DE3932014A1 - Hohlkanuele fuer schmerzarme injektionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlkanüle mit kreisförmi­ gem Querschnitt zur Injektion oder Flüssigkeitsentnahme, deren Durchlaß über seine gesamte Länge äquidistant zum Außenprofil verläuft und deren Einstichseite mit einer abgeschrägten Fläche versehen ist, die eine Kanülenöff­ nung aufweist. Die Hohlkanüle soll vorwiegend in der Hu­ manmedizin zu therapeutischen oder diagnostischen Zwecken verwendet werden.

Für Injektionen oder Entnahme von Lösungen werden fast ausschließlich Hohlkanülen benutzt, die einen kreisför­ migen Querschnitt und eine Bohrung haben. An der Spitze sind diese Kanülen zumeist schräg angeschliffen, sodaß eine ellipsenförmige Austrittsöffnung entsteht. Der bei diesem Anschliff entstehende Spitzenradius ist aber rela­ tiv groß und verursacht beim Eindringen in das Körperge­ webe einen hohen Widerstand. Aus diesem Grunde erfolgen zwei zusätzliche Anschliffe an den Seiten der Ellipse, um den Spitzenradius wesentlich zu verringern und gleichzei­ tig scharfe und möglichst lange Schneiden auszubilden, da­ mit das Gewebe sauber geschnitten und nicht zerrissen wird. Dem Patienten würden bei einem reinen Verdrängungs­ vorgang infolge des Zerreißens von Nervenenden nicht zu­ mutbare Schmerzen beigefügt; gegenüber einem Schnittvor­ gang wären zudem die Wundheilung und die daraus resultie­ rende Vernarbung wesentlich ungünstiger. Lange und scharfe Schneiden bewirken in Verbindung mit einem geringen Wi­ derstand bietenden Profil der Kanülenspitze eine geringe Einstechkraft (Vermeidung eines ruckartigen Aufreißens) beim Einstechen in das Körpergewebe und damit verbunden ein minimales Schmerzempfinden. Aus diesem Grunde sind das Maximum und die Änderung der Einstechkraft beim Ein­ stechen in das Körpergewebe die wesentlichsten, durch Meßgeräte vergleichbaren Qualitätsmerkmale bei Hohlkanü­ len.

Die Schwierigkeit besteht nur darin, an einer runden, dünnwandigen Hohlkanüle scharfe und möglichst lange Schneiden in Verbindung mit einer geringen Widerstand bietenden Form der Kanülenspitze anzubringen, ohne die Kanülenwandung zu schwächen und eine gute Stabilität der Kanülenspitze zu gewährleisten. Zu beachten ist außerdem der Entwicklungstrend, zunehmend Kanülen mit geringem Außendurchmesser aber möglichst großer Durchflußmenge ein­ zusetzen. Ziel ist es, Einstichverletzungen und daraus resultierende Vernarbung sowie das Schmerzempfinden zu minimieren. Die bekannten Formen des Dreifachanschliffes der Kanülenspitze erfordern im Gegensatz dazu aber eine möglichst große Kanülenwanddicke zur Erreichung brauch­ barer Schneidenlängen und einer ausreichenden Stabilität der Kanülenspitze.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Gestaltungsformen der Kanülenspitze nach US-PS 30 30 384, DE-OS 32 30 735, DE- AS 20 28 662, DE-GM 87 12 603, DE-GM 88 01 048, GB-PS 12 15 435 weisen folgende Nachteile auf:

Die Schneiden können im Vergleich zur Länge der Kanülen­ öffnung nur relativ kurz ausgebildet werden. Charakteri­ stisch für diese Gestaltungsformen ist das Auftreten von zwei Kraftspitzen im Diagramm "Einstechkraft in Abhängig­ keit vom Eindringweg". Die erste Kraftspitze tritt am Schneidenende und die zweite Kraftspitze am Ende der Ka­ nülenöffnung, dem sogenannten Schleifauge, auf. Daraus resultiert jeweils ein ruckartiges Eindringen der Kanüle in das Körpergewebe, verbunden mit entsprechendem Schmerz­ empfinden. Auch die Verwendung von Gleitmitteln an der Kanülenoberfläche verändert diese Einstichcharakteri­ stik nicht.

Infolge Beibehaltung des kreisförmigen Querschnittes an der Kanülenspitze bilden die Schneidenkanten zueinander einen relativ großen Winkel. Das bewirkt einen steilen Anstieg der Einstechkraft unmittelbar an der Kanülen­ spitze.

Gegenüber seitlich wirkenden Kräften besitzen die Kanü­ lenspitzen nur einen relativ geringen Widerstand. Be­ züglich der Realisierung geringer Wanddicken der Kanülen zur Erzielung optimaler Durchflußmengen sind damit Gren­ zen gesetzt. Die technisch herstellbaren Größenordnungen stoßen auf Grenzwerte hinsichtlich eines minimalen Außen­ durchmessers der Kanülen.

Der Maximalwert der Einstechkraft ist relativ hoch, da die Fläche der Austrittsöffnung wesentlich größer als die Fläche des kreisförmigen Durchlasses der Hohlkanüle ist.

Der mehrfache Anschliff der Kanülenspitze erfordert ei­ nen hohen Fertigungs- und Prüfaufwand.

In US-PS 28 30 587 und US-PS 30 90 384 wird versucht, diese Nachteile durch Abweichung von der runden Kanülenform zu vermeiden. So werden zum Beispiel Kanülen mit drei- und viereckigem Querschnitt vorgestellt, die eine vor­ teilhaftere Gestaltung der Spitze einschließlich des Schneidenanschliffes sowie eine gute Stabilität gegen­ über Biegekräften ermöglichen. Nachteilig ist jedoch, daß bei Kanülen mit drei- bzw. viereckigem Querschnitt eine Reduzierung der Durchflußmenge im Vergleich zu Kanülen mit kreisförmigem Querschnitt auftritt. Bei gleichem Umfang wie bei Rundkanülen verringern sich die Durchflußmengen dreieckiger Kanülen um ca. 40% und vier­ eckiger Kanülen um ca. 22%.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hohl­ kanüle zur Injektion oder Entnahme von Lösungen zu schaffen, die einstichseitig steifer ausgebildet ist und ohne zusätzliche Anschliffe ihrer Schneidkanten eine Senkung des Eindringwiderstandes und der Einstich­ kraft und infolgedessen auch des Schmerzempfindens be­ wirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von einer Hohlkanüle mit kreisförmigem Quer­ schnitt und einem über seine gesamte Länge äquidistant zum Außenprofil verlaufenden Durchlaß, mit einer abge­ schrägten Fläche im Einstechbereich und mit einer darin vorhandenen Kanülenöffnung, die Kanülenwandung im Bereich der Kanülenspitze V-förmig in Längsrichtung der Kanü­ lenachse abgewinkelt ist und die dabei entstandene äuße­ re Profilkante der Kanülenwandung den Scheitelpunkt der Schrägfläche und damit die Spitze selbst bildet. Von dieser Spitze aus verlaufen die an der Schrägfläche ent­ standenen Schneiden ebenfalls V-förmig und münden in eine halbrundförmige, der Spitze gegenüberliegende Be­ grenzung der Kanülenöffnung, dem sogenannten Schleifau­ ge.

Die Kanülenspitze erhält so eine Form, die nur einen sehr geringen Eindringwiderstand verursacht. Es ist möglich, die Austrittsfläche der Kanülenöffnung in der Schrägfläche bis auf die Fläche des kreisförmigen Durch­ lasses der Hohlkanüle zu reduzieren, ohne die Durchlaß­ fähigkeit zu beeinträchtigen.

Die nur durch den Schrägschliff der Kanülenöffnung ent­ stehenden Schneiden wirken beim Einstechen in das Gewebe annähernd über die gesamte Länge der Kanülenöffnung, was neben einer Senkung der Einstechkraft eine sehr vorteil­ hafte, das Schmerzempfinden erheblich senkende Cha­ rakteristik des Kurvenverlaufes im Diagramm "Einstech­ kraft in Abhängigkeit vom Eindringweg" bewirkt. Die Kurve besitzt einen geringen Anstiegswinkel, verläuft extrem flach und besitzt nur ein Kraftmaximum am Ende der Kanülenöffnung, dem sogenannten Schleifauge. Die Abwinkelung der Kanülenwandung an der Spitze ge­ währleistet eine sehr hohe Stabilität der Kanülenspitze insbesondere gegenüber seitlich wirkenden Kräften. Das ermöglicht die Ausbildung langer Spitzen, auch bei geringen Wanddicken der Hohlkanüle, zur Vermeidung eines ruckartigen Aufreißens des Gewebes und somit eine weitere Verminderung des Schmerzempfindens. Die hohe Steifigkeit der Kanülenspitze gestattet die Realisie­ rung geringster Wanddicken bei Hohlkanülen zur Opti­ mierung der Durchflußmenge und damit die technische Herstellung von Kanülen mit einem sehr kleinen Außen­ durchmesser.

Die Herstellung der Kanülenspitze wird vereinfacht, da nur ein Schrägschliff erforderlich ist. Im Gegensatz zum Dreifachanschliff kann durch Überlagerung der Ar­ beitsgänge "Formen der Kanülenwandung" und "Schleifen der Spitze" eine erhebliche Produktivitätssteigerung erzielt werden.

Durch die Abwinkelung der Kanülenwandung verändert sich die im runden Kanülenrohr erzeugte lamillare Strömung im Bereich der Kanülenspitze, was sich vorteilhaft auf die Verteilung der zu injizierenden Lösungen auswirkt. Mit der erfindungsgemäßen Kanüle ist die bessere Rea­ lisierung einer neuen Handhabetechnik zur Einschränkung von Gewebeschädigungen und damit verbundener Vernar­ bung auf ein Mindestmaß möglich. Bei unter definierten Winkeln vorzunehmenden Einstichen, zum Beispiel bei intravenösen, intrakutanen oder subkutanen Injektionen, wird die Kanülenöffnung auf das zu perforierende Ge­ webe aufgesetzt. Im Gegensatz zur allgemein noch prak­ tizierten Handhabung - Kanülenöffnung auf der dem Ge­ webe abgewandten Seite - besteht nunmehr durch die hintere Schleifkante der Kanülenöffnung keine Behin­ derung des Einstichvorganges mehr. Außerdem wird durch das direkte Aufsitzen der Kanülenöffnung das Wegrollen von zum Beispiel Venen verhindert und eine Schädigung der dem Einstich gegenüberliegenden Venenwand weitest­ gehend ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 Die Draufsicht auf die Öffnung einer Hohlka­ nüle mit rundem Schaft und einer V-förmigen Abwinkelung der Kanülenwandung im Bereich der Spitze.

Fig. 2 Eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Hohlkanüle.

Fig. 3 Vorderansicht der Hohlkanüle nach Fig. 1, 2 in Achsrichtung von der Spitze aus gesehen.

Fig. 4 Die Draufsicht auf die Öffnung einer Hohlkanü­ le nach Fig. 1 mit wesentlich verkleinerter Austrittsöffnung.

Fig. 5 Vergleich des Einstichkraftverlaufes mit Hohl­ kanülen mit Dreifachanschliff der Spitze.

ln Fig. 1 ist die Einstichseite einer erfindungsgemä­ ßen Hohlkanüle mit kreisrundem Schaft 1 dargestellt; die für den Gewebeeinstich sehr vorteilhafte Gestaltung der Kanülenspitze 2 ist durch eine einfache Schrägfläche hergestellt, in der sich eine Kanülenöffnung 3 befin­ det. Die mit Strichpunktlinien markierten Schneidkan­ ten 4 bilden zueinander einen kleinen Winkel α und wirken annähernd über die gesamte Länge der Kanülen­ öffnung, sodaß das Gewebe geschnitten und nicht zer­ rissen wird.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Hohlkanüle mit kreisrundem Schaft 1 und die Darstellung des Spitzen­ winkels β. Die Steifigkeit der Kanülenspitze gestat­ tet die Ausbildung langer Spitzen in Verbindung mit einem kleinen Winkel β zur Vermeidung eines ruckar­ tigen Eindringens der Hohlkanüle in das Gewebe. Die genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung wir­ ken aber auch bei der Gestaltung kurzer Kanülenspitzen beziehungsweise einem relativ großen Winkel β, der für spezielle Einsatzfälle erforderlich ist.

In Fig. 3 ist die Vorderansicht der Hohlkanüle nach Fig. 1, 2 in Achsrichtung von der Spitze aus gesehen mit dem Winkel γ dargestellt, der für verschiedene Einsatzfälle variierbar ist.

Fig. 4 beinhaltet eine Hohlkanüle nach Fig. 1 mit einer extrem kleinen Austrittsöffnung 3 und damit sehr klei­ nem Eindringwiderstand beim Einstechen in das Gewebe. Durch das Schleifauge 5 wird der Eindringvorgang nicht mehr behindert; das bei großen Kanülenöffnungen 3 mögliche Ausstanzen von Gewebeteilen durch das Schleif­ auge 5 tritt bei dieser Gestaltungsform nicht mehr auf. Das ermöglicht die Anwendung dieser Ausführungsart für spezielle Anwendungsfälle (zum Beispiel Kanülen für die Spinalanästhesie) bei denen zur Vermeidung von Biopsieeffekten ein Mandrin in die Hohlkanüle einge­ führt wird und der Spitzenschliff bei eingelegtem Mandrin erfolgt.

Die Durchflußmenge der Hohlkanüle mit kreisförmi­ gem Querschnitt wird nicht vermindert, da die Ka­ nülenöffnung 3 die gleiche Flächengröße wie die Fläche der Bohrung des Kanülenschaftes 1 aufweist. Das in Fig. 5 dargestellte, aus umfangreichen Meß­ reihen ermittelte Diagramm "Einstechkraft in Ab­ hängigkeit vom Eindringweg" veranschaulicht die moglichen Größenordnungen zur Senkung des Schmerz­ empfindens beim Patienten. Im Gegensatz zu bekann­ ten Hohlkanülen mit Dreifachanschliff verringert sich bei der erfindungsgemäßen Lösung der Winkel des Kurvenanstieges, anstelle von zwei Maxima der Einstechkraft, die ein ruckartiges Eindringen der Kanüle verursachen, steigt die Kurve gleichmäßiger zu einem erheblich reduzierten Maximum der Einstech­ kraft F _max an und fällt gleichmäßiger zum Bereich der Schaftreibung F _reib ab.

Claims (2)

1. Hohlkanüle zur Injektion oder Flüssigkeitsent­ nahme mit kreisförmigem Schaftquerschnitt (1) und einem über seine gesamte Länge äquidistant zum Außenprofil verlaufenden Durchlaß, mit einer abgeschrägten Fläche im Einstechbereich und mit einer darin vorhandenen Kanülenöffnung (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülenwandung im Bereich der Kanülenspitze V-förmig in Längsrich­ tung der Kanülenachse abgewinkelt ist und die da­ bei entstehende äußere Profilkante der Kanülenwan­ dung den Scheitelpunkt der Schrägfläche und damit die Spitze (2) selbst bildet.

2. Hohlkanüle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden V-för­ mig von der Kanülenspitze (2) bis zu der halbrund­ förmigen Begrenzung der Kanülenöffnung (6) geführt sind, die der Kanülenspitze (2) gegenüberliegt.