DE2521487A1

DE2521487A1 - Chirurgisches instrument mit kastengelenk und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2521487A1
Application number: DE19752521487
Authority: DE
Inventors: John Fridolph; Rodney Kulp; Robert Wilson
Original assignee: Pilling Co
Current assignee: Pilling Co
Priority date: 1974-05-15
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1975-11-27
Also published as: GB1494929A; US3911766A; IT1044334B; JPS54147088U; JPS5124094A; JPH019539Y2; CA1036036A; DE2521487C2

Description

Chirurgisches Instrunent_mit_Kastengelenk und Verfahren_zu dessen Herstellung

(Priorität: 15. Mai 1974, USA, Nr. 469 967)

Die Erfindung bezieht sich auf chirurgische Instrumente, insbesondere auf chirurgische Instrumente mit Kastengelenk.

Chirurgische Instrumente, wie Pinzetten, Gefäßklemmen und Klammern, werden oft mit Kastengelenken versehen, insbesondere wenn sie sehr zuverlässig sein und sich die Greifteile sehr genau treffen sollen.

Das Kastengelenk ist ein besonderes, bei Instrumenten verwendetes Gelenk, die zwei Glieder enthalten, an deren einem Ende, dem Funktionsende, Funktionseinrichtungen, beispielsweise Klemm- oder Greifklauen, angeordnet sind, die miteinander zusammenwirken, und an deren entgegengesetztem Ende, dem Griffende, Manipulier- oder Betätigungseinrichtungen, insbesondere Ringgriffe, angeordnet sind, durch die die Bewegung der Funktionseinrichtung am gleichen Teil gesteuert wird. Das erste Glied ist in einer Zwischenstellung zwischen den beiden Enden mit einem gegabelten Teil oder Auge versehen, so daß sein Funktionsteil und sein Griffteil durch zwei getrennte Elemente mit-

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einander verbunden sind, zwischen denen sich ein Schlitz befindet. Das zweite Glied verläuft durch den Schlitz hindurch, wobei sein Funktions- und sein Griffteil an einander entgegengesetzten Seiten des Auges des ersten Gliedes liegen. Ein Stift, der sich durch den Schlitz und durch ein Loch im zweiten Glied erstreckt, das in dem Teil des zweiten Gliedes angeordnet ist, der sich innerhalb des Schlitzes befindet, vervollständigt das Gelenk und erlaubt es, den Funktionsteil durch den Griffteil zum Klemmen oder dergleichen zu betätigen, je nach der Art des einzelnen Instruments. Das Kastengelenk wird wegen seiner Festigkeit, wegen des geringen Spiels, das es zuläßt, und wegen seiner Widerstandsfähigkeit gegen Lockern beim Arbeiten bevorzugt. Diese Eigenschaften sind besonders wichtig bei speziellen Instrumenten, deren Funktionsenden genau miteinander zusammenwirken sollen. Dies ist z.B. bei chirurgischen Klemmen mit Klauen der Fall, die speziell zum Abklemmen rohrförmiger Gefäße des Körpers ausgelegt sind, wobei eine Beschädigung des Gefäßes ausgeschlossen sein soll (US-PS 3 608 554).

Bisher werden Pinzetten und andere chirurgische Instrumente mit einem Kastengelenk folgendermaßen hergestellt. Es werden miteinander fluchtende Löcher in zwei miteinander zu verbindenden Gliedern gebildet, es wird ein provisorischer Stift eingesetzt und die notwendigen Bearbeitungsgänge, wie Biegen, Schleifen und Polieren, durchgeführt. Darauf wird der provisorische Stift entfernt, es werden in das Auge des ersten Gliedes quadratische oder sternförmige Löcher gelocht, die beiden Glieder werden gehärtet, es wird ein zweiter Stift eingesenkt oder verstemmt. Schließlich wird das Instrument fertiggestellt. Beim Einsenken des Stiftes nach dem Härten entstehen im Instrument Spannungen, die unausgeglichen bleiben, wenn das Instrument in Gebrauch geht. Wird dann das Instrument im Autoklaven überhitztem Dampf, während Operationen wiederholten mechanischen Belastungen und der Korrosion ausgesetzt, die durch verschiedene Elemente bei Operationen herbeigeführt wird, so führen diese Spannungen,

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oft schon nach sehr kurzer Zeit, zu Rissen im und ringsum das Kastengelenk. Das Instrument bricht dann oft an diesen Rissen, was ein ernstes Sicherheitsrisiko darstellt, wenn dies während einer Operation geschieht.

In manchen Fällen wird der Gelenkstift vor dem Härten eingesetzt und eingesenkt. Zuweilen muß jedoch der Stift zur sicheren Befestigung verstemmt werden, wenn es während der Härtung zu Schrumpfungen kommt. Dieses Verstemmen führt zu ähnlichen Spannungen wie das Einziehen des Stiftes nach dem Härten. Die Bruchgefahr besteht daher auch bei nach diesem alternativen Verfahren hergestellten Instrumenten.

Auch der Stift selbst kann brechen. Dies geschieht zwar nicht allzu häufigj wenn aber der Gelenkstift bei einem herkömmlichen Instrument bricht, kann ein Teil desselben während des Gebrauchs aus dem Instrument herausfallen. Diese Gefahr stellt ebenfalls ein ernstes Risiko für den Patienten dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im wesentlichen spannungsfreies Kastengelenk zu schaffen, das dauerhafter als die bisher bekannten Kastengelenke ist, und bei dem bei einem Bruch des Gelenkstiftes dieser weder ganz noch teilweise verlorengehen kann. Weiter soll die Herstellung vereinfacht und ein Kastengelenk mit möglichst geringem Spiel geschaffen werden.

Erfindungsgemäß wird ein Stift mit einem Kopf, der etwas größer ist als die Löcher in dem Glied mit dem Auge, in die miteinander fluchtenden Löcher der beiden Glieder eingeführt. Der Stift wird in zwei Schritten elektrisch geschmolzen und so an den beiden getrennten Elementen oder Schenkeln des Auges befestigt. Es entsteht eine kreisförmige Schmelzzone in jedem getrennten Element des Auges mit einer Eindringtiefe von zweckmäßigerweise 75 bis 100 und vorzugsweise 100 Prozent. Es wird vorzugsweise unter einem inerten Gas geschmolzen. Die äußeren Oberflächen der

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beiden Elemente des Auges werden geschliffen und poliert, bis der Stift unsichtbar wird. Nach dem elektrischen Schweissen wird gehärtet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren -entstehen praktisch spannungsfreie Kastengelenke, die wesentlich sicherer sind als die nach bekannten Verfahren hergestellten. Darüberhinaus wird der Gelenkstift bei einem Bruch dadurch am Herausfallen aus dem Instrument gehindert, daß er an die beiden Elemente des Auges des ersten Gliedes angeschmolzen ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

die perspektivische Darstellung einer Klammer mit einem erfindungsgemäßen Kastengelenk; einen Teilschnitt eines bekannten Kastengelenks mit quadratischem Loch;

die Draufsicht von unten auf das Gelenk der Fig. 2;

einen Teilschnitt eines bekannten Kastengelenks mit sternförmigem Loch; die Draufsicht von unten auf das Gelenk der Fig. 4;

Vertikalschnitte durch ein erfindungsgemäßes Kastengelenk mit der Darstellung der aufeinander folgenden Herstellungsschritte;

Fig. 10 die perspektivische Ansicht eines bei der Herstellung eines mit einem erfindungsgemäßen Kastengelenk versehenen Instruments verwendeten Haltewerkzeugs; und

Fig. 11 einen Vertikalschnitt der Fig. 10.

Fig. 1 zeigt eine chirurgische Klammer 12 mit zwei Gliedern 14 und 16, die mittels eines Kastengelenks 18 miteinander verbunden sind. Am Glied 14 ist eine Klaue 20 angebracht, die mit einer Klaue 22 am Glied 16 zusammenwirkt. Die beiden Klauen werden mittels Ringgriffen 24 und 26 aufeinanderzu und voneinander weg bewegt. Eine Klink- oder Sperrein-

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6
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richtung, mit der die Klauen in einer von mehreren einzelnen Stellungen eingestellt werden können, enthält eine Klinke und hiermit zusammenwirkende Zähne 30 am Glied 14 bzw. 1j6.

Das Glied 14 enthält an der Verbindungsstelle ein Auge, so daß die Klaue 20 und der Ringgriff 24 durch zwei getrennte Schenkel 32 und 34 miteinander verbunden sind, zwischen denen sich ein Schlitz 36 befindet. Die Innenseiten des Schlitzes 26 sind flach und parallel zueinander. Ein Teil 38 des Gliedes 16, der so bearbeitet ist, daß seine Form der der flachen Innenflächen des Schlitzes 36 entspricht, erstreckt sich durch den Schlitz 36 hindurch, wobei sich die Klaue 22 und der Ringgriff 26 an den einander gegenüberliegenden Seiten des Auges des Gliedes 14 befinden. Ein in Fig. 1 nicht gezeigter Gelenkstift erstreckt sich quer durch das Innere des Schlitzes und durch ein Loch im Teil 38 hindurch. Mit Hilfe des Stiftes kann die Bewegung der Klauen mittels der Ringgriffe 24 und 26 gesteuert werden.

Soweit bisher beschrieben, ist das Instrument herkömmlicher Art. Bei der Herstellung nach herkömmlichen Verfahren werden die den Gliedern 15 und 16 des fertigen Instruments entsprechenden Schmiedeteile durch Spreizen der den Schenkeln 32 und 34 des Gliedes 14 entsprechenden Elemente und Einsetzen des Gliedes 16 zwischen die Elemente hergestellt. Darauf werden die Elemente 32 und 34 in ihre normale Stellung zurückgebracht. Durch die Elemente 34, 38 und 32 wird ein Loch gebohrt, in das ein provisorischer Stift eingesetzt wird, um die Teile während der Herstellung der Klauen und anderer notwendiger Biegearbeiten und Bearbeitungen miteinander fluchtend zu halten. Der provisorische Stift wird dann entfernt, und die den Schenkeln 32 und 34 entsprechenden Teile werden gemäß Fig. 3 quadratisch oder gemäß Fig. 5 sternförmig gelocht. Die Elemente des Instruments werden dann gehärtet, und es wird der endgültige Gelenkstift eingesetzt und eingesenkt. Nach dem Einsenken erfolgt die Endbearbeitung des Instruments. Fig. 2, 3, 4

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lind 5 zeigen zwei bekannte Kastengelenke. Gemäß Fig. 2 wird der Stift 40 nur dadurch an Ort und Stelle gehalten, daß beim Einsenken seine Enden das quadratische Loch in den äußeren Elementen des Gelenks ausfüllen. Dies ist ebenfalls in Fig. 4 der Fall, wo die Enden des Stiftes 42 nach dem Einsenken das Loch in Form eines sechseckigen Sterns in den äußeren Elementen des Gelenks ausfüllen. In jedem Fall wird der Stift nur durch sich selbst an Ort und Stelle gehalten. Bricht er wegen eines Materialfehlers quer zur Längsachse, so kann der Stift während einer Operation in eine offene Wunde fallen. Wie oben erwähnt, treten bei dem Kastengelenk der Fig. 2, 3, 4 und 5 infolge der beim Einsenken entstehenden Spannungen leicht Brüche ein.

Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen aufeinander folgende Herstellungsschritte des erfindungsgemäß geschmolzenen Kastengelenks. Gemäß Fig. 6 wird ein Stift 44 mit einem Kopf 46 in die aufeinander ausgerichteten Löcher der äußeren Elemente 50 und 52 und des inneren Elements 48 eingesetzt. Der Durchmesser des Kopfes 46 ist größer als der des Loches im äußeren Element oder Schenkel 50, so daß der Stift während des ersten Schmelzvorganges gehalten wird.

Fig. 7 zeigt das Ergebnis des ersten Schinen zvorganges. Der Kopf ist in eine Schweißung 54 verwandelt, durch die der Stift 44 sicher am Schenkel 50 des Gelenks gehalten wird. Die Schweißung 54 hat eine 100 %-ige Eindringtiefe in den Schenkel 50. Dies ist leicht zu erreichen; die optimale Schmelzzeit bei gegebener Größe eines Instruments kann leicht bestimmt werden. Wenn eine 100 %-ige Tiefe erreicht ist, tritt eine beträchtliche Zeitverzögerung ein, bevor durch den elektrischen Strom der Schenkel 50 auch mit dem inneren Element 48 verschweißt werden könnte. Es steht also für die Schmelzzeit ein ausreichender Sicherheitsbereich zur Verfügung, so daß mit Sicherheit gute Schweissungen mit 100 %-lger Eindringtiefe erzeugt werden können.

Nach dem ersten Schmelzschritt wird das Instrument umge-

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dreht, und es wird das vorstehende Ende des Stiftes 44 mit dem Schenkel 52 verschmolzen, wobei gemäß Fig. 8 eine der Schweißung 54 ähnliche Schweißung 56 entsteht.

Schließlich wird das überschüssige Schmelzmaterial weggeschliffen, worauf das Instrument fertig bearbeitet und poliert wird. Bei den letzten Arbeitsgängen entstehen glatte Oberflächen 5S und 60 (Fig. 9), so daß der Stift unsichtbar ist. Das erfindungsgemäß hergestellte Instrument ähnelt herkömmlichen Instrumenten mit der Ausnahme, daß der Stift unsichtbar ist.

Vorzugsweise wird beim Bohren und bei den erfindungsgemäßen Schmelzvorgängen ein spezielles Haltewerkzeug verwendet, das in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Das Haltewerkzeug enthält eine Grundplatte 62, auf der besonders geformte feststehende Kalteplatten 64 und 66 und gleitend bewegliche Halteplatten 66 und 70 angebracht sind. Die Halteplatten oder Klammern halten die Elemente des Instruments sicher in fester Stellung, wie es für das Bohren der aufeinander ausgerichteten Löcher gezeigt ist. Die Grundplatte 62 ist gemäß Fig. 11 mit einer Vertiefung 72 zum Bohren und zur Aufnahme des vorstehenden Endes des Stiftes versehen. Die Grundplatte ist an einem Getriebe mit einem Zahnrad 74 und einem Ritzel 76 zur Drehung der Grundplatte während des Schmelzens angebracht, um eine gleichmäßige Schweißung zu erreichen. In den Fig. 10 und 11 ist unmittelbar oberhalb des Stiftes eine Elektrode 78 gezeigt.

Als Beispiel sei die Herstellung einer Bulldog-Klammer nach DeBakey mit Ringgriffen mit einer Gesamtlänge von etwa 12,7 cm (5 Inch) aus nicht-rostendem 410-Stahl beschrieben, die erfindungsgemäß unter Verwendung eines Stiftes von etwa 1,9 mm (0,075 Inch) Durchmesser und etwa 4,95 mm (0,195 Inch) Länge, der ebenfalls aus nicht-rostendem 410-Stahl besteht, zusammengebaut wird. Das Instrument wird mit einem Durchmesser von etwa 1,98 mm (0,078 Inch) gebohrt. Die Schmelzung erfolgt mit einem Strom von 32 A während zwölf Sekunden, wo-

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bsi ύί·Β Elsktrcde ooerhalb das ZtiS-css zsntrier*c Ist und Tos IC^pI 4-5.·? Stiften in si'iem A^3"v-."d τοπ st^a O₃94 mm (0₅037 Inch) »teht, Di-= CJrundplatt" '/-ire. mit 10 U/mingearslii;3 se daB sis sich -^ähr-rad j^ciss iolm-sizschrittes zweimal um ihre Achs s dreht, Dabei entsteht sine 100 5o-

Eine Umfang_i3--T£.sculai^!-£l£nimer mi^-c e.bgs'wiiihelten geraden Klausi-i nach BeBsksy :;-it siner GesaKtlänge -von et-wa 17₅8 cm

·=■-■- -!,--^'λ ρ-ϊ---?ρ ■- Ρα ^m ^O

Längs uncl sinein Dii^ch^sssar τοη 2..7.B ι*&ί (0,09C InCh)₃ die ansonsten der oben ermähnter Bulldog-Klammer ähnelt, n/ird tarter den gleichen Bedingungen wie oben zusammengebaut, Bii'C der Ausnahme, daß das Instrument auf etwa 2»36 mm (O₉ 033 Inch) geoohrt und hei einem Strom von 35 A geschmolzen wird.

Eine Tangential-Occlusions-Klammer nach DeBakey mit einer Länge von 25»4 cm (1O Inch), mit einer Stiftlänge von etwa 6j88 sun (0,271 Inch) und einem Stiftdurchmesser von etwa 2,36 mm (0,093 inch), die ansonsten den obigen Klammern ähnelt, wird ebenso me die vorstehend erwähnte Vascular-Klammer zusammengebaut, mit der Ausnahme, daß zum Schmelzen ein Strom von 38 A angewendet wird.

Bei schwereren Instrumenten wird mit längeren Schmelzzeiten und/oder höheren Schmelzströmen gearbeitet; bei kleineren entsprechend mit kürzerer Zeit und/oder geringeren Schmelzetrömen. Die erforderlichen Bedingungen können bei einem gegebenen Instrument leicht bestimmt werden. Dabei erlaubt die Art des Verfahrens die Herstellung gleichmässiger, 100 %-iger Schmelzungen mit einem weiten zulässigen Fehlerbereich bei den Schmelzbedingungen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein außergewöhnlich festes und zuverlässiges Kastengelenk hergestellt.

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Da der Stift nicht eingesenkt oder verstemmt wird, treten keine Spannungen auf, die bei bekannten Instrumenten zu Fehlern führen können. Da ferner nach dem Schmelzen gehärtet wird, v/erden infolge Biegens, maschineller Bearbeitung oder Schmelzens entstehende Spannungen beim Härten des Instruments ausgeglichen. Da der Gelenkstift durch Schmelzen an den. äußeren Elementen des Kastengelenks befestigt wird, kann er bei einem Bruch nicht aus dein Instrument herausfallen.

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Claims

1 _αJChirurgisches instrument mit Kastengelenk, mit zwei Gliedarn, die an einem Ende mit miteinander zusammenwirkenden Funktionseinrichtv-ngen und. am anderen Ende mit Betätigungseinr-ichtungen zur Steuerung der Bewegung der Funk-"t-ionseinrichtungen versehen sind, wobei das eine Glied in einer Zwischensteilnng einen gegabelten Teil aufweist, so daß seine Funktionseinrichtungen und Betätigungseinrichtung en durch zwei voneinander getrennte
Elemente mit einem zwischen diesen befindlichen Schlitz miteinander verbunden sind und das andere Glied durch den Schlitz hindurchragt, so da.ß seine Funkt ions- und Betätigungseinrichtungen auf einander gegenüberliegenden Seiten des gegabelten Teils angeordnet sind, mit
einem durch den zwischen den getrennten Elementen liegenden Teil des zweiten Glieds hindurch verlaufenden
Lochj und mit einem durch das Loch hindurch verlaufenden Stilt, dadurch ge'kennz e i chne t, daß die einander gegenüberliegenden Enden des Stiftes (44) an die getrennten Elemente (50«, 52) angeschmolzen sind.

2. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch g ekennz ei chne t, daß der Stift (44) an jedem seiner einander gegenüberliegenden Enden mit einem der getrennten Elemente (50, 52) über eine Schmelzzone (54, 56} verschmolzen ist, die wenigstens über 75 % der Stärke dss getrennten Elemer-vs reicht.

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3. Verfahren zur Herstellung β ine j :':"..tv-υ ^t %c:.&n unstru^en^s mit einem East-sivrelenl-:, cei den ain erstes und ein zweites Glied hergestellt werden, wobei -L-iä erste Glied ir. einer Zwischenstellung einen gegabelten tiil «^.rwei^t und seine Zncen durch die beiden getrsnnteu Blenenti iiit einem zwischen diesen befindlichen Schlitz initeinnnder verhi-nden sind, bei dem, zwechmU.ßigerv^ise in einem einzigen Bohrvergang, erste und zweite, miteinander fluchtende Löcher in den getrennten Elementen des ersten Gliedes und in einem Zwischenteil des zweiten Gliedes ein drittes Loch gebohrt werden, wobei das dritte Loch auf die Löcher im ersten Glied ausgerichtet werden kann, wenn der Zwischenteil des zweiten Gliedes im Schlitz zwischen den getrennten Elementen liegt, wobei der im Schlitz befindliche Zwischenteil des zweiten Gliedes das dritte Loch mit dem ersten und. zweiten Loch ausrichtet, bei dem durch das erste, zweite und dritte Loch ein Stift eingesetzt wird, und bei dem das Instrument gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Stiftes aufeinanderfolgend mit je einem der getrennten Elemente des ersten Gliedes verschmolzen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chn e t, daß nach dem Verschmelzen die äußeren Oberflächen der getrennten Elemente des ersten Gliedes geschliffen •werden, um vom Schmelzen stehengebliebenes überschüssiges Material zu entfernen, und daß darauf das Instrument gehärtet wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch" g e k e η η-zeichne r, daß die "beiden Enden des Stiftes aufeinanderfolgend elektrisch so lange geschmolzen werden, daß eine Schveißung mit einer Eindringtiefe von 75 bis 100 % in den beiden getrennten Elementen entstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein Stift mit einem Kopf verwendet wird, der aasreichend groß ist, um ein Durchrutschen des Stiftes durch die getrennten Elemente zu*verhindern.

7. Verfahren nach Anspruch 3· dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument während des Scnmelzens in einer Ebene quer zur Achse der aufeinander ausgerichteten Löcher gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η-

z e i c h η e t, daß das Instrument während des Bohrens und Schmelzens auf einem Haltewerkzeug aufliegt.

9. Verfahren nacli Anspruch 8, dadurch g e k e η n-

z e i c h η e t, daß das Haltewerkzeug während, des Schmelzens in einer quer zur Bohrachse verlaufenden Ebene gedreht wird.

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