DE2521487C2 - Chirurgisches Instrument mit Kastengelenk und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein chirurgisches Instrument gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.

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

Das Kastengeienk 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 Ringgrifie, angeordnet sind, durch die die Bewegung der Funktionseinrichtung am gleichen Teil gesteuert wird. Das erste Glied ist an einer Stelle zwischen den beiden Enden mit einem gegabelten Teil versehen, so daß sein Funktionsteil und sein Griffteil durch zwei getrennte Elemente miteinander verbunden sind, zwischen denen sich sin Schlitz befindet. Das zweite Glied verläuft durch den Schütz hindurch, wobei sein Funktions- und sein Griffteil an einander entgegengesetzten Seiten des gegabelten Teiles des ersten Gliedes liegen. Ein Stift, der sich durch den Schlitz und durch eine Bohrung im zweiten Glied erstreckt, die 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 36 08 554).

Bisher werden Pinzetten und andere chirurgische Instrumente mit einem Kastengelenk folgendermaßen hergestellt. Es werden miteinander fluchtende Bohrungen 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 den gegabelten Teil des erden Gliedes quadratische oder sternförmige Löcher gestanzt, die beiden Glieder werden gehärtet, es

wird ein zweiler 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 Giese Spannungen, oft schon nach sehr kurzer Zeit, zu Rissen im und rings um 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 Brurhgefahr besteht daher auch bei nach diesem alternativen Verfahren hergestellten instrumenten

Auch der Stift selbst kann brechen. Dies geschieht zwar nicht allzu häufig: wenn aber der Gelenkitift 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, bei einem gattungsgemäßen chirurgischen Instrument 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.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 bzw. Patentanspruches 3 gelöst.

Vorzugsweise wird ein Stift mit einem Kopf, der etwas größer ist als die Bohrungen in dem Glied mit dem gegabelten Teil, in die miteinander fluchtenden Bohrungen der beiden Glieder eingeführt. Der Stift wird erfindungsgemäß in zwei Schritten elektrisch geschmolzen und so an den beiden getrennten Elementen oder Schenkeln des gegabelten Teiles befestigt. Es entsteht eine kreisförmige Schmelzzone in jedem getrennten Element des gegabelten Teiles mit einer Eindringtiefe von zweckmäßigerweise 75 bis 100 und vorzugsweise 100 Prozent. Es wird vorzugsweise unter einem inerten Gas geschmolzen. Die äußeren Oberflächen der beiden Elemente des gegabelten Teiles werden vorzugsweise 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. Darüber hinaus wird der Gelenkstift bei einem Bruch dadurch am Herausfallen aus dem Instrument gehindert. daß er an die beiden Elemente des gegabelten Teiles des ersten Gliedes angeschmolzen ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer Klammer mit einem erfindungsgemäßen .<astengelenk;

F i g. 2 einen Teilschnitt eines bekannten Kastengelcnks mit Quadratischem Loch;

F i g. 3 die Draufsicht von unten auf das Gelenk der Fig. 2;

Fig.4 einen Teilschnitt eines bekannten Kastengelenks mit sternförmigem Loch;

F i g. 5 die Draufsicht von unten auf das Gelenk der Fig. 4;

F i g. 6 bis 9 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 Kastengelerik versehenen Instruments verwendeten Haltewerkzeugs; und

F i g. 11 einen Vertikalschnitt der F i g. 10.

F i g. 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 aufeinander zu und voneinander weg bewegt Eine Klink- oder Sperre* /ichtung, mit der die Klauen in einer von mehreren cinzüp^n Stellungen eingestellt werden können, enthält eine Klinke 28 und hiermit zusammenwirkende Zähne 30 am Glied 14 bzw. 16.

Das Glied 14 hat an der Verbindungsstelle einen gegabelten Teil, 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 25 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 gegabelten Teiles des Gliedes 14 befinden. Ein in Fig. 1 nicht gezeigter Gelenkstift erstreckt sich quer durch das Innere des Schlitzes und durch eine Bohrung im Teil 38 hindurch. M-t Hil'e des Stiftes kann die Bewegung der Klauen mittels der Ringgriffe 24 und 26 gesteuert werden.

Sc .veit bisher beschrieben, ist das Instrument herkömmlicher Art. Bei der Herstellung nach herkömmlichen Verfahren werden die den Gliedern 14 und 16 des fertigen Instruments entsprechenden Schmredeteile durch Spreizen der den Schenkeln 32 und J4 des Gliedes !4 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 unu Bearbeitungen miteinander fluchtend zu halten. Der provisorische Stift wird dann entfernt, und die den Schenkeln 32 und 34 entsprechenden TeMe werden gemäß F i g. 3 quadratisch oder gemäß F · g. 5 sternförmig gelocht. Die Elemente des Instruments werden dann gehärtet, und es wird der endgültige Gelenkstift eingesetzt und eing.senkt. Nach dem Einsenken erfolgt die Endbearbeitung des Instruments. F i g. 2. 3. 4 und 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 F i g. 4 der Fr.ll. 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 ϊ-"ιΐ11 wird der Slifi 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 F.inscnken entstehenden Spannungen leicht Brüche ein.

Fig. 6. 7, 8 und 9 /eigen aufeinander folgende Herstellungsschritte des erfindungsgcmäß hergestellten Kastcngelenks. Gemäß Fig. 6 wird ein Stift 44 mit m einem Kopf 46 in die aufeinander ausgerichteten Bohrungen der äußeren Elemente 50 und 52 und des inneren Elements 48 eingesetzt. Der Durchmesser des Kopfes 46 ist größer als der der Bohrung im äußeren Element oder Schenkel 50. so daß der Stift während des η ersten Schmelzvorganges gehalten wird.

F i g. 7 zeigt das Ergebnis des ersten Schmelzvorganges. 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 IOO%ige >o Eindringtiefe in den Schenkel 50. Dies ist leicht zu erreichen: die optimale Schmelzzeit bei gegebener Größe eines Instrumens kann leicht bestimmt werden. Wenn eine IOO°/oige Tiefe erreicht ist. tritt eine beträchtliche Zeitverzögerung ein. bevor durch den :j 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 lOCVoiger Eindringtiefe erzeugt jo werden können.

Nach dem ersten Schmelzschritt wird das Instrument umgedreht, und es wird das vorstehende Ende des Stiftes 44 mit dem Schenkel 52 verschmolzen, wobei gemäß Fig.8 eine der SchweiBung 54 ähnliche a Schweißung 56 entsteht.

Schließlich wird das überschüssige Schmelzmaterial wcggcschiiifen. worauf das instrument fertig bearbeitet und poliert wird. Bei den letzten Arbeitsgängen entstehen glatte Oberflächen 58 und 60 (F i g. 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 as Haltewerkzeug verwendet, das in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Das Haltewerkzeug enthält eine Grundplatte 62. auf der besonders geformte feststehende Halteplatten 64 und 66 und gleitend bewegliche Halteplatten 68 und 70 angebracht sind. Die Halteplatten oder Klammern halten die Elemente des Instruments sicher in tester Stelüung, wie es für das Bohren der aufeinander ausgerichteten Löcher gezeigt ist. Die Grundplatte 62 ist gemäß· F i g. 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 Schmeizens angebracht, um eine gleichmäßige Schweifung zu erreichen. In den Fig. IO und I I ist unmiiiclbar oberhalb dos Stiftes eine Elektrode 78 gezeigt.

Als Heispiel sei die Herstellung einer Hulklog-Klammer nach IX-ilakcv mit Ringgriffen mit einer Gesamtlänge von etwa 12,7 cm aus nichtrostendem 410-Stahl beschrieben, die erfindungsgemaß unter Verwendung eines Stiftes von etwa 1.9 mm im Durchmesser und etwa 4,I)IiIiIi Länge, der ebenfalls aus nichtrostendem 410-Stahl besteht, zusammengebaut wird. Das Instrument wird mit einer Bohrung von etwa 1.98 mm im Durchmesser versehen. Die Schmelzung erfolgt mit einem Strom von J2 Λ während zwölf Sekunden, wobei die Elektrode oberhalb des Stifles zentriert ist und vom Kopf des Stiftes in einem Absland von elwa 0.94 mm sieht. Die Grundplatte wird mit 10 U/min gedreht, so daß sie sich während jedes .Schmelzschrittes zweimal um ihre Achse dreht. Dabei entsieht eine l00%ige Schmelzung an jeder Seite des Kastengelenks, ohne daß ⁽ die Elemente des Kasiengelenks miteinander verschmolzen werden.

Eine Umfangs-Vascular-Klanimer mil abgewinkelten geraden Klauen nach DcBukey mit einer Gesamtlänge von etwa 17.8 cm und einem Stift von etwa 5,84 mm Länge und einem Durchmesser von 2.28 mm, die ansonsten der obenerwähnten Bulldog-Klammer ähnelt, wird unter den gleichen Bedingungen wie oben zusammengebaut, mit der Ausnahme, daß das Instrument mit einer Bohrung von etwa 2,36 mm im Durciimesser versehen und bei einem Strom von 35 A geschmolzen wird.

Eine Tangential-Occlusions-Klammer nach DeBakey mit einer Länge von 25.4 cm, mit einer Stiftlänge von etwa 6,88 mm und einem Stiftdurchmesser von etwa 236 mm. die ansonsten den obigen Klammern ähnelt, wird ebenso wie die vorstehend erwähnte Vascular- ' Klammer zusammengebaut, mit der Ausnahme, daß zum Schmelzen ein Strom von 38 A angewendet wird.

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

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

Da der Stift nicht eingesenkt oder verstemmt wird, treten keine Spannungen auf. die bei be' annten Instrumenten zu Fehlern führen können. Da ferner nach dem Schmelzen gehärtet wird, werden infolge Biegens, maschineller Bearbeitung oder Schmeizens 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 dem Instrument herausfallen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentanprüche:

1. Chirurgisches Instrument mit Kastengelenk, mit zwei Gliedern, die an einem Ende mit miteinander zusammenwirkenden Funktionseinrichtungen und am anderen Ende mit Betätigupgseinrichtungen zur Steuerung der Bewegung der Funktionseinrichtungen versehen sind, wobei das eine Glied an einer Stelle zwischen den beiden Enden einen gegabelten Teil aufweist, so daß seine Funktionseinrichtungen und Betätigungseinrichtungen durch zwei voneinander getrennte Elemente mit einem zwischen diesen befindlichen Schlitz miteinander verbunden sind und das andere Glied durch den Schlitz hindurchragt, so daß seine Funktions- und Betätigungseinrichtungen auf einander gegenüberliegenden Seiten des gegabelten Teils angeordnet sind, mit einer durch den zwischen den getrennten Elementen liegenden Teil des zweiten Glieds hindurch verlaufenden Bohrung und mit einem durch die Bohrung hindurch verlaufenden Stift, dadurch gekennzeichnet, azd die einander gegenüberliegenden Enden des Stiftes (44) an die getrennten Elemente (50, 52) angeschmolzen sind.

2. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, 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 des getrennten Elements reicht.

3. Verfahren zur Herstellung eines chirurgischen Instrument mit einem Kastengelenk, bei dem ein erstes und ein zweites C'ied hergestellt werden, wobei das erste Gl^:ed an einer Stelle zwischen seinen beiden Enden einen jj. ;abelten Teil aufweist und seine Enden durch die beiden getrennten Elemente mit einem zwischen diesen befindlichen Schlitz miteinander verbunden sind, bei dem in einem einzigen Bohrvorgang erste und zweite. miteinander fluchtende Bohrungen in den getrennten Elementen des ersten Gliedes und in dem zweiten Glied eine dritte Bohrung gemacht werden, wobei die dritte Bohrung auf die Bohrungen im ersten Glied ausgerichtet wird, wenn das zweite Glied mit seinem gebohrten Teil im Schlitz zwischen den getrennten Elementen liegt, bei dem in die erste, zweite und dritte Bohrung ein Stift eingesetzt wird und bei dem das Instrument gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Stiftes aufeinanderfolgend mit je einem der getrennter Elemente des ersten Gliedes verschmolzen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 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.

5. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Stiftes aufeinanderfolgend elektrisch so lange geschmolzen werden, daß eine Sehweißung mit einer Eindringtiefe von 75 bis 100% in den beiden getrennten Elementen entsteht.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stift mit einem Kopf verwendet wird, der ausreichend 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 Schmelzens in einer Ebene quer zur Achse der aufeinander ausgerichteten Bohrungen gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument während des Bohrens und Schmelzens auf einem Haltewerkzeug aufliegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Haltewerkzeug während des Schmelzens in einer quer zur Bohrachse verlaufenden Ebene gedreht wird.