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Die Erfindung bezieht sich auf einen Applikator nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 und einem Verfahren zur Herstellung des Applikators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Derartige Applikatoren werden insbesondere in der chirurgischen Medizin eingesetzt.
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Die Anwendung der Wasserstrahltechnik zum Trennen von biologischen Strukturen ist inzwischen in der Medizin weit verbreitet. Diese Wasserstrahltechnik ist dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Form der Austrittsdüse und den Druck des austretenden Wasserstrahls definierter Trennstrahl in intelligenter Weise die Gewebezellen voneinander trennt, ohne sie zu zerstören. Dabei werden im gleichen Zuge der Trennung die abgetrennten Gewebeteile und das ausgetretene Wasser über einen gesonderten Absaugkanal abgesaugt und abgeleitet. Die Wasserstrahltechnik ist gegenüber der Anwendung eines Skalpells verträglicher für den Patienten und schonender für den anschließenden Heilungsprozess.
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Unterschiedliche Anwendungsfälle verlangen spezielle Applikatoren, wobei in der Regel Applikatoren zum Einsatz kommen, die einen flachen Trennstrahl ausbilden. Dazu besteht der Applikator aus einer inneren Druckkapillare und einem äußeren Saugrohr, die beide koaxial zueinander ausgerichtet sind. Das Saugrohr besitzt am Umfang verteilte Absaugöffnungen, während die Druckkapillare an ihrem distalen Ende mit einer Austrittsdüse ausgerüstet ist. Zur Ausbildung eines flachen Wasserstrahls gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Die
DE 100 33 278 B4 beschreibt einen Applikator für einen Flachstrahl, bei dem am distalen Ende der Druckkapillare ein Düsenkopf eingesetzt ist. Dabei ragt der Düsenkopf stirnseitig durch das Saugrohr hindurch. In dem Düsenkopf ist ein Schlitz eingearbeitet, der in seiner Größe und seiner Form die Funktionalität des austretenden Wasserstrahls mitbestimmt. Dabei ist der Schlitz koaxial oder unter einem Winkel zur Achse ausgerichtet.
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Der Schlitz im sehr kleinen Düsenkopf lässt sich auf Grund der geringen Abmessungen sehr schlecht fertigen. Darunter leidet die Genauigkeit des Schlitzes, was sich nachteilig auf die Ausbildung des erzeugten Flachstrahles auswirkt. Außerdem macht es sich aus Fertigungsgründen erforderlich, die Druckkapillare und den Düsenkopf zweiteilig auszuführen und miteinander zu verbinden. Diese Verbindung muss sehr genau gefertigt sein, weil sie absolut dicht und gegen hohe Drücke widerstandsfähig sein muss. Der Fertigungsaufwand ist daher sehr hoch. Ein wesentlicher Nachteil besteht aber auch darin, dass die Verbindungsnut zwischen der Druckkapillare und dem Düsenkopf eine Sammelstelle für Schmutz oder Bakterien wird. Diese Verbindungsnut ist auf Grund der Enge nicht zu reinigen bzw. zu sterilisieren und so ist dieser Applikator für die kostengünstige Mehrwegbenutzung ungeeignet.
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Aus der
DE 20 2005 009 717 U1 ist beispielsweise ein Applikator bekannt, bei dem ein punktförmiger Wasserstrahl in einen flachen Wasserstrahl umgeformt und dabei in seiner Wirkrichtung um einen vorbestimmten Winkel umgelenkt wird. Dazu ist die Druckkapillare wiederum mit einem Düsenkopf ausgerüstet, in dem eine als eine Düsenbohrung ausgebildete Austrittsdüse eingearbeitet ist. Das Saugrohr besitzt einen Saugkopf, der der Austrittsdüse der Druckkapillare vorgelagert ist und der mit einer unter einem Winkel zur Achse der Druckkapillare angeordnete Prallfläche ausgerüstet ist. Diese Prallfläche lenkt den punktförmigen Wasserstrahl in seiner Richtung um und formt ihn zu einem Flachstrahl um.
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Da auch sowohl die Druckkapillare mit dem Düsenkopf als auch das Saugrohr mit dem Saugkopf jeweils zweiteilig ausgeführt sind, bilden sich auch hier an den Verbindungsnuten Sammelstellen für Schmutz und Bakterien, sodass sich eine Mehrwegbenutzung verbietet. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Herstellung des Saugkopfes. Dieser Saugkopf muss mechanisch aus dem Vollen bearbeitetet werden, was sich schon allein aus den geringen Abmessungen als sehr kompliziert darstellt. Dazu werden in zwei Aufspannungen einerseits der Druckkanal und andererseits eine die Prallfläche ausbildende Bohrung eingebracht, wobei sich beide Bohrungen mit ihren Achsen schneiden. Anschließend wird der Saugkopf zwischen der Austrittsdüse und der Prallfläche zur Schaffung eines Freiraumes frei gefräst. Das Alles ist kompliziert und aufwendig.
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Aus
US 5,944,686 ist ein Instrument zur Erzeugung eines Fluidstrahles bekannt, bei dem mittels einer Prallfläche ein zylindrischer Wasserstrahl in einen diffusen Strahl umgewandelt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Applikator zu entwickeln, der für eine Mehrwegbenutzung geeignet ist, sich einfach herstellen lässt und eine hohe Funktionalität aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 und 2 sowie ein Verfahren mit den in Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 5 und 7 bis 11.
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Der neue Applikator und das neue Herstellungsverfahren beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik.
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Die Erfindung soll anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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Dazu zeigen:
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1: den neuen Applikator einer ersten Ausführungsform im Schnitt,
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2: das Saugrohr der ersten Ausführungsform in einer ersten Bearbeitungsstufe,
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3: das Saugrohr der ersten Ausführungsform in einer zweiten Bearbeitungsstufe,
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4: den neuen Applikator einer zweiten Ausführungsform im Schnitt,
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5: die zweite Ausführungsform in der Vorderansicht,
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6: die zweite Ausführungsform nach der 4 in einer anderen Anwendung,
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7: die zweite Ausführungsform nach der 6 in der Vorderansicht,
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8: das Saugrohr der zweiten Ausführungsform in einer Vorbearbeitungsstufe.
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Der Aufbau einer chirurgischen Wasserstrahltrenneinrichtung ist allgemein bekannt und daher auch nicht figürlich dargestellt. Zu dieser Wasserstrahltrenneinrichtung gehört im Wesentlichen eine Kolben-Zylindereinheit für die Bereitstellung eines Trennstrahles aus einer sterilen Flüssigkeit, eine Saugeinheit zum Absaugen der abgetrennten Gewebeteile und der sich ansammelnden Flüssigkeit sowie aus einem Applikator zum Einspritzen der Flüssigkeit und zum Absaugen der Flüssigkeit und der abgetrennten Gewebeteile. Zu diesem Applikator gehört ein Handstück, in dem die Druckleitung und die Saugleitung zusammenlaufen und gehalten werden.
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Die Druckleitung der Kolben-Zylindereinheit und die Saugleitung der Saugeinheit münden gemäß der 1 in eine innere Druckkanüle 1 bzw. in einem äußeren Saugrohr 2, die koaxial zueinander angeordnet sind und die auf der distalen Seite aus dem Handstück herausragen. Die innere Druckkanüle 1 ist mit ihrem proximalen Ende mit der Kolben-Zylindereinheit verbunden und besitzt an ihrem distalen Ende eine Düsenbohrung 3 zur Erzeugung eines punktförmigen und axial ausgerichteten Wasserstrahls. Das äußere Saugrohr 2 erstreckt sich einerseits über die Länge der Druckkanüle 1 hinaus und besitzt andererseits einen zylindrischen Bereich 4 des Saugrohres 2, dessen Innendurchmesser in besonderer Weise auf den Außendurchmesser der Druckkanüle 1 abgestimmt ist. So bildet das Saugrohr 2 in diesem zylindrischen Bereich 4 des Saugrohres 2 mit seinem größeren Innendurchmesser und die Druckkanüle 1 mit ihrem kleineren Außendurchmesser einen ringförmigen Saugraum 5 aus, der einerseits mit der Saugeinheit und andererseits über radiale Saugöffnungen 6 im Saugrohr 2 mit dem Operationsraum am Patienten verbunden ist. Dem zylindrischen Bereich 4 des Saugrohres 2 schließt sich in Richtung zum distalen Ende ein konischer Bereich 7 des Saugrohres 2 an, der in einem löffelartigen Bereich 8 des Saugrohres 2 übergeht. Im konischen Bereich 7 des Saugrohres 2 verjüngt sich die Innenkontur auf einen Innendurchmesser, der sich im anschließenden löffelartigen Bereich 8 des Saugrohres 2 erstreckt und der in besonderer Weise auf den Außendurchmesser der Druckkanüle 1 abgestimmt ist. Insofern ist die Innenkontur des Saugrohres 2 in diesem Bereich als ein Führungselement 9 für die Druckkanüle 1 ausgebildet, das die Druckkanüle 1 über eine vorbestimmte Länge und mit einem vorbestimmten Spiel umgreift. Ein zweites Führungselement 10 im zylindrischen Bereich 4 des Saugrohres 2 hält die Druckkanüle 1 in ihrer axialen Lage. Der löffelartige Bereich 8 des Saugrohres 2 besitzt eine geschlossene Längsseite mit einer konvexen und in Höhe der Achse des Saugrohres 2 auslaufenden Außenkontur 11 und einer konkaven Innenkontur 12. Diese Innenkontur 12 wird aus einem in axialer Richtung gekrümmten Austrittskanal 13 gebildet, in dem einerseits die Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1 hineinragt und der andererseits in eine offene Längsseite des löffelartigen Saugteils 8 mündet. Dazu ist die Innenkontur 12 des löffelartigen Bereichs 8 des Saugrohres 2 als eine Prallfläche 14 ausgebildet, die in Wirkrichtung zur Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1 ausgerichtet ist.
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In der Anwendung des Applikators in der ersten Ausführungsform tritt ein punktförmiger Wasserstrahl aus der Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1 aus und trifft auf die Prallfläche 14 der Innenkontur 12 des löffelartigen Bereichs 8 des Saugrohres 2. Dabei wird der punktförmige Wasserstrahl in Richtung zur offenen Längsseite des löffelartigen Bereiches 8 des Saugrohres 2 abgelenkt und dabei durch die Bewegungsenergie aus der im Querschnitt runden Strahlform in eine abgeflachte Strahlform umgeformt. Der austretende Flachstrahl trennt dann in gewünschter Weise die betreffenden Gewebeteile, um dann zusammen mit den abgetrennten Gewebeteilen von der Kraft des Saugstromes fasst und über die radialen Saugöffnungen 6 und dem ringförmigen Saugraum 5 abtransportiert zu werden.
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Dieser Applikator wird in besonderer Weise hergestellt. Zunächst wird das Ausgangsrohr für das Saugrohr 2 auf die erforderliche Länge geschnitten und dann gemäß der 2 am distalen Ende auf einen kleineren Durchmesser umgeformt. Das geschieht vorzugsweise durch ein Rundkneten. Dadurch entsteht der zylindrische Bereich 4 des Saugrohres 2, der konische Bereich 7 des Saugrohres 2 und ein zweiter zylindrischer Bereich 15 des Saugrohres 2. Dabei wird der Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Bereichs 15 des Saugrohres 2 durch den Außendurchmesser der Druckkanüle 1 bestimmt.
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Gemäß der 3 wird dieser zweite zylindrische Bereich 15 des Saugrohres 2 über seinen ganzen Durchmesser und unter einem vorbestimmten Winkel zur Achse des Saugrohres 2 und entlang der Trennlinie 16 aufgeschnitten, sodass sich ein Rohrschenkel 17 mit einer offenen Seite des zweiten zylindrischen Bereichs 15 des Saugrohres 2 in einer elliptischen Form und mit einer an der Umfangsfläche auslaufenden Frontkante 18 ergibt.
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Anschließend wird der verbliebene Teil des zweiten zylindrischen Bereichs 15 des Saugrohres 2 in einer entsprechenden Vorrichtung in Richtung des Kraftpfeiles gebogen, bis die Frontkante 18 eine neue Position oberhalb der Höhe der Achse eingenommen hat. Dabei bestimmt sich die Höhe der Frontkante 18 durch den vorhandenen Durchmesser des punktförmigen Wasserstrahls.
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In einer zweiten Ausführungsform nach den 4 bis 7 sind die innere Druckkanüle 1 und das äußere Saugrohr 2 wiederum koaxial zueinander angeordnet, sodass sich wiederum ein ringförmiger Saugraum 5 ergibt. Die Druckkanüle besitzt wiederum eine Düsenbohrung 3. Im Inneren des Saugraumes 2 befindet sich ein Führungselement 19, das die Druckkanüle 1 im Bereich ihres distalen Endes mit einem Spiel umgreift und es auf die Achse ausrichtet. Dabei ist das Spiel am Führungselement 19 so ausgelegt, dass die Druckkanüle 1, so wie es die 6 zeigt, am proximalen Ende innerhalb des Innendurchmessers des Saugrohres 2 verschwenkbar ist und damit eine Veränderung der Position der Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1 ermöglicht wird.
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Das Saugrohr 2 überragt die Druckkanüle 1 in der Länge um einen vorbestimmten Betrag und bildet im Bereich der Überlänge eine schnabelförmige Spitze 20 aus. Diese schnabelförmige Spitze 20 ist mit einem Schlitz 21 ausgestattet, der auf der Achse liegend angeordnet ist und der die Spitze 20 in der Länge auftrennt. Dadurch ergeben sich zwei gegenüberliegende Halbschalen, die im Inneren jeweils als eine Prallfläche 22 ausbilden. Der Schlitz 21 in der schnabelförmigen Spitze 20 des Saugrohres 2 hat eine gleiche oder geringere Breite als der Durchmesser der Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1.
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In der Anwendung des Applikators in der zweiten Ausführungsform gemäß der 4 und 5 tritt ein punktfömiger Wasserstrahl aus der Düsenbohrung 3 der Druckkanüle 1 aus und trifft auf den Schlitz 21 der schnabelförmigen Spitze 20 des Saugrohres 2. Durch die geringere Breite des Schlitzes 21 wird der im Querschnitt kreisrunde Wasserstrahl in den beiden betreffenden Außenbereichen abgeschnitten. Diese abgetrennten Wassermassen verteilen sich über die beiden Prallflächen 22 und schließen sich dem nun abgeflachten Wasserstrahl in den frei gebliebenen Bereichen des Schlitzes 21 an. Damit entsteht ein flacher Strahl, der im Querschnitt ein erstes Maß besitzt, das sich entsprechend der Breite des Schlitzes 21 einstellt, und der ein zweites Maß aufweist, das den Durchmesser des punktförmigen Wasserstrahls übersteigt. Dieser Wasserstrahl ist axial ausgerichtet.
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In der Anwendung des Applikators in der zweiten Ausführungsform nach den 6 und 7 tritt wiederum ein punktförmiger Wasserstrahl aus, der auf Grund der Ausschwenkung der Druckkanüle 1 am proximalen Ende aus der Achsrichtung heraustritt und nur zum Teil auf den Schlitz 21 trifft. Damit wird der Wasserstrahl nur einseitig abgeschnitten, wobei die abgeschnittenen Wassermassen auf eine der beiden Prallflächen 22 treffen und sich von dort auf den freien Querschnitt des Schlitzes 21 verteilen. Aus dem punktförmigen Wasserstrahl wird so wieder ein flacher Wasserstrahl. Bei einem ausreichenden Verhältnis zwischen den Wassermassen des verbleibenden punktförmigen Wasserstrahls und den abgetrennten Wassermassen des Wasserstrahls kommt es auf Grund der Wirkung der betreffenden Prallfläche 22 zu einer Umlenkung des flachen Wasserstrahls. Der Flachstrahl tritt daher unter einem Winkel zur Achse aus. Der austretende Flachstrahl trennt dann in gewünschter Weise die betreffenden Gewebeteile, um dann zusammen mit den abgetrennten Gewebeteilen von der Kraft des Saugstromes erfasst und über die radialen Saugöffnungen 6 und dem ringförmigen Saugraum 5 abtransportiert zu werden.
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Dieser Applikator wird ebenfalls in besonderer Weise hergestellt. Zunächst wird das Ausgangsrohr für das Saugrohr 2 auf die erforderliche Länge geschnitten und dann gemäß der 8 am distalen Ende gleichwinklig entlang der Trennlinien 23 eingekerbt. Dabei wird die Einkerbung so gewählt, dass die Tiefe der Einkerbung der Tiefe des Schlitzes 21 entspricht und die Spitze der Einkerbung auf der Achse des Saugrohres 2 zu liegen kommt. Damit ergeben sich zwei Rohrschenkel 24 mit jeweils einer halben ellipsenförmigen Innenfläche, die sich gegen überliegen und die jeweils eine an der Umfangsfläche auslaufende Frontkante 18 ergeben. Dieser Zustand eines Zwischenprodukts entspricht der Darstellung der 8.
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Anschließend werden die beiden Rohrschenkel 24 des Zwischenproduktes in einer entsprechenden Vorrichtung in Richtung der beiden Kraftpfeile gebogen, bis die innen liegenden Freiflächen der beiden Rohrschenkel 24 in einem solchen Abstand zueinander kommen, dass sich der Schutz 21 in der gewünschten Breite ergibt. Dabei nehmen die beiden Frontkanten 18 jeweils eine neue Position unterhalb der Höhe der Achse ein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckkanüle
- 2
- Saugrohr
- 3
- Düsenbohrung
- 4
- zylindrischer Bereich des Saugrohres
- 5
- Saugraum
- 6
- Saugöffnung
- 7
- konischer Bereich des Saugrohres
- 8
- löffelartiger Bereich des Saugrohres
- 9
- Führungselement
- 10
- zweites Führungselement
- 11
- Außenkontur
- 12
- Innenkontur
- 13
- Austrittskanal
- 14
- Prallfläche
- 15
- zweiter zylindrischer Bereich des Saugrohres
- 16
- Trennlinie
- 17
- Rohrschenkel
- 18
- Frontkante
- 19
- Führungselement
- 20
- schnabelförmige Spitze
- 21
- Schlitz
- 22
- Prallfläche
- 23
- Trennlinie
- 24
- Rohrschenkel