DE60204759T2

DE60204759T2 - Gegossenes und isolierendes scharnier für bipolare instrumente

Info

Publication number: DE60204759T2
Application number: DE60204759T
Authority: DE
Inventors: Don Joe SARTOR; J. Dennis HARVILLA
Original assignee: Sherwood Service AG
Current assignee: Covidien AG
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: US7103947B2; US20040193153A1; EP1372512A1; CA2442852C; EP1372512B1; US20110018164A1; WO2002080798A1; CA2442852A1; JP2004524924A; AU2002250551B2; JP4125133B2; ES2240723T3; US20060264922A1; DE60204759D1

Description

Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbindungen und Gelenke, die bewegliche Komponenten an einem elektrochirurgischen Instrument verbinden, und Verfahren zur Herstellung von Gelenken für bewegliche Komponenten eines elektrochirurgischen Instruments. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein leicht anpassbares Gelenk, das auf einer Kunststoff-"Overmold"(Überzug)-Zusammensetzung gemacht ist, welche zwei Endeffektoren für relative Bewegung zwischen ihnen verbindet. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen des Overmold-Gelenks.
2. Hintergrund verwandten Stands der Technik
Typischerweise sind Verbindungen und Gelenke für elektrochirurgische Instrumente, die bewegliche Komponenten verbinden, aus einem isolierenden Material gebildet, um einen Kurzschluss zwischen den Komponententeilen zu verhindern und/oder die Bildung alternativer Strompfade durch das Instrument zu vermeiden. Als solches haben Instrumentendesigner elektrochirurgische Instrumente hergestellt, die komplexe rotierende Gelenkkonfigurationen involvieren, um die elektrochirurgisch aktiven Bereiche des Instrumentes zu entkoppeln, zu isolieren und/oder zu kontrollieren. Beispielsweise beinhalten traditionelle Metallgelenkkonfigurationen typischerweise mehrere unabhängige Sub-Baugruppen, die mit Kunststoffmaterial mit hohen Bindungsfestigkeiten überzogen sind. Diese separat überzogenen Unterbaugruppen werden in einer Reihe von Herstellschritten mechanisch integriert und angeordnet, welche oft genau gesteuerte und zeitaufwendige Prozesse erfordern, um eine korrekte Backenausrichtung und eine zuverlässige und konsistente Spalttrennung zwischen den Elektroden zu erzielen. Darüber hinaus werden oft zusätzliche Schritte unternommen, um andere mit der Rotationsbewegung um das Gelenk verbundene Parameter, z.B. Reibung, Drehmoment etc. zu kontrollieren.
Somit besteht ein fortgesetzter Bedarf an einem einfachen und effektiven isolierenden Gelenk, das leicht in die Herstellverfahren integriert werden kann, um die beweglichen Komponenten eines elektrochirurgischen Instruments elektrisch zu entkoppeln. Weiterer Bedarf besteht an der Entwicklung eines vereinfachten Herstellprozesses, der effektiv ein elektrochirurgisches Instrument herstellt, welches ein isoliertes Gelenk beinhaltet, das die elektrisch aktiven Komponenten des Instruments isoliert und integriert und zur wiederholten Bildung eines zuverlässigen und leicht anpassbaren Instrumentes führt, welche spezifische Toleranz-Anforderungen bezüglich korrekter Backenausrichtung und Spaltabstände erfüllt.
Das Dokument EP-A-0 624 348 offenbart eine Vorrichtung gemäß der Präambel von Anspruch 1.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 9 definiert. Jegliche Ausführungsform, die im Widerspruch zum Gegenstand eines dieser Ansprüche steht, ist nicht Teil der Erfindung.
Vorzugsweise wird die Gelenkeinheit aus einer Zusammensetzung von Materialien hergestellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus: Polyamiden, Nylon, Acrylanitridbutannitrostyrolacetyl, Polyestern, syndiotaktischem Polystyrol (SPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyphthalamid (PPA), Polymid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamidimid (PAI), Acryl (PMMA), Polystyrol (PS und HIPS), Polyethersulfon (PES), aliphatischem Polyketon, Acetal-(POM)-Copolymer, Polyurethan (PU und TPU), Nylon mit Polyphenylenoxid-Dispersion und Acrylnitrilstyrolacrylat. In einer anderen Ausführungsform ist die Gelenkeinheit aus einer Zusammensetzung von Schmierstoffen gemacht, die ausgewählt sind aus der Gruppe, welche besteht aus: Silikon, Molybdändisulfid und leichten Olefinen.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Gelenkeinheit einen Drehstift, der integral mit einer ersten der Gelenkplatten assoziiert ist und ein Drehachsenloch, das in einer zweiten der Gelenkplatten ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Drehstift aus einem elektrisch-isolierenden Material hergestellt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Overmold-Zusammensetzung der Gelenkeinheit zwischen dem Drehstift und dem Drehachsenloch angeordnet, um jede der Gelenkplatten elektrisch voneinander zu isolieren.
Bei noch einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Gelenkeinheit eine Rückhaltenase, welche die Gelenkeinheit zwischen den Gelenkplatten sichert. Vorzugsweise wird die Rückhaltenase während des Overmold-Prozesses ausgebildet, wenn die Overmold-Zusammensetzung durch den Drehstift austritt, um eine Nase auf der nach außen weisenden Oberfläche der Gelenkplatte zu bilden. Wenn die Rückhaltenase einmal aushärtet, wird die Gelenkeinheit sicher zwischen den Gelenkplatten gehalten. Bei noch einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Gelenkeinheit ein Stoppelement zum Begrenzen der Bewegung der Endeffektoren relativ zueinander.
Bei einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren weiterhin den Schritt:
selektives Positionieren zumindest eines Abstandhalters zwischen den Endeffektoren, um einen Spaltabstand zwischen den Endeffektoren während des Formens und des Aushärtschrittes aufrecht zu erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen des hier offenbarten chirurgischen Instruments mit einer isolierten FormGelenkeinheit werden hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer bipolaren Zange ist, die eine gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierte, isolierende FormGelenkeinheit aufweist;
2A eine vergrößerte rechtsseitige Ansicht eines Endeffektors der bipolaren Zange von 1 vor dem Überziehen ist;
2B eine Bodenansicht des Endeffektors von 2A ist;
2C eine linke Seitenansicht des Endeffektors von 2A ist;
3A eine vergrößerte rechte Seitenansicht eines zweiten Endeffektors der bipolaren Zange von 1 vor dem Überziehen ist;
3B eine Bodenansicht des Endeffektors von 3A ist;
3C eine linksseitige Ansicht des Endeffektors von 3A ist;
4 eine perspektivische Explosionsansicht des bipolaren Instruments von 1 ist; und
5 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform ist, die mit einem zwischen einem Paar von Backenelementen angeordneten Abstandhalter gezeigt ist, um einen spezifischen Spaltabstand während des Überzugsprozesses zu fixieren.
Detaillierte Beschreibung
Nunmehr in spezifischem Detail bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder identische Elemente über mehrere Ansichten identifizieren, und anfangs auf die 1–3C, beinhaltet eine bestimmte Ausführungsform eines elektrochirurgischen Instruments 10 zwei längliche Schäfte 30 und 60, die jeder einen distalen Endeffektor 32, 62 und einen proximalen Handgriffsabschnitt 34 bzw. 64 aufweisen. Die Griffe 34 und 64 sind relativ zueinander um eine Gelenkeinheit 20 aus einer ersten Position, wo die distalen Endeffektoren 32, 62 in relativ zueinander beabstandeter Beziehung positioniert sind, zu einer zweiten Position, in welcher die distalen Endeffektoren 32, 62 kooperieren, um Gewebe zwischen sich zu ergreifen, beweglich. Es ist vorstellbar, dass die Griffe 34 und 64 jegliche Designkonfiguration einnehmen können, die zur Manipulation oder Steuerung des chirurgischen Instruments 10 geeignet ist.
Jedes distale Ende, z.B. 32, hat ein Backenelement 36, das an dem distalen Ende desselben angeordnet ist, welche eine gewebegreifende Oberfläche 38 beinhaltet, die dazu dimensioniert ist, mit dem anderen Backenelement, z.B. 66, und einer anderen gewebegreifenden Oberfläche, z.B. 68, zu kooperieren, um Gewebe und andere Luminalstrukturen beim Betätigen der Griffe 34 und 64 zu greifen. Die Backenelemente 36, 66 beinhalten auch jeweils eine Gelenkplatte 35 bzw. 65, die kooperieren, um die gegenüberstehenden Seiten der Gelenkeinheit 20 zu stützen, wie unten detaillierter erläutert. Die Gelenkplatte 35 beinhaltet einen Drehstift 74, der mechanisch in Eingriff mit einem entsprechenden Drehachsenloch 61 steht, das innerhalb der Gelenkplatte 65 angeordnet ist, um die Drehachseneinheit 70 zu bilden.
Die Gelenkeinheit 20, wie hier beschrieben, bezieht sich auf eine bestimmte Ausführungsform zur Verwendung mit einer bipolaren elektrochirurgischen Zange 10, es wird jedoch erwogen, dass die hier offenbarte Gelenkeinheit 20 zur Verwendung mit anderen elektrisch-chirurgischen Instrumenten dimensioniert werden könnte, einschließlich gefäßverschließenden Instrumenten, Greifinstrumenten, Ablationsinstrumenten, elektrochirurgischen Scheren etc. Darüber hinaus ist vorstellbar, dass die Gelenkeinheit 20 zur Verwendung mit einem breiten Bereich anderer nicht-elektrischer chirurgischer Instrumente konfiguriert werden kann, wie etwa Zangen, Scheren, Schermessern, Klammerern und Drahtschneidern.
Vorzugsweise wird Gelenkeinheit 20 aus einer Zusammensetzung 25 isolierenden Materials hergestellt, wie etwa Kunststoff, der übergossen (overmolded) wird, um die Gelenkplatten 35, 65 während des Herstellerpozesses einzukapseln. Wie am besten in 2C zu sehen, beinhaltet der Drehstift 74 einen verstärkten Bereich 72, der es der Formzusammensetzung 25 gestattet, durch den Drehstift 74 der Gelenkplatte 35 zu einer gegenüberliegenden Seite 63 der Gelenkplatte 65 zu extrudieren, um eine Rückhaltenase 50 zu bilden. Genauer gesagt wird, nachdem eine signifikante Menge der Formzusammensetzung 25 um den Verstärkungsbereich 72 des Drehstifts 74 herum extrudiert ist, die Rückhaltenase 50 gegen die gegenüber liegende Seite 63 der Gelenkplatte 65 gepresst, um die Gelenkplatten 35 und 65 in engem Anschlag an der Drehachseneinheit 70 zu sichern. Wie ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Formzusetzung 25 bündig mit dem Äußeren der Gelenkplatte 35 durch die Öffnung 31, um den Verstärkungsbereich 72 und mit der Rückhaltenase 50, die in sicherem Eingriff mit der Gelenkeinheit 20 zwischen Gelenkplatten 35, 65 steht.
Wie ersichtlich, werden sowohl die Formzusammensetzung 25 als auch die Rückhaltenase 50 während desselben Formungsschritts gebildet, was zur Bildung der Gelenkeinheit 20 führt. Es ist vorstellbar, dass nach Aushärtung der Rückhaltemechanismus 50 eine Strukturgrenze bildet, welche zumindest teilweise die Ausrichtung der distalen Endeffektoren 32 und 62 wie auch das Ausmaß der Schwenkbewegung zwischen den Backenelementen 36 und 66 steuert. Alternativ kann die Rückhaltenase 50 aus demselben oder einer unterschiedlichen Formzusammensetzung 25 hergestellt sein und dafür ausgelegt sein, in mechanischen Eingriff mit dem Drehstift 74 oder der Gelenkplatte 65 zu kommen, um die Gelenkeinheit zwischen den Gelenkplatten 35 und 65 zu befestigen.
Wie am besten in der Explosionsansicht von 4 gezeigt, isoliert die Bildung der Gelenkeinheit 20 auf diese Weise die zwei Endeffektoren 32 und 62 und die Komponententeile derselben elektrisch, was es einem Benutzer ermöglicht, elektrochirurgische Energie selektiv auf das Gewebe und zwischen den Backenelementen 36 und 66 nach Bedarf anzulegen. Genauer gesagt, härtet während des Überzugsverfahrens der Kunststoff um die äußere Peripherie 75 des Drehstifts 74 herum aus, was die Gelenkplatte 35 gegenüber der Gelenkplatte 65 elektrisch isoliert. Wie ersichtlich, hält die Rückhaltenase 50, die wie oben erwähnt, auch aus Kunststoff gebildet ist, welcher durch den Drehstift 74 zur gegenüberliegenden Seite 63 der Gelenkplatte 65 extrudiert wird, nicht nur die zwei Gelenkplatten 35 und 65 in sicherem Anschlag an der Drehachseneinheit 70, sondern entkoppelt auch die Gelenkplatten 35 und 65 voneinander.
Weil die hier offenbarte Gelenkeinheit 20 vorzugsweise in einem einzelnen Herstellschritt ausgebildet wird, kann sie leicht angepasst und dimensioniert werden, um einem bestimmten Zweck zu entsprechen oder ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise kann die Ausrichtung der Backenelemente 36 und 66, z.B. der Backenwinkel oder Backenversatz, abhängig von einem bestimmten Zweck einfach angepasst werden. Darüber hinaus kann die Bildung eines Spaltabstands zwischen den Backenelementen 36, 66 einfach angepasst werden. Beispielsweise kann die Gelenkeinheit 20 während des Herstellprozesses geformt oder gebildet werden, so dass die Backenelemente 36 und 66 beim Schließen einen konsistenten und spezifischen Spaltabstand innerhalb des Bereichs von etwa 0,001 inch bis etwa 0,005 inch bewahren. Die Bildung des Spaltabstands wird unten unter besonderer Bezugnahme auf 5 diskutiert.
Allgemein wird das Gelenk 20 aus einer Overmold-Zusammensetzung gebildet, die ein Verbindungs-bildendes Basisharzmaterial und eine Schmierkomponente enthält. Gelenkbildende Materialien zur Verwendung hierin können jegliche erhältliche Materialien, die Fachleuten bezüglich Härte und Festigkeit bekannt sind, und die auch Einspritz-geformt werden können, sein. Geeignete Verbindungs-bildende Basisharzmaterialien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Polyamide wie Nylon, Acrylnitrid-Butannitrostyrol; Acetyl, Polyester, etc. Vorzugsweise ist die Overmold-Zusammensetzung aus einem Kunststoff oder Kunststoff-basiertem Materialien mit einem vergleichenden "Kriechstrom-Index" von etwa 300 Volt bis etwa 600 V für dielektrische Isolation hergestellt. Beispielsweise kann die Overmold-Zusammensetzung 25 aus einer Gruppe von Materialien hergestellt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die Nylon, syndiotaktisches Polystyrol (SPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyphthalamid (PPA), Polymid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamidimid (PAI), Acryl (PMMA), Polystyrol (PS und HIPS), Polyethersulfon (PES), aliphatisches Polyketon, Acetal(POM)-Copolymer, Polyurethan (PU und TPU), Nylon mit Polyphenylenoxid-Dispersion und Acrylnitrilstyrolacrylat enthält. Alternativ ist vorstellbar, dass ein isolierendes Nicht-Kunststoffmaterial, z.B. Keramik, anstelle oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben identifizierten Materialien verwendet werden kann, um das Herstellverfahren zu vereinfachen und möglicherweise zu einem gleichförmigeren und konsistenteren Transfer elektro-chirurgischer Energie über das Gewebe beizutragen.
Geeignete Schmiermittelkomponenten zur Verwendung mit dem Basisharzmaterial beinhalten einen breiten Bereich von Materialien, die dafür bekannt sind, die Overmold-Zusammensetzung zu ergänzen, um eine Formung mit einer niedrigen Bondierungsfestigkeit bei guten Oberflächenschmierqualitäten bereitzustellen. Solche Schmiermittelkomponenten beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, silikonartige Materialien, Molybdändisulfid, leichte Olefine etc. Abhängig von der Gesamtzusammensetzung des verwendeten Basisharzmaterials muss eine Schmiermittelkomponente nicht erforderlich sein.
Es wird auch vorhergesehen, dass zusätzliche Materialien in Kombination mit den obigen Materialien eingesetzt werden können, um geeignete Niveaus an Härte und Festigkeit in dem ausgeformten Gelenk 20 zu erzielen. Diese zusätzlichen Materialien können beispielsweise Verstärkungsmittel wie etwa Glasfasern, gemahlenes Glas oder längliche Glasfasern beinhalten. Beispielsweise wird in einer bestimmten Ausführungsform die Gelenkeinheit 20 aus einem kommerziell erhältlich Nylonmaterial mit etwa 2,5 Gew.-% Glasfaserverstärkungsmaterial und einer Silikonschmiermittelkomponente im Bereich von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% gebildet. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Gelenkeinheit aus einem Nylon mit Glasverstärkungsmaterial im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% und Silikon im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% gebildet werden.
Während Silikon und andere Schmiermittel typischerweise bei Spritzgußverfahren verwendet werden, ist gefunden worden, dass die Menge an Silikon exakt gesteuert werden sollte, um ein gleichförmiges und konsistentes Aushärten und Betriebseffizienzen zu erreichen. Es ist vorstellbar, dass die Silikonkomponente der Overmold-Zusammensetzung eine nachhaltige Schmieroberfläche an der Schnittstelle zwischen den Gelenkplatten 35 und 65 erzeugt. Auch ist gefunden worden, dass ein Steigern des Silikonanteils, z.B. in Mengen größer 2 Gew.-% im gelenkbildenden Material der Gelenkeinheit 20 eine Overmold-Zusammensetzung mit einer niedrigen Bindungsfestigkeit erzeugt. Wie geschätzt werden kann, wird, obwohl die Overmold-Zusammensetzung 25 eine niedrige Bindungsfestigkeit mit den umgebenden Metallen, d.h. länglichen Schäften 30, 60 und Gelenkplatten 35, 65 hat, die niedrige Bindungsfestigkeit durch die mechanischen Vorteile der Rückhaltenase 50 und der Öffnung 31 ausgeglichen.
Wie oben erwähnt, kann die hier offenbarte Gelenkeinheit 20 während eines einzelnen Herstellschrittes ausgebildet sein und kann leicht abhängig von einem bestimmten Einsatz oder zum Erzielen eines bestimmten Ergebnisses angepasst werden. Beispielsweise können Parameter, wie Selbstschmierung der Gelenkeinheit 20, die Gelenkeinheit-20-Festigkeit, Ausrichtung der Backenelemente 36, 66, z.B. der Backenwinkel oder Backenversatz, die Entkoppelung der Backenelemente 36 und 66 während der elektrochirurgischen Anwendung und die Bildung eines Spaltabstands zwischen den Backenelementen 36 und 66 (oder an den Backenelementen 36 und 66 angebrachte Elektroden oder Sonden) leicht erzielt werden.
Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die oben angegebenen Materialien beschränkt, sondern erwägt einen breiten Bereich der Overmold-Zusammensetzung 25 in variierenden Kombinationen und Anteilen, die eine Overmold-Zusammensetzung bereitstellen, die für die Funktion der Gelenkeinheit 20 geeignet ist. Es ist vorstellbar, dass hier beschriebene Anwendungen, die sich beispielsweise auf das Einspritzüberziehen von thermoplastischen Polyamiden beziehen, auf andere Bereich übertragen werden können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf andere technische Kunststoffmaterialien, technische Metalle und Keramiken, die selektiv beim verschiedenen isolierenden wie auch mechanischen Anwendungen eingesetzt werden können.
Die Overmold-Zusammensetzung 25 der vorliegenden Offenbarung ist dafür ausgelegt, eine harte und starke Gelenkeinheit 20 zu erzeugen, indem zumindest teilweise die Gelenkplatten 35 und 65 und die Drehachseneinheit 70 (und deren verschiedene Komponenten) eingekapselt werden. Die Overmold-Zusammensetzung 25 stellt eine geeignete Festigkeit als Ergebnis ihrer Einkapselungskontinuität wie auch der Fähigkeit der Overmold-Zusammensetzung 25 zur Ausbildung von Oberflächenmerkmalen, die spezifisch dimensioniert sind, um die Festigkeit der Gelenkeinheit 20 nach Härtung zu verbessern, bereit. Beispielsweise können Merkmale innerhalb des Drehstifts 74 und Merkmale innerhalb des Drehachsenlochs 61 vorgesehen sein, um die Gesamtfestigkeit des Instruments und/oder der Gelenkeinheit 20 zu vergrößern, z.B. Kerben, Klinken, Hohlräume, überzogene Sockel etc. Weiterhin kann strukturelle Festigkeit für die Gelenkeinheit 20 durch Beschichten oder Auffüllen von Merkmalen gewonnen werden, die in der Oberfläche der Gelenkplatten 35, 65 definiert sind, um die mechanische Bindung der Kunststoff-Form mit den Gelenkplatten 35, 65, Drehstiften 74 und Drehachsenlöchern 61 zu verstärken. Beispielsweise können Oberflächenwellen wie etwa Lippenstrukturen, überhängende Formen, konkave Formen oder auskragende Strukturen mit verschiedenen geometrischen Formen eingesetzt werden, um mechanisch die Gelenkeinheit 20 mit den Gelenkplatten 35 in Eingriff zu bringen.
Vorzugsweise sind die länglichen Schäfte 30, 60 aus Edelstahlmaterial hergestellt. Jedoch werden auch andere Metalllegierungen, Kunststoffe, Keramiken oder Komposite erwogen, einschließlich von Verbindungen einer oder mehrerer Kunststoffe, Komposite, Metalle, Graphite, Kohlenstoff-beschichteter Kunststoffe und/oder leitfähiger Materialien, die für Überzugszwecke gut geeignet sind. Vorzugsweise werden die länglichen Schäfte 30 und 60 gestanzt, geprägt oder mikrogefertigt, so dass die Endeffektoren 32 und 62 und die Gelenkplatten 35 und 65 integrale Teile derselben bilden. Wie eingesehen werden kann, vereinfacht das integrale Herstellen dieser Elemente und die Verwendung der überzogenen Gelenkeinheit 20, wie hier offenbart, der Gesamtherstellung und die Assemblierungsverfahren maßgeblich.
Das Instrument 10 kann ebenfalls Oberflächenbehandlungen (z.B. Nylonpulverbeschichtungen, chemische Behandlungen, Nickellegierungsbeschichtungen, mechanische Endbearbeitungen, Schrumpfschlauchaufbringung, etc.) beinhalten, was die Manipulation der Gewebestrukturen erleichtert, die Leitung von elektrochirurgischer Energie über die Backenelemente 36, 66 verbessert und/oder die Wahrscheinlichkeit von Inkonsistenzen über den Behandlungsbereich vermindert, was zu einem begleitendem Gewebeschaden, Überschlag, thermischer Ausbreitung, Bogenbildung etc. führen kann.
Vorzugsweise kann die Dicke der Gelenkeinheit 20 selektiv geändert werden, abhängig von einem bestimmten Zweck oder zur Verwendung mit einem gewissen Instrument. Die letztendliche Dicke und Festigkeit der Overmold-Zusammensetzung 25 hängt auch mit der Viskosität der Overmold-Zusammensetzung 25 und der Dauer und Temperatur des Aushärtprozesses zusammen. Beispielsweise kann die Gelenkeinheit 20 einen Dickenbereich von etwa 0,020 bis etwa 0,040 inch Dicke beinhalten. Die Dicke der Overmold-Zusammensetzung 25 hängt auch von der mechanischen Lastaufnahme und Abmessungsanforderungen einer bestimmten Anwendung ab.
Wie am besten in 4 gezeigt, stellt die äußere Peripherie 75 des Drehstifts 74 eine Basis für die Ausbildung von zusätzlichem geformten Material um den Drehstift 74 bereit, was nicht nur die Backenelemente 36 und 66 voneinander elektrisch isoliert, sondern auch das Risiko vermindert, dass die Drehachse gleitet oder rotiert, wenn während der normalen Verwendung des Instruments ein Drehmoment, eine Querlast oder Scherkräfte angelegt werden.
Es ist vorstellbar, dass die Gelenkeinheit als ein komplexer Mechanismus ausgelegt sein kann, und/oder dafür ausgelegt sein, einen komplexeren Schwenkmechanismus einzukapseln. Beispielsweise wird erwogen, dass die Gelenkeinheit 20 verschiedene Mehrfachverbindungssysteme wie etwa eine Zweistangen-, Dreistangen- oder Vierstangen-Verbindung beinhalten kann oder ein Zweistufen-Gelenk beinhalten kann. Der Drehstift 74 und/oder das Drehachsenloch 61 können auch in einer Vielzahl verschiedener Formen und Größen dimensioniert sein, abhängig von einem bestimmten Zweck oder zum Erzielen eines bestimmten Ergebnisses, z.B. Nocken und Nockenfolger, gekrümmt, elliptisch etc. Es ist auch vorstellbar, dass die Gelenkeinheit 20 ein oder mehrere Stoppelemente 19 beinhalten kann, die den Gesamtabstand beschränken, um den die Backenelemente 36, 66 in entweder die offenen oder die geschlossenen Positionen schwenken können. Die Stopps 19 können in Stufen oder als vorragende Merkmale konfiguriert sein, um mehr als einen Spaltabstand zwischen Backenelementen 36, 66 zu definieren.
Bei einer Ausführungsform kann die Rückhaltenase 50 so konfiguriert sein, dass sie mechanisch mit einem Bereich der Gelenkplatte 65 und/oder dem Drehstift 74 in Eingriff kommt, was zum Erfüllen von zwei Zwecken erwogen wird: 1) um die Rückhaltenase 50 mechanisch an der Gelenkplatte 65 zu halten und weiterhin das Instrument 10 zusammengebaut zu sichern; und 2) um die Gelenkeinheit 70 auf eine vorgegebene offene, geschlossene oder Zwischenposition vorzuspannen. Beispielsweise kann die nach außen weisende Oberfläche 63 der Gelenkplatte 65 mit Schlitzen oder Rillen (nicht gezeigt) versehen sein, die mechanisch in Eingriff mit der Rückhaltenase 50 stehen.
In Bezug auf ein bestimmtes chirurgisches Instrument der 1 bis 4, d.h. die bipolare Zange 10, sind die ersten und zweiten leitenden Drähte 41 und 45 beide elektrisch mit einem entsprechenden distalen Endeffektor 32 und 62 an einem Ende desselben und schließlich mit einem elektrochirurgischen Generator (nicht gezeigt) am gegenüberliegenden Ende derselben gekoppelt. Der erste elektrische Leiter 41 (siehe 2A) verbindet das erste Backenelement 36 mit einem ersten elektrischen Potential und der zweite elektrische Verbinder 45 (siehe 3A) verbindet das zweite Backenelement 66 mit einem zweiten elektrischen Potential. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten elektrischen Leiter 41 und 45 innerhalb von längs orientierten Kanälen angeordnet, die innerhalb der länglichen Schäfte 30 bzw. 60 definiert sind. Die Kanäle sind vorzugsweise so orientiert und dimensioniert, dass sie den mechanischen Eingriff der elektrischen Leiter 41 und 45 mit den entsprechenden Backenelementen 36 und 66 in einer solchen Weise erleichtern, dass die freie schwenkbare Bewegung der Backenelemente 36 und 66 relativ zueinander gestattet wird. Vorzugsweise werden die Kabelanschlüsse an den elektrisch leitfähigen Backenelementen 36 und 66 durch eine krimpartige elektrische Verbindung (nicht gezeigt) angebracht. Wie oben erwähnt, beinhaltet die Gelenkeinheit 20 zumindest einen Stopp 19, der an den länglichen Schäften 30, 60 anschlägt, um eine Über-Rotation der Backenelemente 36 und 66 zu verhindern, um ein Verzerren der elektrischen Anschlüsse zu vermeiden.
Vorzugsweise wird die Gelenkeinheit 20 in einem einzelnen Spritzguß- oder Herstellprozessschritt hergestellt, bei dem die länglichen Schäfte 30 und 60 oben auf einem Düsenblock innerhalb einer Spritzgussmaschine montiert ist. Die Overmold-Zusammensetzung 25 der Gelenkeinheit 20 wird dann zwischen die Backenelemente 36 und 66 eingespritzt, um die Gelenkplatten 35 und 65 und die Drehachseneinheit 70 einzukapseln. Wie oben erwähnt, ist die Gelenkeinheit 20 durch die Kontinuität der Kunststoff-Overmold-Zusammensetzung 25, die durch den Drehstift 74 und das Drehachsenloch 61 extrudiert wird, um die Rückhaltenase 50 zu bilden, verstärkt. Somit wird bei einer bestimmten Ausführungsform die Gelenkeinheit 20 komplett durch die Overmold-Zusammensetzung gebildet, die um und durch die verschiedenen Komponententeile der Gelenkeinheit 20 und der Drehachseneinheit 70 fließt. Wie oben erwähnt, kann die Rückhaltenase eine separate Komponente sein, die aus derselben oder einer ähnlichen Zusammensetzung hergestellt ist, die dafür dimensioniert ist, mechanisch den Drehstift 74 oder die nach außen weisende Oberfläche 63 der Gelenkplatte 65 zu greifen.
Wie oben kurz erwähnt und in 5 gezeigt, kann vor dem Überzugprozess ein Abstandhalter 100 zwischen den Backenelementen 36 und 66 positioniert werden. Der Abstandhalter 100 setzt beim Schließen (d.h. wenn die Backenelemente 36 und 66 in einer geschlossenen oder gewebeergreifenden Position angeordnet sind) einen feststehenden Spaltabstand "G" zwischen Backenelementen 36 und 66, indem die Bildung des Stopps 19 während des Überzugsverfahrens beschränkt wird. Wie ersichtlich, können verschiedene und/oder angepasste Spaltabstände "G" zwischen den Backenelementen 36 und 66 abhängig von einem bestimmten Einsatz oder zum Erzielen eines bestimmten Ergebnisses leicht gebildet werden.
Das hier offenbarte Überzugsverfahren ermöglicht es dem Hersteller auch, die präzise Ausrichtung der Backenelemente 36 und 66 relativ zueinander anzupassen. Somit können bei Anwendungen, bei denen die Ausrichtung der Backenelemente 36 und 66 kritisch ist, wie etwa zum Abscheren, Schneiden oder Versiegeln, die Genauigkeit, Ausrichtung und Konfiguration der Gelenkeinheit 20, der Drehachseneinheit 70 und der Backenelemente 36 und 66 leicht angepasst werden. Weiterhin stellt das hier offenbarte Verfahren auch ein wiederholbares und zuverlässiges Ausrichtwerkzeug für die Massenherstellung chirurgischer Instrumente gemäß spezifischen Toleranzen bereit.
Aus dem Vorstehenden und unter Bezugnahme auf die verschiedenen Figurenzeichnungen werden Fachleute erkennen, dass auch an der vorliegenden Offenbarung gewisse Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise wird erwogen, dass die Gelenkeinheit 20 konfiguriert werden kann, um eine Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten oder Untereinheiten in der Einheit abhängig von einem bestimmten Einsatzzweck zu verbinden. Darüber hinaus könnte die äußere Peripherie 75 des Drehstifts 74 ebenfalls Merkmale, wie etwa eine Reihe von Wellungen oder Rändeln oder eine Reihe von radial ausgerichteten Hohlräumen mit Merkmalen innerhalb solcher Hohlräume beinhalten, welche die mechanische Schnittstelle der Overmold-Zusammensetzung zur Gelenkeinheit 70 festigen.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Instrument einen leitfähigen Streifen (nicht gezeigt), der in einem Schaft, z.B. Schaft 30, angeordnet ist. Elektrochirurgische Drähte oder Kabel (nicht gezeigt) von einem elektrochirurgischen Generator (nicht gezeigt) verbinden die zwei elektrischen Potentiale des leitfähigen Streifens. Das gegenüberliegende Ende des leitfähigen Streifens beinhaltet eine elektrische Verbindung mit dem Endeffektor 32 und die zweite elektrische Verbindung mit der Gelenkeinheit 70, welche elektrischen Durchgang zum gegenüberliegenden Endeffektor 62 bereitstellt. Genauer gesagt, nimmt die zweite elektrische Verbindung des leitfähigen Streifens einen Kontakt über die bewegliche Verbindung der Gelenkeinheit auf. Es ist nicht notwendig, dass sich der leitfähige Streifen um den Drehstift 74 zwischen den Instrumentenhälften wickelt, weil während des Formungsprozesses der leitfähige Streifen in einen engen Kontakt mit dem gegenüberliegenden Endeffektor 62 gezwungen wird, d.h. der Fluss des nicht ausgehärteten Gelenkmaterials positioniert den leitfähigen Streifen in Kontakt mit dem Endeffektor 62.
Als Ergebnis davon werden keine sekundären Unterlegscheiben oder kraftladenden Vorrichtungen benötigt, um einen Kontakt zwischen dem leitfähigen Streifen und dem gegenüberliegenden Endeffektor 62 zu initiieren. Der leitfähige Streifen kann auch eine Reihe von wellenartigen Falten, z.B. Akkordeon-Falten enthalten, welche dem leitfähigen Streifen eine federartige Qualität verleihen und den Kontakt mit dem gegenüberliegenden Endeffektor 62 während und nach dem Aushärten begünstigt. Wie ersichtlich, stellt diese Anordnung sicher, dass ein beweglicher oder gleitender Kontakt zwischen dem leitfähigen Streifen und dem Endeffektor 62 während der Bewegung, d.h. dem Schwenken der Endeffektoren relativ zueinander, aufrechterhalten wird.
Während verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung in den Zeichnungen gezeigt worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass die Offenbarung darauf beschränkt ist, da beabsichtigt ist, dass die Offenbarung in ihrem Schutzumfang so breit ist, wie der Stand der Technik gestattet und dass die Beschreibung entsprechend gelesen wird. Daher sollte die obige Beschreibung nicht als beschränkend aufgefasst werden, sondern lediglich als eine Verdeutlichung bevorzugter Ausführungsformen. Fachleute werden sich andere Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der hier anhängenden Ansprüche vorstellen können.

Claims

Elektrochirurgisches Instrument, umfassend: ein Paar von ersten und länglichen Schäften, die beide einen an einem distalen Ende derselben angebrachten Endeffektor und einen Griff aufweisen, wobei der Griff aus einer ersten Position, bei der die Endeffektoren in zueinander beabstandeter Beziehung angeordnet sind, zu einer zweiten Position bewegbar ist, bei der die Endeffektoren relativ zueinander näher sind; wobei jeder der länglichen Schäfte eine Gelenkplatte enthält, die oben auf einer Drehachseneinheit montiert ist, um eine Bewegung der Endeffektoren relativ zueinander zu bewirken; gekennzeichnet durch eine Gelenkeinheit, die aus einer gehärteten Overmoldzusammensetzung hergestellt ist, die die Gelenkplatten einkapselt, wobei die Overmoldzusammensetzung der Gelenkeinheit aus einem elektrisch-isolierenden Material hergestellt ist, welches jeden der Endeffektoren voneinander isoliert.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei die Drehachseneinheit einen Drehstift, der integral mit einer ersten der Gelenkplatten assoziiert ist, und ein Drehachsenloch, das in einer zweiten der Gelenkplatten ausgebildet ist, enthält, wobei der Drehstift aus einem elektrisch-isolierenden Material hergestellt ist.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei die Drehachseneinheit einen Drehstift, der integral mit einer ersten der Gelenkplatten assoziiert ist, und ein Drehachsenloch, das in einer zweiten der Gelenkplatten ausgebildet ist, enthält, wobei die Overmoldzusammensetzung der Gelenkeinheit bei Härtung zwischen den Drehstift und dem Drehachsenloch angeordnet ist, um jede der Gelenkplatten voneinander zu isolieren.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei die Overmoldzusammensetzung der Gelenkeinheit Materialien enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: Polyamiden, Nylon, Acrylanitridbutannitrostyrolacetyl, Polyestern, syndiotaktischem Polystyrol (SPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyphthalamid (PPA), Polymid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamidimid (PAI), Acryl (PMMA), Polystyrol (PS und HIPS), Polyethersulfon (PES), aliphatischem Polyketon, Acetal(POM)-Copolymer, Polyurethan (PU und TPU), Nylon mit Polyphenylenoxid-Dispersion und Acrylnitrilstyrolacrylat.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 4, wobei die Overmoldzusammensetzung der Gelenkeinheit Schmierstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: Silikon, Molybdändisulfid und leichten Olefinen.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei die Gelenkeinheit eine Rückhaltenase enthält, welche die Gelenkeinheit zwischen den Gelenkplatten hält.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 4, wobei die Drehachseneinheit einen Drehstift, der integral mit einer ersten der Gelenkplatten assoziiert ist und ein in einer zweiten der Gelenkplatten ausgebildetes Drehachsenloch enthält, wobei der Drehachsenstift einen darin angeordneten verstärkten Bereich enthält, der es der Overmoldzusammensetzung der Gelenkeinheit gestattet, durch den Drehstift zu extrudieren, um eine Rückhaltenase zum Absichern der Gelenkeinheit zwischen den Gelenkplatten auszubilden.
Elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei die Gelenkeinheit ein Stoppelement zum Begrenzen der Bewegung der Endeffektoren relativ zueinander enthält.
Verfahren zum Ausbilden einer Gelenkeinheit, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Paars von ersten und zweiten länglichen Schäften, die beide ein an einem distalen Ende derselben angebrachten Endeffektor, einen Griff und eine Gelenkplatte aufweisen, wobei der Griff zum Bewirken einer Bewegung der Endeffektoren relativ zueinander dient; Montieren der länglichen Schäfte an einer Formplatte; Einführen einer Overmoldzusammensetzung in die Formplatte, um zumindest einen Teil der Gelenkplatten einzukapseln; und Aushärten der Overmoldzusammensetzung, um eine Gelenkeinheit auszubilden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei vor dem Aushärtschritt das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst: selektives Positionieren zumindest eines Abstandhalters zwischen den Endeffektoren, um einen Spaltabstand zwischen den Endeffektoren während des Aushärtschrittes aufrechtzuerhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Overmoldzusammensetzung des Einführschrittes Materialien enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus: Polyamiden, Nylon, Acrylanitridbutannitrostyrolacetyl, Polyestern, syndiotaktischem Polystyrol (SPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyphthalamid (PPA), Polymid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyamidimid (PAI), Acryl (PMMA), Polystyrol (PS und HIPS), Polyethersulfon (PES), aliphatischem Polyketon, Acetal(POM)-Copolymer, Polyurethan (PU und TPU), Nylon mit Polyphenylenoxid-Dispersion und Acrylnitrilstyrolacrylat.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Overmoldzusammensetzung des Einführschrittes Schmierstoffe enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus: Silikon, Molybdändisulfid und leichten Olefinen.