Электродное устройство электрохирургического инструмента

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электрохирургическим инструментам. Электродное устройство электрохирургического инструмента содержит по меньшей мере одну электрически проводящую часть электрода и одну электрически изолирующую часть держателя, при этом как часть электрода, так и часть держателя изготовлены из керамического материала. При изготовлении инструмента неспеченная заготовка части держателя и неспеченная заготовка части электрода соединены друг с другом, в частности, посредством материала с образованием одной композитной неспеченной заготовки и совместно спечены. Использование изобретения позволяет повысить долговечность работы инструмента. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение касается электродного устройства электрохирургического инструмента.

В хирургии часто используются инструменты, которые с помощью высокочастотных токов могут резать и коагулировать ткани. Такого рода инструменты часто изготавливаются из высококачественной стали, однако у таких инструментов может происходить припекание ткани или, соответственно, образующихся веществ к инструменту. Очистка этих инструментов является трудоемкой.

Чтобы избежать или по меньшей мере уменьшить припекание, в US 5925039 предлагается покрывать металлический корпус держателя проводящей керамикой. Такого рода инструменты, однако, обладают лишь относительно небольшой долговечностью, потому что очень разные коэффициенты расширения керамики и металлического держателя при нагреве инструментов приводят к растрескиваниям.

Из US 4862890 известно электродное устройство, у которого на керамический держатель наносится металлическое покрытие. Хотя вследствие упругости металлического покрытия вышеназванные проблемы напряжений при нагреве электрода не так сильно выражены, однако здесь также относительно легко происходит припекание.

Из US 5665085 известно электродное устройство, у которого предлагается изолирующая керамика с проводящим керамическим покрытием. Изготовление этого электродного устройства или, соответственно, снабженного им электрохирургического инструмента является трудоемким, а долговечность - недостаточной.

В основу изобретения положена задача усовершенствовать электродное устройство вышеназванного рода в том отношении, чтобы при упрощенном изготовлении могла достигаться повышенная долговечность.

Эта задача решается с помощью электродного устройства по п. 1 формулы изобретения. В частности, эта задача решается с помощью электродного устройства электрохирургического инструмента, включающего в себя по меньшей мере один электрически проводящий участок электрода и один электрически изолирующий участок держателя, причем как участок электрода, так и участок держателя изготовлены из керамического материала, за счет того, что неспеченная заготовка участка держателя вместе с неспеченной заготовкой участка электрода, в частности, посредством материала соединены друг с другом с получением одной единой комбинированной неспеченной заготовки и совместно спечены.

Итак, существенный пункт изобретения заключается в том, чтобы оба керамических материала уже в виде неспеченных заготовок соединялись и при этом на граничных поверхностях были выполнены так, чтобы переходить друг в друга, прежде чем они будут совместно спекаться. Этот способ изготовления очень хорошо виден на изображении сечения или, соответственно, его очень легко отличить от применявшихся до сих пор электродных устройств.

Участок электрода и участок держателя предпочтительно изготовлены из керамического материала по существу с одним и тем же коэффициентом теплового расширения. Благодаря этому получается корпус, не чувствительный к колебаниям температуры. Предпочтительно керамический материал в обоих случаях представляет собой нитрид кремния, однако с различными добавками или примесями компонентов, создающих проводимость, которые общеизвестны. В частности, эти примеси могут включать в себя окись алюминия, окись иттрия или окись магния.

Комбинированная неспеченная заготовка предпочтительно перед спеканием подвергается поверхностной обработке, в частности, посредством обработки лазером или обработки со снятием материала, например шлифования, что вследствие мягкости неспеченной заготовки приводит к замечательным структурам поверхности.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения участок электрода соединен с участком держателя с образованием вырезов, что повышает устойчивость системы, а также упрощает изготовление комбинированной неспеченной заготовки и стабилизирует комбинированную неспеченную заготовку.

Участок электрода вследствие проводимости применяемой керамики может использоваться без дополнительной обработки. В альтернативных вариантах осуществления изобретения, однако, участок электрода по меньшей мере частично снабжен покрытием, в частности металлизирован или, соответственно, гальванизирован. Благодаря этому, например, те части участка электрода, которые электрически соединяются с подводящими проводами, могут выполняться с особенно низким переходным сопротивлением.

Кроме того, вышеназванная задача решается с помощью способа изготовления электродного устройства электрохирургического инструмента посредством следующих этапов:

a) предоставление электрически изолирующего первого керамического материала;

b) предоставление электрически проводящего второго керамического материала;

c) изготовление комбинированной неспеченной заготовки, которая включает в себя по меньшей мере один участок держателя из первого керамического материала и по меньшей мере один участок электрода из второго керамического материала;

d) совместное спекание первого и второго керамического материала, совместно образующих комбинированную неспеченную заготовку.

Путем соединения этих двух неспеченных заготовок с получением одной единой комбинированной неспеченной заготовки и последующего спекания простым образом достигается особенно устойчивая структура.

Неспеченная заготовка перед спеканием предпочтительно подвергается поверхностной обработке, в частности, посредством обработки лазером или обработки со снятием материала, например шлифования. При этом простым образом могут достигаться высокие показатели качества поверхности, а также очень мелкая структура.

Предпочтительно первый и второй керамические материалы имеют по существу один и тот же коэффициент теплового расширения, в частности, они включают в себя один и тот же керамический материал, в частности нитрид кремния, но при этом предусмотрены различные добавки или примеси компонентов, создающих проводимость. Благодаря этому могут создаваться очень устойчивые и нечувствительные к температурам инструменты.

Особенно простым и надежным изготовление получается тогда, когда комбинированная неспеченная заготовка изготавливается методом 2К-литья под давлением (методом двухкомпонентного литья под давлением), который сам по себе является известным способом изготовления.

В этом месте следует отметить, что возможно применение множества керамических материалов, если только гарантируется, что проводящая, а также непроводящая керамика имеют по меньшей мере очень близкие коэффициенты теплового расширения.

Одно из особенно предпочтительных применений выполненного или, соответственно, изготовленного таким образом электродного устройства заключается в том, чтобы использовать его как часть электрохирургического режущего и/или коагуляционного инструмента, у которого участок электрода непосредственно приводится в контакт с подлежащей обработке тканью. Припекание у такого рода электродного устройства почти не наблюдается.

Другое предпочтительное применение заключается в том, чтобы сконструировать препарационный инструмент, при этом участок держателя образует, в частности, имеющий форму крючка, шара, половины шара или диска препарационный участок, а участок электрода - режущий или коагуляционный участок препарационного инструмента.

Другое предпочтительное применение заключается в том, чтобы применять электродное устройство в водоструйном хирургическом инструменте, при этом участок держателя включает в себя внутренний канал для пропускания режущей текучей среды, и электродное устройство служит для электрохирургического резания или для коагулирования.

Альтернативно или же дополнительно возможно применение в плазменном хирургическом инструменте, при этом участок электрода образует проходной ионизационный электрод.

В целом все вышеназванные инструменты или, соответственно, электродные устройства предпочтительным образом могут применяться в эндоскопических хирургических инструментах, так как имеется очень хорошая возможность миниатюризации.

Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью изображений. При этом показано:

фиг. 1: имеющий форму шпателя электрохирургический инструмент в частичном сечении;

фиг. 2: инструмент, показанный на фиг. 1, в нерассеченном состоянии;

фиг. 3: имеющий форму шпателя участок инструмента, показанного на фиг. 1 и 2, на первом этапе изготовления;

фиг. 4: сечение по линии А-А, указанной на фиг. 3;

фиг. 5: схематичное изображение инструмента, показанного на фиг. 1-4, на втором этапе изготовления;

фиг. 6: сечение по линии B-B, указанной на фиг. 5;

фиг. 7: концевой участок другого электрохирургического инструмента в продольном сечении;

фиг. 8: другой вариант осуществления изобретения электрохирургического инструмента в продольном сечении;

фиг. 9: инструмент, показанный на фиг. 8, на виде сверху, и

фиг. 10: концевой участок хирургических щипцов по одному из вариантов осуществления изобретения в продольном сечении.

В последующем описании для одинаковых и одинаково действующих частей применяются одни и те же ссылочные обозначения.

На фиг. 1 и 2 показан имеющий форму шпателя электрохирургический инструмент, который находит общее применение. Здесь на участок 20 электрода установлен участок 10 держателя. Участок 10 держателя является изолирующим, в то время как участок 20 электрода является электрически проводящим. В обоих случаях находит применение керамика из нитрида кремния, причем нитрид кремния электрически проводящего участка 20 электрода содержит добавку окиси алюминия, окиси иттрия и окиси магния. Эта добавка приводит к тому, что хотя коэффициент расширения по сравнению с не содержащим добавки нитридом кремния остается практически одинаковым, электрическая проводимость, однако, является по меньшей мере настолько хорошей, что без затруднений возможно применение в качестве электрода.

Расположенный после непроводящего участка 10 держателя штекерный участок, посредством которого инструмент вставляется в обычную ручку, имеет покрытие 21 из металла, для обеспечения наименьшего возможного переходного сопротивления по отношению к присоединяющимся элементам.

Ниже поясняется изготовление имеющего форму шпателя электрохирургического инструмента в соответствии с фиг. 1 и 2.

Сначала изготавливается неспеченная заготовка из электрически проводящего материала нитрида кремния, которая имеет показанную на фиг. 3 и 4 форму. В этой неспеченной заготовке предусмотрены отверстия 22, а также вырезы 23. На следующем этапе собственно известным двухкомпонентным методом непроводящий нитрид кремния располагается на неспеченную заготовку в соответствии с фиг. 3 и 4, так что отверстия 22 и вырезы 23 заполняются. То есть образовавшаяся таким образом «комбинированная неспеченная заготовка» состоит из частично содержащего добавки и частично не содержащего добавки нитрида кремния, то есть имеет участки 20 электрода и участки 10 держателя. Вслед за этим процессом литья под давлением комбинированная неспеченная заготовка собственно известным образом обжигается или, соответственно, спекается, так чтобы возник чрезвычайно устойчивый предмет, как показано на фиг. 1 и 2. Устойчивость так высока, в частности, потому, что граничные поверхности между проводящим и непроводящим нитридом кремния «расплываются» и вследствие небольших количеств добавок на поверхности шлифа или разреза практически больше не различимы. Благодаря этому можно также отличить предлагаемый изобретением электрохирургический инструмент от инструмента, у которого на корпус из непроводящей керамики из нитрида кремния была нанесена электрически проводящая керамика.

В этом месте следует еще раз указать, что нитрид кремния, конечно, является не единственной керамикой, которая пригодна для изготовления предлагаемых изобретением инструментов или, соответственно, для осуществления предлагаемого изобретением способа. Литература приводит здесь множество других примеров.

В показанных на фиг. 7, 8 и 9 вариантах осуществления изобретения изображены концевые участки электрохирургического инструмента. Эти участки имеют каждый трубчатый корпус, который изготовлен из электрически проводящего нитрида кремния и образует участок 20 электрода, имеющий внутренний канал 24 и концевую форсунку 25. Таким образом может изготавливаться прибор для жидкоструйной хирургии (водоструйной хирургии). В конце участка 20 электрода с помощью изложенного выше способа выполнен имеющий форму половины шара участок 10 держателя (фиг. 7) или, соответственно, крючок 11 (фиг. 8 и 9), которые в каждом случае могут служить для препарирования ткани. Показанные на фиг. 7-9 инструменты имеют, таким образом, три возможности использования. Во-первых, с помощью этого инструмента можно осуществлять механическое препарирование, во-вторых, посредством водяной струи может разделяться ткань и, в-третьих, с помощью высокочастотных токов ткань может резаться и коагулироваться.

В показанном на фиг. 10 варианте осуществления изобретения речь идет о концевом участке (в продольном сечении) хирургических щипцов. Здесь два плеча хирургических щипцов выполнены в виде корпуса 10 держателя, и только на концевых участках участки 20 электрода из проводящей керамики из нитрида кремния нанесены на непроводящую керамику из нитрида кремния. Контактирование происходит при этом посредством проводов 26, которые заливаются одновременно во время изготовления комбинированной неспеченной заготовки.

Поверхности электрически проводящих участков 20 электрода могут быть полированными или рифлеными, причем такой этап способа поверхностной обработки предпочтительно выполняется на комбинированной неспеченной заготовке.

Список ссылочных обозначений

10 Участок держателя

11 Крючок

20 Участок электрода

21 Металлизация

22 Отверстие

23 Вырез

24 Внутренний канал

25 Форсунка

26 Провод

1. Электродное устройство электрохирургического инструмента, содержащее по меньшей мере одну электрически проводящую часть (20) электрода и одну электрически изолирующую часть (10) держателя, при этом как часть (20) электрода, так и часть (10) держателя изготовлены из керамического материала, отличающееся тем, что
неспеченная заготовка части (10) держателя и неспеченная заготовка части (20) электрода соединены друг с другом, в частности, посредством материала с образованием одной композитной неспеченной заготовки и совместно спечены.

2. Электродное устройство по п. 1, отличающееся тем, что часть (20) электрода и часть (10) держателя изготовлены из керамического материала по существу с одним и тем же коэффициентом теплового расширения, в частности из нитрида кремния, но с различными добавками или примесями компонентов, создающих проводимость.

3. Электродное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что керамический материал части электрода содержит оксид алюминия, и/или оксид иттрия, и/или оксид магния в качестве примеси/добавки.

4. Электродное устройство по п. 1, отличающееся тем, что композитная неспеченная заготовка перед спеканием подвергается поверхностной обработке, в частности обработке лазером или обработке со снятием материала, например шлифованию.

5. Электродное устройство по п. 1, отличающееся тем, что участок (20) электрода сцеплен с участком (10) держателя посредством вырезов (22, 23) для повышения устойчивости.

6. Электродное устройство по п. 1, отличающееся тем, что часть (20) электрода по меньшей мере частично снабжена покрытием, в частности металлизирована, в частности гальванизирована.

7. Способ изготовления электродного устройства электрохирургического инструмента, содержащий этапы:
a) предоставления электрически изолирующего первого керамического материала;
b) предоставления электрически проводящего второго керамического материала;
c) изготовления композитной неспеченной заготовки, содержащей по меньшей мере одну часть держателя из первого керамического материала и по меньшей мере одну часть электрода из второго керамического материала;
d) совместного спекания первого и второго керамического материала, которые вместе образуют композитную неспеченную заготовку.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что композитную неспеченную заготовку перед спеканием подвергают поверхностной обработке, в частности обработке лазером или обработке со снятием материала, например шлифованию.

9. Способ по любому из пп. 7 или 8, отличающийся тем, что первый и второй керамические материалы, по существу, имеют один и тот же коэффициент теплового расширения, в частности, это один и тот же керамический материал, в частности нитрид кремния, но при этом с различными добавками или примесями компонентов, создающих проводимость.

10. Способ по п. 7 отличающийся тем, что неспеченную заготовку изготавливают методом двухкомпонентного литья под давлением.