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Die
Erfindung betrifft eine Knochenmühle zum
Zerkleinern eines Mahlgutes in Form von Knochen oder Knochenmaterial,
mit einer durch einen becherförmigen
Zylinder definierten Mahlkammer zur Aufnahme des Mahlgutes, wobei
innerhalb des Zylinders eine erste Mahlfläche angeordnet ist und die erste
Mahlfläche
rotierbar antreibbar ist, und ihr gegenüberliegend eine zweite Mahlfläche angeordnet ist,
die als Widerlager zur ersten Mahlfläche ausgeführt ist.
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Knochenmühlen sind
in unterschiedlichsten Ausführungen
bekannt. Sie werden verwendet, um Knochenspäne bzw. -granulat möglichst
in definierter Korngröße zu gewinnen.
Diese werden dann bei chirurgischen bzw. kieferchirurgischen Operationen
wie Knochentransplantationen und Knochenimplantationen eingesetzt.
Als Zerkleinerungsmaterials, wird von dem Patienten an einer anderen
Stelle Knochen entnommen (autologes Material) oder von einer Knochenbank
bezogenes allogenes Material verwendet und mit der Knochenmühle zerkleinert.
Das Hauptaugenmerk, ist hierbei auf eine besonders schonende Gewinnung
der Späne
bzw. des Granulats zu richten. Diese muss besonders hinsichtlich
thermischer Beanspruchungen optimiert sein, damit die im Knochen vorhandenen
Proteine nicht zerstört
werden, die überhaupt
eine Knochenregeneration im transplantierten Bereich ermöglichen.
Die Zerkleinerung muss langsam und stetig erfolgen.
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Aus
CH 64532 A ,
WO 00/53128 A1 ,
DE 20 2005 005 900
U1 und
DE
296 00 369 U1 sind Knochenmühlen bekannt, die die Späne aus dem
Ausgangsmaterial mittels einer Scheibe, in der kleine Schneidaussparungen
vorgesehen sind, schneidend reibend gewinnen. Problematisch ist
hierbei generell ein möglicher
Wärmeeintrag.
Des Weiteren ist es notwendig, einen Bereich hinter der Schneide
vorzusehen, in den das Material hineinfallen kann. Dadurch werden
die Mühlen
in ihrer Konstruktion aufwendig. Des Weiteren besteht in diesem
Bereich die Gefahr, dass zusätzliche
Reibwärme
in die Knochenspäne eingebracht
wird, wenn die Kammer voll ist und die Späne gegen die Scheibe drücken, und
der Voll-Zustand vom Bediener nicht bemerkt wird. Darüber hinaus
ist die Entnahme des zerkleinerten Knochenmaterials schwierig und
die Reinigung der Mühlen
kompliziert und aufwendig. Problematisch ist weiterhin ein möglichst
großes
Ausbringen des zerkleinerten Materials zu erreichen, da bei den
aufwendigen bzw. schlecht zugänglichen
Konstruktionen der Knochenmühlen
zu viel Material in den Knochenmühlen
verbleibt.
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Bei
der Knochenmühle
gemäß
DE 20 2005 005 900
U1 besteht zusätzlich
die Problematik, dass das Knochenstück ohne Widerlager auf der
Reibscheibe aufliegt, weswegen ein definiertes Zerkleinern problematisch
sein kann. Dieses kann auch zu einer thermischen Beanspruchung beitragen.
Des Weiteren ist die Zerkleinerungsdauer bei der Knochenmühle nach
DE 20 2005 005 900
U1 konstruktionsbedingt lang. Auch ist sowohl die Knochenmühle nach
DE 20 2005 005 900
U1 als auch bei der Knochenmühle nach
DE 296 00 369 U1 aufwendig
konstruiert, wodurch hohe Herstellungskosten anfallen.
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Des
Weiteren ist eine Knochenmühle
bekannt, die als eine Zange ausgeführt ist. An einer Zangenbacke
ist ein Mahlraum vorgesehen, in die andere Zangenbacke als Widerlager
eingreift. Zwischen den Backen wird ein Knochenstück eingespannt.
Eine Reibfläche
wird dann rotiert und gleichzeitig wird die Zange zusammengepresst.
Problematisch hierbei sind die definierte Bereitstellung der Presskraft
und eine adäquate
Zerkleinerung. Des Weiteren ist bedingt durch die Mahlkammer und
die per Hand aufzubringenden Anpresskräfte nur eine Zerkleinerung
von sehr kleinen Knochenstücken möglich
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DE 198 01 218 A1 offenbart
eine gattungsgemäße Knochenmühle. In
einem Hohlzylinder ist auf dessen Boden eine Mahlfläche angeordnet.
Drehbar darüber
ist eine zweite Mahlfläche
angeordnet. Das dazwischen befindliche Knochenstück wird
eingefasst und zerkleinert. Nachteilig bei dieser Ausführungsform
sind die vollständige
Entnahme des zerkleinerten Knochenmaterials und die anschließende Reinigung
der Mühle.
Auch lassen sich die Mahlflächen
als Verschleißteile
nicht austauschen.
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Des
Weiteren ist es bei Knochenmühlen
notwendig, zu bestimmen, ob ihr Mahlwerk stark genug ist, um einen
massiven, kompakten Knochenblock von mindestens 10 × 5 × 3 mm zu
zerspanen. Dieses ist bei der Knochenmühle nach
DE 198 01 218 A1 nicht
der Fall. Diese eignet sich lediglich, kleine Knochenteile bzw.
weichen, spongiösen
Knochen zu zerkleinern, da der für
die Zerkleinerung notwendige Druck zu gering, da er per Hand eingebracht
wird, oder er wird mit einem Gewinde eingebracht, wodurch dann die
Rotation begrenzt ist und damit die Zerkleinerung unzureichend wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knochenmühle zu schaffen,
mit der eine definierte, schonende Zerkleinerung von festen, kompakten
Knochenblöcken
mit einer Größe von min.
10 × 5 × 3 mm möglich ist,
gleichzeitig das zerkleinerte Material möglichst einfach und vollständig entnehmbar
ist, und die Mühle
einfach gereinigt werden kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Knochenmühle dadurch,
dass die zweite Mahlfläche
so in der Mahlkammer angeordnet ist, dass ein Abstand zwischen den
Mahlflächen
veränderbar ist, und dass beide Mahlflächen aus
der Mahlkammer entnehmbar sind.
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Vorteilhaft
hierbei ist, dass ein definierter Abstand und damit eine definierte
Zerkleinerung, sowie auch eine definierte Anpresskraft einstellbar
ist, die während
des Zerkleinerungsprozesses im Bedarfsfall einfach verändert werden
kann. Gleichzeitig lässt sich
durch die einfache Entnehmbarkeit beider Mahlflächen ein optimales Ausbringen
des zerkleinerten Gutes bewirken und eine entsprechende Reinigung der Knochenmühle leicht
durchführen.
Gleichzeitig wird auf diese Weise eine einfache und auch kostengünstige Konstruktion
bewirkt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens
eine der Mahlflächen mit
pyramidalen Vorsprüngen
versehen ist, wobei besonders bevorzugt die pyramidalen Vorsprünge viereckige
Grundflächen
aufweisen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein pyramidaler Vorsprung
zentrisch auf einem Mittelpunkt einer der Mahlflächen angeordnet ist. Dieses
beiden Aspekte in Kombination oder für sich genommen, bewirken eine
schonende Zerkleinerung. Alternativ können auch raspelartige Vorsprünge auf
wenigstens einer der Mahlflächen
angeordnet sein.
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Eine
weitere Ausgestaltung vorteilhafte der Erfindung sieht vor, dass
die Veränderung
des Abstands der Mahlflächen
zueinander durch eine Bewegung der ersten und/oder zweiten Mahlfläche in Richtung
zu der anderen Mahlfläche
in der Mahlkammer erfolgt.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Mahlfläche auf
einem in die Mahlkammer einschraubbaren Stempel angeordnet ist,
wobei der Stempel besonders bevorzugt in Verbindung mit einem Verschlusselement
für eine
offene Seite der Mahlkammer angeordnet ist. Die Mahlfläche auf
dem Stempel ist vorteilhafter Weise wechselbar ausgeführt. Es
kann sich um eine Schraub- oder Steckverbindung handeln.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Mahlfläche auf
einem kolbenartig ausgeführten
Element angeordnet ist. Weiterhin ist vorteilhaft, dass mit dem
kolbenartig ausgeführten
Element eine Handhabe zum Erzeugen der Rotation der ersten Mahlfläche verbindbar
ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schraubgewinde wenigstens
auf einem Abschnitt des Stempels angeordnet ist. Eine weitere Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass das Schraubgewinde in Feingewinde ist.
Durch das Schraubgewinde, insbesondere das Feingewinde, kann der
Stempel einfach und gezielt in die Mahlkammer eingeschraubt werden,
wodurch der Abstand zwischen den Mahlflächen definiert variierbar ist.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stempel
auf einem Basiselement angeordnet ist. Weiterhin ist vorteilhaft,
dass am Basiselement ein Außen
umlaufender Vorsprung angeordnet ist, an dem ein Schraubgewinde
angeordnet ist.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, dass am kolbenartigen Element ein Anschlag vorgesehen
ist. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass um den
Stempel ein Distanzring angeordnet ist. Auf diese weise kann sichergestellt
werden, dass ein bestimmter Mindestabstand nicht unterschritten
wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Mahlfläche auf
die Höhe
des oberen Randes des becherförmigen
Zylinders bringbar ist, wobei die erste Mahlfläche auf dieser Höhe fixierbar
ist. Durch das einfache Anheben des Tiefsten des Hohlzylinders bzw.
der Mahlkammer in Form der ersten Mahlfläche und der durch das Fixieren
verbundene leichten Zugänglichkeit
der Mahlfläche
wird ein optimales Ausbringen des zerkleinerten Gutes bewerkstelligt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels anhand einer
Zeichnung näher
erläutert,
wobei:
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1 einen
Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Knochenmühle zeigt,
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2 einen
Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Knochenmühle zeigt,
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3 eine
Draufsicht auf eine Mahlfläche
einer erfindungsgemäßen Knochenmühle zeigt,
und
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4 eine
Ansicht eines Mahlergebnisses auf einem Stempel einer erfindungsgemäßen Knochenmühle zeigt,
und
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5 eine
Ansicht eines Mahlergebnisses auf einem Kolbenartigen Element einer
erfindungsgemäßen Knochenmühle zeigt.
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1 zeigt
eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Knochenmühle 10.
Die Knochenmühle 10 besteht aus
einer Mahlkammer 30, die sich in einem becherförmigen Hohlzylinder 11 mit
einer kreisförmigen Grundfläche und
einer umlaufenden Seitenwand 16 befindet. In einer Oberseite 24 ist
eine Öffnung 22 zentrisch
angeordnet. Auf einer Innenwand 17 ist abschnittsweise
ein Innengewinde 19 angeordnet.
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In
einer offenen Seite 23 des Hohlzylinders 11 ist
ein Stempel 12 eingesetzt. Der Stempel 12 hat einen
kreisförmigen
Querschnitt. Die Dimension des Querschnitts ist so gebildet, dass
der Stempel 12 durch die offene Seite 23 des Hohlzylinders 11 einsetzbar
ist. Auf einem Abschnitt des Zylinders ist ein zum Innengewinde 19 korrespondierendes
Außengewinde 18 angeordnet,
wobei es sich bei dem Gewinde 18, 19 um ein Feingewinde
handelt, mit dem ein Eindrehen des Stempels 12 in die Mahlkammer 30 in
Pfeilrichtung C dosiert vorgenommen werden kann. Der Stempel 12 ist
auf einem Basiselement 14 angeordnet, dass gleichzeitig
als Verschlusselement der offenen Seite 23 des Hohlzylinders 11 dient.
Die Rückseite
des Basiselements 14 dient als Standfläche 15 für den Betrieb
der Mühle 10.
Das Basiselement 14 dient als Handhabe zum einschrauben
des Stempels 12 in den Hohlzylinder 11 in Pfeilrichtung
C.
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Auf
einer Oberseite 46 des Stempels 12 sind bevorzugt
vollflächig,
wie in 3 dargestellt ist, pyramidale Vorsprünge 45 angeordnet.
Diese dienen als Mahlelemente zum Herstellen eines Mahlgutes 36 aus
einem Knochenstück
(nicht dargestellt). Die gesamte mit pyramidalen Vorsprüngen 45 bedeckte Fläche bildet
eine zweite Mahlfläche 26.
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Parallel
dazu angeordnet ist in einem variablen Abstand A eine erste Mahlfläche 25,
die ebenfalls vollflächig
aus pyramidalen Vorsprüngen 45 gebildet ist
und auf einem Flächentragelement 34 angeordnet ist.
Die erste Mahlfläche 25 befindet
sich auf einem kolbenförmigen
Element 13. Rückseitig
zur ersten Mahlfläche 25 ist
ein Stabelement 35 angeordnet, das durch die Öffnung 22 hindurch
in den Hohlzylinder 11 eingesetzt ist. Am hinteren Ende
des Stabelements 35 ist ein Verbindungsbereich 27 angeordnet. Das
Stabelement 35 weist in diesem Bereich einen Durchsteckabschnitt 29 auf.
Auf diesen wird eine Handhabe 20 aufgesteckt, die im Verbindungsbereich 27 eine Öffnung 28 aufweist.
Auf der der Öffnung 28 gegenüberliegenden
Seite der Handhabe 20 befindet sich ein Drehelement 21.
Durch die Handhabe 20 und das Drehelement 21 kann
das kolbenartige Element 13 und damit die erste Mahlfläche 25 in Pfeilrichtung
B gedreht werden.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Knochenmühle 10.
Dabei ist im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Knochenmühle 10 gemäß 1 die
Verbindung zwischen dem Stempel 12 und dem Hohlzylinder 11 unterschiedlich
ausgeführt.
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Auf
einer Außenseite 47 der
Seitenwand 16 des Hohlzylinders 11 ist ein Außengewinde 33 angeordnet.
Das korrespondierende Innengewinde 32 befindet sich auf
der Innenseite einer umlaufenden Seitenwand 31, die lotrecht
außen
auf dem Basiselement 14 angeordnet ist, so dass sich zwischen
Stempel 12 und Seitenwand 31 eine Vertiefung 48 befindet,
in die die Seitenwand 16 des Hohlzylinders 11 angeordnet
bzw. eingeschraubt wird. Der übrige
Aufbau der Knochenmühle 10 entspricht
dem Aufbau der Ausführungsform
gemäß 1.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf eine. Mahlfläche 25, 26.
Die Mahlfläche 25, 26 ist
aus pyramidalen Vorsprüngen 45 gebildet,
die eine quadratische Grundfläche
aufweisen. Zur Pyramidenspitze 38 sind vier Seitenflächen 39 bis 42 zulaufend
angeordnet. Der Aufbau der Vorsprünge zueinander ist so vorgesehen,
dass sich direkt im Mittelpunkt 37 der Mahlfläche 25, 26 eine
Pyramidenspitze 38 befindet und die Vorsprünge abschießend zu
den Seiten der Grundflächen
schachbrettartig zueinander angeordnet sind, so dass sich Grundlinien 43, 44 bilden,
die über die
Mahlfläche 25, 26 rechtwinklig
zueinander verlaufen. Die Grundlinien 43, 44 stellen
dabei die tiefsten Bereiche der Mahlflächen 25, 26 dar.
Durch diese Anordnung der Grundlinien 43, 44 lassen
sich die Mahlflächen
beispielsweise mit einem Dorn (nicht dargestellt) besonders einfach
und gründlich
reinigen, so dass kein Mahlgut 36 auf den Flächen verbleibt.
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4 zeigt
einen Abschnitt eines Stempels 12, auf dessen Mahlfläche 26 das
Mahlgut 36 angeordnet ist. Nach dem Mahlen verbleibt das
Mahlgut 36 auf der Mahlfläche 26 und wird nach
dem Ausschrauben des Stempels aus dem Hohlzylinder 11 direkt
und im Wesentlichen vollständig
entnommen, so dass ein sehr einfaches Ausbringen an Mahlgut 36 gewährleistet
ist.
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5 zeigt
die erste Mahlfläche 25 in
Ausbringposition, die durch das Anheben der ersten Mahlfläche bzw.
des Flächentragelements 34 des kolbenartigen
Elements 13 erreicht wird. Ein einfaches Fixieren der ersten
Mahlfläche 25 auf
der Höhe der
offenen Seite 23 des Hohlzylinders 11 wird dadurch
erreicht, dass das Stabelement 35 in Verbindung mit der
Höhe des
Flächentragelements 34 und ggf.
sogar mit der Höhe
der pyramidenartigen Vorsprünge 45 die
gleiche Höhe
aufweist wie die Außenhöhe des becherförmigen Hohlzylinders 11.
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Nach
dem Einsetzendes Stabelements 35 in die Öffnung 22 der
Oberseite 24 des Hohlzylinders 11, so dass das
kolbenartige Element 13 sich im Inneren des Hohlzylinders 11 befindet
und damit die erste Mahlfläche 25 in
der Mahlkammer 30 angeordnet ist, wird die Handhabe 20 im
Verbindungsbereich 27 angeordnet. Anschließend wird
das Knochenstück
auf dem Stempel 12 auf der zweiten Mahlfläche 26 angeordnet
und in den Hohlzylinder 11 durch die offene Seite 23 eingesetzt,
bis das Schraubgewinde 18, 19, 32, 33 greift.
Anschließend
wird der Stempel bis zur gewünschten
Position eingeschraubt bis die erste Mahlfläche 25 auf das Knochenstück aufgesetzt.
Die Knochenmühle 10 wird
beispielsweise auf die Standfläche 15 aufgestellt
oder das Mahlen erfolgt in der Hand, wobei die Standfläche 15 dann
eine Handauflagefläche 15 ist.
Langsames Drehen der Handhabe 20 insbesondere durch Drehen
des Drehelements 21 bewirkt die Zerkleinerung des Knochens.
Durch drehen des Basiselements 14 in Pfeilrichtung C kann
der Abstand A zwischen den Mahlflächen 25, 26 eingestellt
werden. Dieses kann insbesondere auch während des Zerkleinerungsprozesses selber
erfolgen. Vorteilhaft ist ein abwechselndes Ausführen der Kurbelbewegung der
Handhabe 20 und dem Einschrauben des Stempels 12 und
damit einer Rotation der ersten Mahlfläche 25 und dem erneuten
Einspannen des Mahlgutes mit der zweiten Mahlfläche 26 gegenüber der
ersten Mahlfläche 25.
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Nach
Beendigung der Zerkleinerung wird der Stempel 12 vorsichtig
aus dem Hohlzylinder 11 herausgedreht. Durch Aufsetzen
des Hohlzylinders 11 auf eine Auflagefläche 49 wird der Stempel 12 angehoben,
damit das Mahlgut leichter entnommen werden kann. Das Stabelement
verbleibt mit dem Verbindungsbereich 27 in der Bohrung 22.
Die Länge
des Stabelements 35 ist in Verbindung mit der Höhe des Flächentragelements 34 so
gewählt,
dass diese der Außenhöhe des Hohlzylinders 11 entspricht,
so dass die Entnahme des Mahlgutes 36 auf der ersten Mahlfläche 25 einfach
erfolgen kann, da die erste Mahlfläche plan auf der Höhe der offenen
Seite 23 verbleibt.
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Sollten
sich Reste des Mahlgutes sich wie in 4 dargestellt
auch auf der ersten Mahlfläche 25 befinden,
so können
diese beispielsweise mit einem Dorn entnommen werden. Die Knochenmühle kann dann
anschließend
vollständig
demontiert und einfach gereinigt werden.
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Alternativ
kann die Entnahme auch so erfolgen, dass der Stempel 12 mit
seiner Standfläche 15 auf
der Auflagefläche
steht, der Hohlzylinder 11 abgeschraubt und entfernt wird
und das Mahlgut 36 auf der zweiten Mahlfläche 26 und
von dieser entnehmbar ist. Die erste Mahlfläche 25 wird dann mit
dem kolbenförmigen
Element 13 aus dem Hohlzylinder 11 entnommen,
und es können
wie zuvor beschrieben Mahlgutreste mit einem Dorn entnommen werden.
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- 10
- Knochenmühle
- 11
- Becherförmiger
Hohlzylinder
- 12
- Stempel
- 13
- Kolbenartiges
Element
- 14
- Basiselement
- 15
- Standfläche
- 16
- Seitenwand
- 17
- Innenwand
- 18
- Außengewinde
- 19
- Innengewinde
- 20
- Handhabe
- 21
- Drehelement
- 22
- Bohrung/Öffnung
- 23
- offene
Seite
- 24
- Oberseite/Boden/Aufstandsfläche
- 25
- Erste
Mahlfläche
- 26
- Zweite
Mahlfläche
- 27
- Verbindungsbereich
- 28
- Bohrung
- 29
- Durchsteckabschnitt
- 30
- Mahlkammer
- 31
- Seitenwand
- 32
- Innengewinde
- 33
- Außengewinde
- 34
- Flächentragelement
- 35
- Stabelement
- 36
- Mahlgut
- 37
- Mittelpunkt
- 38
- Pyramidenspitze
- 39
- Seitenfläche
- 40
- Seitenfläche
- 41
- Seitenfläche
- 42
- Seitenfläche
- 43
- Grundlinie
- 44
- Grundlinie
- 45
- Pyramidaler
Vorsprung
- 46
- Oberseite
- 47
- Außenseite
- 48
- Vertiefung
- 49
- Auflagefläche
- A
- Abstand
- B
- Drehrichtung
- C
- Drehrichtung