Haltevorrichtung zum Halten eines medizinischen Werkzeugs und Verfahren zum

Herstellen einer solchen Haltevorrichtung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine individualisierbare Haltevorrichtung zum Halten eines medizinischen Werkzeugs wobei die Haltevorrichtung

[0002] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum

Herstellen einer solchen Haltevorrichtung.

Stand der Technik

[0003] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt medizinische Werkzeuge aus sterilisierbarem Material herzustellen. Diese Werkzeuge werden in Serienfertigung hergestellt. Die Griffbereiche dieser Werkzeuge können aufgrund der Serienfertigung keine Form aufweisen, welche der individuellen Hand- und Fingerform des Benutzers entspricht. Die

Griffbereiche können auch nicht einer individuell vom Benutzer bevorzugten Fingerhaltung optimal entsprechen.

[0004] Ein bekanntes medizinisches Werkzeug ist beispielsweise ein

sogenanntes Winkelstück für einen Zahnbohrer. Das Winkelstück stellt das Bindeglied zwischen dem sogenannten Turbinenkopf und dem sogenannten Versorgungsschlauch dar.

[0005] Im Turbinenkopf befindet sich der auswechselbare Bohrer, über den

Versorgungsschlauch werden pneumatische und/oder elektrische

Verbindungen zum Antrieb des Turbinenkopfes hergestellt.

[0006] Das aus dem Stand der Technik bekannte Winkelstück stellt die

Schnittstelle zwischen Benutzer und Werkzeug dar, beispielsweise, wenn eine kariöse Stellen eines Zahns entfernt wird.

[0007] Dieses Winkelstück wird in Serienfertigung hergestellt. Der Griffbereich dieses Winkelstücks kann aufgrund der Serienfertigung keine Form aufweisen, welche einer individuellen Hand- und Fingerform des

Benutzers entspricht. Der Benutzer findet an dem bekannten Winkelstück eine Standard Grifffläche vor, die er als gegeben hinnehmen muss.

[0008] Das Winkelstück wird ähnlich eines Schreibstiftes mit den Fingern und dem Handballen gehalten. Um zu gewährleisten, dass beim Einsatz des

BESTÄTIGUNGSKOPIE Bohrers das Winkelstück nicht ungewollt zwischen den Fingern verrutscht muss der Benutzer entsprechend fest zugreifen, um durch Kraftschluss eine sichere Verbindung zwischen seinen Fingern und dem Winkelstück sicherzustellen. Dies kann in nachteiliger Weise zu einer schnellen Ermüdung der entsprechenden Muskeln führen.

Technische Aufgabe

[0009] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Haltevorrichtung für ein medizinisches

Werkzeug zu schaffen, welches an die individuelle Hand- und Fingerform des Benutzers sowie an eine individuell vom Benutzer bevorzugte

Fingerhaltung anpassbar ist und insbesondere ein sicheres Halten des medizinischen Werkzeugs bei verringertem Kraftaufwand ermöglicht. Femer ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Haltestücks anzugeben.

Technische Lösung

[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer

Haltevorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch eine Haltevorrichtung gemäß Anspruch 3.

[0011] Die Überlegungen, die zur Entstehung dieser Erfindung führten machten sich die Erkenntnis zunutze, dass sich der Kraftaufwand zum sicheren Halten vorteilhaft verringern lässt, wenn dem Benutzer eine

Haltevorrichtung zur Verfügung steht, welche es erlaubt, dass zwischen den Fingern und der Haltevorrichtung ein Formschluss entsteht. Dadurch ist beim Halten der nötige Kraftaufwand um den Betrag reduziert, der beim Stand der Technik nötig ist, den Kraftschluss zwischen den Fingern und dem medizinischen Werkzeug herzustellen. Weitere erfinderische

Überlegungen haben berücksichtigt, dass es durch eine Haltevorrichtung möglich ist, eine vergrößerte Auflagefläche für die Finger und verbesserte Hebelverhältnisse zwischen den Fingern und dem medizinischen

Werkzeug zu schaffen.

[0012] Nachfolgend ist die Erfindung anhand mehrerer Figuren näher erläutert:

Es zeigen im einzelnen:

Fig 1 eine schematische Vorrichtung zum Lasersintern Fig 2 ein medizinisches Werkzeug ohne Haltevorrichtung

Fig 3 eine Abformgrundlage

Fig 4 die Abformgrundlage mit Abdruckmasse im Grundzustand Fig 5 die Abformgrundlage mit individuellem Abdruck

Fig 6 das medizinisches Werkzeug mit Haltevorrichtung

Fig 7 eine Ausgestaltung der erfinderischen Haltevorrichtung

[0013] Für eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll zunächst beispielhaft das schichtweise Generieren von Gegenständen mittels Lasersinterverfahren anhand der Figur 1 beschrieben werden. Unter Lasersinterverfahren versteht der Fachmann ein lagenweises Generieren eines Gegenstandes.

[0014] Die Vorrichtung weist einen Baubehälter 1 auf, in dem ein Träger 2 zum Tragen eines zu generierenden Gegenstandes 3 vorgesehen ist. Der Träger 2 ist über eine Höheneinstelleinrichtung 4 in vertikaler Z -Richtung innerhalb des Baubehälters 1 verfahrbar.

[0015] Zur Bereitstellen der ersten Schicht wird der Träger 2 einen gewissen Betrag abgesenkt. Die Ebene in welcher sich der Träger 2 nun befindet liegt etwas unterhalb der Ebene in der sich der Rand des Baubehälters 1 befindet.

[0016] In einer Ebene, die etwas oberhalb des Randes vom Baubehälter 1 liegt ist ein Beschichter 12 in Y-Richtung verfahrbar. Diese Ebene wird als Arbeitsebene 5 bezeichnet.

[0017] Das Volumen der ersten Schicht des Herstellungsprozesses ist definiert durch die Arbeitsebene 5, die Ebene in welcher sich der Träger 2 befindet und den Innenrand des Baubehälters 1.

[0018] Dieses Volumen wird durch den Beschichter 12 mit pulverförmigem

Material ausgefüllt und an der Oberseite geglättet. Das pulverförmige Material wird hierzu aus einem Vorratsbehälter 11 entnommen.

[0019] Es ist eine Steuerung 10 vorgesehen, welche eine Ablenkeinrichtung 8 und gegebenenfalls eine Fokussiereinheit 9 derart ansteuert, dass ein Laserstrahl 7 auf jede beliebige Stelle der Arbeitsebene 5 gelenkt werden kann. [0020] Die Steuerung 10 wird mit Daten, welche die in einzelne Lagen zerlegte Struktur des zu generierenden Gegenstandes beinhalten angesteuert.

[0021] Beim Auftreffen des Laserstrahls 7 an einer Stelle der Arbeitsebene 5 wird das unter dem Auftreffpunkt liegende pulverförmige Material zunächst aufgeschmolzen, wodurch die einzelnen Körner des pulverförmigen Materials miteinander verfließen. Sobald der Laserstrahl nicht mehr auf die betreffende Stelle in der Arbeitsebene 5 einwirkt, etwa weil er zu einer anderen Stelle gelenkt worden ist oder vollständig ausgeschaltet worden ist, beginnt das Abkühlen des verflüssigten Materials. Sobald das verflüssigte Material unterhalb seiner Schmelztemperatur abgekühlt ist, tritt die Verfestigung ein. Die verfestigten Bereiche der Schicht sind umgeben von unverfestigtem pulverförmigem Material.

[0022] Für die Herstellung der nächsten Schicht wird der Träger 2 etwas

abgesenkt. Nun befindet sich die Oberseite der zuletzt aufgetragenen Schicht unterhalb der Arbeitsebene 5. Hierdurch entsteht ein freies

Volumen, welches durch den Beschichter in der oben beschriebenen Weise wieder aufgefüllt werden kann. Nach dem erneuten Auffüllen dieses Volumens kann wie oben beschrieben die nächste Schicht des zu generierenden Gegenstandes hergestellt werden. Diese Schritte wiederholen sich bis der zu generierende Gegenstand vollständig hergestellt ist.

[0023] Als pulverförmiges Material können alle für das Lasersinterverfahren

geeignete Pulver bzw. Pulvermischungen verwendet werden. Solche Pulver umfassen z. B. Kunststoffpulver wie Polyamid oder Polystyrol, PAEK (Polyaryl Ether Amide), Elastomere, wie PEBA (Polyether Block Amide), Metallpulver, z. B. Edelstahlpulver oder andere, dem jeweiligen Zweck angepasst Metallpulver, insbesondere Legierungen,

kunststoffbeschichteter Sand oder Keramikpulver.

[0024] Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist es

zunächst notwendig die Form des medizinischen Werkzeuges zu erfassen, für welches die Haltevorrichtung verwendet werden soll. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem medizinischen Werkzeug um den in Figur 2 dargestellten zahnmedizinischen Handbohrer 21. [0025] Das Erfassen der Form des Handbohrers 21 kann beispielsweise durch einen 3-D Scanner erfolgen, auch ist es möglich auf bereits vorliegende CAD Konstruktionsdaten zurückzugreifen.

[0026] Um einen individuellen Hand- und/oder Fingerabdruck des Benutzers nehmen zu können benötigt man eine in Figur 3 dargestellte

Abformgrundlage, auch Abformbasis genannt. Diese Abformgrundlage ist angepasst an die Form des medizinischen Werkzeugs 21 für das die erfindungsgemäße Haltevorrichtung vorgesehen ist. Die Abformgrundlage 22 ist ausgehend von der Form des medizinischen Werkzeugs, hier der Form des Handbohrers 21 per CAD konstruierbar.

[0027] Die Figur 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Abformgrundlage 22.

Diese ist in Anlehnung an die in der Zahnmedizin verwendeten

Abdrucklöffel mit Löchern 23 versehen und weist eine Wandstärke von 2 mm. Der Durchmesser der Löcher 23 beträgt etwa 4 mm.

[0028] Die Figur 4 zeigt die Abformgrundlage 22 auf welche eine Abformmasse

24, beispielsweise aushärtendes Silikon aufgetragen ist, in einem Zustand bevor ein Abdruck genommen wurde.

[0029] Die Abformgrundlage 22 mit der aufgetragenen Abformmasse 24 gemäß wird dem Benutzer des medizinischen Werkzeugs 21 in die Hand gegeben. Der Benutzer drückt hierbei seine Finger in der gewohnten Fingerhaltung in die Abformmasse 24 ein. Die Löcher 23 in der

Abformgrundlage 22 ermöglichen hierbei ein Entschwinden der

Abformmasse 24 in den Innenraum der Abformgrundlage 22. Die in den Innenraum entschwundene Abformmasse 24 ist für den weiteren

Herstellungsprozess unerheblich. Dieses Entschwinden der Abformmasse 24 durch die Löcher 23 hat den Vorteil, dass ein unnötiges Überquellen von Abformmasse 24 in einen unerwünschten Bereich vermieden wird.

[0030] Die Figur 5 zeigt das Ergebnis eines Abdruckvorganges. Es ergibt sich ein exakter individueller Fingerabdruck 25 in der Abformmasse 24. Die Fläche des Fingerabdrucks 25 bietet später beim Benutzen des medizinischen Werkzeugs die Anlagefläche für ein formschlüssiges Halten. Die Einheit aus Abdruckgrundlage 22 mit der individuell geformten Abdruckmasse 24 wird im Folgenden Abdruck genannt. [0031] Zur digitalen Weiterverarbeitung dieses Abdrucks wird dieser nun beispielsweise mit einem 3- D Scanner erfasst.

[0032] Die 3- D Daten des Abdrucks werden so verarbeitet, dass sich ein 3-D

Modell des erfindungsgemäßen Halteteils ergibt, welches geeignet ist, an der Außenseite des Handbohrers 21 angebracht zu werden.

[0033] Dazu wird vom Volumen des individuellen Abdrucks das Volumen des medizinischen Werkzeugs subtrahiert. Als Ergebnis verbleibt das Volumen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.

[0034] Unter Verwendung der so gewonnenen Daten wird die erfindungsgemäße Haltevorrichtung durch schichtweises Generieren mittels

Lasersinterverfahren hergestellt. Die Figur 6 zeigt eine solche

Haltevorrichtung 26 angebracht auf dem medizinischen Werkzeug 21.

[0035] Als pulverförmiges Ausgangsmaterial können im Prinzip alle oben

genannten, für das Lasersinterverfahren geeigneten Pulver bzw.

Pulvermischungen verwendet werden. Ebenso ist es möglich den erfindungsgemäßen Gegenstand mittels eines anderen Verfahrens zum additiven Herstellen zu generieren.

[0036] Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung findet Verwendung in einem

Bereich, in dem gesetzliche Richtlinien betreffend Medizinprodukte

(beispielsweise die europäische Richtlinie MDD 93/42/EWG) zu beachten sind. Dies schränkt die Materialauswahl ein. Ein geeignetes Material ist Polyamid (beispielsweise PA 2200, PA 2, PA 11). Dieses Material ist biokompatibel und gut sterilisierbar.

[0037] Je nach Form des medizinischen Werkzeuges kann es möglich sein,

zwischen der Haltevorrichtung 26 und dem medizinischen Werkzeug 21 einen Formschluss herzustellen, etwa durch Aufschieben oder Aufstecken der Haltevorrichtung auf das medizinische Werkzeug. Es kann jedoch auch medizinische Werkzeuge geben, deren Form ein solches

Aufschieben oder Aufstecken nicht erlaubt.

[0038] In solch einem Anwendungsfall ist es nötig, die Haltevorrichtung

weiterzubilden. Die Figur 7 zeigt eine mögliche Weiterbildung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 27 mit einem Scharnier 28 und einer Clipverbindung 29. Diese Haltevorrichtung 27 wird bei geöffneter Clipverbindung an das medizinische Werkzeug angelegt, zugeklappt und abschließend mittels der Clipverbindung 29 geschlossen. Hierdurch entsteht dann der gewünschte Formschluss.

[0039] Zur Verwendung der Haltevorrichtung mit medizinischen Werkzeugen, deren Form keinen Formschluss mit der Haltevorrichtung ermöglicht, ist es vorgesehen, die Verbindung zwischen Haltevorrichtung und

medizinischem Werkzeug durch Kraftschluss herzustellen.

[0040] In beiden Fällen (Form- oder Kraftschluss zwischen Haltevorrichtung und medizinischen Werkstück ) ist der Erfindungsgedanke realisiert, dem Benutzer für die Kraftübertragung zum medizinischen Werkstück eine formschlüssige Verbindung für seine Finger bzw. seine Hand zur

Verfügung zu stellen. Der Benutzer kann seine Kraft hierdurch allein für das Bewegen des medizinischen Werkzeugs verwenden und findet verbesserte Hebelverhältnisse vor. Zudem ist die erfindungsgemäße Haltevorrichtung entsprechend einer ergonometrischen Halteposition geformt worden, wodurch sich der Kraftaufwand zum Halten des medizinischen Werkzeugs ebenfalls verringern lässt.

[0041] Diese Eigenschaften der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung verringern vorteilhaft die Gefahr einer Ermüdung des Benutzers und ermöglichen so längeres Arbeiten mit hoher Präzision.

[0042] Das beschriebene Verfahren, eine individualisierte Haltevorrichtung für ein medizinisches Werkzeug herzustellen, ist im Prinzip auch auf die

Herstellung einer Haltevorrichtung für ein„nichtmedizinisches" Werkzeug anwendbar. In solch einem Fall sind liegen keine Materialeinschränkungen für Medizinprodukte vor, wodurch sich die Palette der verwendbaren Materialien erweitert.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0043] Die Erfindung ist gewerblich anwendbar im Bereich der Medizinprodukte.