DE10123442C2 - operation tool - Google Patents
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Abstract
Es werden ein MR-kompatibles Operationswerkzeug und Implantat vorgeschlagen. Ein einfacher, kostengünstiger Aufbau wird durch die Verwendung von Aluminium oder einer Aluminiumverbindung bzw. -legierung als Grundmaterial ermöglicht, das vorzugsweise durch eine Sperrschicht abgedeckt ist.An MR-compatible surgical tool and implant are proposed. A simple, inexpensive construction is made possible by using aluminum or an aluminum compound or alloy as the base material, which is preferably covered by a barrier layer.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationswerkzeug gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a surgical tool according to the Ober Concept of claim 1.
Unter dem Begriff "Operationswerkzeug" ist hier primär ein Gerät bzw. In strument zu verstehen, das bei einer Operation und/oder Untersuchung, ins besondere am menschlichen oder tierischen Körper, eingesetzt, also insbe sondere eingeführt und/oder beispielsweise zur Einwirkung auf Körpergewebe eingesetzt wird. Im weiteren Sinne sind hierunter jedoch auch sonstige In strumente, Geräte und Hilfsmittel zu verstehen, die bei Operationen und/oder Untersuchungen eingesetzt werden und insbesondere Kontakt mit dem jewei ligen Körper haben.The term "surgical tool" is primarily a device or device instrument to understand that during surgery and / or examination, ins special on the human or animal body, used, in particular special introduced and / or for example to affect body tissues is used. In a broader sense, however, this also includes other In to understand instruments, devices and aids used in operations and / or Investigations are used and in particular contact with the jewei body.
Unter "Arbeitsabschnitt" ist hier zumindest ein Teil des Operationswerkzeugs zu verstehen, das für die bestimmungsgemäße Funktion des Operationswerk zeugs wesentlich ist und/oder primär mit dem zu operierenden und/oder zu untersuchenden Körper in Kontakt steht bzw. in diesen eindringt. Insbeson dere handelt es sich hierbei um einen verhältnismäßig kleinen Teil im Bereich der jeweiligen Operations- bzw. Untersuchungsstelle. Das Operationswerk zeug kann beispielsweise also weitere Abschnitte oder Teile, wie eine Hand habe o. dgl., aufweisen, die ebenfalls auch mit dem Körper in Kontakt treten bzw. in diesen eindringen.Under "working section" here is at least part of the surgical tool to understand that for the intended function of the operations center Stuff is essential and / or primarily with the to be operated and / or examining body is in contact or penetrates into it. Insbeson which is a relatively small part in the area the respective operation or examination center. The operations center For example, other sections or parts, such as a hand, can be used have or the like., Which also come into contact with the body or penetrate into it.
Beim Operieren, Untersuchen und/oder Implantieren wird zunehmend - ins besondere im Hinblick auf möglichst wenig invasive, also minimal invasive Eingriffe - eine Lagebestimmung und/oder Funktionsbestimmung des Ope rationswerkzeugs und/oder des Implantats basierend auf Magnetresonanz ein gesetzt, wozu beispielsweise ein sogenannter Kernspintomograph verwendet wird. Die Magnetresonanz - hier kurz als MR bezeichnet - wird hier also ins besondere zur Abbildung von räumlichen Verhältnissen in einem Körper, bei spielsweise der Lage von Geweben, Organen, Operationswerkzeugen und/oder Implantaten, eingesetzt, wobei ein verhältnismäßig starkes Magnet feld angelegt und aufgrund der unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften Stoffe und Materialien unterscheidbar sind. Operationen und/oder Unter suchungen, bei denen MR unterstützend, beispielsweise zu Kontrollfunktio nen, oder zur Führung, beispielsweise zur richtigen Positionierung eines Im plantats, verwendet wird, werden hier auch kurz als "MR-geführt und/oder - basiert" bezeichnet.When operating, examining and / or implanting is increasingly - ins especially with regard to the least possible invasive, i.e. minimally invasive Interventions - an orientation and / or functional determination of the ope ration tool and / or the implant based on magnetic resonance set, for which a so-called magnetic resonance tomograph is used, for example becomes. Magnetic resonance - referred to here briefly as MR - is here ins especially for the depiction of spatial relationships in a body for example the position of tissues, organs, surgical tools and / or implants used, with a relatively strong magnet field and due to the different magnetic properties Substances and materials are distinguishable. Operations and / or sub Searches in which MR is supportive, for example for control functions nen, or for leadership, for example, the correct positioning of an Im plantats, is also used here as "MR-guided and / or - based ".
Um MR einsetzen zu können, ist die Verwendung von MR-kompatiblen Werkstoffen für Operationswerkzeuge bzw. deren Arbeitsabschnitte erforder lich. Bei Verwendung eines herkömmlichen Materials, wie Edelstahl, ergeben sich nämlich derartige Artefakte (Fehldarstellungen), daß MR keine oder eine nur unzureichende (bildliche bzw. räumliche) Auflösung ermöglicht.In order to be able to use MR, the use of MR is compatible Materials for surgical tools or their working sections required Lich. When using a conventional material such as stainless steel such artifacts (misrepresentations) that MR no or one only insufficient (visual or spatial) resolution possible.
Als MR-kompatible Werkstoffe werden bis jetzt primär Kunststoffe und spe zielle Nickel-Titan-Legierungen eingesetzt. Die Eigenschaften von den zur Verfügung stehenden Kunststoffen sind hinsichtlich Verträglichkeit, mechani schen Eigenschaften und Kosten wenig zufriedenstellend. Die sehr speziellen Nickel-Titan-Legierungen sind teuer und erfordern eine sehr schwierige und dementsprechend kostenträchtige Bearbeitung.Until now, MR-compatible materials have primarily been plastics and specialty materials target nickel-titanium alloys used. The characteristics of the Available plastics are mechani properties and costs are unsatisfactory. The very special ones Nickel-titanium alloys are expensive and require a very difficult one accordingly expensive processing.
Die DE 198 11 033 C1, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offenbart ein chirurgisches Instrument das ganz oder teilweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, wobei die Oberfläche des Aluminiums bzw. der Aluminiumlegierung mit einer Aluminiumnitridschicht, insbesondere mit einer Dicke von 1 bis 10 µm, versehen ist.DE 198 11 033 C1, which is the starting point of the present invention forms, a surgical instrument reveals all or part of Aluminum or an aluminum alloy, the surface of the Aluminum or aluminum alloy with an aluminum nitride layer, in particular with a thickness of 1 to 10 microns, is provided.
Die Aluminiumnitridschicht wird dadurch hergestellt, daß die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Teile in einer Stickstoffatmo sphäre unter Druck oberflächlich durch Bestrahlung mit einem Laser aufge schmolzen werden. Die Aluminiumnitridschicht hüllt die Teile oberflächlich vollständig ein, so daß ein Kontakt des metallischen Aluminiums mit der Um gebung ausgeschlossen wird. Die Aluminiumnitridschicht bewirkt einen Schutz gegen Abnutzung und Beschädigung. Die Verwendung von Alumini um bzw. einer Aluminiumlegierung verhindert das Auftreten von Artefakten bei der Kernspintomographie.The aluminum nitride layer is produced in that the aluminum or an aluminum alloy parts in a nitrogen atmosphere sphere superficially under pressure by irradiation with a laser be melted. The aluminum nitride layer covers the parts superficially completely so that contact of the metallic aluminum with the um is excluded. The aluminum nitride layer does one Protection against wear and damage. The use of alumini around or an aluminum alloy prevents the occurrence of artifacts in magnetic resonance imaging.
Die Herstellung der Aluminiumnitridschicht ist verhältnismäßig aufwendig. Weiterhin ist nachteilig, daß die Aluminiumnitridschicht aufgrund ihrer Dicke zur Rißbildung neigen oder sogar abplatzen kann, insbesondere bei entspre chender Beanspruchung des chirurgischen Instruments. Des weiteren verhin dert die Aluminiumnitridschicht zwar einen Kontakt des metallischen Alumi niums mit der Umgebung, jedoch kann die Aluminiumnitridschicht, insbeson dere bei der Bildung von Rissen, für Aluminiumionen oder Körperflüssigkei ten durchlässig sein.The production of the aluminum nitride layer is relatively complex. Another disadvantage is that the aluminum nitride layer due to its thickness can tend to crack or even flake off, especially if they do appropriate stress on the surgical instrument. Furthermore, the aluminum nitride layer contacts the metallic aluminum nium with the environment, however, the aluminum nitride layer, in particular for the formation of cracks, for aluminum ions or body fluids be permeable.
Die DE 197 03 822 A1 offenbart ein chirurgisches Instrument, das zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht. Um in einfacher Weise ein Erkennen des chirurgischen Instruments zu ermöglichen, ist das ferromagnetische Material zumindest bereichsweise zur Bildung einer Mar kierung magnetisiert.DE 197 03 822 A1 discloses a surgical instrument that at least partially consists of a ferromagnetic material. To be easier It is a way to enable recognition of the surgical instrument ferromagnetic material at least in some areas to form a mar magnetization.
Die DE 195 32 569 A1 betrifft einen Werkstoff für Implantate, Instrumente der dgl. zur Anwendung bei der Kernspintomographie. Der Werkstoff besteht aus zwei Bestandteilen unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität in ei nem derartigen Verhältnis, daß der Werkstoff für die Anwendung im mensch lichen oder tierischen Körper die magnetische Suszeptibilität von Wasser aufweist. Bedarfsweise kann der Werkstoff Markierungen mit abweichender Suszeptibilität aufweisen.DE 195 32 569 A1 relates to a material for implants, instruments the like. For use in magnetic resonance imaging. The material is there from two components of different magnetic susceptibility in egg such a ratio that the material for use in humans the magnetic or animal body the magnetic susceptibility of water having. If necessary, the material can have different markings Exhibit susceptibility.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Operations werkzeug anzugeben, das bei Eignung für MR-geführte oder -basierte Opera tionen und/oder Untersuchungen, insbesondere am menschlichen und/oder tierischen Körper, auf einfache Weise und kostengünstig bei sehr guten me chanischen Eigenschaften herstellbar ist.The object of the present invention is an operation to specify the tool that is suitable for MR-guided or MR-based Opera tion and / or investigations, especially on human and / or animal body, simple and inexpensive with very good me Chan properties can be produced.
Die obige Aufgabe wird durch ein Operationswerkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above object is achieved by an operating tool according to claim 1 solved. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.
Eine grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, Aluminium oder eine vor zugsweise primär aus Aluminium bestehende Aluminiumverbindung oder ei ne Aluminiumlegierung bzw. deren Mischungen als Grundmaterial bzw. Hauptbestandteil einzusetzen. Versuche haben gezeigt, daß Aluminium in ei nem Kernspintomographen nicht oder quasi nicht sichtbar ist. Beim Einsatz von MR treten also nicht die ansonsten bei Metallen generell vorhandenen Artefakte auf. A basic idea of the invention is aluminum or one preferably aluminum compound consisting primarily of aluminum or egg ne aluminum alloy or mixtures thereof as base material or Main ingredient to use. Experiments have shown that aluminum in egg is not or virtually invisible. When using So MR does not come with those that are otherwise generally available with metals Artifacts on.
Aluminium weist mehrere Vorteile auf. Es ist preisgünstig erhältlich und ein fach zu bearbeiten, so daß das vorschlagsgemäße Operationswerkzeug und das vorschlagsgemäße Implantat preisgünstig herstellbar ist. Es weist gute mecha nische Eigenschaften auf, insbesondere eine hohe Belastbarkeit bzw. Festig keit und ausreichende Elastizität. Es ist ein Metall, das wie die meisten Me talle sehr gut temperaturbeständig ist, so daß eine Sterilisation bei erhöhten Temperaturen problemlos möglich ist. Es ist keine organische Verbindung, so daß sich nicht eine Vielzahl verschiedenartiger Elemente oder Ionen aus dem vorschlagsgemäßen Grundmaterial im Körper mit unerwünschten bzw. nicht bekannten Folgen lösen können.Aluminum has several advantages. It is inexpensive and available subject to edit, so that the proposed surgical tool and proposed implant is inexpensive to manufacture. It shows good mecha properties, in particular a high resilience or strength speed and sufficient elasticity. It is a metal that like most me talle is very good temperature resistant, so that sterilization at elevated Temperatures are possible without any problems. It's not an organic compound, like that that not a variety of different elements or ions from the proposed basic material in the body with unwanted or not can solve known episodes.
Im Hinblick auf die MR-Kompatibilität kann es genügen, wenn nur ein Ar beitsabschnitt, beispielsweise eine Kanüle, eine Schneide, ein Haken, eine Klammer, eine Halterung o. dgl., der sich unmittelbar an der jeweiligen Ope rationsstelle befindet, aus dem vorschlagsgemäßen Grundmaterial zumindest im wesentlichen besteht. Vorzugsweise ist jedoch das gesamte Operations werkzeug zumindest im wesentlichen aus dem vorschlagsgemäßen Grundma terial hergestellt.With regard to MR compatibility, it may be sufficient if only one Ar beitsabschnitt, for example a cannula, a cutting edge, a hook, a Bracket, a bracket or the like, which is directly on the respective ope rationsstelle, at least from the proposed basic material essentially exists. However, the entire operation is preferred tool at least essentially from the proposed basic size manufactured material.
Alternativ kann jedoch das Grundmaterial auch nur eine Umhüllung bzw. Be schichtung eines sonstigen Trägermaterials bilden, wobei dann das Implan tat/Operationswerkzeug bzw. dessen Arbeitsabschnitt im wesentlichen aus dem Trägermaterial, also einem sonstigen Material bestehen kann.Alternatively, however, the base material can also be just an envelope or be Form a stratification of another carrier material, then the implan tat / surgical tool or its working section essentially the carrier material, i.e. another material.
Erfindungsgemäß ist das Grundmaterial, ggf. das gesamte Operationswerk zeug mit einer Sperrschicht - zumindest in frei und/oder für Körperflüssig keiten bzw. -gewebe zugänglichen Oberflächenbereichen - abgedeckt. Die Sperrschicht ist dicht bzw. undurchlässig für Aluminium, Aluminiumionen und/oder Körperflüssigkeiten ausgebildet. Dies verhindert, daß sich Alumi niumionen im Körper lösen können, die im Verdacht stehen, schädlich zu sein.According to the invention, the basic material, possibly the entire operating plant stuff with a barrier layer - at least in free and / or for body fluid surface areas accessible - covered. The Barrier layer is tight or impermeable to aluminum, aluminum ions and / or body fluids. This prevents Alumi nium ions in the body, which are suspected, harmful his.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß der Arbeitsabschnitt bzw. das Operationswerkzeug mit einem MR-sichtbaren Stoff markiert ist. Unter "Mar kierung" ist hier zu verstehen, daß der Stoff in einer ausreichenden Menge punktuell oder verteilt vorgesehen ist, um zumindest den Arbeitsabschnitt oder das ganze Operationswerkzeug für MR sichtbar zu machen, ohne die un erwünschten Artefakte (Fehldarstellungen bzw. Überdeckungen anderer Be reiche) bei MR zu verursachen.A preferred further development provides that the working section or the Surgical tool is marked with an MR-visible substance. Under "Mar kierung "is to be understood here that the substance in a sufficient amount is provided selectively or distributed to at least the working section or to make the whole surgical tool visible to MR without the un desired artifacts (misrepresentations or overlaps of other Be rich) at MR.
Der MR-sichtbare Stoff, wie ein Edelmetall, Schwermetall oder auch Eisen, kann in einer geeigneten Menge dem Grundmaterial unmittelbar zugegeben sein, wobei das Aluminium beispielsweise mit einer entsprechenden Menge zur Markierung "verunreinigt" sein kann. Von einer Aluminiumlegierung kann dabei nicht gesprochen werden, da die Menge an dem Aluminium zu zusetzenden Stoff zu gering ist.The MR-visible substance, such as a precious metal, heavy metal or iron, can be added directly to the base material in a suitable amount be, the aluminum for example with an appropriate amount can be "contaminated" for marking. From an aluminum alloy cannot be spoken because the amount of aluminum increases added substance is too low.
Vorzugsweise ist der MR-sichtbare Stoff zur Markierung jedoch nicht unmit telbar in das Grundmaterial integriert, sondern in oder auf der Sperrschicht vorgesehen. Beispielsweise kann der MR-sichtbare Stoff im Sperrschichtma terial enthalten und/oder von in der Sperrschicht gebildeten Hohlräumen auf genommen sein.However, the MR-visible material for marking is preferably not unimportant telbar integrated into the base material, but in or on the barrier layer intended. For example, the MR-visible material can be in the barrier layer dimension contain material and / or of cavities formed in the barrier layer be taken.
Weitere Eigenschaften, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend für zwei Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtOther properties, characteristics, aspects and advantages of the present Invention are described below for two embodiments based on the Drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Opera tionswerkzeugs; Figure 1 is a schematic representation of a proposed Opera tion tool.
Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung des schematischen Aufbaus des Operationswerkzeugs; und . Figure 2 is a fragmentary view showing the schematic structure of the surgical tool; and
Fig. 3 eine nochmals vergrößerte, schematische Darstellung eines mög lichen Schichtaufbaus gemäß Fig. 2. Fig. 3 is an enlarged again, schematic representation of a union mög layer structure according to FIG. 2.
Fig. 1 zeigt ein vorschlagsgemäßes Operationswerkzeug 1 im eingangs erläu terten Sinne. Beim Darstellungsbeispiel handelt es sich um ein zangenartiges Instrument bzw. Werkzeug. Wie bereits erläutert, kann es sich hierbei jedoch um jegliche Art von Instrument, technischem Hilfsmittel oder Werkzeug für Untersuchungen und/oder Operationen am menschlichen oder tierischen Kör per handeln. Fig. 1 shows a proposed surgical tool 1 in the above-explained sense. The display example is a pliers-like instrument or tool. As already explained, however, this can be any type of instrument, technical aid or tool for examinations and / or operations on the human or animal body.
Das Operationswerkzeug 1 weist vorzugsweise mindestens einen Arbeitsab schnitt 2, hier zwei Arbeitsabschnitte 2 auf. Die Arbeitsabschnitte 2 bilden hier zangenartige Greif-, Halte- und/oder Schneidelemente. Der Begriff "Ar beitsabschnitt" ist jedoch nicht auf ein einziges Teil beschränkt, vielmehr kann es sich hierbei auch einerseits um eine Mehrzahl von Teilen oder andererseits um einen Abschnitt bzw. Bereich eines einstückigen Teils handeln.The surgical tool 1 preferably has at least one working section 2 , here two working sections 2 . The working sections 2 here form pliers-like gripping, holding and / or cutting elements. However, the term “working section” is not restricted to a single part, but rather it can also be a plurality of parts on the one hand or a section or area of a one-piece part on the other hand.
Wie bereits erläutert, handelt es sich bei dem Arbeitsabschnitt 2 insbesondere um den vorderen bzw. relevanten Bereich des Operationswerkzeugs 1, der und/oder dessen Umgebung durch MR unsichtbar oder bei entsprechender Markierung sichtbar sein soll.As already explained, the working section 2 is, in particular, the front or relevant area of the surgical tool 1 , which and / or its surroundings should be invisible by MR or visible with a corresponding marking.
Fig. 2 zeigt in nicht maßstabsgerechter Darstellung einen vergrößerten Aus schnitt des vorschlagsgemäßen Materialaufbaus. Dieser Materialaufbau ist zumindest für die Arbeitsabschnitte 2 des Operationswerkzeugs 1 oder be darfsweise auch für das gesamte Operationswerkzeug 1 vorgesehen. Fig. 2 shows a not to scale an enlarged section from the proposed material structure. This material structure is provided at least for the working sections 2 of the surgical tool 1 or may also be provided for the entire surgical tool 1 .
Das Operationswerkzeug 1 oder dessen Arbeitsabschnitt 2 besteht vorzugs weise zumindest im wesentlichen aus einem in Fig. 2 angedeuteten Grund material 4. Insbesondere zeigt Fig. 2 lediglich einen teilweisen Schnitt in das Material.The surgical tool 1 or its working section 2 preferably consists, at least essentially, of a basic material 4 indicated in FIG. 2. In particular, Fig. 2 shows only a partial section into the material.
Das Grundmaterial 4 ist vorzugsweise durch eine Sperrschicht 5 auf seiner Oberfläche, zumindest in Oberflächenbereichen 6, die frei und/oder für Kör perflüssigkeiten bzw. -gewebe zugänglich sind, abgedeckt.The base material 4 is preferably covered by a barrier layer 5 on its surface, at least in surface areas 6 , which are free and / or accessible to body fluids or tissues.
Das Grundmaterial 4 besteht zumindest im wesentlichen aus Aluminium, ei ner Aluminiumverbindung, einer Aluminiumlegierung und/oder deren Mi schungen. Insbesondere aus verhältnismäßig reinem Aluminium. Vorzugs weise besteht das Grundmaterial 4 zu mindestens 95 Masse-%, vorzugsweise 97 oder 98 Masse-%, aus Aluminium, insbesondere einer entsprechenden Aluminiumlegierung. The base material 4 consists at least essentially of aluminum, egg ner aluminum compound, an aluminum alloy and / or mixtures thereof. In particular from relatively pure aluminum. The base material 4 preferably consists of at least 95% by mass, preferably 97 or 98% by mass, of aluminum, in particular a corresponding aluminum alloy.
Damit ergibt sich die bereits angesprochene MR-Kompatibilität des Grund materials 4.This results in the already mentioned MR compatibility of the basic material 4 .
Die vorgesehene Sperrschicht 5 ist verhältnismäßig dünn und amorph ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine gute bzw. ausrei chende Flexibilität.The barrier layer 5 provided is relatively thin and amorphous. This results in good or sufficient flexibility.
Vorzugsweise ist die Sperrschicht 5 zumindest im wesentlichen einheitlich dick ausgebildet. Die mittlere Dicke beträgt 10 bis 200 nm, vorzugsweise 20 bis 100 nm und insbesondere etwa 50 nm.The barrier layer 5 is preferably at least substantially uniformly thick. The average thickness is 10 to 200 nm, preferably 20 to 100 nm and in particular about 50 nm.
Die Sperrschicht 5 ist vorzugsweise undurchlässig für von Grundmaterial 4 gebildete Ionen und/oder Körperflüssigkeiten bzw. sonstige körperei gene Stoffe ausgebildet. Auf diese Weise kann ein ungewolltes Lösen des Grundmaterials 4 im Körper verhindert werden.The barrier layer 5 is preferably impermeable to ions and / or body fluids or other body-like substances formed by base material 4 . In this way, unwanted loosening of the base material 4 in the body can be prevented.
Das Grundmaterial 4 wird zur Bildung der Sperrschicht 5 vorzugsweise plas mabeschichtet, die Sperrschicht 5 also durch ein Plasmaverfahren aufgebracht. Das aufzubringende Material, hier vorzugsweise Silicium, wird beispielsweise im Vakuum verdampft und reagiert unter Zusatz von Sauerstoff an der Ober fläche unter Ausbildung einer festhaftenden Oxidschicht, die überwiegend amorph und damit flexibel ist.The base material 4 is preferably mabeschichtet plas for forming the barrier layer 5, the barrier layer 5 thus applied by a plasma process. The material to be applied, here preferably silicon, is evaporated in vacuo, for example, and reacts with the addition of oxygen on the surface to form a firmly adhering oxide layer, which is predominantly amorphous and thus flexible.
Beispielhaft wird zu den Möglichkeiten der Beschichtung, insbesondere das Aufbringen einer Siliciumdioxid-Schicht, auf die US 4,917,786, US 5,096,558, US 5,565,248 und US 5,662,741 verwiesen, deren Inhalt hiermit als ergänzende Offenbarung genannt wird. Jedoch ist das Aufbringen nicht auf reine Plasmaverfahren beschränkt. Vielmehr können auch sonstige Verfahren, insbesondere plasmagestützte Verfahren, wie das plasmagestützte PVD- Verfahren oder das plasmagestützte CVD-Verfahren zum Einsatz kommen, wie in dem Artikel "Charakterrollen" von Volker Buck und Horst Ehrich, Es sener Unikate, Materialwissenschaft, Band 13, Universität GH Essen/Wis senschaftsverlag, ISSN 0944-6060, Seite 42 folgende, offenbart, eingesetzt werden. Die vorgenannte Zeitschrift wird vollumfänglich ergänzend als Of fenbarung hinsichtlich Beschichtungsverfahren und verwendbarer Materialien auch hinsichtlich verwendbarer biokompatibler Materialien genannt. As an example, reference is made to the possibilities of coating, in particular the application of a silicon dioxide layer, to US 4,917,786, US 5,096,558, US 5,565,248 and US 5,662,741, the content of which is hereby mentioned as a supplementary disclosure. However, the application is not limited to pure plasma processes. Rather, other methods, in particular plasma-assisted methods, such as the plasma-assisted PVD method or the plasma-assisted CVD method, can also be used, as in the article "Character Roles" by Volker Buck and Horst Ehrich, Es sen Unikate, Materialwissenschaft, Volume 13 , University GH Essen / Wis senschaftsverlag, ISSN 0944-6060 , page 42 following, can be used. The abovementioned magazine is also mentioned in its entirety as a disclosure with regard to coating processes and usable materials and also with regard to usable biocompatible materials.
Die Sperrschicht 5 besteht vorzugsweise zumindest im wesentlichen aus ei nem Halbmetall-Oxid, insbesondere Siliciumdioxid. Siliciumdioxid hat als häufigste anorganische Verbindung eine ausgezeichnete Biokompatibilität, ist also für den Körper optimal verträglich. Mit Siliciumdioxid läßt sich auch eine ausreichend dichte bzw. undurchlässige Sperrschicht 5 bilden.The barrier layer 5 preferably consists at least essentially of a semimetal oxide, in particular silicon dioxide. As the most common inorganic compound, silicon dioxide has excellent biocompatibility and is therefore optimally tolerated by the body. A sufficiently dense or impermeable barrier layer 5 can also be formed with silicon dioxide.
Bei der vorzugsweise vorgesehenen amorphen Ausbildung wird auch eine ausreichende Flexibilität und Haftung auf dem Grundmaterial 4 bzw. den ab zudeckenden Oberflächenbereichen 6 erreicht.In the amorphous configuration which is preferably provided, sufficient flexibility and adhesion are also achieved on the base material 4 or on the surface areas 6 to be covered .
Durch eine verhältnismäßig geringe Dicke der Sperrschicht 5 ist es möglich, quasi jedes beliebige, jedenfalls an sich nicht MR-kompatible Material für die Sperrschicht 5 einzusetzen. Aufgrund der geringen Gesamtmenge, die zur Bildung der Sperrschicht 5 erforderlich ist, bleibt eine insgesamt ausreichende MR-Kompatibilität erhalten. Gegebenenfalls kann die Sperrschicht 5 gleich zeitig eine gewünschte "Markierung" des Operationswerkzeugs 1 darstellen, also bewirken, daß das Operationswerkzeug 1 mittels MR - also beispielswei se bei einer Kernspintomographie - noch sichtbar ist, was bei alleiniger Ver wendung von hochgradig reinem Aluminium nicht der Fall ist.Due to a relatively small thickness of the barrier layer 5 , it is possible to use virtually any material for the barrier layer 5 , which in any case is not inherently MR-compatible. Due to the small total amount required to form the barrier layer 5 , sufficient MR compatibility is maintained overall. If necessary, the barrier layer 5 can simultaneously represent a desired "marking" of the surgical tool 1 , that is to say that the surgical tool 1 can still be seen by means of MR — that is, for example, in a magnetic resonance tomography, which is not the case when only highly pure aluminum is used is.
Alternativ kann die Sperrschicht 5 auch aus anderen Materialien bestehen, insbesondere zumindest im wesentlichen aus Aluminiumoxid oder Titandio xid. Eine Ausbildung aus Aluminiumoxid bietet sich an, da hierzu das Grundmaterial 4 - zumindest sofern es sich um Aluminium handelt - lediglich an seiner Oberfläche oxidiert werden muß. Dies erfolgt insbesondere durch elektrolytische Oxidierung (Anodisierung), wobei eine ausreichend dichte bzw. undurchlässige Sperrschicht 5 mit den gewünschten Eigenschaften - aus reichende Flexibilität, amorpher Aufbau - erreichbar ist.Alternatively, the barrier layer 5 can also consist of other materials, in particular at least essentially of aluminum oxide or titanium dioxide. A formation of aluminum oxide is appropriate since the base material 4 - at least insofar as it is aluminum - only has to be oxidized on its surface. This is done in particular by electrolytic oxidation (anodization), a sufficiently dense or impermeable barrier layer 5 with the desired properties being achievable - from sufficient flexibility, amorphous structure.
Nachfolgend wird eine Weiterbildung bzw. Ausführungsvariante zur MR- sichtbaren Markierung des anhand der ausschnittsweisen Vergrößerung ge mäß Fig. 3 näher erläutert.A further development or embodiment variant for the MR-visible marking of the ge on the basis of the partial enlargement according to FIG. 3 is explained in more detail.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante sind in der Sperrschicht 5 Hohlräume 7 - beispielsweise durch entsprechende Anodisierung, insbeson dere bei Verwendung von Aluminiumoxid als Material für die Sperrschicht 5 - zur Aufnahme eines MR-sichtbaren Stoffs 8 gebildet.In the embodiment shown in FIG. 3, cavities 7 are formed in the barrier layer 5 - for example by appropriate anodization, in particular when using aluminum oxide as the material for the barrier layer 5 - to accommodate an MR-visible substance 8 .
Der MR-sichtbare Stoff 8 kann beispielsweise durch ein Metall, insbesondere ein Edelmetall oder ein Schwermetall, gebildet sein. Bedarfsweise kann der Stoff 8 über schematisch angedeutete Bindungspartner 9 an Wandungen 10 der Hohlräume 7 gebunden sein.The MR-visible material 8 can be formed, for example, by a metal, in particular a noble metal or a heavy metal. If necessary, the substance 8 can be bound to walls 10 of the cavities 7 via schematically indicated binding partners 9 .
Beim Darstellungsbeispiel sind die Hohlräume 7 zur Außenseite bzw. Ober fläche 11 der Sperrschicht 5 offen ausgebildet, weisen also Öffnungen 12 auf. Bedarfsweise können die Öffnungen 12 bzw. die Oberfläche 11 durch eine Abdeckschicht 13, beispielsweise aus Gold, überdeckt sein.In the example shown, the cavities 7 are open to the outside or upper surface 11 of the barrier layer 5 , that is to say have openings 12 . If necessary, the openings 12 or the surface 11 can be covered by a cover layer 13 , for example made of gold.
Bei der Ausbildung von Hohlräumen 7 in der Sperrschicht 5 erstrecken sich diese vorzugsweise nicht durch die gesamte Dicke der Sperrschicht 5 um die Sperrwirkung bzw. Barrierewirkung der Sperrschicht 5 zu erhalten, also die gewünschte Undurchlässigkeit sicherzustellen.When cavities 7 are formed in the barrier layer 5 , they preferably do not extend through the entire thickness of the barrier layer 5 in order to maintain the barrier effect or barrier effect of the barrier layer 5 , that is to say to ensure the desired impermeability.
Wie bereits erläutert, kann der MR-sichtbare Stoff 8 auch in sonstiger Weise bei Bedarf in das Grundmaterial 4 und/oder die Sperrschicht 5 eingelagert, ggf. mit dem jeweiligen Material vermischt sein.As already explained, the MR-visible substance 8 can also be embedded in the base material 4 and / or the barrier layer 5 in another manner, if necessary, and possibly mixed with the respective material.
Claims (7)
daß die Sperrschicht (5) für Aluminium, Aluminiumionen und Körperflüssig keiten undurchlässig ist,
daß die Sperrschicht (5) zumindest im wesentlichen aus einem anorganischen Oxid besteht und amorph ausgebildet ist, und
daß die Sperrschicht (5) eine mittlere Dicke von 10 bis 200 nm aufweist.1. Surgical tool ( 1 ) for MR-guided or -based operations and / or examinations, in particular on the human and / or animal body, with a working section ( 2 ) which consists at least essentially of a metallic base material ( 4 ), the Base material ( 4 ) made of aluminum, an aluminum compound, an aluminum alloy and / or mixtures thereof and is covered by a barrier layer ( 5 ) at least in surface areas ( 6 ) which are freely accessible and / or accessible to body fluids or tissues, characterized in that
that the barrier layer ( 5 ) is impermeable to aluminum, aluminum ions and body fluids,
that the barrier layer ( 5 ) consists at least essentially of an inorganic oxide and is amorphous, and
that the barrier layer ( 5 ) has an average thickness of 10 to 200 nm.
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