СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРАНШИ И ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С ИМЕЮЩИМ БРАНШУ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
METHOD FOR BRANCH MANUFACTURE AND SURGICAL INSTRUMENT WITH BRANCH WORKING BODY

Изобретение относится к способу изготовления бранши для хирургического инструмента, а также к инструменту по меньшей мере с одной полученной посредством способа браншей.
Из ЕР 2554132 известен инструмент для коагуляции биологической ткани между двумя браншами рабочего органа хирургического инструмента. Каждая бранша состоит из электрододержателя, который посредством нескольких точечных сварных соединений соединен с тонким пластинчатым электродом. Электрододержатель может иметь пластмассовое покрытие.
Кроме того, из US 2011/246 А1 известен инструмент, бранши которого состоят из металлопластикового конструктивного элемента. Он образован из электродной пластины с отогнутым краем, которая имеет краевые углубления или отверстия. Электродную пластину заливают под давлением пластмассой, которая простирается по краю электродной пластины.
Также и WO 02/080785 А1 описывает закрепление электродных пластин на электрически изолирующей подложке в браншах медицинского инструмента. Электродная пластина может иметь изогнутый край, который состоит в геометрически замыкающем зацеплении с пластмассовой подложкой.
В рамках концепции медицинских инструментов для коагуляции ткани следует обращать внимание на то, что подобный щипцам рабочий орган должен быть выполнен точным и способным прикладывать относительно высокое давление к биологической ткани. К этому добавляют и другие ограничения, такие как стерильность, стерилизуемость, теплостойкость, электрическая изоляция электродных пластин, термическая изоляция электродных пластин по отношению к окружающей ткани и т.д.
На основании изложенного целью изобретения является предложение решения, с помощью которого можно производить улучшенные бранши для изготовления качественно более полноценных медицинских инструментов.
Эта цель решена способом по п. 1 формулы изобретения.
В способе согласно изобретению первоначально обеспечивают металлическую часть, которая имеет несущий участок и функциональный участок, которые в готовой бранше должны быть электрически изолированы друг от друга, тем не менее, первоначально нераздельно соединены друг с другом посредством электрически проводящей соединительной перемычки. Эту металлическую часть заливают под давлением пластмассой, оставляя по меньшей мере одну область поверхности функционального участка свободной. Предпочтительно, соединительную перемычку также, по меньшей мере, частично оставляют свободной. Пластмасса производит механическое соединение между несущим участком и функциональным участком, то есть она соприкасается с обеими участками и таким образом образует связанное материалом и/или геометрически замыкающее соединение. После производства такого соединения соединительную перемычку удаляют. Это может быть произведено, если соединительная перемычка также была залита под давлением пластмассой, при условии частичного удаления пластмассы. Если соединительная перемычка была оставлена свободной, она может быть удалена без проникновения через поверхность пластмассы. Удаление соединительной перемычки может быть осуществлено посредством отрезания, откалывания, отшлифовывания, лазерной резки или любого другого подходящего разделительного способа.
После удаления соединительной перемычки или же соединительных перемычек несущий участок и функциональный участок электрически отделены друг от друга. Тем не менее они остаются жестко друг с другом соединенными посредством пластмассы и таким образом образуют в значительной степени свободный от зазоров и компактный конструктивный элемент. За счет отсутствия металлического соединения между функциональными участками и несущими участками они изолированы друг относительно друга не только электрически, но также уменьшена и теплопередача между функциональным участком и несущим участком.
В соответствии с изобретением несущий участок и функциональный участок совместно образуют зазор и на функциональном участке выполняют по меньшей мере одну расположенную на стороне несущего участка удерживающую структуру, которая не соприкасается с несущим участком.
Вышеупомянутый зазор заполняют, предпочтительно полностью, материалом, например пластмассой. В зазоре на функциональном участке и/или на несущем участке могут быть выполнены удерживающие структуры, которые простираются по направлению в каждом случае к другому участку, тем не менее не соприкасаются с ним. Удерживающие структуры, предпочтительно, являются поднутренными структурами, такими как, например, крючкообразные формы, Т-образные структуры, грибовидные структуры, тавровые структуры и тому подобное. Тем самым тот участок, который имеет свободную область поверхности, прежде всего функциональный участок, может быть закреплен в пластмассе, прежде всего, посредством геометрического замыкания. Несущий участок может иметь такие же структуры или быть полностью окруженной пластмассой, вследствие чего, в свою очередь, получают закрепление пластмассы на несущем участке посредством геометрического замыкания. Материал, с помощью которого соединяют функциональный участок и несущий участок, может иметь составные части, которые делают возможными неразъемное соединение между функциональным участком и несущим участком.
Таким образом, функциональный участок и несущий участок могут быть соединены друг с другом посредством геометрически замыкающего и/или связанного материалом соединения.
В предпочтительном варианте осуществления металлическую часть обеспечивают в способе преобразования исходной формы, например в аддитивном способе производства, например за счет локального добавления при надстраивании металлической части к имеющейся металлической части жидких металлических капель. Альтернативно, металлическая часть может быть изготовлена способом отливки, например способом точного литья или металлического литья под давлением (MIM, Metal Injection Molding). В предпочтительном варианте осуществления металлическую часть обеспечивают посредством порошково-металлургического способа производства, например посредством селективного лазерного плавления металлического порошка. При этом металлическую часть производят слой за слоем посредством лазерного плавления в постели из металлического порошка. При этом могут быть изготовлены сложные геометрические формы с множественными поднутрениями, узкими зазорами и тому подобным. Также и другие способы 3D-печати могут быть применены для изготовления металлических частей.
Функциональный участок бранши может быть представлен электродной пластиной, плечом рычага или иным участком, который отделен от несущего участка электрически и/или термически, однако соединен с ней механически посредством геометрически замыкающего и/или связанного материалом соединения.
Электрохирургический инструмент согласно изобретению имеет по меньшей мере одну браншу, которая имеет несущий участок и функциональный участок, которые выполнены из металла одинакового состава и одинаковой структуры и жестко соединены друг с другом посредством корпуса, предпочтительно пластмассового корпуса. Одинаковые состав и структура металла являются, преимущественно, результатом того, что несущий участок и функциональный участок были получены совместно в ходе единого формообразующего процесса, причем при изготовлении несущего участка и функционального участка были предусмотрены соединительные перемычки, которые были удалены после заполнения зазора и/или заливки под давлением металлической части соединительным материалом, например пластмассой. Несущий участок и функциональный участок, таким образом, являются частями некогда неразрывно единого конструктивного элемента.
Несущий участок и функциональный участок совместно образуют зазор, который может быть заполнен вышеупомянутым соединительным материалом, и на функциональном участке выполнена по меньшей мере одна расположенная на стороне несущего участка удерживающая структура, которая не соприкасается с несущим участком.
Функциональный участок, который может быть представлен электродной пластиной, плечом рычага и тому подобным, заделан совместно с несущим участком в корпусе и закреплен в нем геометрическим замыканием и/или материальной связью. Для этого могут быть предусмотрены удерживающие структуры, такие как, например, выступающие в зазор выступы. Один или несколько таких выступов могут быть расположены на обращенной к удерживающему участку стороне функционального участка. Дополнительно или альтернативно, один или несколько таких выступов могут быть расположены на обращенной к функциональному участку стороне удерживающего участка. Предпочтительно, по меньшей мере один из выступов имеет поднутрение. Тем самым создается надежное, стабильное при изменениях температуры, способное выдерживать нагрузку соединение между функциональным участком и несущим участком также после удаления соединительных перемычек.
Другие подробности выгодных вариантов осуществления изобретения являются предметом чертежа, описания или пунктов формулы изобретения. Показано на:
Фиг. 1 - инструмент согласно изобретению на частичном перспективном общем виде,
Фиг. 2 - бранша рабочего органа инструмента согласно фиг. 1 на частично разрезанном упрощенном виде сбоку,
Фиг. 3 - бранша согласно фиг. 2, в горизонтальной проекции,
Фиг. 4 - бранша согласно фиг. 2 и 3 в представлении поперечного сечения,
Фиг. 5 - металлическая часть для образования бранши согласно фиг. 2-4 на схематичном виде сбоку,
Фиг. 6 - металлическая часть согласно фиг. 5 в увеличенном представлении, в разрезанной частичной горизонтальной проекции, и
Фиг. 7 - металлическая часть согласно фиг. 5 и 6, в частичном представлении на виде сзади.
На фиг. 1 проиллюстрирована рабочая часть 10 хирургического инструмента, который служит для коагуляции принятой между двумя браншами 11,12 рабочей части 10 ткани. Рабочая часть 10 поддержана на штоке 13, через который простирается по меньшей мере один приводной элемент для рабочей части 10, посредством которого по меньшей мере одна из бранш 11,12 является подвижной, прежде всего, поворотно-подвижной вокруг оси 14.
Фиг. 2 иллюстрирует браншу 11 как образец. Бранша 12, предпочтительно, структурно выполнена таким же образом, поэтому последующее описание, соответственно, действительно для бранши 12.
Бранша 11 является металлопластиковым конструктивным элементом. В ее состав входят несущий участок 15 и по меньшей мере один, а в настоящем случае два функциональных участка 16, 17. Несущий участок 15 имеет продолговатый, показанный на фиг. 2 пунктиром палец 18, который является жестким на изгиб для восприятия возникающих в бранше 11 усилий. Кроме того, в несущем участке 15 может быть выполнено шарнирное отверстие 19, равно как и другие структуры, например, в форме проходного отверстия 20, например, для крепления других деталей.
Функциональный участок 16 образован в данном варианте осуществления посредством электродной пластины 21, которая предназначена для контакта с коагулируемой биологической тканью. Электродная пластина 21 имеет функциональную поверхность, которая является ровной или, как показано на фиг. 1 и 2, может быть снабжена структурой, например, в форме ряда поперечных ребер. Функциональная поверхность простирается в готовой бранше 11 таким образом, что она может соприкасаться с тканью. Электродная пластина 21 может быть выполнена ровной или, как показано на фиг. 3, изогнутой вдоль ее продольного направления. Электродная пластина 21, предпочтительно, снабжена далее не проиллюстрированными средствами присоединения для крепления электрической подводящей линии. Они могут быть укреплены в простейшем случае, например, на плоской площадке 22 (фиг. 3) электродной пластины 21 посредством точечной сварки. Являются также возможными и другие возможности присоединения и варианты осуществления. Могут быть предусмотрены также функциональные поверхности, которые покрыты пластмассой.
Функциональный участок 16 может быть снабжен удерживающей структурой 23, которая выполнена, например, в форме одного или нескольких выступов 24. Такие выступы 24, предпочтительно, простираются от обращенной к несущего участка 15 стороны функционального участка 16 по направлению к несущему участку 15. Выступы 24 могут иметь повсеместно или на одной или на нескольких площадках увеличенное поперечное сечение на возрастающем расстоянии до функционального участка 16. На фиг. 4 проиллюстрировано ступенчатое увеличение поперечного сечения, вследствие чего выступ 24 образует головку 25. Эта головка 25 образует при рассмотрении со стороны пальца 18 поднутрение. Головка служит для закрепления функционального участка 16 в материале, например оболочки, предпочтительно пластмассовой оболочки 26, которым несущий участок 15 залит под давлением. Образованная таким образом пластмассовая оболочка 26 заполняет, прежде всего, выполненный между функциональным участком 16 и несущим участком 15 зазор 27. Простирающиеся в этот зазор 27 выступы 24 закрепляют функциональный участок 16 в корпусе пластмассовой оболочки 26 с геометрическим замыканием. Пластиковая оболочка 26, со своей стороны, поддержана с геометрическим замыканием на несущем участке 15 посредством ее охвата. Несущий участок 15 и функциональный участок 16 термически и электрически отделены друг от друга. Металлическая перемычка между ними отсутствует.
Другой функциональный участок 17 бранши 11 представляет собой, например, рычаг 28, который соединен с несущим участком 15 механически жестко, однако без электрического контакта. Рычаг 28 простирается, при рассмотрении от шарнирного отверстия 19, в противоположном пальцу 18 направлении. Рычаг 28 служит для приложения сил к бранше 11 для перемещения ее, например, в направлении закрывания для захвата ткани. Также рычаг 28 может в соответствующих случаях иметь свободную область поверхности, например, такую как функциональная поверхность, которая не залита под давлением пластмассой.
Конструкция функционального участка 17 понятна, прежде всего, из фиг. 5-7, которые иллюстрируют браншу 11 перед нанесением пластмассовой оболочки 26. Опять-таки, функциональный участок 17 и несущий участок 15 совместно задают зазор 29, который заполняют материалом в ходе последующего способа производства. Зазор может быть выполнен ровным или изогнутым под углом, искривленным или выполненным иным образом геометрически усложненным. Например, он может задавать, как показывает фиг. 7, контур, подобный ласточкину хвосту. В нем выступ 30 функционального участка 17 или же рычага 28 входит в соответствующую выемку несущего участка 15, что позволяет задавать зазор 29 в виде меандра. Также направленный поперечно к нему выступ 31 рычага 28 может захватывать соответствующую выемку 32 несущего участка 15. Таким образом, зазор 29 может простираться вокруг, например, выполненного цилиндрическим или в форме гриба выступа 31.
Браншу 11 изготавливают, как указано ниже.
Первоначально обеспечивают металлическую часть 33, как она показана на фиг. 5-7. Эта металлическая часть 33 содержит несущий участок 15, а также функциональные участки 16, 17. Несущий участок 15 соединен с функциональным участком 16 посредством по меньшей мере одной, предпочтительно нескольких соединительных перемычек 34, 35. В равной мере функциональный участок 17 соединен с несущим участком 15 посредством одной или нескольких соединительных перемычек 36, 37, 38, 39. Для изготовления металлической части 33, предпочтительно, используют подходящие способы преобразования исходной формы, прежде всего подходящие аддитивные способы производства, такие как, например, селективное лазерное плавление, 3D-печать, или другие порошково-металлургические способы, такие как, например, способ MIM, в котором требуемую металлическую часть 33 производят полностью нераздельной, с унифицированными структурой и составом. На последующем шаге изготовления металлическую часть 33 снабжают в подходящем рабочем инструменте оболочкой 26. Оболочка проникает, прежде всего, также в зазоры 27, 29 и уплотняет их снаружи. Предпочтительно, при этом зазоры 27, 29 полностью заполняют материалом. Также и шарнирное отверстие 19 может быть заполнено целиком или частично. Например, посредством формовочного стержня может быть образовано точное по размеру опорное отверстие. Рабочий инструмент для нанесения материала может быть представлен пресс-формой для литья под давлением пластмассы, а материал может быть представлен пластмассой.
После затвердевания пластмассовой оболочки 26 удаляют соединительные перемычки 34-39. Они могут быть, в зависимости от свойств материала, отрезаны, отломлены, оторваны или удалены посредством иных мероприятий, например посредством лазерной обработки, штамповки, шлифования или фрезерования. Это относится как к вариантам осуществления способа, при которых соединительные перемычки 34-39 располагаются вне оболочки 26, так и к способам, в рамках которых на соединительных перемычках 34-39 оставляют материал.
Браншу 11 согласно изобретению создают посредством аддитивного 3D-способа производства для изготовления металлической части 33, которая содержит по меньшей мере два участка, а именно несущий участок 15 и функциональный участок 16, 17. Металлическая часть 33 представляет собой цельную часть, в которой несущий участок 15 и функциональный участок 16, 17 неразрывно соединены друг с другом посредством соответствующих соединительных перемычек 34, 35. После нанесения материала 26 соединительные перемычки удаляют. Изготовленная таким образом бранша 11 отличается точными размерами и компактностью, а также имеет замечательные электрические, термические и механические характеристики.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 Рабочая часть
11, 12 Бранши
13 Шток
14 Ось
15 Несущий участок
16, 17 Функциональный участок
18 Палец
19 Шарнирное отверстие
20 Проходное отверстие
21 Электродная пластина
22 Площадка
23 Удерживающая структура
24 Выступ
25 Головка
26 Материал, оболочка, пластмассовая оболочка
27 Зазор
28 Рычаг
29 Зазор
30 Выступ
31 Выступ
32 Выемка
33 Металлическая часть
34, 35 Соединительные перемычки
36-39 Соединительные перемычки