolant or with Peltier elements. The resulting heat is concentrated on the area to be separated. Burns are largely avoided.
  • At least the operating area is located after the embodiment of claim 13 partially in a Faraday cage, which is connected to a potential.
  • a Faraday cage which is connected to a potential.
  • the endoprosthesis or the implant as a conductor or at least a portion of the Endoprosthesis or the material surrounding the implant via another contacted with this material electrode and the electrode are connected according to the developments of claims 14 and 23 with the RF generator as an AC source so that acts in at least one surface region of the endoprosthesis or the implant of the skin effect.
  • the skin effect is advantageously characterized by the fact that high-frequency alternating currents only flow in a thin surface layer. At higher frequencies, the alternating current flowing through the endoprosthesis, the implant, or through a portion of the endoprosthesis or implant does not cover the entire cross section. The skin effect causes the heat to form only in this surface layer. This surface layer is either the.
  • Endoprosthesis or the implant itself or only a portion thereof In the latter case, a heating of the endoprosthesis or of the implant, which operates sequentially in sections, takes place over the entire length.
  • a heating of the endoprosthesis or of the implant which operates sequentially in sections, takes place over the entire length.
  • endoprostheses / implants, endoprostheses / implants with different cross-sectional dimensions or long endoprostheses / implants of surrounding tissue and / or biomaterial can be separated in sections.
  • the RF generator is connected according to the developments of the claims 15 and 24 with a data processing device such that the energy input via the electrode in dependence on the frequency of the high voltage, the geometry of the prosthesis or the implant and the total electrical power.
  • the data processing device is advantageously interconnected with the HF generator and according to the embodiment of claim 16 with a scanner for determining the geometry of the endoprosthesis or the implant and / or adhesion of the endoprosthesis or the implant in / on the tissue and biomaterial as a control or regulating circuit, wherein the level of energy coupling is controlled as a function of geometry and / or adhesion between both endoprosthesis or implant and tissue and biomaterial.
  • the data processing device is with the RF generator and according to the embodiment 'of claim 17 advantageously with a scanner for determining the geometry of the endoprosthesis .oder the implant and / or adhesion of the endoprosthesis or the implant in / on tissue and biomaterial as control or Control circuit interconnected so that the amount of energy input and the position of the first electrode and the second electrode depending on the geometry and / or adhesion between both endoprosthesis or implant and tissue and biomaterial controlled and selected.
  • the device for removing the endoprosthesis or the implant is a tensile forces, compressive forces and / or bending moments on the endoprosthesis or the implant-transmitting device, wherein the release is mechanically supported and the removal of the endoprosthesis or the implant takes place mechanically.
  • a coil or a permanent magnet are arranged according to the embodiment of claim 19 so that the location and time of the skipping of the high frequency current between tissue or biomaterial and endoprosthesis or implant is controlled.
  • an electrically conductive liquid is introduced into the tissue or biomaterial surrounding the endoprosthesis or the implant.
  • This is preferably an electrolyte solution. The loosening and removal of the endoprosthesis or the implant is facilitated.
  • Fig. 1 shows a device for removing an endoprosthesis with an electrode at an angle to
  • FIG. 2 shows a device for removing an endoprosthesis with two electrodes at an angle to
  • Fig. 3 shows an electrode with two cavities and Fig. 4 shows a device for removing an endoprosthesis with a sleeve as an electrode.
  • a device for removing an endoprosthesis 1 from biological and / or biocompatible materials 4 as material surrounding the endoprosthesis 1 essentially consists of an electrode 2 and an HF generator 3.
  • Fig. 1 shows a device for removing an endoprosthesis 1 in a schematic representation.
  • the HF generator ' 3 is / is interconnected with the endoprosthesis 1 as a conductor and the electrode 2.
  • the electrode 2 is located in a channel 5 introduced into the tissue 4 and / or the biomaterial and acts on the end region of the endoprosthesis 1, so that an electrically conductive connection is present at the end region of the endoprosthesis 1.
  • the endoprosthesis 1 is itself a leader.
  • the RF generator 3 represents an AC source, wherein at least the surface area of the endoprosthesis 1 is heated and, as a result, tissue 4 and / or biomaterial dissolves from the endoprosthesis 1.
  • the electrode 2 is guided in the channel 5 in the tissue 4 and biomaterial so that the second electrode 2 is arranged at an angle to the endoprosthesis 1 as a first electrode (representation in FIG. 1).
  • the end region of the electrode 2 as the electrode head can be made larger in cross section than the cross section of the remaining electrode.
  • the electrical connection is based on contact between the endoprosthesis 1 as a conductor and the electrode 2 in the region of the electrode head.
  • the electrode head itself may advantageously have a spreading mechanism in a further embodiment, so that a secure contact between the endoprosthesis 1 as a conductor and the electrode head of the electrode 2 can be ensured.
  • the end region is advantageously a net and the spreading mechanism is a balloon in this net.
  • the HF generator 3 is interconnected with a data processing device 6 in such a way that the energy is coupled in via the electrode 2 as a function of the frequency of the high voltage, the geometry of the endoprosthesis 1 and the total electrical power.
  • Endoprosthesis 1 is coupled to endoprosthesis removal device simultaneously or after RF processing.
  • the Data processing device 6 with the RF generator 3 and a scanner for determining the geometry of the endoprosthesis 1 and / or adhesion of the endoprosthesis 1 in / on the tissue 4 and biomaterial be interconnected as a control or regulating circuit. The amount of energy injection is controlled depending on the geometry and / or adhesion between both endoprosthesis 1 and tissue A or biomaterial.
  • a device for separating an endoprosthesis 1 as a conductor of tissue 4 and / or biomaterial essentially consists of a first electrode 2, a second electrode 7 and an HF generator 3.
  • Fig. 2 shows a device for removing an endoprosthesis with two electrodes 2, 7 at an angle to the endoprosthesis 1 in a schematic representation.
  • One area of the endoprosthesis 1 itself is the conductor which is contacted with the electrodes.
  • the first electrode 2 and the second electrode 7 are / are connected to the RF generator 3 as an AC source, so that at least one surface area of the endoprosthesis 1 is heated as a conductor, wherein tissue 4 and / or biomaterial dissolves from the endoprosthesis 1.
  • the electrodes 2, 7 are each guided in a channel 5 in the tissue 4 and / or biomaterial as the endoprosthesis 1 surrounding material so that the surface of the endoprosthesis 1 and both the first electrode 2 and the second electrode 7 are arranged at an angle to each other ( Representation in FIG. 2).
  • the electrical connection is based on the contact of the electrodes 2, 7 in each case with the endoprosthesis 1.
  • the RF generator 3 is / is connected to a verailleaigseirrraum 6 so that the energy input via the electrodes 2, 7 in dependence on the frequency of the high voltage, the geometry of the endoprosthesis 1 and the total electrical power.
  • the endoprosthesis 1 is coupled to a device for removing the endoprosthesis 1 at the same time or after the RF processing.
  • This device is used to apply tensile, compressive or bending stresses.
  • the data processing device 6 can be interconnected with the HF generator 3 and a scanner for determining the geometry of the endoprosthesis 1 and / or adhesion of the endoprosthesis 1 in / on the tissue 4 and biomaterial as a control or regulating circuit such that the electrodes 2, 7 and the height of the Energyeinkopphing depending on the adhesion between the endoprosthesis 1 and both tissue 4 and biomaterial is positioned and controlled.
  • the at least one electrode 2 can be designed as a drill, a chisel, an electrode or an electrode consisting of two partial electrodes for the biological and biocompatible material 4.
  • the electrode 2 in another embodiment of the embodiments and a plate-shaped electrode are connected to either the RF generator 3 or an RF generator.
  • the plate-shaped electrode may be a grounded pad for the patient or the grounded patient himself.
  • the spaced-apart sub-electrodes of the electrode 2 in this embodiment are connected to either the RF generator 3 or an RF generator.
  • a coil that generates an external magnetic field or a permanent magnet may contribute to the distance being spatially and temporally controlled.
  • the at least one electrode 2, 7 itself can also, in a further embodiment of the first and the second exemplary embodiment, also have one or more cavities 8a, 8b (illustration in FIG. 3) for a flowable substance.
  • at least one of the cavities 8a, 8b is connected to a conveying device for the flowable material.
  • a device for removing an endoprosthesis 1 from tissue 4 and / or biomaterials as the endoprosthesis 1 surrounding material consists essentially of an electrode as a sleeve 9 and an RF generator.
  • FIG. 3 shows a device for removing an endoprosthesis 1 with a sleeve 9 as an electrode in a basic representation.
  • the HF generator 3 is / is connected to the endoprosthesis 1 as a conductor and the sleeve 9.
  • the cuff 9 is located on the end region of the tissue 4 surrounding the endoprosthesis 1 as bone and / or biomaterial.
  • the endoprosthesis 1 is itself a leader.
  • the RF generator 3 represents an AC source, wherein at least the surface area of the endoprosthesis 1 is heated and, as a result, tissue 4 and / or biomaterial dissolves from the endoprosthesis 1.
  • the RF generator 3 is / is connected to a data processing device 6 so that the energy is input via the electrode 2 in dependence on the frequency of the high voltage, the geometry of the endoprosthesis 1 and the total electrical power.
  • Endoprosthesis 1 is simultaneously coupled to a pulling device for removal.
  • the sleeve 9 may be part of a cooling device, wherein the sleeve 9 is provided either with at least one channel for a coolant or with Peltier elements.
  • At least the operating area can be located at least partially in a Faraday cage, the latter being connected to a potential.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • a movable magnetic field can be established, which regulates the place and time of the energy input into the endoprosthesis or implant.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Entfernen einer Endoprothese (1) oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht. Die Einrichtungen und die Verfahren zeichnen sich insbesondere durch einen minimalen Abbau von Gewebe (4) aus, so dass eine schonende Entfernung möglich ist. Dazu ist die Endoprothese, das Implantat oder ein Bereich davon selbst ein Leiter. Die Endoprothese oder das Implantat und entweder wenigstens eine mit einem Oberflächenbereich der Endoprothese oder dem Implantat elektrisch leitend verbundene Elektrode (2) oder wenigstens eine mit einem Bereich des die Endoprothese oder das Implantat umgebenden Materials kontaktierte Elektrode sind oder werden mit einem HF-Generator (3) als Wechselstromquelle zur Trennung der Endoprothese oder des Implantats von diese umgebenden Material so verbunden, dass dadurch ein Energieeintrag in das die Endoprothese oder das Implantat umgebende Gewebe und/oder Biomaterial erfolgt. Zum Entfernen ist die Endoprothese oder das Implantat mit einer Vorrichtung gekoppelt.

Description

Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Entfernen einer Endoprothese oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht.
In den menschlichen Körper eingebrachte Prothesen oder Implantate werden nach Ende ihrer Standzeit in der Regel durch mechanische Verfahren entfernt. Das betrifft insbesondere Prothesen und Implantate, die mit dem Gewebetyp Knochen in Verbindung stehen. Um zum Beispiel eine Endoprothese oder ein Zahnimplantat aus dem Knochen entfernen zu können, muss die schlecht erreichbare spaltförmige Grenzschicht zwischen Knochen und dem implantierten Material durch mechanische Bearbeitungen des Knochens durch Meißeln, Bohren, Fräsen und Sägen gelöst werden. Derartige Verfahren stellen massive Eingriffe dar, die das lebende Gewebe unnötig zerstören und somit auch zu Gewebeverlusten führen. Die Möglichkeiten, eine neue Endoprothese oder ein neues Implantat zu verankern, wird dadurch verschlechtert, weil auf Grund der gesetzten Defekte die Primärstabilität vermindert ist und zwangsläufig ein längerer Heilungsprozess notwendig ist.
Ein weiterer Nachteil der mechanischen Bearbeitungen liegt in der möglichen Zerstörung des umliegenden Gewebes sowie in der langen Operationszeit, die die Morbidität der Operation erhöht, das sich direkt in einem hohen Blutverlust und einer gesteigerten Infektionsrate niederschlägt.
Bei der Revisionsoperation, zum Beispiel einer Hüftendoprothese ergibt sich das Problem, Materialien in einem schmalen Spalt, das Interface zwischen Knochen und Prothese, trennen zu müssen. Für herkömmliche Werkzeuge ist dieser Spalt fast unzugänglich. In vielen Fällen muss deshalb der Knochen zusätzlich „gefenstert" werden, was die Impalntation einer neuen Prothese erschwert. Bei zementierten Prothesen kann zwar in der Regel der metallische Prothesenstiel aus dem Zementköcher extrahiert werden, aber auch der im Knochen verbliebene Zement stellt. den Operateur vor große Probleme.
Bisher beschriebene Alternativen zu den herkömmlichen Werkzeugen haben sich aus unterschiedlichen Gründen klinisch nicht durchgesetzt. Weder die extrakorporale Stoßwellenlithotrypsie (ESWL), die Mikrobrüche im Knochenzement generieren und die Scherkraftbelastbarkeit herabsetzen soll, noch das Aufschmelzen und anschließende Entfernen des Biomaterials Knochenzement durch Ultraschallsonden oder die Laser-Anwendung führten zum Durchbruch.
Der in den Patentansprüchen 1 und 20 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in den Körper eingebrachte Endoprothesen oder Implantate mit minimalem Schaden am Gewebe zu entfernen, so dass der Patient durch eine langwierige Operation nicht geschädigt und die biologischen sowie mechanischen Voraussetzungen für eine Replantation optimal bleiben.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 20 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Einrichtungen und Verfahren zum Entfernen einer Endoprothese oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht, zeichnen sich insbesondere durch eine minimale Schädigung von biologischem Gewebe aus, so dass eine schonende Entfernung möglich ist. Endoprothesen oder Implantate bestehen bekannterweise zumindest teilweise aus einem Metall oder einem anderen nichtmetallischen Stoff mit elektrischer Leitfähigkeit und sind damit elektrische Leiter.
Die Endoprothese oder das Implantat als Leiter und entweder wenigstens eine mit einem Oberflächenbereich der Endoprothese oder dem Implantat elektrisch leitend verbundene Elektrode oder wenigstens eine mit einem Bereich des die Endoprothese oder das Implantat umgebenden Materials kontaktierte Elektrode sind mit einem HF-Generator als Wechselstromquelle verbunden. Dadurch erfolgt ein Energieeintrag in das die Endoprothese oder das Implantat umgebende Gewebe oder Biomaterial, wobei sich Gewebe oder Biomaterial von der Endoprothese oder dem Implantat löst.
Der Energieeintrag führt im Gewebe zu einer Proteindenaturierung insbesondere im Bereich der zugfesten Kollagenfasern, so dass das Gewebe welches die Endoprothese oder das Implantat umgibt geschwächt wird und zum Beispiel bei Knochen versprödet. Die gleiche thermische Schädigung ist auch bei einem Biomaterial, wie zum Beispiel Knochenzemeηt zu verzeichnen, wobei' auch die mechanische Festigkeit vermindert wird.
Zum Entfernen ist die Endoprothese oder das Implantat gleichzeitig oder nach der HF- Bearbeitung an eine Vorrichtung gekoppelt. •
Mit der. Ausnutzung der Hochfrequenz-Chirurgie, im folgenden nur noch HF-Chirurgie genannt, wird der Aufwand und die Gewebeschädigung beim Lösen von Endoprothesen oder Implantaten so weit wie möglich reduziert. Der Einsatz der HF-Chirurgie stellt eine schonende Methode dar, wobei die Zerstörung von Zellen weitestgehend vermieden und dadurch der Heilungsprozess positiv beeinflusst wird. Das gleiche gilt auch für Blutungen während der Operation, die durch Anwendung der HF-Chirurgie weitestgehend unterbunden werden.
Mit der Verbindung der Endoprothese oder des Implantats und der Elektrode mit dem Hochfrequenz-Generator, im folgenden nur noch HF-Generator genannt, werden vorzugsweise thermische Effekte genutzt, die durch eine Energieeinkopplung auf ein möglichst geringes Gewebevolumen entstehen. Die dort entstehende Wärmeleistung ist nach dem Joul" sehen Gesetz direkt proportional zum spezifischen Widerstand und dem Quadrat der Stromdichte.
Bei einem geringen HF-Strom auf das biologische Gewebe entsteht nur wenig Wärme, die sich gleichmäßig im biologischen Gewebe verteilt. Wird die Leistung und damit die Temperatur erhöht, so tritt eine Phase der Eiweißdenaturierung ein, bis es bei steigender Leistung und Temperatur zur zunehmend schnellen Verkochung der Extra- und Intrazellulärflüssigkeit kommt. Dabei verringert sich die Wärmeleitfähigkeit des Gewebes und der elektrische Widerstand steigt, so dass der Trennprozess selbst limitierend ist. Bei weiterer Erhöhung der Leistung und damit der Temperatur beschleunigt sich der Verdampfungsprozess bis dieser explosionsartig wird und durch die Verdampfungswärme soviel Energie verbraucht, dass der Hitzebereich enger wird. Das kann bis zur Funkenbildung weitergeführt werden.
Daraus ergeben sich die Desikkation (Austrocknung), die Koagulation (Verkochung), die Gewebezertrennung und die Fulguration (Sprühverkohlung).
Eine Koagulation bewirkt bei einer Temperatur zwischen 500C und 1000C den Übergang von Eiweiß in denaturiertes Eiweiß. Dieser Übergang ist mit einem erheblichen Flüssigkeitsverlust verbunden. Dadurch wird ein Schrumpfen von Gewebezellen sowie die Verengung von Gefäßen bis zum völligen Verschluss bewirkt. Gleichzeitig verringert sich die Wärmeleitfähigkeit des Gewebes und vergrößert sich der elektrische Widerstand, so dass eine weitere Ausbreitung der Wärme in die Tiefe des biologischen Gewebes gehemmt ist.
Vorteilhafterweise ist dazu die Endoprothese, das Implantat oder ein Bereich davon selbst ein Leiter. Bei einem Kontakt mit wenigstens einer Elektrode und einer Verbindung mit dem HF- Generator als Wechselstromquelle wird entweder die Oberfläche oder ein Oberflächenbereich zwischen kontaktierten Elektroden der Endoprothese oder des Implantats selbst erwärmt. Bei höheren Frequenzen erfüllt der durch die Endoprothese, das Implantat oder durch einen Bereich der Endoprothese oder des Implantats fließende Wechselstrom nicht den gesamten Querschnitt, so dass hochfrequente Wechselströme nur in einer Oberflächenschicht fließen (physikalisch als Sldneffelct bezeichnet). Die Stromdichte nimmt von der Oberfläche zum Inneren der Endoprothese oder des Implantats stark ab. Das beruht darauf, dass der im Inneren der Endoprothese oder des Implantats verlaufende magnetische Wechselfluss dort nach dem Induktionsgesetz zusätzliche Spannungen und Ströme erzeugt, die zu einer Stromverteilung über den Querschnitt und rückwirkend auch zu einer Umverteilung des magnetischen Flusses führen, wobei der Strom im inneren Teil der Endoprothese oder des Implantats mit wachsender Frequenz zunehmend geschwächt und an der Oberfläche konzentriert wird. Das durch die angelegte Wechselspannung bedingte ebenfalls periodische Magnetfeld im Inneren der Prothese ist nach dem Induktionsgesetz seinerseits wiederum von elektrischen Feldlinien umgeben. Diese elektrischen Feldlinien sind im Inneren der Prothese dem dort herrschenden elektrischen Feld entgegen gerichtet und verstärken es an der Oberfläche. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Betrag der Stromdichte an der Oberfläche der Prothese größer als im Inneren. Es wird damit nur ein Oberflächenbereich der Endoprothese oder des Implantats erwärmt. Eine vollständige Erwärmung der Endoprothese oder des Implantats wird weitestgehend vorteilhafterweise vermieden.
Die erzielbare Erwärmung der Oberfläche oder eines Oberflächenbereiches der Endoprothese oder des Implantats nimmt, mit der Frequenz des Wechselstromes und mit der Leitfähigkeit der Endoprothese oder des Implantats zu und ist weiter von der Form des Querschnitts und von der Einwirkung benachbarter Leiter abhängig.
Der Verbindungsstelle zwischen Endoprothese oder Implantat und diese umgebendes .Material wird über die Verbindung der Endoprothese oder des Implantats und der Elektrode mit dem HF- Generator eine Leistung von vorzugsweise 100 bis 300 W bei einer Frequenz im Megahertz- Bereich zugeführt. Die Größe der Leistung ist von der Zeit der Zuführung abhängig, so dass auch größere Leistungen möglich sind. . . .
Eine Erwärmung der Endoprothese oder des Implantats kann dabei auch nur bereichsweise erfolgen, wobei dieser Bereich der Endoprothese oder des Implantats gleichzeitig der Leiter ist. Zum einen ist ein Endenbereich des Bereiches entweder direkt oder über eine zweite Elektrode und zum anderen die Elektrode als erste Elektrode mit dem HF-Generator zusammengeschaltet. Der Wechselstrom fließt nur in diesem Bereich der Endoprothese oder des Implantats, wobei die Wanne ebenfalls nur in diesem Bereich entsteht. Der Bereich stellt einen Abschnitt der Endoprothese oder des Implantats dar, wobei eine Erwärmung abschnittsweise nacheinander über die gesamte Länge der Endoprothese oder des Implantats erfolgen kann.
Dadurch können auch kompliziert ausgestaltete Endoprothesen oder Implantate, Endoprothesen oder Implantate mit unterschiedlichen Querschnittsäbmessungen oder lange Endoprothesen oder Implantate von diese umgebenden biologischen und/oder biokompatiblen Materialien abschnittsweise getrennt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 19 und 21 bis 25 angegeben.
Die Elektrode oder diese Elektrode und eine weitere Elektrode ist oder sind nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 2 und 21 in einem Kanal oder jeweils in einem Kanal im Gewebe oder Biomaterial geführt und dabei vorzugsweise winklig zur Oberfläche der Endoprothese oder des Implantats angeordnet. Die wenigstens eine Elektrode wird dabei auf die Endoprothese oder das Implantat gedrückt, so dass die elektrische Verbindung auf der Berührung des Endes der Elektrode auf einem Oberflächenbereich der Endoprothese oder des Implantats basiert. Bei einer abschnittsweisen Erwärmung der Endoprothese oder des Implantats wird in einem in Längsrichtung beabstandet angeordneten Kanal die zweite Elektrode geführt, so dass der beabstandete Bereich der Endoprothese oder des Implantats der Leiter ist.
Werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 zwei Kanäle mit einer ersten und einer zweiten Elektrode eingesetzt, kann eine abschnittsweise Erwärmung der Endoprothese oder des Implantats entsprechend der Platzierung der Köpfe der Elektroden erfolgen, wobei der Bereich der Endoprothese oder des Implantats dazwischen der Leiter ist. Die Verbindung erfolgt über die Köpfe der Elektroden, die im Querschnitt größer als die restlichen Bestandteile ausgeführt sind.
Vorteilhafterweise weist der Elektrodenkopf der wenigstens einen Elektrode nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 einen Spreizmechanismus auf, so dass eine größtmögliche Berührungsfläche zwischen dem jeweiligen Kopf und der Endoprothese oder dem Implantat und damit ein geringer Übergangswiderstand vorhanden ist.
Die wenigstens eine Elektrode besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 wenigstens einen Hohlraum, der mit einer Fördereinrichtung für fließfähige Stoffe verbunden ist. Dadurch kann die Elektrode oder das Verbindungsstück vorzugsweise gekühlt werden.
Der Endenbereich .der wenigstens einen Elektrode weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 wenigstens eine Öffnung auf, wobei diese Öffnung und der mindestens eine Hohlraum miteinander verbunden sind. Dadurch ist es leicht möglich, einen fließfähigen und die Operation vorteilhafterweise' unterstützenden. Stoff der Schnittstelle oder Operationsstelle zuzuführen.
Die Öffnung mit dem Hohlraum kann aber auch zum Abfuhren von während der Operation entstehenden Stoffe genutzt werden.
Bei mehreren und voneinander getrennten Hohlräumen können fließfähige Stoffe gleichzeitig zugeführt und allein oder mit weiteren Stoffen angereichert abgeführt werden, so dass ein Spülvorgang im Operationsbereich realisierbar ist.
Vorteilhafterweise ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 die wenigstens eine Elektrode gleichzeitig ein spanendes oder nicht spanendes Werkzeug für das Gewebe oder Biomaterial.
Die wenigstens eine Elektrode ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 zur Einbringung eines Kanals in das Gewebe oder Biomaterial . gleichzeitig eine Elektrode gegenüber einer vorzugsweisen plattenförmigen Elektrode, die mit entweder dem HF-Generator oder einem HF- Generator verbunden sind.
Die plattenfδrmige Elektrode ist flächig mit dem Patienten verbunden. Dadurch soll' die Stromdichte so weit wie möglich reduziert werden, um eine Schädigung des gesunden Gewebes nach dem JouTschen Gesetz zu vermeiden-: In der unmittelbaren Umgebung der Elektrode ist die Stromdichte am höchsten und daher der thermische Effekt am Stärksten. Diese Einwirkung nimmt mit dem Quadrat' des Abstandes zur Elektrode ab. Bei Eingriffen mit kleinen Stromstärken kann auch auf die plattenförmige Elektrode verzichtet werden, wobei- der Stromkreis wird über die Impedanz des menschlichen Körpers zur Erde geschlossen wird.
Die wenigstens eine Elektrode besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 zur Einbringung. eines Kanals aus zwei beabstandeten Teilelektroden, die mit entweder dem HF- Generator oder einem HF-Generator verbunden sind.
Das ist vorteilhafterweise die bipolare Anwendungstechiiilc der HF-Chirurgie. Dabei fließt der Strom nur durch den Teil des Gewebes oder Biomaterials, in dem die chirurgische Wirkung gewünscht ist. Es werden zwei gegeneinander isolierte Elektroden, zwischen denen die HF- Spannung anliegt, an die Stelle, geführt, an der der Abtrag oder Schnitt erfolgen soll. Der Stromkreis wird durch das Gewebe oder das Biomaterial geschlossen, das dadurch zerstört wird. Durch den geringen Weg, wird weniger Leistung benötigt und das umliegende Gewebe nicht belastet.
Die den wenigstens einen Bereich des die Endoprothese oder das Implantat umgebende Gewebe oder Biomaterial kontaktierende Elektrode ist nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 10 und 22 eine Manschette. Das die Endoprothese oder das Implantat umgebende Material ist der Knochen. Die Manschette wird als Elektrode um den freigelegten Endenbereich des Knochens gelegt und mit diesem elektrisch leitend kontaktiert. Diese Elektrode ist dazu vorzugsweise die Bezugselektrode.
Die Manschette ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein Bestandteil einer Kühleinrichtung, wobei die Manschette entweder mit mindestens einem Kanal für ein Kühlmittel oder mit Peltierelementen versehen ist. Die entstehende Wärme wird auf den zu trennenden Bereich konzentriert. Verbrennungen werden weitestgehend vermieden.
Mit einer Verdrillung von Drähten kleiner Querschnitte als wenigstens eine Elektrode nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 entsteht kein oder ein reduzierter Skineffekt in der Elektrode selbst.
Wenigstens der Operationsbereich befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 teilweise in einem Faradayischen Käfig, wobei dieser mit einem Potential verbunden ist. Dadurch werden insbesondere durch die. Wirkungen des HF-Generators hervorgerufene elektromagnetische Störungen in der Umgebung weitestgehend vermieden, so dass andere zur Versorgung des Patienten notwendige Geräte in ihrem Betrieb nicht beeinträchtigt werden. Gleichzeitig sinken auch die Wirkungen derartiger Störfelder auf andere Regionen des Patienten selbst. . . ■
Die Endoprothese oder das Implantat als Leiter oder wenigstens ein Bereich des die Endoprothese oder das Implantat umgebenden Materials über eine weitere mit diesem Material kontaktierte Elektrode und die Elektrode sind nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 14 und 23 mit dem HF-Generator als Wechselstromquelle so verbunden, dass in wenigstens einem Oberflächenbereich der Endoprothese oder des Implantats der Skineffekt wirkt. Der Skineffekt zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass hochfrequente Wechselströme nur in einer dünnen Oberflächenschicht fließen. Bei höheren Frequenzen erfüllt der durch die Endoprothese, das Implantat oder durch einen Bereich der Endoprothese oder des Implantats fließende Wechselstrom nicht den gesamten Querschnitt. Der Skineffekt bewirkt, dass die Wärme nur in dieser Oberflächenschicht entsteht. Diese Oberflächenschicht ist dabei entweder die. Endoprothese oder das Implantat selbst oder nur ein Bereich davon. Im letzteren Fall erfolgt eine nacheinander abschnittsweise wirkende Erwärmung der Endoprothese oder des Implantats über die gesamte Länge. Dadurch können auch kompliziert ausgestaltete Endoprothesen/Implantate, Endoprothesen/Implantate mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen oder lange Endoprothesen/Implantate von umgebenden Gewebe und/oder Biomaterial abschnittsweise getrennt werden.
Der HF-Generator ist nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 15 und 24 mit einer Datenverarbeitungseinrichtung derart verbunden, dass die Energieeinkopplung über die Elektrode in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Prothese oder des Implantats und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist mit dem HF-Generator und nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 16 vorteilhafterweise mit einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese oder des Implantats und/oder Haftung der Endoprothese oder des Implantats im/am Gewebe und Biomaterial als Steuer- oder Regelkreis zusammengeschaltet, wobei die Höhe der Energieemkopplung in Abhängigkeit der Geometrie und/oder Haftung zwischen sowohl Endoprothese oder Implantat als auch Gewebe und Biomaterial gesteuert wird.
Die Datenverarbeitungseinrichtung ist mit dem HF-Generator und nach der Weiterbildung' des Patentanspruchs 17 vorteilhafterweise mit, einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese .oder des Implantats und/oder Haftung der Endoprothese oder des Implantats im/am Gewebe und Biomaterial als Steuer- oder Regelkreis so zusammengeschaltet, dass die Höhe der Energieeinkopplung und die Position der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode in Abhängigkeit der Geometrie und/oder Haftung zwischen sowohl Endoprothese oder Implantat als auch Gewebe und Biomaterial gesteuert und gewählt wird. Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 18 ist die Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese oder des Implantats eine Zugkräfte, Druckkräfte und/oder Biegemomente auf die Endoprothese oder das Implantat übertragende Vorrichtung, wobei das Lösen mechanisch unterstützt wird und das Entfernen der Endoprothese oder des Implantats mechanisch erfolgt.
Eine Spule oder ein Permanentmagnet sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 19 so angeordnet, dass der Ort und die Zeit des Überspringens des Hochfrequenzstromes zwischen Gewebe oder Biomaterial und Endoprothese oder Implantat gesteuert wird.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 25 wird in das die Endoprothese oder das Implantat umgebende Gewebe oder Biomaterial eine elektrisch leitende Flüssigkeit eingebracht wird. Das ist vorzugsweise eine Elektrolytlösung. Das Lösen und Entfernen der Endoprothese oder des Implantats wird erleichtert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese mit einer Elektrode winklig zur
Endoprothese, Fig. 2 eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese mit zwei Elektroden winklig zur
Endoprothese,
Fig. 3 eine Elektrode mit zwei Hohlräumen und Fig. 4 eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese mit einer Manschette als Elektrode.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden die Einrichtungen und die Verfahren zum Entfernen einer Endoprothese zusammen näher erläutert.
1. Ausführungsbeispiel
Eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese 1 aus biologischen und/oder biokompatiblen Materialien 4 als die Endoprothese 1 umgebendes Material besteht im wesentlichen aus einer Elektrode 2 und einem HF-Generator 3. Die Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
Der HF-Generator '3 ist/wird mit der- Endoprothese 1 als Leiter und der Elektrode 2 zusammengeschaltet. Die Elektrode 2 befindet sich in einem im Gewebe 4 und/oder dem Biomaterial eingebrachten Kanal 5 und greift am Endenbereich der Endoprothese 1 an, so dass am Endenbereich der Endoprothese 1 eine elektrisch leitende Verbindung vorhanden ist. Die Endoprothese 1 ist selbst ein Leiter. Der HF-Generator 3 stellt eine Wechselstromquelle dar, wobei wenigstens der Oberflächenbereich der Endoprothese 1 erwärmt wird und sich daraus folgernd Gewebe 4 und/oder Biomaterial von der Endoprothese 1 löst.
Die Elektrode 2 ist in dem Kanal 5 im Gewebe 4 und Biomaterial so gefuhrt, dass die zweite Elektrode 2 winklig zur Endoprothese 1 als erste Elektrode angeordnet ist (Darstellung in der Fig. 1).
Der Endenbereich der Elektrode 2 als Elektrodenkopf kann im Querschnitt größer als der Querschnitt der übrigen Elektrode ausgeführt sein.
Die elektrische Verbindung beruht auf Kontakt zwischen der Endoprothese 1 als Leiter und der Elektrode 2 im Bereich des Elektrodenkopfes.
Der Elektrodenkopf selbst kann vorteilhafterweise in einer weiteren Ausföhrungsform einen Spreizmechanismus aufweisen, so dass ein sicherer Kontakt zwischen der Endoprothese 1 als Leiter und dem Elektrodenkopf der Elektrode 2 sichergestellt werden kann. Der Endenbereich ist dazu- vorteilhafterweise ein Netz und der Spreizmechanismus ein Ballon in diesem Netz.
Der HF-Generator 3 ist mit einer Datenverarbeitungsemrichtung 6 so zusammengeschaltet, dass die Energieeinkopplung über' die- Elektrode 2 -in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Endoprothese 1 und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
Die Endoprothese 1 ist gleichzeitig oder nach der HF-Bearbeitung an Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese gekoppelt. ■
In einer weiteren Ausführungsform des ersten Ausfuhrungsbeispiels kann die Datenverarbeitungseinrichtung 6 mit dem HF-Generator 3 und einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese 1 und/oder Haftung der Endoprothese 1 im/am Gewebe 4 und Biomaterial als Steuer- oder Regelkreis zusammengeschaltet sein. Die Höhe der Energieeinkopplung wird in Abhängigkeit der Geometrie und/oder Haftung zwischen sowohl Endoprothese 1 als auch Gewebe A oder Biomaterial gesteuert.
2. Ausfuhrungsbeispiel
Eine Einrichtung zur Trennung einer Endoprothese 1 als Leiter von Gewebe 4 und/oder Biomaterial besteht im Wesentlichen aus einer ersten Elektrode 2, einer zweiten Elektrode 7 und einem HF-Generator 3.
Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese mit zwei Elektroden 2, 7 winklig zur Endoprothese 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
Ein Bereich der Endoprothese 1 selbst ist der Leiter, der mit den Elektroden kontaktiert ist/wird. Die erste Elektrode 2 und die zweite Elektrode 7 sind/werden mit dem HF-Generator 3 als Wechselstromquelle verbunden, so dass wenigstens ein Oberflächenbereich der Endoprothese 1 als Leiter erwärmt wird, wobei sich Gewebe 4 und/oder Biomaterial von der Endoprothese 1 löst.
Die Elektroden 2, 7 sind jeweils in einem Kanal 5 im Gewebe 4 und/oder Biomaterial als die Endoprothese 1 umgebendes Material so geführt, dass die Oberfläche der Endoprothese 1 und sowohl die erste Elektrode 2 als auch die zweite Elektrode 7 winklig zueinander angeordnet sind (Darstellung in der Fig. 2).
Die elektrische Verbindung beruht auf dem Kontakt der Elektroden 2, 7 jeweils mit der Endoprothese 1.
Der HF-Generator 3 ist/wird mit einer Datenverarbeitaigseirrrichtung 6 so zusarnmengeschaltet, dass die Energieeinkopplung über die Elektroden 2, 7 in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Endoprothese 1 und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
Die Endoprothese 1 ist/wird gleichzeitig oder nach der HF-Bearbeitung an eine Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese 1 gekoppelt. Diese Vorrichtung dient der Applikation von Zug-, Druck- oder Biegebeanspruchungen. ■ In einer weiteren Ausffihrungsform kann die Datenverarbeitungsernrichtung 6 mit dem HF- Generator 3 und einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese 1 und/oder Haftung der Endoprothese 1 im/am Gewebe 4 und Biomaterial als Steuer- oder Regelkreis so zusammengeschaltet sein/werden, dass die Elektroden 2, 7 und die Höhe der Energieeinkopphing in Abhängigkeit der Haftung zwischen Endoprothese 1 und sowohl Gewebe 4 und Biomaterial positioniert und gesteuert wird.
In weiteren Ausruhrungsformen des ersten und des zweiten Ausfuhrungsbeispiels kann die wenigstens eine Elektrode 2 als ein Bohrer, ein Meißel, eine Elektrode oder eine aus zwei Teilelektroden bestehende Elektrode für das biologische und biokompatible Material 4 ausgeführt sein.
Die Elektrode 2 in einer weiteren Ausführungsform der Ausführungsbeispiele und eine plattenförmige Elektrode sind mit entweder dem HF-Generator 3 oder einem HF-Generator verbunden. Die plattenförmige Elektrode kann eine geerdete Auflage für den Patienten oder der geerdete Patient selber sein.
Die beabstandet zueinander angeordneten Teilelektroden der Elektrode 2 in dieser Ausfuhrungsform sind mit entweder dem HF-Generator 3 oder einem HF-Generator verbunden.
Zusätzlich kann eine Spule, die ein externes Magnetfeld erzeugt oder ein Permanentmagnet dazu beitragen, dass die Entfernung räumlich und zeitlich gesteuert erfolgen kann.
Die wenigstens eine Elektrode 2, 7 selbst kann weiterhin in einer weiteren Ausführungsform des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels auch ein oder mehrere Hohlräume 8a, 8b (Darstellung in der Fig. 3) für einen fließfähigen Stoff besitzen. Dazu ist wenigstens einer der Hohlräume 8 a, 8b mit einer Fördereinrichtung für den fließfähigen Stoff verbunden.
3. Ausfuhrungsbeispiel
Eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese 1 aus Gewebe 4 und/oder Biomaterialien als die Endoprothese 1 umgebendes Material besteht im Wesentlichen aus einer Elektrode als Manschette 9 und einem HF-Generator 3. Die Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese 1 mit einer Manschette 9 als eine Elektrode in einer prinzipiellen Darstellung.
Der HF-Generator 3 ist/wird mit der Endoprothese 1 als Leiter und der Manschette 9 zusammengeschaltet. Die' Manschette 9 befindet sich auf dem Endenbereich des die Endoprothese 1 umgebenden Gewebes 4 als Knochen und/oder Biomaterial. Die Endoprothese 1 ist selbst ein Leiter. Der HF-Generator 3 stellt eine Wechselstromquelle dar, wobei wenigstens der Oberflächenbereich der Endoprothese 1 erwärmt wird und sich daraus folgernd Gewebe 4 und/oder Biomaterial von der Endoprothese 1 löst.
Der HF-Generator 3 ist/wird mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 6 so zusammengeschaltet, dass die Energieeinkopplung über die Elektrode 2 in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Endoprothese 1 und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
Die Endoprothese 1 ist/wird gleichzeitig zum Entfernen an eine Zugvorrichtung gekoppelt.
In einer Ausführungsform des dritten Ausführungsbeispiels kann die Manschette 9 ein Bestandteil einer Kühleinrichtung sein, wobei die Manschette 9 entweder mit mindestens einem Kanal für ein Kühlmittel oder mit Peltierelementen versehen ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Ausfuhrungsbeispiele kann sich wenigstens der Operationsbereich zumindest teilweise in einem Faradayischen Käfig befinden, wobei dieser mit einem Potential verbunden ist. Dadurch kann die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) gewährleistet werden. Darüber hinaus kann mit Hilfe einer Spule oder einem Permanentmagneten ein bewegliches magnetisches Feld aufgebaut werden, das Ort und Zeit des Energieeintrags in die Endoprothese oder Implantat regelt. .

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Entfernen einer Endoprothese oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (1), das Implantat oder ein Bereich • der Endoprothese (1) oder des Implantats selbst ein Leiter ist, dass die Endoprothese (1) oder das Implantat als Leiter und entweder wenigstens eine mit einem Oberflächenbereich der Endoprothese (1) oder dem Implantat elektrisch leitend verbundene Elektrode- (2) oder wenigstens eine mit einem Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebenden Materials kontaktierte Elektrode mit einem HF-Generator (3) als Wechselstromquelle so verbunden sind, dass dadurch ein Energieeintrag in das die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebende Gewebe (4) oder Biomaterial erfolgt und sich Gewebe (4) oder Biomaterial von der Endoprothese (1) oder dem Implantat löst, und dass die Endoprothese (1) oder das Implantat gleichzeitig zur oder nach der HF- Bearbeitung an eine Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese (1) oder des Implantats gekoppelt ist.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2) in einem Kanal (5) oder die Elektrode (2) als erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (7) jeweils in einem Kanal (5) im Gewebe (4) oder Biomaterial geführt und vorzugsweise winklig zur Endoprothese (1) oder zum Implantat angeordnet ist oder sind, wobei die elektrische Verbindung durch Berührung der Oberfläche der Endoprothese (1) oder des Implantats hervorgerufen wird.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2) als erste Elektrode und eine zweite Elektrode (7) jeweils in einem Kanal (5) im Gewebe (4) oder Biomaterial angeordnet sind und dass die Endenbereiche der Elektroden (2, 7) als Kopf im Querschnitt größer als der Querschnitt der übrigen Elektrode (2, 7) ist.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenkopf einen Spreizmechanismus aufweist.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2) oder wenigstens eine der Elektroden (2, 7) wenigstens einen Hohlraum (8) besitzt und dass der Hohlraum mit einer Fördereinrichtung für fließfähige Stoffe verbunden ist.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endenbereich entweder der Elektrode (2) oder wenigstens einer der Elektroden (2, 7) wenigstens eine Öffnung aufweist und dass diese Öffnung und der Hohlraum miteinander verbunden .sind.
7. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden (2, 7) ein spanendes oder nicht spanendes Werkzeug für das Gewebe (4) oder Biomaterial ist.
S. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2) gleichzeitig eine Elektrode gegenüber vorzugsweise einer plattenformigen Elektrode ist und dass die Elektrode (2) und vorzugsweise die plattenfδrmige Elektrode mit entweder dem HF-Generator (3) oder einem HF-Generator verbunden sind.
9. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Elektrode (2) oder die Elektroden (2, 7) aus zwei beabstandeten Teilelektroden besteht oder bestehen und dass die Teilelektroden mit entweder dem HF-Generator (3) oder einem HF-Generator verbunden sind.
10. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den wenigstens einen Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat -umgebenden Materials kontaktierende Elektrode eine Manschette (9) ist.
11. Einrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (9) ein Bestandteil einer Kühleinrichtung ist, wobei die Manschette (9) entweder mit mindestens einem Kanal für ein Kühlmittel oder mit Peltierelementen versehen ist.
12. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich der Elektrode (2) und/oder der zweiten Elektrode (7) aus miteinander verdrillten Drähten aus einem elektrisch leitenden Material besteht. . . . .
13. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens der Öperationsbereich teilweise in einem Faradayischen Käfig befindet und dass .der Faradayische Käfig mit einem Potential verbunden ist.
14. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (1) oder das Implantat als Leiter oder wenigstens ein Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebenden Materials über eine weitere mit diesem Material leontaktierte Elektrode und die Elektrode (2) mit dem HF-Generator (3) als Wechselstromquelle so verbunden sind, dass in wenigstens einem Oberflächenbereich der Endoprothese (1) oder des Implantats der Skineffekt wirkt.
15. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der HF-Generator (3) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (6) so zusammengeschaltet ist, dass die Energieeinkopplung über die wenigstens eine Elektrode (2) in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Endoprothese (1) oder des Implantats und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
16. Einrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitmigseinrichtung (6) mit dem HF-Generator (3) und einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese (1) oder des Implantats und/oder Haftung der Endoprothese (1) des Implantats im/am Gewebe (4) oder Biomaterial als Steuer- oder Regelkreis so zusammengeschaltet sind, dass die Höhe der Energieeinkopplung in Abhängigkeit der Geometrie und/oder Haftung zwischen sowohl Endoprothese (1) oder Implantat als auch Gewebe (4) oder Biomaterial gesteuert wird.
17. Einrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (6) mit dem HF-Generator (3) und einem Scanner zur Feststellung der Geometrie der Endoprothese (1) oder des Implantats und/oder Haftung der Endoprothese (1) oder des Implantats im/am Gewebe (4) oder Biomaterial als Steueroder Regelkreis so zusammengeschaltet sind, dass die Höhe der Energieeinkopplung und die Position der Elektroden (2, 7) in Abhängigkeit der Geometrie und/oder Haftung zwischen sowohl Endoprothese (1) oder Implantat als auch Gewebe (4) oder Biomaterial gesteuert und gewählt wird.
18. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese (1) oder des Implantats eine Zugkräfte, Druckkräfte und/oder Biegemomente auf die Endoprothese (1) oder das Implantat übertragende Vorrichtung ist, wobei das Lösen mechanisch unterstützt und das Entfernen der Endoprothese (1) oder des Implantats erfolgt.
19. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spule oder ein Permanentmagnet so angeordnet sind, dass der Ort und die Zeit des Überspringens des Hochfrequenzstromes zwischen Gewebe (4) oder Biomaterial und Endoprothese (1) oder Implantat gesteuert wird.
20. Verfahren zum Entfernen einer Endoprothese oder eines Implantats, die oder das im Körper eingepflanzt ist und aus einem künstlichen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (1), das Implantat oder ein Bereich der Endoprothese (1) oder des Implantats als Leiter und entweder wenigstens eine mit einem Oberflächenbereich der Endoprothese (1) oder Implantats elektrisch leitend verbundene Elektrode (2) oder wenigstens eine mit einem Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebenden Materials kontaktierte Elektrode mit einem HF-Generator (3) als Wechselstromquelle verbunden werden, wobei dadurch ein Energieeintrag in das die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebende Gewebe (4) oder Biomaterial erfolgt und sich Gewebe (4) oder Biomaterial von der Endoprothese (1) oder dem Implantat löst, und dass die Endoprothese (1) oder das Implantat gleichzeitig zur oder nach der HF- Bearbeitung über eine Kopplung an eine Vorrichtung zum Entfernen der Endoprothese (1) oder des Implantats entfernt wird.
21. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal in das die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebende Material eingebracht wird, dass in den Kanal die Elektrode (2) oder in jeweils einen Kanal die Elektrode (2) als erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (7) eingebracht wird oder werden, wobei die elektrische Verbindung durch Berührung der Oberfläche der Endoprothese (1) oder des Implantats hervorgerufen wird.
22. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einen Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebenden Materials eine Manschette (9) als weitere Elektrode angelegt wird.
23. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (1) oder das Implantat als Leiter oder wenigstens ein Bereich des die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebenden Materials über eine weitere mit diesem Material leontaktierte Elektrode und die Elektrode (2) mit dem HF-Generator (3) als Wechselstromquelle so verbunden werden, dass in wenigstens einem Oberflächenbereich der Endoprothese (1) oder des Implantats der Skineffekt wirkt. • :
24. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekeimzeichnet, dass der HF-Generator (3) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (6) so zusammengeschaltet wird, dass die Energieeinkopplung über die wenigstens eine Elektrode (2) in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochspannung, der Geometrie der Endoprothese (1) oder des Implantats und der elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
25. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in das die Endoprothese (1) oder das Implantat umgebende Gewebe (4) oder Biomaterial eine elektrisch leitende Flüssigkeit eingebracht wird.
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