DE3730278C2

DE3730278C2 -

Info

Publication number: DE3730278C2
Application number: DE3730278A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Toda Saitama Jp Hoshino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1990-03-29
Also published as: DE3730278A1; US4832979A; JPS63130060A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Beschichten der Schneide eines Lasermessers.

Bei einem Lasermesser, das üblicherweise verwendet wird, wird ein Laserstrahl, ausgesandt von einer Lichtquelle, durch eine optische Faser zu einer Schneide, die bei spielsweise aus Saphir (α-Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) hergestellt ist und an der Spitze des Messers vorgesehen ist, geleitet. Verschiedene Operationen, wie eine Amputation, ein Schnitt oder eine Hämostase durch Koagulation werden durch Lichtbestrahlung aus der Schneide mit oder ohne Drücken der Schneide gegen das betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird, durchgeführt.

Solch ein Lasermesser ist jedoch bei einer Amputation oder Resektion nicht sehr wirksam, weil die Laserstrahlenergie zu den Zellen transportiert wird, wo sie absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt wird.

Ein Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit umfaßt die Bereitstellung eines Kohlenstoffüberzugs, welcher einen Teil der Laserstrahlenergie in Wärmeenergie auf der Oberfläche der Schneide des Lasermessers umwandeln kann und das betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird, schneidet oder amputiert, indem die Kombination der Laserstrahlenergie mit der Wärmeenergie genutzt wird.

Bei diesem Verfahren wird der Kohlenstoffüberzug im allgemeinen wie folgt gebildet. Amorphes Kohlenstoffpulver wird auf die Oberfläche der Schneide zusammen mit einem Bindemittel zur Bildung eines Kohlenstoffüberzugs aufgebracht, und Saphir (α-Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) in geschmolzenen Zustand wird dann auf eine Oberfläche des Kohlenstoffüberzugs aufgebracht, um eine Schutzschicht zu bilden und dadurch die Verbrennung des Kohlenstoffpulvers zu verhindern.

Die Bildung des Kohlenstoffüberzugs und der Schutzschicht durch das vorstehend genannte Verfahren besitzt jedoch Nachteile, wie eine schlechte Haltbarkeit des Lasermessers aufgrund des häufigen Auftretens einer Abschälung der Beschichtung, was auf eine schlechte Adhäsion zwischen der Schneide und dem Kohlenstoffüberzug zurückzuführen ist. Weiterhin ist es bei diesem Verfahren schwierig, einen Überzug mit gleichmäßiger Dicke zu bilden, was zu einer ungleichen Wärmeerzeugung führt.

Die DE-PS 27 05 202 beschreibt ein chirurgisches Gerät mit einem eine Klinge aufweisenden Skalpell und einer Koagulierungseinrichtung, die eine Lasereinrichtung und ein Strahlführungssystem aufweist.

Die US-PS 42 09 017 beschreibt ein chirurgisches Instrument, auf dessen Schneidkante ein strahlungsabsorbierendes Material aufgebracht wird, das die Strahlungsenergie in Wärme umwandelt. Das strahlungsabsorbierende Material schließt Indiumantimonid, Galliumantimonid und andere Halbleiter, Zinkoxid und einige Bleisalze ein.

Die DE-OS 27 17 421 beschreibt einen Koagulator aus einer Energiequelle und einem Gewebeandruckkörper, der beispielsweise aus Al₂O₃ bestehen kann, mit einer Gewebeandruckfläche.

Schweizer, W., Kiesewetter, L.: Moderne Fertigungsverfahren oder Feinwerktechnik, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag 1981, S. 46-48, beschreibt verschiedene Fertigungsverfahren der Feinwerktechnik, wie Zerstäubungsverfahren und Ionenplattierungsverfahren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten der Schneide eines Lasermessers zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Lasermesser mit ausgezeichneter Haltbarkeit erhalten wird, das auf stabile Weise Wärme erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche der Schneide mit einem Kohlenstoffüberzug und anschließend mit einem entweder aus α-Al₂O₃ oder Quarzglas bestehenden Schutzüberzug jeweils in einer Dicke von 1 bis 50 µm entweder durch Ionenplattieren oder durch Vakuumbestäuben versehen wird.

Im folgenden wird die Erfindung zusammen mit den Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Lasermessers.

Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht des Lasermessers nach Fig. 1.

In Fig. 1 bedeutet die Ziffer 1 eine Lichtleitfaser mit runder Form im Querschnitt. Die Lichtleitfaser 1 besteht beispielsweise aus Quarzglas (SiO₂) und ist mit einer Laserstrahlquelle, die in der Figur nicht gezeigt ist, verbunden. Ein Außenrohr 3 ist in koaxialer Form am Umfang der Lichtleitfaser 1 durch das Medium eines Hohlraums bzw. Spalts 2, der einen Wasserdurchgang bildet, vorgesehen. Eine Auslaßpore 4 ist nahe dem Ende des Außenrohrs durch Perforation vorgesehen.

Die Ziffer 5 bezeichnet eine Schneide aus Saphir, Rubin oder dergleichen (α-Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂), das beispielsweise eine konische Form hat. Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt die Schneide 5 eine Spitze 6, deren Oberfläche mit einem Kohlenstoffüberzug 7 einer Dicke von 1 µm bis 50 µm überzogen ist. Auf dem Kohlenstoffüberzug 7 ist eine Schutzschicht 8 aus Saphir, Rubin oder dergleichen (α-Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) einer Dicke von 1 µm bis 50 µm vorgesehen. Die Gesamtdicke dieser Überzüge beträgt deshalb 2 µm bis 100 µm.

Der Kohlenstoffüberzug 7 und der Schutzüberzug 8 werden wie folgt gebildet. Zuerst wird eine Nickel- oder Eisenmaske bzw. -abdeckung an der Grenze zwischen der Spitze 6 der Schneide 5, wo die Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 erforderlich ist, und einem Teil, wo keine Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 erforderlich ist, angeordnet, wodurch der Teil, wo keine Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 erforderlich ist, abgeschwirmt wird.

Die Schneide 5 wird bei 300°C oder mehr erwärmt. Zur gleichen Zeit wird eine Kathodenspannung auf die Schneide 5 angelegt. Der Kohlenstoffüberzug 7 wird durch ein Zerstäubungsverfahren wie folgt gebildet. Ein starkes elektrisches Feld wird gebildet unter Verwendung beispielsweise eines Magnetrons zur Herstellung eines magnetischen Feldes, und Argon in der Atmosphäre kollidiert in Form eines Kations mit einem Kohlenstoffstück als Target. Dadurch werden Kohlenstoff atome, die auf der Oberfläche des Kohlenstoffstücks vorliegen, verdampft. Die Kohlenstoffatome werden auf der Schneide 5 der Kathode absorbiert und auf der Oberfläche der Schneide 5 niedergeschlagen, während die Schneide 5 erwärmt wird, bis der Überzug in einer gewünschten Dicke gebildet ist. Nach Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 in einer gewünschten Dicke wird ein Schutzmaterial aus Saphir, Rubin oder dergleichen (α-Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) auf der Oberfläche des Kohlenstoffüberzugs 7 durch das gleiche Verfahren, beispielsweise durch Zerstäuben, abgeschieden, um eine gewünschte Dicke zu erreichen, wodurch ein Schutzüberzug 8 gebildet wird.

Bezüglich des Verfahrens zur Bildung des Überzugs kann neben dem vorstehend genannten Zerstäubungsverfahren ein Ionenplattierungsverfahren verwendet werden. Das Ionenplat tierungsverfahren umfaßt das Erwärmen der Schneide 5, das Verdampfen des Materials, das abgeschieden wird, unter Verwendung der Schneide 5 als Kathode, das Durchleiten des verdampften Materials durch ein Plasma, um es zu kationisieren, und das Beschleunigen des kationisierten Materials in einem elektrischen Feld, wodurch das kationisierte Material auf der Schneide 5 als Kathode absorbiert wird. Bei dem Ionenplattierungsverfahren wird das Material, das abgeschieden wird, auf der Schneide 5 absorbiert, wodurch Eigenschaften verliehen werden, die eine gegenseitige Anziehung zwischen dem abzuscheidenden Material und der Schneide 5 bewirken.

Wenn ein so hergestelltes Lasermesser verwendet wird, wird ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1060 nm aus einer Laserstrahlquelle, die in der Figur nicht gezeigt ist, durch die Lichtleitfaser 1 in die Schneide 5 gesandt. Das betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird, wird nicht nur der Laserstrahlenergie, die von der Spitze 6 der Schneide 5 ausgestrahlt wird, ausgesetzt, sondern auch der Wärmeenergie, die aus einem Teil der Laserstrahlenergie mittels des Kohlenstoffüberzugs 7 auf der Spitze 6 umgewandelt worden ist, wodurch das betroffene Teil oder das Teil, das operiert wird, geschnitten oder amputiert wird. Um die Spitze 6 der Schneide 5 zu kühlen oder Blut abzuwaschen, wird zu dieser Zeit eine Flüssigkeit, wie Wasser oder ein Medikament durch die Spalte 2 geleitet und durch die Auslaßpore 4 ausgetragen.

Der Kohlenstoffüberzug 7 und der Schutzüberzug 8 müssen nicht notwendigerweise durch das gleiche Verfahren gebildet werden. Insbesondere können ein oder zwei Überzüge durch das Zerstäubungsverfahren gebildet werden, während der andere Überzug durch das Ionenplattierungsverfahren gebildet wird.

Gemäß dem vorstehend genannten Beispiel ermöglicht die Bildung des Kohlenstoffüberzugs 7 und des Schutzüberzugs 8 entweder durch das Zerstäubungsverfahren oder das Ionen plattierungsverfahren nicht nur eine gleichmäßige Wärme erzeugung aufgrund einer gleichmäßigen Überzugsdicke, sondern verbessert auch die Haltbarkeit des Lasermessers aufgrund einer ausgezeichneten Haftung des Kohlenstoff überzugs 7 und des Schutzüberzugs 8. Weiterhin ermöglicht die Bereitstellung des Kohlenstoffüberzugs 7 eine gleichzeitige Strahlung einer Laserstrahlenergie und einer Wärmeenergie aus der Schneide 5, was zu einer Verbesse rung der Wirksamkeit der Amputation, des Schnitts und der Hämostase durch Koagulation in dem Teil, das operiert wird, oder in dem betroffenen Teil führt.

Weiterhin verhindert die Bereitstellung des Schutzüberzugs 8 auf dem Kohlenstoffüberzug 7 die Verbrennung von Kohlenstoff aufgrund der Laserstrahlenergie. Da der Kohlen stoffüberzug 7 nur auf der Spitze 6 gebildet wird, wird weiterhin keine Wärme in dem Halteteil erzeugt, was den Gebrauch des Lasermessers angenehm macht.

Claims

Verfahren zum Beschichten der Schneide eines Lasermessers, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schneide mit einem Kohlenstoffüberzug und anschließend mit einem entweder aus α-Al₂O₃ oder Quarzglas bestehenden Schutzüberzug jeweils in einer Dicke von 1 bis 50 µm entweder durch Ionenplattieren oder durch Vakuumbestäuben versehen wird.