DE202011000742U1

DE202011000742U1 - Electrosurgical bipolar scissors for tissue incisions with pre-coagulation

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Publication number: DE202011000742U1
Application number: DE202011000742U
Authority: DE
Original assignee: GOLSEN Ltd; OOO "NOVYE ENERGETICHESKIE TECHNOLOGII"; OOO NOVYE ENERGET TECHNOLOGII
Current assignee: GOLSEN Ltd; OOO "NOVYE ENERGETICHESKIE TECHNOLOGII"; OOO NOVYE ENERGET TECHNOLOGII
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-04-01

Abstract

Elektrochirurgische bipolare Schere für Gewebeinzisionen und Vorkoagulation mit zwei isolierten leitfähigen Branchen (1, 2), wobei die Branchen (1, 2) mittels eines elektrisch isolierten Gelenkes (3) miteinander verbunden sind, wobei die Branchen (1, 2) an ihren proximalen Enden (4) mit Mitteln zur Steuerung der Bewegung der Branchen (1, 2) sowie mit einem Anschluss (6) für Strom versehen sind und wobei jede der Branchen (1, 2) an ihrem distalen Ende (7) eine Verbundstruktur aus einem leitfähigen Teil (9) und einem dielektrischen Teil (8) aufweist und mit einer Schneidekante (14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schere für Gewebeinzisionen mit Vorkoagulation in einem vorgegebenen Gebiet eines Operationsfeldes rings um die Schnittebene (12) angepasst ist, dass sie am distalen Ende (7) jeder Branche (1, 2) Folgendes aufweist: – einen dielektrischen Teil (8), der in Form einer von einer an der Innenseite des leitfähigen Teils (4) angeordneten Lasche (10) ausgebildet ist,...Electrosurgical bipolar scissors for tissue incisions and precoagulation with two insulated conductive branches (1, 2), the branches (1, 2) being connected to one another by means of an electrically insulated joint (3), the branches (1, 2) at their proximal ends (4) are provided with means for controlling the movement of the branches (1, 2) and with a connection (6) for electricity, and each of the branches (1, 2) has a composite structure made of a conductive part at its distal end (7) (9) and a dielectric part (8) and is provided with a cutting edge (14), characterized in that the scissors are adapted for tissue incisions with precoagulation in a predetermined area of an operating field around the cutting plane (12) that they are adapted to The distal end (7) of each branch (1, 2) has the following: - a dielectric part (8) which is in the form of a tab (10) arranged on the inside of the conductive part (4), ...

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochirurgische bipolare Schere für Gewebeinzisionen mit Vorkoagulation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrosurgical bipolar scissors for tissue incisions with pre-coagulation according to the preamble of claim 1.

Diese Schere kann bei chirurgischen Eingriffen zur mechanischen Inzision von Biogewebe, zur Inzision mit Blutstillung, zur punktförmigen Koagulation und Dissektion von biologischem Gewebe auf einem offenen Operationsfeld und bei laparoskopischen Operationen angewendet werden.This scissors can be used in surgical procedures for mechanical incision of biologic tissue, incision with hemostasis, punctate coagulation and dissection of biological tissue in an open surgical field, and in laparoscopic surgery.

Bekanntlich werden beim Einsatz von elektrochirurgischen Scheren solche Scheren bevorzugt, die die Inzisionen von Biogewebe mit garantierter Koagulation von Biogewebe in dem zu schneidenden Gebiet gewährleisten. Dabei weist der Arbeitsteil der Schere vorwiegend eine Verbundstruktur aus einem leitfähigen Metallteil und einem dielektrischen Teil auf: Ein Metallteil stellt eine Elektrode dar und sorgt für das Anlegen von elektrischem Strom an das Biogewebe im Schnittbereich. Der dielektrische Teil sorgt für eine elektrische Isolation der Elektroden. Ein HF-Strom wird von einem Stromerzeuger an die metallenen Teile geleitet Bei einer bipolaren elektrochirurgischen Schere fließt der Strom zwischen zwei Elektroden. Zwischen den Kontaktstellen der Elektroden mit dem Biogewebe entsteht ein Koagulationsgebiet. Dabei können die Durchtrennung und die Koagulation des biologischen Gewebes sowohl gleichzeitig als auch zeitlich nacheinander gesetzt erfolgen. Dabei können die Schneidekanten an den Klingen ausgebildet sein, die entweder den Metallteil oder den dielektrischen Teil der Verbundstruktur im Arbeitsteil des Instruments darstellen.As is well known, when using electrosurgical scissors, such scissors are preferred which ensure the incisions of biologic tissue with guaranteed coagulation of biologic tissue in the area to be cut. In this case, the working part of the scissors mainly a composite structure of a conductive metal part and a dielectric part on: A metal part is an electrode and ensures the application of electrical current to the biological tissue in the interface. The dielectric part ensures electrical insulation of the electrodes. An RF current is passed from a generator to the metal parts In bipolar electrosurgical scissors, the current flows between two electrodes. Between the contact points of the electrodes with the biological tissue, a coagulation area is created. The separation and coagulation of the biological tissue can take place both simultaneously and sequentially. In this case, the cutting edges can be formed on the blades, which represent either the metal part or the dielectric part of the composite structure in the working part of the instrument.

Bekanntlich arbeiten die Schneideteile unter den Bedingungen einer chemischen und biologischen Einwirkung sowie unter Einwirkung von den durch den Widerstand des Biogewebes verursachten Belastungen. Die elektrochirurgische Schere ist für die Inzision von Biogewebe im Kontaktbereich von zwei Klingen geeignet, die sich im Schneidebereich gegenläufig bewegen. Es handelt sich z. B. um verschiedene Scheren und insbesondere von Guillotinenscheren. Bei solchen Scheren verursacht der Kontakt der Klingen mittels ihrer Schneidekanten und an der Seitenfläche der Klingen während der Diszisionen eine erhöhte Reibung, eine Vergrößerung der Schneidkraft und eine erhöhte Verformung und Verletzung des geschnittenen biologischen Gewebes. Dabei befinden sich die Klingen und ihre Schneidekanten zusätzlich unter der Einwirkung von elektrischen Feldern.As is known, the cutting parts operate under the conditions of a chemical and biological action and under the influence of the stresses caused by the resistance of the biological tissue. The electrosurgical scissors are suitable for the incision of biological tissue in the contact area of two blades, which move in opposite directions in the cutting area. It is z. As to various shears and guillotine scissors in particular. In such scissors, contact of the blades with their cutting edges and on the side surface of the blades during dissection causes increased friction, increased cutting force, and increased deformation and damage to the cut biological tissue. The blades and their cutting edges are additionally under the influence of electric fields.

Die Anforderungen an die Scheren und Klingen sind durch ihre Anwendungsbedingungen festgelegt: Festigkeit, Härte, chemische Beständigkeit, biologische Verträglichkeit, Antihafteigenschaften, Rissbeständigkeit, Abnutzungsfestigkeit, hohe Oberflächengüte, scharfe Schneidekanten, hohe Technologiegerechtigkeit, Benutzerfreundlichkeit, bequeme Vorsterilisationsreinigung und Sterilisation, Beständigkeit unter den Bedingungen der chemischen und biologischen Einwirkung sowie unter der Einwirkung der elektrischen Felder, niedriger Reibungsbeiwert und eine hohe Verschleißbeständigkeit sind dabei die Voraussetzungen.The requirements for scissors and blades are determined by their conditions of use: strength, hardness, chemical resistance, biocompatibility, non-stick properties, crack resistance, wear resistance, high surface finish, sharp cutting edges, high technology accuracy, ease of use, convenient pre-sterilization and sterilization, resistance under the conditions of chemical and biological effects as well as under the influence of the electric fields, low coefficient of friction and a high wear resistance are the prerequisites.

Dabei sind je nach der Kompliziertheit bei der Ausbildung jenes Teils der Verbundstruktur, der die Schneidekante trägt, zusätzliche Anforderungen an die Klingen gestellt. Eine Möglichkeit der Ausführung der feinen Klingen mit unterschiedlichen Konstruktionsmerkmalen in Mikrongröße, z. B. Aussparungen, Kanäle, Fasen, Rillen, Nuten, Löcher und Schneidekanten in Mikronstärke, muss dabei beachtet werden.In this case, depending on the complexity in the formation of that part of the composite structure that carries the cutting edge, additional demands placed on the blades. One way of designing the fine blades with different micron-size design features, e.g. For example, recesses, channels, chamfers, grooves, grooves, holes and cutting edges in micron thickness must be taken into account.

Aus der WO 96/27338 ist eine elektrochirurgische bipolare Schere mit Vorkoagulation der Gewebe bekannt. Diese Schere weist zwei miteinander verbundene Branchen auf. An ihrem distalen Ende sind Schneideelemente – Elektroden in Form von Klingen aus rostfreiem Stahl – ausgebildet. Als dielektrischer Teil zur Isolation der Elektroden ist darauf aufgetragener Lack oder Harz verwendet.From the WO 96/27338 is an electrosurgical bipolar scissors with pre-coagulation of the tissues known. This pair of scissors has two interconnected branches. At its distal end cutting elements - electrodes in the form of stainless steel blades - formed. As the dielectric member for insulating the electrodes, varnish or resin applied thereto is used.

Die Mängel dieser Schere sind: ein schneller Verschleiß der Schneidekanten der Metallklingen und keine 100%ige Garantie einer Gewebekoagulation im Falle einer gegenseitigen Anordnung der Branchen. Der Vorlauf der Koagulation geht mit einer Vergrößerung des Branchen-Öffnungswinkels der Schere zurück.The shortcomings of these scissors are: rapid wear of the cutting edges of the metal blades and no 100% guarantee of tissue coagulation in case of a mutual arrangement of the branches. The flow of coagulation goes back to an increase in the sector opening angle of the scissors.

Aus der EP 0853922 B ist eine elektrochirurgische bipolare Schere bekannt, in der verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten der Schere angewendet sind. Ein Arbeitsteil mit einer Verbundstoffbranche und ein Arbeitsteil mit zwei Verbundstoffbranchen, die mit den über der Schneidekante vorragenden stromleitenden Metallteilen der Elektroden versehen sind, bilden die Schere. Diese Metallteile sorgen für einen räumlichen Vorlauf der Koagulationsfront in Bezug auf die Vorwärtsbewegung beim Schneiden. Ein solcher Aufbau der Klinge macht den Vorlauf der Koagulationsfront von dem Branchenöffnungswinkel der Schere abhängig. Der Vorlauf der Koagulation geht mit einer Vergrößerung des Öffnungswinkels zurück.From the EP 0853922 B is an electrosurgical bipolar scissors known in the various training possibilities of the scissors are applied. A working part with a composite industry and a working part with two composite branches, which are provided with the above the cutting edge projecting electroconductive metal parts of the electrodes, form the scissors. These metal parts provide a spatial advance of the coagulation front with respect to the forward movement during cutting. Such a construction of the blade makes the flow of the coagulation front dependent on the sector opening angle of the scissors. The flow of coagulation goes back to an increase in the opening angle.

Jedoch stumpfen die Metallklingen sehr schnell ab. Das geschieht sowohl bei einer mehrfachen Sterilisation unter dem Einfluss von Hochtemperaturen und chemischen Substanzen als auch beim Kontakt mit Biogewebe. Für komplizierte Diszisionen sind während einer Operation mehrere Inzisionsinstrumente zu benutzen. Dabei können Unterbrechungen während einer Operation eine Änderung von taktiler Wahrnehmung des Chirurgen sowie eine unerwünschte Durchtrennung der Gewebe verursachen.However, the metal blades dull very quickly. This happens both with a multiple sterilization under the influence of high temperatures and chemical substances as well as with the contact with biological tissue. For complicated dissections, several incision instruments are to be used during surgery. In doing so, interruptions during an operation may involve a change of the surgeon's tactile perception as well cause undesirable tissue division.

Darüber hinaus erlaubt die physikalische Struktur des nichtrostenden Stahls es nicht, eine solche Schärfe der Schneidekante zu erreichen, die für die Ausführung von guten Diszisionen erforderlich ist. Die mechanische Behandlung ermöglicht nur eine sägezahnförmige Schneide. Das oben Dargelegte führt zu wesentlichen Verformungen und Verletzungen der Biogewebe und ihrer Quetschung u. a. m. Dabei verfügt der nichtrostende Stahl über keine Antihafteigenschaften. Deswegen haften die Zersetzungsprodukte des Biogewebes an der Klinge. Dies erschwert die Arbeit während der Operationen und erfordert auch mehr Zeit während der Vorsterilisationsreinigung sowie bei der Sterilisation.Moreover, the physical structure of the stainless steel does not allow to achieve such sharpness of the cutting edge required for the execution of good disciplines. The mechanical treatment allows only a sawtooth cutting edge. The above stated leads to significant deformations and injuries of the biological tissue and its bruising u. a. m. The stainless steel has no non-stick properties. Therefore, the decomposition products of the biotech adhere to the blade. This complicates the work during the operations and also requires more time during the Vorsterilisationsreinigung and sterilization.

Aus dem Stand der Technik sind Klingen aus dielektrischen Stoffen, z. B. aus Keramik, bekannt. Sie beseitigen manche Mängel der Metallklingen und weisen dabei eine hohe Härte auf.From the prior art blades of dielectric materials, eg. B. ceramic, known. They eliminate some defects of metal blades and have a high hardness.

Aus der WO 92/22257 ist ein bipolares elektrochirurgisches endoskopisches Instrument bekannt. Es umfasst bipolare Elektroden an den beweglichen Teilen des Schneideinstruments. Die Elektroden sorgen für eine Blutstillung. Gemäß einer der bevorzugten Ausgestaltungen sind die Schneideklingen aus einem keramischen Material gefertigt, z. B. aus Keramik auf der Basis von Zirkonium- oder Aluminiumoxid mit einer leitfähigen Beschichtung.From the WO 92/22257 is known a bipolar electrosurgical endoscopic instrument. It includes bipolar electrodes on the moving parts of the cutting instrument. The electrodes ensure hemostasis. According to one of the preferred embodiments, the cutting blades are made of a ceramic material, for. B. ceramic based on zirconium or aluminum oxide with a conductive coating.

Jedoch weisen diese bekannten keramischen Materialien ein körniges Gefüge und eine Porosität auf und sind vorwiegend mittels Sinterns gefertigt. Deswegen können daraus Klingen mit einer sehr kleinen Stärke praktisch überhaupt nicht hergestellt werden. Aus diesem Grund werden dabei Technologien verwendet, bei denen filmartige keramische Beschichtungen erzeugt werden.However, these known ceramic materials have a granular structure and a porosity and are mainly made by sintering. Because of this, blades with a very small thickness can not be produced at all. For this reason, technologies are used in which film-like ceramic coatings are produced.

Die bekannte elektrochirurgische bipolare Schere (Modell Powerstar BP100 der Fa. Eticon, USA) besteht aus gekreuzten isolierten Branchen, die mittels eines elektrisch isolierten Gelenkes verbunden sind. Eine der Branchen weist eine Verbundstruktur Metall-Dielektrikum auf. Die dielektrische Klinge stellt eine keramische Schicht dar, welche auf dem Innenteil einer Branche aufgetragen ist. Die zweite Klinge auf der anderen Branche ist aus Metall ausgebildet. Jedoch erfolgen die Koagulation und die Durchtrennung gleichzeitig beim Schneiden. Das vermindert wesentlich die Effizienz der Blutstillung während der Durchtrennung. Dabei ist keine Symmetrie der Koagulationszonen beidseitig von der Schnittebene sichergestellt. Die Ausbildung der Klingen aus ungleichartigen Metallen im Falle einer Guillotinenschere verursacht eine erhöhte Reibung bei Diszisionen, eine Vergrößerung der Schneidkraft und eine erhöhte Verformung sowie Verletzungen des geschnittenen biologischen Gewebes.The well-known electrosurgical bipolar scissors (model Powerstar BP100 from Eticon, USA) consist of crossed isolated branches, which are connected by means of an electrically isolated joint. One of the branches has a metal-dielectric composite structure. The dielectric blade represents a ceramic layer applied to the inside of an industry. The second blade on the other branch is made of metal. However, coagulation and transection occur simultaneously during cutting. This significantly reduces the efficiency of hemostasis during transection. In this case, no symmetry of the coagulation zones is ensured on both sides of the cutting plane. The formation of the blades of dissimilar metals in the case of guillotine shear causes increased friction in dissections, an increase in cutting force and increased deformation, as well as injuries to the cut biological tissue.

Bei manchen bekannten elektrochirurgischen bipolaren Scheren ( US 5 324 289, B1 ; US 5810808, B1 ; US 5342381, B1 ; US 5779701 ) ist die Schneidekante der Klingen im dielektrischen Teil ausgebildet. Dabei kann der dielektrische Teil mit einer Verbundstruktur der Klingen aus Glas oder Bornitrid oder aus Industriediamant oder aus Keramik auf der Basis von Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid oder Chromdioxid ausgebildet sein. Die dielektrische Schicht kann auf den Metallteil der Verbundstruktur mittels Thermalpräzipitation oder Aufspritzens aufgetragen sein.In some known electrosurgical bipolar scissors ( US 5,324,289, B1 ; US 5810808, B1 ; US 5342381, B1 ; US 5779701 ), the cutting edge of the blades is formed in the dielectric part. In this case, the dielectric part may be formed with a composite structure of the blades made of glass or boron nitride or of industrial diamond or of ceramic based on aluminum oxide, zirconium dioxide, titanium dioxide or chromium dioxide. The dielectric layer may be applied to the metal part of the composite structure by means of thermal precipitation or spraying.

Die Verwendung von Glasklingen ist wegen der zu niedrigen Rissbeständigkeit von Glas nicht möglich, denn dabei entstehen während der Operation Ausbrüche an der Schneidekante.The use of glass blades is not possible due to the low crack resistance of glass, because during the operation, breakouts occur at the cutting edge.

Wenn keramische Klingen eingesetzt sind, die sowohl als feine Platten als auch in Form von Beschichtungen ausgebildet sind, dann trägt ihr poröses körniges Gefüge zu einem beschleunigten Abbau der Schneidekante bei, darunter auch infolge von Spannungsdurchschlägen im Bereich der Schneidekante. Darüber hinaus tragen die Porosität und das körnige Gefüge zur Krustenbildung auf den Schneideebenen der Klingen bei und erschweren den Ablauf bei einer Vorsterilisationsreinigung und einer Sterilisation. Die Anschliffschärfe der Schneidekante ist durch die Größe der Sinterkörner begrenzt. Es ist fast unmöglich, eine abnutzungsfeste Schneidekante zu bekommen, deren Korngröße unter einer maximalen Korngröße liegt.When ceramic blades are used, which are formed both as fine plates and in the form of coatings, then their porous granular structure contributes to an accelerated degradation of the cutting edge, including as a result of voltage breakdowns in the region of the cutting edge. In addition, the porosity and granular structure contribute to encrustation on the cutting planes of the blades and complicate the process in a Vorsterilisationsreinigung and sterilization. The sharpening sharpness of the cutting edge is limited by the size of the sintered grains. It is almost impossible to get a wear resistant cutting edge whose grain size is below a maximum grain size.

Darüber hinaus stellen die oben beschriebenen Scheren keine garantierte Koagulation von Biogewebe bei der Änderung der gegenseitigen Anordnung der Branchen sicher. Der Vorlauf der Koagulation geht mit einer Vergrößerung des Branchen-Öffnungswinkels der Schere zurück.In addition, the scissors described above do not ensure guaranteed coagulation of bio-tissues in changing the mutual arrangement of the branches. The flow of coagulation goes back to an increase in the sector opening angle of the scissors.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrochirurgische bipolare Schere zu entwickeln, welche einen vorgegebenen garantierten Vorlauf der Koagulation unabhängig von der Öffnung der Schere sicherstellt. Dies soll dank der baulichen Ausbildung der Schneide- und der Koagulationsteile der Branchen bei einer hohen Schärfe der Klingen in Kombination mit einer geringen Breite ihrer Schneidekante und einer kleinen Stärke der Klingen erfolgen, wobei eine hohe Festigkeit, Abnutzungsfestigkeit, Rissbeständigkeit, eine hohe chemische Inaktivität, eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, eine biologische Verträglichkeit mit den Geweben des lebendigen Organismus, ein Röntgenkontrast-Vermögen, eine nicht vorhandene Wechselwirkung mit den elektromagnetischen Feldern infolge der Ausbildung der Klingen aus dem Dielektrikum (welches solche Eigenschaften aufweist) gewährleistet ist.It is an object of the invention to develop an electrosurgical bipolar scissors, which ensures a predetermined guaranteed flow of coagulation regardless of the opening of the scissors. This is due to the structural design of the cutting and coagulation parts of the branches with a high sharpness of the blades combined with a small width of their cutting edge and a small thickness of the blades, with high strength, wear resistance, crack resistance, high chemical inactivity, a low thermal conductivity, a biocompatibility with the tissues of the living organism, an X-ray contrast ability, a non-existent interaction with the electromagnetic fields due to the formation of the blades from the dielectric (which has such properties) is guaranteed.

Bei der Entwicklung der Schere sind zahlreiche Untersuchungen verschiedener Materialien auf der Basis eines teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids (oder PTZ) durchgeführt. Diese Materialien sind bei unterschiedlichen Zustandsführungen einer gerichteten Kristallisation aus einer Zirkoniumdioxid-Schmelze mit einer stabilisierenden Komponente hergestellt. Das Verfahren ist in einem kalten Behälter ausgeführt. ( M. A. Borik, M. A. Vischnyakova, O. M. Zhigalina, A. B. Kulebyakin, S. V. Lavrishshev, E. E. Lomonosova, V. V. Osiko, Forschung der Mikro- und Nanogefüge der Kristalle des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids. Nanotechnologien von Russland, 2008, 3, Heft 11–12, S. 76–81 ; Yu. S. Kuzminov, E. E. Lomonosova, V. V. Osiko, Schwerflüssige Materialien aus Kalttiegel, Moskau, NAUKA, 2004; 2. Yu. S. Kuzminov, E. E. Lomonova and V. V. Osiko. Cubic zirconia and Skull Meeting, Cambridge, UK. 346 p. 2008 ; ( V. V. Osiko. Extra-strong wear-resistant materials based an nanostructured crystals of partially stabilized zirconium dioxide. Mendeleev Commun., 2009, 19, 117–122 )).In the development of the scissors numerous investigations of various materials on the basis of a partially stabilized zirconia (or PTZ) are performed. These materials are made with different state guides of directional crystallization from a zirconia melt with a stabilizing component. The process is carried out in a cold container. ( MA Borik, MA Vischnyakova, OM Zhigalina, AB Kulebyakin, SV Lavrishshev, EE Lomonosova, VV Osiko, research of the micro- and nano-structure of crystals of partially stabilized zirconia. Nanotechnologies of Russia, 2008, 3, 11-12, pp. 76-81 ; Yu. S. Kuzminov, EE Lomonosova, VV Osiko, Heavy-Duty Materials from Cold Crucibles, Moscow, NAUKA, 2004; 2. Yu. S. Kuzminov, EE Lomonova and VV Osiko. Cubic zirconia and Skull Meeting, Cambridge, UK. 346 p. 2008 ; ( VV Osiko. Extra-strong wear-resistant materials based on nanostructured crystals of partially stabilized zirconium dioxide. Mendeleev Commun., 2009, 19, 117-122 )).

Das einzigartige Nanodomäne-Gefüge des Monokristalls des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids ist hochplastisch und gewährleistet Kristalleigenschaften, die sich von den Eigenschaften einer Sinterkeramik mit ähnlicher Zusammensetzung dadurch unterscheiden:

– eine maximal hohe Dichte des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids für die genannte Zusammensetzung. Das ist auf eine Aufrechterhaltung der Kontinuität und eine vollständige Porenfreiheit zurückzuführen;
– eine hohe Festigkeit, die die Festigkeit von Sinterkeramik überschreitet;
– eine Rissbeständigkeit, welche die von Sinterkeramik und anderen Nichtmetallmaterialien überschreitet;
– hohe tribotechnische Eigenschaften mit sehr niedriger Reibungszahl und hoher Verschleißfestigkeit;
– eine Fähigkeit zur Aufrechterhaltung hoher mechanischer Eigenschaften innerhalb eines großen Temperaturbereichs von Minus 140 bis Plus 1400°C;
– eine chemische Inaktivität und eine biologische Verträglichkeit.

The unique nanodomain structure of the monocrystal of the partially stabilized zirconia is highly plastic and ensures crystal properties that differ from the properties of a sintered ceramic of similar composition:

A maximum density of the partially stabilized zirconia for said composition. This is due to maintaining continuity and complete freedom from pores;
A high strength exceeding the strength of sintered ceramics;
A crack resistance exceeding that of sintered ceramics and other non-metallic materials;
- high tribo-technical properties with very low coefficient of friction and high wear resistance;
An ability to maintain high mechanical properties over a wide temperature range from minus 140 to plus 1400 ° C;
- a chemical inactivity and a biocompatibility.

Während der Forschungen über ein teilweise stabilisiertes Zirkoniumdioxid (PSZ) ist festgestellt worden, dass das Gefüge des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids von der Zusammensetzung der Schmelze und insbesondere von der Art und der Konzentration der Stabilisationskomponenten der Festlösung, vom Temperaturverlauf während der Bildung und von der zusätzlichen Wärmebehandlung abhängig ist. Dabei ermöglicht die Züchtung von einem Kristallblock mit kleiner Geschwindigkeit, in der Anfangsstufe die Kristallanzahl im Block zu vermindern und die Abmessungen einzelner Kristalle zu vergrößern. Eine nachfolgende Steigerung der Wachstumsgeschwindigkeit verursacht das Erreichen von einer mehr homogenen phasenmäßigen Zusammensetzung im Umfang der Kristalle dank einer kürzeren Verweilzeit seiner einzelnen Teile in den verschiedenen Temperaturzonen beim Wachstum.During research on a partially stabilized zirconia (PSZ), it has been found that the microstructure of the partially stabilized zirconia depends on the composition of the melt, and in particular on the nature and concentration of the solid solution stabilizing components, on the temperature profile during formation and on the additional heat treatment is dependent. In this case, the cultivation of a small-speed crystal block makes it possible, in the initial stage, to reduce the number of crystals in the block and to increase the size of individual crystals. A subsequent increase in the growth rate causes the achievement of a more homogeneous phase composition in the periphery of the crystals thanks to a shorter residence time of its individual parts in the different temperature zones during growth.

Darüber hinaus haben die Erfinder die Auslegungsparameter der Schneide- und der Koagulationsteile der Schere untersucht. Diese Auslegungsparameter stellen eine garantierte Koagulation im vorgegebenen Gebiet des Operationsfeldes rings um die Schnittebene sicher.In addition, the inventors have studied the design parameters of the cutting and coagulation parts of the scissors. These design parameters ensure guaranteed coagulation in the predetermined area of the surgical field around the cutting plane.

Die gestellte Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The stated object of the invention is solved by the features of claim 1.

Die elektrochirurgische bipolare Schere weist zwei isolierte leitfähige Branchen auf. Die Branchen sind beweglich miteinander mittels eines elektrisch isolierten Gelenkes verbunden. Die Branchen sind an ihrem proximalen Ende mit einem Mittel zur Steuerung der Branchenbewegung sowie mit einem Stromanschluss versehen. Am distalen Ende hat jede der Branchen eine Verbundstruktur aus einem leitfähigen Teil und einem dielektrischen Teil. Sie ist mit einer Schneidekante versehen. Die Branche zeichnet sich dadurch aus, dass sie für Gewebeinzisionen mit Vorkoagulation im vorgegebenen Gebiet des Operationsfeldes rings um die Schnittebene angepasst ist und am distalen Ende der Branche Folgendes aufweist:

– einen dielektrischen Teil, der in Form von einer an der Innenseite des leitfähigen Teils angeordneten Lasche ausgebildet ist. Die Lasche ist an die im Voraus ausgebildete Kupferschicht angelötet. Die Lasche ist als eine Klinge ausgebildet, die über ihre gesamte Länge schräg zur Schnittebene mit einer Fase versehen ist. Die Fase stellt die Ausbildung einer von der Schnittebene abstehenden Schneidekante und einer Stumpfkante der Berührung der Schneidekanten der Branchenklingen miteinander in der Schnittebene sicher. Die Oberfläche der der Schnittebene zugewandten Klingenflanke ist von der Schnittebene abgelenkt;
– einen leitfähigen Teil, der mit einer Druckkante versehen ist. Die Druckkante dient zum Kontakt mit dem Biogewebe, um die Verletzung des Biogewebes zu vermeiden. Die Druckkante tritt in Bezug auf die genannte Schneidekante der Klinge um einen Abstand h vor. Dieser Abstand h stellt je nach dem Öffnungswinkel α der Distalenden der Branche eine vorgegebene Größe L einer Vorlaufkontakt-Zone der Druckkante mit dem Biogewebe bis zur Kontaktstelle der Schneidekante mit dem Biogewebe sicher. Dieser Abstand wird durch folgende Formel ermittelt: h = L·sin0,5α;

The electrosurgical bipolar scissors have two isolated conductive branches. The sectors are movably connected to each other by means of an electrically insulated joint. The sectors are provided at their proximal end with a means to control the industry movement and with a power connection. At the distal end, each of the branches has a composite structure of a conductive part and a dielectric part. It is provided with a cutting edge. The industry is characterized by being adapted for tissue incisions with pre-coagulation in the predetermined area of the surgical field around the incision plane and having at the distal end of the sector:

A dielectric part which is in the form of a tab arranged on the inside of the conductive part. The tab is soldered to the pre-formed copper layer. The tab is formed as a blade, which is provided over its entire length obliquely to the cutting plane with a chamfer. The chamfer ensures the formation of a cutting edge projecting from the cutting plane and a stump edge of the contact of the cutting edges of the industry blades with each other in the cutting plane. The surface of the blade plane facing the cutting plane is deflected from the cutting plane;
- A conductive part, which is provided with a pressure edge. The pressure edge is used for contact with the biological tissue in order to avoid the injury of the biological tissue. The pressure edge occurs with respect to said cutting edge of the blade by a distance h. This distance h, depending on the opening angle α of the distal ends of the industry, a predetermined size L one Lead contact zone of the pressure edge with the bio tissue up to the point of contact of the cutting edge with the bio tissue. This distance is determined by the following formula: h = L · sin0.5α;

Dabei:

– sind die genannten Laschen aus einem Teil eines Monokristalls eines teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids hergestellt. Der Monokristall ist mittels gerichteter Kristallisation der Zirkoniumdioxid-Schmelze mit einer stabilisierenden Komponente Yttriumoxid in der Menge von 2,8–3,7 Mol.-% hergestellt. Der Monokristall weist ein untereinander ausgerichtetes Zwillingsgefüge mit dem Winkel von 45° zur Ebene der Verzwilligung auf. Die Zwillingsgefüge sind mittels Kristallen einer Tetragonalphase mit Tetragonalitätsgraden von 1.005–1.007 und 1.014–1.035 ausgebildet. Die Tetragonalitätsachsen der Zwillingsgefüge sind zueinander unter einem Winkel von 85–90° ausgerichtet und nicht kollinear;
– die genannten Schneidekanten der genannten Klingen sind entlang einer der kristallographischen Achsen <100> des Monokristallgitters ausgerichtet. Die Klingen weisen tetragonale Phasenhomogenität wenigstens im Bereich der Schneidekante auf.

Here:

- The said tabs are made of a part of a monocrystal of a partially stabilized zirconia. The monocrystal is made by directionally crystallizing the zirconia melt with a stabilizing component of yttria in the amount of 2.8-3.7 mol%. The monocrystal has an aligned twin structure with the angle of 45 ° to the plane of the twinning. The twin structures are formed by crystals of a tetragonal phase with tetragonal degrees of 1.005-1.007 and 1.014-1.035. The tetragonal axes of the twin structures are oriented at an angle of 85-90 ° to each other and not collinear;
- said cutting edges of said blades are aligned along one of the crystallographic axes <100> of the monocrystal grating. The blades have tetragonal phase homogeneity at least in the region of the cutting edge.

Dabei können die Schneidekanten gemäß der Erfindung geradlinig ausgebildet sein.In this case, the cutting edges can be formed in a straight line according to the invention.

Dabei ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, dass die genannten Laschen aus einem Stück von einem Monokristall des genannten Zirkoniumdioxids hergestellt sind, der mittels Oxiden von Seltenerdmetallen stabilisiert ist. Dazu zählen Elemente von Zer bis Lutetium mit Anteilen von 0,1–5,0 Mol.-%.It is expedient according to an embodiment of the invention that said tabs are made in one piece by a monocrystal of said zirconia, which is stabilized by means of oxides of rare earth metals. These include elements from zer to lutetium with proportions of 0.1-5.0 mol%.

Dabei können die Laschen nach einer weiteren Ausgestaltung aus einem Stück von einem Monokristall des genannten Zirkoniumdioxids hergestellt sein, der aus einer Schmelze mit Beimischungen hergestellt ist, welche einen Färbungskontrast der Klinge im Hintergrund des Operationsfeldes sicherstellen.In this case, the tabs can be made according to a further embodiment of a single piece of a monocrystal of said zirconia, which is made of a melt with admixtures, which ensure a contrasting contrast of the blade in the background of the surgical field.

Dabei können die genannten Laschen auch aus einem Stück von einem Monokristall des genannten Zirkoniumdioxids hergestellt sein, der mittels einer gerichteten Kristallisation der Schmelze unter ihrer Bewegung in einem HF-Induktionsfeld hergestellt ist. Die Bewegung erfolgt entlang einer senkrechten Wachstumsachse mit einer Geschwindigkeit von 2–4 mm/St. im Laufe von 8–15 Stunden und danach mit einer Geschwindigkeit von 8–15 mm/St. im Laufe von 10–15 Stunden. Danach erfolgt das Glühen des Monokristalls, um eine tetragonale Phasenhomogenität in seinem Umfang sicherzustellen.The tabs mentioned can also be produced in one piece from a monocrystal of said zirconium dioxide, which is produced by means of a directed crystallization of the melt during its movement in an HF induction field. The movement takes place along a vertical growth axis at a speed of 2-4 mm / h. within 8-15 hours and then at a speed of 8-15 mm / h. in the course of 10-15 hours. Thereafter, the annealing of the monocrystal is carried out to ensure a tetragonal phase homogeneity in its circumference.

Dabei kann die tetragonale Phasenhomogenität im Umfang des Monokristalls mittels Glühens des Monokristalls in Luft bei einer Temperatur von 1250–1400°C im Laufe von 10–100 Stunden sichergestellt sein.In this case, the tetragonal phase homogeneity in the periphery of the monocrystal can be ensured by annealing the monocrystal in air at a temperature of 1250-1400 ° C for 10-100 hours.

Darüber hinaus können die tetragonale Phasenhomogenität im Umfang des Monokristalls und die Kontrastfärbung des Monokristalls durch ein Glühen des Monokristalls bei einer Temperatur von 2000–2200°C in verdünnter Luft bei einem Druck ab 10^–2–10^–4 mm Hg im Laufe von 2–10 Stunden sichergestellt sein.In addition, the tetragonal phase homogeneity in the monocrystal range and the contrast coloration of the monocrystal can be achieved by annealing the monocrystal at a temperature of 2000-2200 ° C in dilute air at a pressure of 10 ^-2 -10 ^-4 mm Hg over 2- Be ensured 10 hours.

Dabei kann die genannte tetragonale Phasen-Homogenität des Laschenmaterials zusätzlich durch ein Vor-Reduktionsglühen der Klingen wenigstens im Bereich der Schneidekante und bis zum Einsatz der Klinge im leitfähigen Teil der Branchen sichergestellt sein.The said tetragonal phase homogeneity of the tab material can additionally be ensured by pre-reduction annealing of the blades at least in the area of the cutting edge and until the blade is inserted in the conductive part of the branches.

Dabei können die fertigen Laschen dem Glühen in Luft ausgesetzt sein. Dafür sind sie innerhalb von 2–5 Stunden bei einer Temperatur von 1200–1350°C mit einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 6–10°C/Min. und mit einer Temperaturabnahmegeschwindigkeit von 6–8°C/Min. gehalten.The finished tabs may be exposed to annealing in air. For this they are within 2-5 hours at a temperature of 1200-1350 ° C with a temperature increase rate of 6-10 ° C / min. and with a temperature decrease rate of 6-8 ° C / min. held.

Dabei ist es zweckmäßig, dass der Abstand der Schneidekante zur Schnittebene 0,5–10 μm beträgt. Die Breite der Schneidekanten kann 0,2–0,5 μm betragen. Die Schneidekanten können über ihre gesamte Länge mit einer Fase schräg (1–20 Grad) zur Schnittebene versehen sein. Die der Schnittebene zugewandte Oberfläche der Laschen kann um 1–2 Grad von der Schnittebene abweichen.It is expedient that the distance of the cutting edge to the cutting plane is 0.5-10 microns. The width of the cutting edges can be 0.2-0.5 microns. The cutting edges can be provided over their entire length with a bevel at an angle (1-20 degrees) to the cutting plane. The surface of the tabs facing the cutting plane may deviate by 1-2 degrees from the cutting plane.

Dabei kann die Größe L des in der Zone des Vorlaufkontakts der Druckkante 1–5 mm und die Laschenstärke 0,1–2,0 mm betragen.In this case, the size L in the zone of the flow contact of the pressure edge can be 1-5 mm and the tab thickness 0.1-2.0 mm.

Dabei ist das Mittel zur Steuerung der Branchenbewegung in Form von für die Finger angepassten Ringen ausgebildet.In this case, the means for controlling the industry movement in the form of adapted for the fingers rings is formed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown schematically in the drawings. Show it:

1 eine elektrochirurgische bipolare Schere mit Vorkoagulation, 1 an electrosurgical bipolar scissors with pre-coagulation,

2 die Ansicht der Innenfläche der Branche, die der Schnittebene zugewandt ist, 2 the view of the inner surface of the industry, which faces the cutting plane,

3a, b die elektronenmikroskopische Abbildung des Gefüges des Monokristallmusters des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids und die Ausrichtung der Musterstückebene (100), 3a , b is the electron micrograph of the structure of the monocrystal pattern of the partially stabilized zirconia and the orientation of the pattern plane ( 100 )

4 das Schema der Koagulation und der Gewebeinzisionen und 4 the scheme of coagulation and tissue incisions and

5 die elektrochirurgische bipolare Schere mit Vorkoagulation und der Ausbildungsform mit aufgelöteten Laschen in Form von Klingen. 5 the electrosurgical bipolar scissors with pre-coagulation and the form with soldered tabs in the form of blades.

Die 1 zeigt eine Ausbildungsform der elektrochirurgischen bipolaren Schere gemäß der Erfindung.The 1 shows an embodiment of the electrosurgical bipolar scissors according to the invention.

Die elektrochirurgische bipolare Schere ist für Gewebeinzisionen mit Vorkoagulation angepasst. Diese Schere enthält zwei isolierte leitfähige Branchen 1 und 2. Die Branchen 1, 2 sind beweglich miteinander mittels eines elektrisch isolierten Gelenkes 3 verbunden. Die Branchen 1, 2 haben an ihrem proximalen Ende 4 ein Mittel zur Steuerung der Bewegung der Branchen 1, 2 und einen Anschluss 6. Als Mittel zur Steuerung der Branchenbewegung 1, 2 können z. B. Ringe 5 zur Aufnahme der Finger des Chirurgen dienen. Der Anschluss 6 dient der Stromversorgung. Jede der Branschen 1, 2 hat an ihrem distalen Ende 7 einen dielektrischen Teil 8 und einen leitfähigen Teil 9.The electrosurgical bipolar scissors are adapted for tissue incisions with pre-coagulation. This shear contains two isolated conductive branches 1 and 2 , The industries 1 . 2 are movable together by means of an electrically insulated joint 3 connected. The industries 1 . 2 have at their proximal end 4 a means of controlling the movement of the branches 1 . 2 and a connection 6 , As a means to control the industry movement 1 . 2 can z. Eg rings 5 to accommodate the surgeon's fingers. The connection 6 serves the power supply. Each of the Branches 1 . 2 has at its distal end 7 a dielectric part 8th and a conductive part 9 ,

Der dielektrische Teil 8 ist in Form einer Lasche 10 ausgebildet, welche an der Innenseite des leitfähigen Teils 9 angeordnet ist. Die Lasche 10 ist auf die im Voraus vorbereitete Kupferschicht 9a angelötet. Die Kupferschicht 9a ist auf der Oberfläche des leitfähigen Teils 9 ausgebildet. Die Lasche 10 hat die Form einer einseitigen Klinge 11, die über ihre gesamte Länge mit einer Fase 13 schräg (Winkel β von z. B. 1–2 Grad) zur Schnittebene 12 versehen ist. Die Fase 13 dient zur Ausbildung einer Schneidekante 14, deren Abstand zur Schnittebene 12 z. B. ö = 0,5–10 μm beträgt. Die Fase 13 dient auch zur Ausbildung einer Stumpfkante 15 bei der Berührung der Schneidekanten 14 der Klingen der Branchen miteinander in der Schnittebene 12. Eine Oberfläche 16 der der Schnittebene 12 zugewandten Klingenflanke weicht von der Schnittebene 12 um einen Winkel γ z. B. 1–2 Grad ab. Das Vorhandensein der Kupferschicht 9a trägt zum Abgleich der Temperaturbeanspruchungen bei, welche der leitfähige Metallteil auf das Dielektrikum des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids ausübt.The dielectric part 8th is in the form of a tab 10 formed on the inside of the conductive part 9 is arranged. The tab 10 is due to the prepared copper layer in advance 9a soldered. The copper layer 9a is on the surface of the conductive part 9 educated. The tab 10 has the shape of a one-sided blade 11 running their entire length with a chamfer 13 oblique (angle β of eg 1-2 degrees) to the cutting plane 12 is provided. The chamfer 13 serves to form a cutting edge 14 whose distance to the cutting plane 12 z. B. ö = 0.5-10 microns. The chamfer 13 also serves to form a butt edge 15 at the touch of the cutting edges 14 the blades of the branches together in the cutting plane 12 , A surface 16 the section plane 12 facing blade edge deviates from the cutting plane 12 by an angle γ z. B. 1-2 degrees. The presence of the copper layer 9a contributes to the balancing of the temperature stresses that the conductive metal part exerts on the dielectric of the partially stabilized zirconia.

Die Laschen können unterschiedliche Gestaltung je nach Ausführung der distalen Teile der Branche aufweisen.The tabs may have different designs depending on the design of the distal parts of the industry.

Der leitfähige Teil 9 ist mit einer Druckkante 17 versehen, die für den Kontakt mit dem Biogewebe 18 dient. Dieser Kontakt schließt eine Verletzung des Biogewebes 18 aus. Die Druckkante 17 ragt über die Schneidekante 14 der Klinge 11 um den Abstand h vor. Dieser Abstand h stellt je nach dem Öffnungswinkel α der distalen Enden 7 der Branchen 1, 2 eine vorgegebene Größe L des Bereichs des Vorlaufkontakts der Druckkante 17 mit dem Biogewebe 18 bis zum Kontakt einer Stelle auf der Schneidekante 14 mit dem Biogewebe 18 sicher. Dieser Abstand h wird durch folgende Formel ermittelt: h = L·sin0,5α. Die Größe L ist in dem Bereich von 1–5 mm gewählt.The conductive part 9 is with a print edge 17 provided for contact with the biologic tissue 18 serves. This contact includes a violation of the bio-tissue 18 out. The pressure edge 17 protrudes over the cutting edge 14 the blade 11 by the distance h in front. This distance h is depending on the opening angle α of the distal ends 7 the branches 1 . 2 a predetermined size L of the area of the leading edge of the pressure edge 17 with the bio-tissue 18 until the contact of a point on the cutting edge 14 with the bio-tissue 18 for sure. This distance h is determined by the following formula: h = L · sin0.5α. The size L is selected in the range of 1-5 mm.

Dabei können die Schneidekanten 14 der Klinge 11 geradlinig oder krummlinig je nach der gewählten Branchengestaltung ausgebildet sein. Der Krümmungshalbmesser der Schneidekante 14 kann 0,2–0,5 μm betragen.The cutting edges can 14 the blade 11 be formed straight or curvilinear depending on the chosen industry design. The radius of curvature of the cutting edge 14 may be 0.2-0.5 microns.

Da die Querabmessung L des Koagulationsbereichs von der Stärke des dielektrischen Teils abhängig ist, kann die Stärke der Klingen 11 sowohl gleich als auch variabel entlang der Kante sein und z. B. 0,1–2,0 mm betragen.Since the transverse dimension L of the coagulation region is dependent on the thickness of the dielectric part, the thickness of the blades can be 11 be both equal and variable along the edge and z. B. 0.1-2.0 mm.

Die Laschen 10 werden aus einem Stück von einem Monokristall eines teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids hergestellt. Der Monokristall wird mittels gerichteter Kristallisation der Zirkoniumdioxid-Schmelze mit Yttriumoxid als stabilisierende Komponente mit einem Anteil von 2,8–3,7 Mol.-% hergestellt. Der Monokristall enthält die untereinander ausgerichteten Zwillingsgefüge mit einem Winkel von 45° zur Ebene der Verzwilligung. Die Zwillingsgefüge sind mittels Kristallen der Tetragonalphase mit Tetragonalitätsgraden von 1.005–1.007 und 1.014–1.035 ausgebildet. Die Tetragonalitätsachsen der Zwillingsgefüge sind zueinander unter einem Winkel von 85–90° ausgerichtet und nicht kollinear.The tabs 10 are made in one piece from a monocrystal of partially stabilized zirconia. The monocrystal is prepared by directional crystallization of the zirconia melt with yttria as a stabilizing component in a proportion of 2.8-3.7 mol%. The monocrystal contains the mutually aligned twin structures at an angle of 45 ° to the plane of the twinning. The twin structures are formed by crystals of the tetragonal phase with tetragonal degrees of 1.005-1.007 and 1.014-1.035. The tetragonal axes of the twin structures are oriented at an angle of 85-90 ° to each other and not collinear.

Die 3a und 3b zeigen die elektronenmikroskopische Abbildung des Gefüges des Monokristallmusters des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids mit einer Zusammensetzung von ZrO₂ + 3,2 Mol.-% Y₂O₃ und die Ausrichtung der Musterstückebene (100). Aus der 3a ist ersichtlich, dass die meisten Domänen eine verlängerte Form aufweisen. Die primären Zwillingsplatten verzwilligen sich ihrerseits und bilden somit ein parkettartiges Gefüge aus Zwillingsdomänen. Die Spuren der sekundären Verzwilligungsebene liegen in einem Winkel von 45° zur Spur der Ebene der Primärverzwilligung. In der 3b ist das Ergebnis der elektronenmikroskopischen Untersuchung des Kristallmustergefüges bei einer hohen Auflösung abgebildet: Dieses Ergebnis zeigt das Vorhandensein von ca. 10 nm breiten Mikrozwillingen.The 3a and 3b show the electron micrograph of the structure of the monocrystal pattern of the partially stabilized zirconia having a composition of ZrO ₂ + 3.2 mol% Y ₂ O ₃ and the orientation of the pattern plane (FIG. 100 ). From the 3a It can be seen that most domains have a prolonged shape. The primary twin plates, in turn, become self-conscious and thus form a parquet-like structure of twin domains. The tracks of the secondary level of twinning lie at an angle of 45 ° to the track of the level of primary twinning. In the 3b the result of the electron microscopic examination of the crystal pattern structure is shown at a high resolution: This result shows the presence of approximately 10 nm wide micro-twins.

Die Monokristalle sind mittels gerichteter Kristallisation der Zirkoniumdioxid-Schmelze mit einer stabilisierenden Komponente hergestellt. Als stabilisierende Komponente Ist Yttriumoxid mit Anteilen von 2,8–3,7 Mol.-% oder Oxide eines Seltenerdmetalles von Zer bis Lutetium mit einem Anteil von 0,1–5,0 Mol.-% verwendet. Die Schmelze kann auch durch Beimischungen ergänzt sein, welche einen Färbungskontrast der Klingen im Hintergrund des Operationsfeldes sicherstellen. Mögliche Farben sind z. B.: milchweiß, rosig, lila, gelb, rot, orange, hellblau, grünlichgelb, violett, elfenbeinfarbig, nassasphaltgrau oder schwarz.The monocrystals are made by directional crystallization of the zirconia melt with a stabilizing component. As the stabilizing component, yttria having contents of 2.8-3.7 mol% or oxides of a rare earth element of cerium to lutetium is used in a proportion of 0.1-5.0 mol%. The melt can also be supplemented by admixtures, which Ensure a staining contrast of the blades in the background of the surgical field. Possible colors are z. Milk white, rosy, purple, yellow, red, orange, light blue, greenish yellow, violet, ivory, wet asphalt gray or black.

Die Kristallisation erfolgt in einem Behälter, auf dessen Boden eine wärmedämmende Schicht der Ausgangsstoffe angeordnet ist. Die Ausgangsmaterialien sind im Umfang des Behälters als konzentrische Schichten gelegt. In der Mitte befindet sich das metallene Zirkonium, um das Anfangsschmelzen sicherzustellen. Das Abschmelzen der nachfolgenden Schichten wird durch das Schmelzen von Zirkonium ausgelöst. Dies erfolgt in einem HF-Induktionsfeld bei gleichzeitiger Abkühlung der Behälterwände und des Behälterbodens. Die resultierende Schmelze wird 3–4 Stunden lang gehalten. Danach wird eine gerichtete Kristallisation der Schmelze vorgenommen. Dafür wird die Schmelze in einem HF-Induktionsfeld abwärts entlang der senkrechten Wachstumsachse des Kristallblocks bewegt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 2–4 mm/St. im Laufe von 8–15 Stunden und danach mit einer Geschwindigkeit von 8–15 mm/St. im Laufe von 10–15 Stunden.The crystallization takes place in a container, on the bottom of which a heat-insulating layer of the starting materials is arranged. The starting materials are placed in the periphery of the container as concentric layers. In the middle is the metal zirconium to ensure the initial melting. The melting of the subsequent layers is triggered by the melting of zirconium. This is done in an RF induction field with simultaneous cooling of the container walls and the container bottom. The resulting melt is held for 3-4 hours. Thereafter, a directed crystallization of the melt is carried out. For this purpose, the melt is moved downwards along the vertical growth axis of the crystal block in an HF induction field, at a rate of 2-4 mm / h. within 8-15 hours and then at a speed of 8-15 mm / h. in the course of 10-15 hours.

Danach wird ein Glühen des Monokristalls vorgenommen, um eine Phasenhomogenität in seinem Umfang und auf der Oberfläche sicherzustellen. Dabei kann das Glühen in Luft bei einer Temperatur von 1250–1400°C im Laufe von 10–100 Stunden oder bei einer Temperatur von 2000–2200°C in verdünnter Luft bei einem Druck ab 10^–2–10^–4 mm Hg im Laufe von 2–10 Stunden erfolgen (im zweiten Fall wechselt der Monokristall seine Farbe).Thereafter, the monocrystal is annealed to ensure phase homogeneity in its perimeter and on the surface. The annealing in air at a temperature of 1250-1400 ° C in the course of 10-100 hours or at a temperature of 2000-2200 ° C in diluted air at a pressure from 10 ^-2 -10 ^-4 mm Hg in the course 2-10 hours (in the second case, the monocrystal changes its color).

Das hergestellte Material weist bei einer Domänengröße von unter 0,2 μm ein Monoblock-Oberflächengefüge und eine tetragonale Phasen-Homogenität im Umfang auf. Seine Mikrohärte beträgt 15,08 GPa, die Biegefestigkeit 800–1200 MPa und die Bruchzähigkeit 10 MPa·M^0,5. Das Material ist ein porenfreies, rissbeständiges und abnutzungsfestes Dielektrikum.The produced material has a monoblock surface texture and a tetragonal phase homogeneity at a domain size of less than 0.2 μm. Its microhardness is 15.08 GPa, flexural strength 800-1200 MPa and fracture toughness 10 MPa · M ^0.5 . The material is a pore-free, crack-resistant and wear-resistant dielectric.

Der Fertigungsvorgang der Laschen 10 in Form von Klingen 11 aus Monokristall des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids umfasst einige Schritte:

1. Ausrichtung des Monokristalls gemäß den kristallographischen Achsen <100> des Gitters
2. Schneiden des Monokristalls in Platten in vorgegebenen Größen. Dabei ist die Anordnung des vermutlichen Gebiets der Schneidekante 14 der Lasche 10 im Stück des Monokristalls ausgerichtet entlang einer der kristallographischen Achsen <100> des Monokristallgitters sichergestellt.
3. Die mechanische Bearbeitung umfasst eine Maßbearbeitung, Schleifen, Bohren und einen Anschliff. Die Bohrung dient zur Anordnung von einem Gelenk. Der Anschliff ermöglicht die Herstellung von Klingen mit oben beschriebener Gestaltung. Dabei kann die Klinge 11 entlang der Schneidekante 14 eine konstante oder variable Stärke haben. Die Schneidekante 14 kann geradlinig oder krummlinig sein und verschiedene Anschliffwinkel haben. Der Krümmungshalbmesser der Schneidekante 14 kann 0,2–0,5 μm betragen. Die Untersuchungen der Oberflächenabschnitte der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Klingen 11 haben gezeigt, dass es im Hintergrund der Hauptausrichtung [001] Abschnitte mit einer Normalen [110] auf der Oberfläche der Klinge 11 gibt. Das zeugt von der vorliegenden Blockbildung auf der Oberfläche des Musters. Der Winkel der Fehlorientierung bei Nachbarblöcken beträgt 90°.
4. Das Glühen der fertigen Klinge 11 erfolgt, um die Rissbeständigkeit der Schneidekante 15 zu erhöhen. Das ist dadurch erreicht, dass die während der mechanischen Bearbeitung entstandene monokline Phase auf der Klingenoberfläche beseitigt und die tetragonale Phasenhomogenität mindestens im Bereich der Schneidekante 14 wiederhergestellt wird.

The manufacturing process of the tabs 10 in the form of blades 11 Monocrystal of the partially stabilized zirconia comprises several steps:

1. Alignment of the monocrystal according to the crystallographic axes <100> of the lattice
2. Cutting the monocrystal in plates in predetermined sizes. Here is the arrangement of the probable area of the cutting edge 14 the tab 10 in the piece of monocrystal aligned along one of the crystallographic axes <100> of the monocrystal lattice ensured.
3. Mechanical processing includes custom machining, grinding, drilling and bevelling. The bore is used for the arrangement of a joint. The bevel allows the production of blades with the above-described design. This can be the blade 11 along the cutting edge 14 have a constant or variable strength. The cutting edge 14 can be straight or curvilinear and have different bevel angles. The radius of curvature of the cutting edge 14 may be 0.2-0.5 microns. The investigations of the surface sections of the blades produced by the method described above 11 have shown that in the background the main alignment [001] sections with a normal [110] on the surface of the blade 11 gives. This testifies to the present blocking on the surface of the pattern. The angle of misorientation in neighboring blocks is 90 °.
4. The glow of the finished blade 11 takes place to the crack resistance of the cutting edge 15 to increase. This is achieved by eliminating the monoclinic phase created on the blade surface during mechanical processing and the tetragonal phase homogeneity at least in the area of the cutting edge 14 is restored.

Die Klingen 11 wurden dem Glühen in Luft ausgesetzt. Dafür sind sie innerhalb von 2–5 Stunden bei einer Temperatur von 1200–1350°C mit einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 6–10°C/Min. und mit einer Temperaturabnahmegeschwindigkeit von 6–8°C/Min. gehalten.The blades 11 were exposed to the annealing in air. For this they are within 2-5 hours at a temperature of 1200-1350 ° C with a temperature increase rate of 6-10 ° C / min. and with a temperature decrease rate of 6-8 ° C / min. held.

Die Oberflächengüte der Klingen 11 ist nach dem Glühen in der Elektronenmikroskopie unter Einsatz der Diffraktion der rückgestrahlten Elektronen (EBSD) geprüft. Nach dem Glühen wies die Oberfläche der Klingen 11 komplett ein Monoblock-Gefüge der Tetragonalphase auf.The surface quality of the blades 11 is examined after annealing in electron microscopy using the diffraction of the backscattered electrons (EBSD). After annealing, the surface of the blades pointed 11 completely a monobloc structure of the tetragonal phase.

Somit ermöglicht die Wärmebehandlung der aus den Monokristallen des teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids hergestellten Klingen, bei dem genannten Temperaturverlauf eine Oberfläche zu bekommen, welche eine hohe Gefüge- und Phasenhomogenität der Oberflächen bei den Schneidekanten aufweist. Die genannte Glüharbeit ergibt eine Erhöhung der Rissbeständigkeit der Schneidekante 14 und benachteiligt Ihre Schärfe nicht.Thus, the heat treatment of the blades produced from the monocrystals of the partially stabilized zirconium dioxide makes it possible to obtain a surface at said temperature profile which has a high structural and phase homogeneity of the surfaces at the cutting edges. The mentioned annealing results in an increase in the crack resistance of the cutting edge 14 and does not disadvantage your sharpness.

Infolge der fehlenden Mikroporosität sind die Antihafteigenschaften der Klingen 11 aus dem teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxid höher als die von Keramik. Die Antihafteigenschaften bestimmen die Dauer der Vorsterilisationsreinigung z. B. mittels Behandlung im Ultraschallbad. Die Verwendung der wärmebehandelten Klingen 11 vermindert die Dauer der Vorsterilisationsreinigung um das 3–5-fache im Vergleich zu Keramikmaterialien mit einer Korngröße von 1–5 μm. Je nach der vorgegebenen Größe des Koagulationsbereichs L kann ein garantiertes Maß des Überstands der Druckkanten 15 über den Klingen 11 abhängig vom Öffnungswinkel der Schere sichergestellt werden.Due to the lack of microporosity, the non-stick properties of the blades are 11 of the partially stabilized zirconia higher than that of ceramics. The non-stick properties determine the duration of the pre-sterilization z. B. by treatment in an ultrasonic bath. The use of heat treated blades 11 reduces the duration of pre-sterilization cleaning by 3-5 times compared to ceramic materials with a grain size from 1-5 μm. Depending on the predetermined size of the coagulation region L, a guaranteed measure of the protrusion of the printed edges 15 over the blades 11 be ensured depending on the opening angle of the scissors.

Die Funktionsweise der elektrochirurgischen bipolaren Schere nach der Erfindung ist wie folgt.The operation of the electrosurgical bipolar scissors according to the invention is as follows.

Der Strom ist an die leitfähigen Teile 9 der als Elektroden wirkenden Branchen 1, 2 angelegt. Der durch das Biogewebe 18 über die kürzeste Strecke zwischen den Druckkanten 17 fließende HF-Strom löst eine Koagulation der Biogewebe aus. Wenn die distalen Enden 7 der Klingen 11 einander entgegenkommen, erfolgt eine mechanische Durchtrennung des Biogewebes 18 mittels der Schneidekanten 14 der Klingen 11. Die Klingen 11 kommen in Kontakt miteinander nur an der Berührungsstelle der Stumpfkanten 15. Dabei sind die Vorgänge der Inzision und der Koagulation des biologischen Gewebes in Zeit und Raum voneinander getrennt. Die der Phase der mechanischen Diszision vorlaufende Koagulationsphase stellt ein Fehlen der Blutungen (optimale Blutstillung) während der chirurgischen Diszision der biologischen Gewebe sicher. Die Klingen 11 berühren einander nicht über die gesamte Seitenfläche der Klinge 11, sondern nur an einer Stelle der Stumpfkante 15. Dadurch ist die Abnutzungsfestigkeit des Klingenmaterials erhöht.The electricity is to the conductive parts 9 the sectors acting as electrodes 1 . 2 created. The through the biological tissue 18 over the shortest distance between the printed edges 17 flowing HF current triggers coagulation of biologic tissue. When the distal ends 7 the blades 11 To accommodate each other, there is a mechanical separation of the biological tissue 18 by means of the cutting edges 14 the blades 11 , The blades 11 come into contact with each other only at the point of contact of the butt edges 15 , The processes of incision and coagulation of biological tissue are separated in time and space. The coagulation phase preceding the mechanical dissection ensures a lack of bleeding (optimal hemostasis) during surgical dissection of the biological tissues. The blades 11 do not touch each other over the entire side surface of the blade 11 but only at one point of the stump edge 15 , As a result, the wear resistance of the blade material is increased.

Somit ist eine hohe Qualität der elektrochirurgischen bipolaren Schere durch die einzigartigen Eigenschaften der Klingen 11 und ihre Ausgestaltungslösungen der Schneide- und der Koagulationsteile sichergestellt. Die Klingen 11 sind nach der oben beschriebenen Technologie aus einem Stück eines Monokristalles eines teilweise stabilisierten Zirkoniumdioxids gefertigt. Diese Faktoren ermöglichen es, hohe Leistungsmerkmale und neue Möglichkeiten einer zuverlässigen und benutzerfreundlichen elektrochirurgischen bipolaren Schere zu erreichen, einschließlich der Inzision von Biogewebe mit Vorkoagulation im vorgegebenen Gebiet des Operationsfeldes rings um die Schnittebene. Die Klingen 11 und die Instrumente gemäß der Erfindung können unter Inanspruchnahme der bekannten und oben beschriebenen Technologien ausgebildet sein.Thus, a high quality of electrosurgical bipolar scissors is due to the unique characteristics of the blades 11 and ensure their design solutions of the cutting and coagulation parts. The blades 11 are made of one piece of monocrystal of partially stabilized zirconia according to the technology described above. These factors make it possible to achieve high performance and new possibilities for reliable and user-friendly electrosurgical bipolar scissors, including the incision of biologic tissue with pre-coagulation in the predetermined area of the surgical field around the incision plane. The blades 11 and the instruments according to the invention may be designed using the known and above-described technologies.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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VV Osiko. Extra-strong wear-resistant materials based on nanostructured crystals of partially stabilized zirconium dioxide. Mendeleev Commun., 2009, 19, 117-122 [0021]

Claims

Electrosurgical bipolar scissors for tissue incisions and pre-coagulation with two isolated conductive branches ( 1 . 2 ), whereby the branches ( 1 . 2 ) by means of an electrically isolated joint ( 3 ), the sectors ( 1 . 2 ) at their proximal ends ( 4 ) with means to control the movement of industries ( 1 . 2 ) and with a connection ( 6 ) and each of the sectors ( 1 . 2 ) at its distal end ( 7 ) a composite structure of a conductive part ( 9 ) and a dielectric part ( 8th ) and with a cutting edge ( 14 ), characterized in that the scissors for tissue incisions with pre-coagulation in a predetermined area of an operating field around the cutting plane ( 12 ) is adapted to be at the distal end ( 7 ) of each industry ( 1 . 2 ) Comprises: - a dielectric part ( 8th ), in the form of one on the inside of the conductive part ( 4 ) arranged tab ( 10 ) is formed, wherein the tab ( 10 ) to a pre-formed copper layer ( 9a ) and as a blade ( 11 ), wherein the blade ( 11 ) over its entire length at an angle to the cutting plane ( 12 ) with a chamfer ( 13 ), the chamfer ( 13 ) an education one of the cutting plane ( 12 ) projecting cutting edge ( 14 ) and a butt edge ( 15 ) for contacting the cutting edges ( 14 ) of the blades ( 11 ) of the industries ( 1 . 2 ) with each other in the cutting plane ( 12 ) and the surface of the cutting plane ( 12 ) facing edge of the blade ( 11 ) from the cutting plane ( 12 ), and - a conductive part ( 9 ), which with a pressure edge ( 17 ) which is in contact with the biological tissue ( 18 ) is used to prevent damage to the biological tissue ( 18 ), the pressure edge ( 17 ) with respect to said cutting edge ( 14 ) of the blade ( 11 ) protrudes by a distance (h), this distance (h) depending on the opening angle α of the distal ends ( 7 ) of the industry ( 1 . 2 ) a predetermined size (L) of a flow contact zone of the pressure edge ( 17 ) with the bio-tissue ( 18 ) to the contact point of the cutting edge ( 14 ) with the bio-tissue ( 18 ) and wherein said distance (h) is given by the formula: h = L · sin0.5α; that said tabs ( 10 ) are made of a part of a monocrystal of a partially stabilized zirconia, that the monocrystal is prepared by direct crystallization of a zirconia melt with yttria as a stabilizing component in a proportion of 2.8-3.7 mol%, that the monocrystal with each other aligned twin structure with an angle of 45 ° to the plane of the twinning shows that the twin structures are formed by crystals of a tetragonal phase with a tetragonality straight line of 1.005-1.007 and 1.014-1.035, that align the tetragonal axes of the twin structures at an angle of 85-90 ° are that the mentioned cutting edges ( 14 ) of the blades ( 11 ) are formed along one of the crystallographic axes <100> of the monocrystal lattice and that the blades ( 11 ) tetragonal phase homogeneity at least in the region of the cutting edge ( 14 ) exhibit.

Scissors according to claim 1, characterized in that the cutting edges ( 14 ) of the blades ( 11 ) are formed in a straight line.

Scissors according to claim 1, characterized in that said blades ( 11 ) are made of one piece of a monocrystal of a zirconia stabilized by oxides of rare earth metal Zer to lutetium in a proportion of 0.1-5.0 mol%.

Scissors according to claim 1, characterized in that said blades ( 11 ) are made of one piece of a monocrystal of said zirconia, wherein the monocrystal is made of a melt with admixtures which provide a dyeing contrast of the blade ( 11 ) in the background of the surgical field.

Scissors according to claim 1, characterized in that said blades ( 11 ) are made of one piece of a monocrystal of the partially stabilized zirconia, wherein the monocrystal piece is made by directional crystallization of the melt under its movement in an RF induction field and the movement along the vertical growth axis at a rate of 2-4 mm / h. within 8-15 hours and then at a speed of 8-15 mm / h. in the course of 10-15 hours and thereafter the monocrystal is annealed to ensure the tetragonal phase homogeneity in its circumference.

Scissors according to claim 1, characterized in that the tetragonal phase homogeneity in the periphery of the monocrystal is ensured by annealing the monocrystal in air at a temperature of 1250-1400 ° C over a period of 10-100 hours.

Scissors according to claim 1, characterized in that the tetragonal phase homogeneity in the periphery of the monocrystal and the contrast coloring of the monocrystal by the annealing of the monocrystal at a temperature of 2000-2200 ° C in diluted Air at a pressure of 10 ^-2 -10 ^-4 mm Hg over 2-10 hours are ensured.

Scissors according to claim 1, characterized in that said tetragonal phase homogeneity of the blade material is achieved by pre-reduction annealing of the blades ( 11 ) at least in the region of the cutting edge ( 14 ) and until the blade ( 11 ) in the conductive part ( 9 ) of the industries ( 1 . 2 ) is ensured.

Scissors according to claim 8, characterized in that the blades ( 11 ) are exposed to the annealing in air, wherein they within 2-5 hours at a temperature of 1200-1350 ° C with a temperature increase rate of 6-10 ° C / min. and with a temperature decrease rate of 6-8 ° C / min. are held.

Scissors according to claim 1, characterized in that the cutting edge ( 14 ) to the cutting plane ( 12 ) protrudes by 0.5-10 microns that the radius of curvature of the cutting edges ( 14 ) 0.2-0.5 μm, that the cutting edges ( 14 ) over its entire length with a bevel ( 13 ) at an angle of 1-2 degrees to the cutting plane ( 12 ) and that the sectional plane ( 12 ) facing surface of the blade edge of the cutting plane ( 12 ) deviates by an angle of 1-2 degrees.

Scissors according to claim 1, characterized in that the size L of the zone of the flow contact of the pressure edge ( 17 ) Is 1-5 mm.

Scissors according to claim 1, characterized in that the thickness of the tabs ( 10 ) Is 0.1-2.0 mm.

Scissors according to claim 1, characterized in that the means for controlling the movement of the branches ( 1 . 2 ) is formed with each other in the form of rings adapted to the fingers.

Electrosurgical bipolar scissors with two isolated conductive branches where the branches ( 1 . 2 ) movable to each other by means of an electrically isolated joint ( 3 ) and the sectors ( 1 . 2 ) at its proximal end ( 4 ) with a means for controlling the movement of the sector and with a power connection ( 6 ) and each of the branches ( 1 . 2 ) at its respective distal end ( 7 ) a composite structure of the conductive part ( 9 ) and the dielectric part ( 8th ) and with a cutting edge ( 14 ), characterized in that the scissors for Gewebeinzisionen with Vorkoagulation in the predetermined area of the surgical field around the cutting plane ( 12 ) is adapted to be at the distal end ( 7 ) of the industry ( 1 . 2 ) Comprises: - a dielectric part ( 8th ), in the form of one on the inside of the conductive part ( 4 ) arranged tab ( 10 ) The tab is ( 10 ) to the previously formed copper layer ( 9a ) soldered. The tab is as a blade ( 11 ) formed over its entire length at an angle to the cutting plane ( 12 ) with a chamfer ( 13 ) is provided. The chamfer ( 13 ) represents the training of the cutting plane ( 12 ) projecting cutting edge ( 14 ) and the butt edge ( 15 ) the contact of the cutting edges ( 14 ) of branch blades ( 11 ) with each other in the cutting plane ( 12 ) for sure. The surface of the cutting plane ( 12 ) facing blade edge is from the cutting plane ( 12 ) distracted; A conductive part ( 9 ), which with a pressure edge ( 17 ) which is in contact with the biological tissue ( 18 ) is used to prevent damage to the biological tissue ( 18 ) to avoid. The pressure edge ( 17 ) occurs with respect to said cutting edge ( 14 ) of the blade ( 11 ) by the distance (h). This distance (h), depending on the opening angle α of the distal ends ( 7 ) of the industry ( 1 . 2 ) the predetermined size (L) of the flow contact zone of the pressure edge ( 17 ) with bio-tissue ( 18 ) to the contact point of the cutting edge ( 14 ) with bio-tissue ( 18 ) for sure. This distance (h) is determined by the following formula: h = L · sin0.5α; - are the mentioned tabs ( 10 ) made of a part of a monocrystal of a partially stabilized zirconia. The monocrystal is prepared by direct crystallization of a zirconia melt with yttria as a stabilizing component in the amount of 2.8-3.7 mol%. The monocrystal contains the mutually aligned twin structures with the angle of 45 ° to the plane of the twinning. The twin structures are formed by crystals of the tetragonal phase with tetragonal degrees of 1.005-1.007 and 1.014-1.035. The tetragonal axes of the twin structures are oriented at an angle of 85-90 ° to each other and are not collinear. The mentioned cutting edges ( 14 ) of said blades ( 11 ) are aligned along one of the crystallographic axes <100> of the monocrystal lattice. The blades ( 11 ) have tetragonal phase homogeneity at least in the region of the cutting edge ( 14 ) on.