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DE69413644T2 - Selbstdichtendes flexibles Ventil aus Elastomerkunststoff und Trokar, in welchem das Ventil angeordnet ist - Google Patents

Selbstdichtendes flexibles Ventil aus Elastomerkunststoff und Trokar, in welchem das Ventil angeordnet ist

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DE69413644T2
DE69413644T2 DE69413644T DE69413644T DE69413644T2 DE 69413644 T2 DE69413644 T2 DE 69413644T2 DE 69413644 T DE69413644 T DE 69413644T DE 69413644 T DE69413644 T DE 69413644T DE 69413644 T2 DE69413644 T2 DE 69413644T2
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DE
Germany
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valve
sealing
flange
trocar
cannula
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DE69413644T
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Bernard J. Loveland Ohio 45140 Durman
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Ethicon Endo Surgery Inc
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Ethicon Endo Surgery Inc
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft allgemein ein selbstdichtendes Ventil, welches eine Abdichtung bewirkt und aufrecht erhält, wenn ein Instrument oder eine Vorrichtung durch das Ventil eingesetzt oder aus diesem herausgezogen wird. Insbesondere betrifft sie ein flexibles, selbstdichtendes Ventil aus Elastomerkunststoff, das besonders für den Gebrauch mit chirurgischen Instrumenten geeignet ist, wie beispielsweise Trokarbaugruppen, die für zahlreiche chirurgische Laparoskopie-Eingriffe unerläßlich sind.
  • Dichtungsvorrichtungen für Trokarbaugruppen sind ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Instrumenten, die bei chirurgischen Laparoskopie-Eingriffen verwendet werden. Bei einem chirurgischen Laparskopie-Eingriff werden verschiedene kleine Punktierungsöffnungen, hauptsächlich in der Bauchdecke, benutzt, um das Einsetzen spezieller chirurgischer Instrumente anstelle eines großen Einschnittes, wie bei einem herkömmlichen Verfahren der Chirurgie an der offenen Wunde, zu ermöglichen. Der Laparoskopie-Eingriff wird wegen seiner vielen Vorteile immer mehr akzeptiert. Diese Vorteile sind: nur kleine Verletzungen des Patienten, kürzere Heilungsdauer, verminderte Verwachsungen und verminderte postoperative Schmerzen. Das chirurgische Laparoskopie- Verfahren erfordert eine Einblasung in den Unterleibshohlraum, um die Bauchdecke von den inneren Organen abzuheben und dem Chirurgen einen Arbeitsraum zu schaffen sowie, um Lichtquellen und optische Beobachtungsinstrumente einzuführen.
  • Während des chirurgische Laparoskopie-Eingriffes muß der innere Gasdruck aufrechterhalten werden, um den Eingriff erfolgreich abschließen zu können. Um den inneren Gasdruck aufrecht zu erhalten, während die Instrumente durch die Öffnungen im Unterleibshohlraum eingeführt und herausgezogen werden, sind Dichtungsvorrichtungen sowohl für die Instrumente als auch für die Trokarbaugruppen, die zur Erzeugung und Offenhaltung der kleinen Öffnungen benötigt werden, erforderlich. Von einer derartigen Dichtungsvorrichtung wird gewünscht, daß sie jegliche Öffnung in der Trokarbaugruppe verschließt, wenn der Obturator als Punktierungsinstrument der Trokarbaugruppe nach dem Punktieren der Bauchdecke herausgezogen wird. Die Abdichtung ist auch erwünscht, wenn andere chirurgische Instrumente durch die Trokarkanüle eingesetzt werden, bei der es sich um eine hohles Rohr der Trokarbaugruppe handelt, das während des ganzen chirurgischen Eingriffes in der Punktierungsöffnung verbleibt. Zusätzlich ist es erwünscht, daß die Dichtungsvorrichtung dem Einsetzen der durch die Trokarkanüle reichenden chirurgischen Instrumente nur geringen Widerstand entgegensetzt. Weiterhin ist es erwünscht, daß die Dichtungsvorrichtung den Gasdruck im Bauchhohlraum trotz häufiger Einsetz- und Herausziehvorgänge durch die Trokarkanüle aufrecht erhält.
  • Übliche Dichtungsvorrichtungen für Laparoskopie-Instrumente entsprechen in ihrem Typ insbesondere speziellen Ventilkonstruktionen, wie sie im US-Patent Nr. 5.224.952 beschrieben sind. Diese Konstruktion weist ein federbelastetes Ventil in Kombination mit einer Dichtungsmanschette entsprechend dem Querschnitt des durch den Trokar eingesetzten chirurgischen Instrumentes auf. Diese zweiteilige Ventilbaugruppe bewirkt eine angemessene Dichtwirkung, aber sie ist komplizierter als tatsächlich erwünscht. Das US- Patent Nr. 5.141.498 zeigt mindestens drei flexible Blattelemente und das US-Patent Nr. 4.424.833 zeigt ein Ventil vom Schwammtyp mit drei Verbindungsschlitzen. Ventile mit mehreren Blattelementen und Ventile mit mehreren Schlitzen mögen gut abdichten, wenn kein chirurgisches Instrument durch sie hindurch eingesetzt ist, aber sie neigen zur Entstehung von Spalten rund um das eingesetzte Instrument mit rundem Querschnitt, und sie neigen auch zur Auswärtsstülpung ihrer Dichtungsflächen, wenn die Instrumente herausgezogen werden. Auch die Auswärtsstülpung der Dichtungsflächen verursacht wahrscheinlich Spalte zwischen denselben, was zu einem Gasaustritt durch die Dichtung führt. Das US-Patent Nr. 5.242.412 zeigt eine bei einer Trokarvorrichtung angewandte Entenschnabel-Ventilkonstruktion. Diese Konstruktion ergibt einen einzigen geraden Schlitz zur Abdichtung gegenüber dem chirurgischen Instrument. Auch die US-Patente Nr. 4.475.548, 4.809.679 und 4.143.853 zeigen Konstruktionen mit einem einzelnen Schlitz. Ein Ventil mit einem einzigen Schlitz hat eine mangelhafte Anpassung an die runde Form und unterliegt der Auswärtsstülpung beim Herausziehen chirurgischer Instrumente. Die Patentschrift FR-A-1 319 947 offenbart eine Dichtung, welche das Problem der Auswärtsstülpung löst. Nach dem Einsetzen eines Instrumentes in das Ventil wird jedoch nur eine teilweise Abdichtung erreicht.
  • Varianten der Ein-Schlitz-Konstruktion sind in den US-Patenten Nr. 4.798.594, 4.177.814 und 4.673.393 dargestellt. Die in diesen Patenten dargestellten Varianten umfassen drei vom Mittelpunkt der Dichtung ausgehende Schlitze und haben bezüglich der Abdichtung um runde Instrumente herum und hinsichtlich der Auswärtsstülpung ähnliche Eigenschaften wie die Ausführung mit einem Schlitz. Andere chirurgische Ventile umfassen spezielle Konstruktionen, die als Herzventile typisiert werden können, wie sie in den US-Patenten Nr. 4.364.127, 3.861.416 und 4.222.126 dargestellt sind. Diese Ventile sind so konstruiert, daß sie die Strömung schwerer Flüssigkeiten in eine Richtung gestatten und mindestens drei Klappen aufweisen. Solche Ventile sind nicht zur Abdichtung rund um chirurgische Instrumente gegen einen Gasdruckverlust vorgesehen.
  • Eine Untersuchung dieser zitierten technischen Lösungen zeigt einen Bedarf nach einer einfacheren, einteiligen Ventilbaugruppe zur Verwendung in Trokaren, um den Gasdruck bei einem chirurgischen Laparoskopie-Eingriff abzudichten. Zusätzlich ist es erwünscht, eine Baugruppe aus einem Stück mit einer einfachen Konstruktion zu erhalten, die keine übermäßige Kraft beim Einsetzen eines Instrumentes durch das Ventil hindurch erfordert und der Auswärtsstülpung der Dichtkanten widersteht, wenn das chirurgische Instrument herausgezogen wird.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe der Schaffung und Aufrechterhaltung des Gasdruckes während eines chirurgischen Laparoskopie-Eingriffes durch den Einsatz eines einteiligen Ventils in einer Trokarvorrichtung gelöst. Ein Aspekt der Erfindung umfaßt ein selbstdichtendes flexibles Ventil aus Elastomerkunststoff nach Anspruch 1 mit einem Flansch, einer Öffnung und einer zylindrischen Wand, die sich von dem Flansch her erstreckt. Eine erste Dichtungsfläche wird durch ein Paar einander gegenüberliegender Dichtungs-Wandabschnitte gebildet, die sich von der zylindrischen Wand her erstrecken und zum distalen Ende des Ventils hin einander annähern. Am distalen Ende der Dichtungs-Wandabschnitte liegen die einander gegenüberliegenden Dichtungs-Wandabschnitte aneinander an und begrenzen einen allgemein S-förmigen Schlitz. Die S-förmigen Dichtungs-Wandabschnitte aus Elastomerkunststoff werden sich an die chirurgischen Instrumente anpassen, wenn sie durch das Ventil eingesetzt werden, und sie dichten den Bauchraum gegen einen Gasdruckverlust ab, wenn das Instrument herausgezogen wird. Eine zweite Dichtfläche wird durch die Öffnung geschaffen, die rund um das Instrument gedehnt wird, wenn dasselbe durch das Ventil eingesetzt wird, um eine ständige Kontaktdichtung zwischen dem Instrument und der die Öffnung begrenzenden Umfangsfläche aufrecht zu erhalten. Das selbstdichtende flexible Ventil wird vorzugsweise aus Silikongummi hergestellt.
  • Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Trokarbaugruppe beschrieben, in welcher das oben beschriebene Ventil eingebaut ist. Diese Baugruppe umfaßt ein Griffgehäuse mit einem Kanülendurchlaß, eine an dem Griffgehäuse angebrachte Kanüle zur Aufnahme eines hindurchreichenden Obturators, einem Dichtungsventil, wie es bereits beschrieben wurde, zur selbsttätigen Abdichtung, wenn ein Obturator oder ein anderes chirurgisches Instrument durch die Kanüle eingesetzt oder aus dieser herausgezogen wird, wobei der Obturator zum Einsetzen durch die Kanüle gleitend in dem Griffgehäuse aufgenommen wird und an dem Obturator ein Griff angebracht ist.
  • Das Ventil aus Elastomerkunststoff nach dieser Erfindung hat die Vorteile einer einfachen Herstellung und des einfachen Zusammenbaues sowie der Eignung, eine angemessene Abdichtung an den Oberflächen eines jeglichen eingesetzten chirurgischen Instrumentes zu schaffen.
  • Das Ventil erfordert auch wenig Kraft beim Einsetzen der Instrumente und widersteht der Auswärtsstülpung der Ventilwände, wenn die Instrumente herausgezogen werden. Wenn das Instrument herausgezogen ist, sichert das Ventil weiterhin die Abdichtung.
  • Das selbstdichtende, flexible Ventil aus Elastomerkunststoff nach dieser Erfindung wird wirksam bei der Abdichtung chirurgischer Instrumente, wie beispielsweise Trokare gegen den Gasdruckabfall eingesetzt, wenn chirurgische Instrumente bei Laparoskopie-Eingriffen eingesetzt werden. Zusätzlich kann das Ventil benutzt werden, um eine wirksame Abdichtung zu schaffen, wenn jegliche andere Instrumente oder Vorrichtungen aus irgendwelchen Gründen durch das Ventil hindurch eingesetzt werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des Ventils nach dieser Erfindung vom distalen Ende her gesehen.
  • Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Ventils vom proximalen Ende her gesehen.
  • Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Ventil von vorn.
  • Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Ventils.
  • Fig. 5 ist ein Schnitt durch das Ventil.
  • Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses für einen Trokargriff mit angesetzter Kanüle, wobei das bevorzugte Abdichtungsventil im Gehäuse eingesetzt ist, um die Abdichtung zu bewirken.
  • Fig. 7 ist eine Explosivdarstellung einer Trokarbaugruppe mit dem Ventil im Gehäuse des Trokargriffes.
  • Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Trokarbaugruppe mit eingesetztem Ventil.
  • Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung der Trokargehäusebaugruppe mit eingesetztem Ventil.
  • Fig. 10 ist ein Schnitt durch die Trokarbaugruppe mit eingesetztem Ventil.
  • Fig. 11 ist eine schematische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils vom distalen Ende der Trokarkanüle her gesehen, bevor der Trokar-Obturator oder ein anderes chirurgisches Instrument durch das Ventil eingesetzt wird.
  • Fig. 12 ist eine schematische Ansicht des Ventils vom distalen Ende der Trokarkanüle her gesehen, wenn der Trokar-Obturator oder ein anderes chirurgisches Instrument durch das Ventil eingesetzt ist.
    • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Das selbstdichtende flexible Ventil aus Elastomerkunststoff und die Trokarbaugruppe, in welcher das Ventil verwendet wird, sind in den Fig. 1 bis 12 dargestellt. Das selbstdichtende Ventil an sich ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt und seine Lage und Position in einem Trokar in den Fig. 6 bis 12.
  • Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 sind dort zwei Ansichten eines selbstdichtenden einteiligen Ventils 20 dargestellt. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ventils 20 von seinem distalen Ende aus und Fig. 2 ein solche Ansicht von seinem proximalen Ende aus. Das selbstdichtende Ventil hat einen runden Flansch 21 mit einem darin konzentrisch angeordneten kuppelförmigen Bereich 32. Am Rande des Flansches befindet sich eine umlaufende ringförmige Lippe 30. Der kuppelförmige Bereich 32 weist eine konzentrisch zur Ventilachse 33 angeordnete Öffnung 22 auf. Die Öffnung 22 wird sich infolge der Elastomereigenschaften des Ventils dehnen, wenn der Trokar-Obturator oder ein anderes chirurgisches Instrument durch diese Öffnung eingesetzt werden. Daher ergibt sich ein ständiger Kontakt zwischen dem Obturator oder dem anderen Instrument und der die Öffnung begrenzenden Umfangsfläche. Dieser Kontakt zwischen der Ventilöffnung und dem chirurgischen Instrument schafft eine Abdichtung gegen einen Gasdruckverlust aus dem Körperhohlraum. Die Ventilachse 33 ist in Fig. 4 dargestellt und ein Querschnitt entlang der Achse 33 in Fig. 5. Die Fig. 4 zeigt die senkrecht zur Achse 33 verlaufende Flanschebene 34.
  • Vom Flansch 21 her erstreckt sich ein zylindrischer Wandabschnitt 23 und begrenzt eine rohrförmige Öffnung 24. Von dem zylindrischen Wandabschnitt 23 her erstreckt sich ein Paar allgemein kegelstumpfförmiger Dichtungswände 25 und 26. Diese Dichtungswände sind in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Am besten zu sehen sind sie in den Fig. 1, 3 und 5. Die Dichtungswände 25 und 26 erstrecken sich von dem zylindrischen Wandabschnitt 23 her und nähern sich einander immer mehr an, bis sie an ihren distalen Enden 27 und 28 aneinander anliegen. Die distalen Dichtungsenden sind so geformt, daß sie einen S-förmigen Schlitz 29 bilden. Die Oberfläche des Schlitzes wird durch eine Schlitzebene 35 gebildet, welche, wie in Fig. 4 dargestellt, parallel zur Flanschebene 34 verläuft. Aus der Fig. 4 ist auch ersichtlich, daß der Schlitz 29 und die Flanschöffnung 22 auf der Ventillängsachse 33 liegen, die senkrecht zur Flanschebene 34 und zur Schlitzebene 35 verläuft. Die distalen Dichtungsenden 27 und 28 bilden eine Gasdruckabdichtung, wenn kein Instrument durch das Ventil eingesetzt ist. Die Wände dehnen sich im Kontakt mit der Oberfläche eines eingesetzten Instrumentes, um eine Abdichtung rund um dasselbe zu schaffen.
  • Das Ventil 20 besteht aus Elastomerkunststoff. Zu diesen Materialien gehören Polymere mit den elastischen Eigenschaften von Naturgummi, wie beispielsweise Urethanpolymere, Vinylpolymere und Silikongummi. Das bevorzugte Material ist Silikongummi. Vorzugsweise ist die Wanddicke des zylindrischen Wandabschnittes 23 des Ventils größer als diejenige der Dichtungswandabschnitte 25 und 26. Dieser Dickenunterschied wird vorzugsweise angewandt, weil die Dichtungswände 25 und 26 flexibler sein müssen als der zylindrische Wandabschnitt 23, so daß die Dichtungswände sich im Kontakt mit der Oberfläche des eingesetzten Instrumentes mühelos dehnen können. Auf diesem Wege kann eine akzeptable Abdichtung erreicht werden.
  • Das selbstdichtende Ventil 20 aus Elastomerkunststoff ist das Dichtungselement einer in den Fig. 6, 7, 8 und 10 dargestellten Trokarbaugruppe. Fig. 7 zeigt die Hauptbestandteile einer typischen Trokarbaugruppe, und die Fig. 8 und 10 zeigen den zusammengesetzten Trokar. Die typischen Bauteile umfassen: ein Griffgehäuse 37, eine an das Griffgehäuse 37 angesetzte Kanüle 38, einen Obturator 40 mit einem angesetzten Obturatorgriff. Die Kanüle 38 und das Griffgehäuse 37 weisen einen Kanülendurchlaß 39 zur Aufnahme des Obturators 40 oder eines anderen chirurgischen Instrumentes auf.
  • Das Ventil 20 wird im Trokar-Griffgehäuse 37 durch Reibpaarung an der Lippe 30 gehalten, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die Fig. 9 zeigt auch das Ventil als Dichtung gegen Gasdruckverlust ohne eingesetztes Instrument. Wenn der Trokar-Obturator 40 oder ein anderes chirurgisches Instrument eingesetzt wird, bewirkt das Ventil 20, wie in den Fig. 10 und 12 dargestellt, ebenfalls eine Abdichtung gegen Gasdruckverlust. In Fig. 10 ist das Ventil 20 im Schnitt dargestellt, wobei die distalen Dichtungsenden 27 und 28 des Ventils durch einen eingesetzten Obturator 40 geöffnet sind. In Fig. 12 ist der S- förmige Schlitz 29 mit einem eingesetzten Obturator 40, vom distalen Ende her gesehen, dargestellt. Die distalen Dichtungsenden 27 und 28 haben sich der Form des zwischen ihnen eingesetzten Instrumentes 40 angepaßt, um die Abdichtung zu bewirken. Fig. 11 zeigt die Ansicht des Ventils 20, gleichfalls vom distalen Ende her, ohne eingesetztes Instrument. Der Dichtungseffekt wird in diesem Fall durch die beiden distalen Dichtungsenden 27 und 28 bewirkt, die in ihrem unverformten Zustand aneinander anliegend verbleiben. Das Ventil wird weiterhin in diesen unverformten Zustand zurückkehren, wenn der Obturator oder ein anderes Instrument entnommen wird und somit die notwendige Abdichtung ständig aufrechterhalten.
  • Die Erfindung wurde in Hinblick auf ihre besonders bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Der Leser wird jedoch nachvollziehen können, daß zahlreiche weitere Ausführungsformen vom Schutzumfang der Erfindung erfaßt werden, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (12)

1. Selbstdichtendes flexibles Ventil (20) aus Elastomerkunststoff, welches derart eingerichtet ist, daß eine Vorrichtung hindurchgeführt werden kann, wobei das Ventil (20) umfaßt:
a) einen Flansch (21),
b) eine zylindrische Wand (23), welche eine rohrförmige Öffnung (24) begrenzt, die sich von dem Flansch (21) her erstreckt und
c) ein Paar aus je einem ersten und zweiten, einander gegenüber liegender Dichtungs-Wandabschnitte (25, 26), die sich von der zylindrischen Wand (23) her erstrecken, wobei der erste und zweite Dichtungs-Wandabschnitt (25, 26) jeweils ein distales Dichtungsende (27, 28) hat und sich die Wandabschnitte (25, 26) zu den distalen Dichtungsenden (27, 28) hin einander annähern und aneinander anliegen sowie einen allgemein S- förmigen Schlitz (29) begrenzen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (21) einen kuppelförmigen Bereich (32) mit einer Öffnung (22) aufweist, wobei die Öffnung (22) elastisch dehnbar ist.
2. Ventil (20) nach Anspruch 1, bei welchem das Ventil (20) als ein einteiliges Ventil ausgebildet ist.
3. Ventil (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem sich die zylindrische Wand (23) im wesentlichen senkrecht vom Flansch (21) her erstreckt.
4. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem sich die Dichtungs- Wandabschnitte (25, 26) in einer Weise einander annähern, daß das Ventil (20) allgemein eine Kegelstumpfform hat.
5. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Flansch (21) eine allgemein runde Anordnung hat und die Öffnung (22) konzentrisch zum Flansch (21) angeordnet ist.
6. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der Flansch (21) eine umlaufende ringförmige Lippe (30) aufweist.
7. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Bereich (32) ein konzentrisch kuppelförmiger Bereich (32) ist.
8. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die zylindrische Wand (23) dicker ist als die Wand des ersten und zweiten Dichtungs-Wandabschnittes (25, 26).
9. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem der Flansch (21) eine Flanschebene und der S-förmige Schlitz (29) eine Schlitzebene definiert, wobei die Schlitzebene im wesentlichen parallel zur Flanschebene liegt.
10. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Flanschöffnung (22) und der S-förmige Schlitz (29) eine Längsachse (33) definieren, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Flansches (21) verläuft.
11. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem das flexible Elastomerkunststoff-Ventil (20) aus Silikongummi besteht.
12. Trokarbaugruppe (36) umfassend:
a) ein Griffgehäuse (37) mit einem Kanülendurchlaß (39),
b) eine an dem Griffgehäuse (37) angebrachte Kanüle (38) zur Aufnahme eines chirurgischen Instrumentes, wie beispielsweise eines hindurchreichenden Obturators (40),
c) das Dichtungsventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das in dem Gehäuse (37) angebrachte Dichtungsventil (20) der selbsttätigen Abdichtung dient, wenn das chirurgische Gerät durch die Kanüle (38) eingesetzt oder wenn dieses aus der Kanüle (38) herausgezogen wird,
d) ein chirurgisches Instrument, wie beispielsweise ein Obturator (40), der zum Einsetzen durch die Kanüle (38) gleitend in dem Griffgehäuse (37) aufgenommen ist und
e) einen am chirurgischen Instrument angebrachten Griff (41).
DE69413644T 1993-11-12 1994-11-11 Selbstdichtendes flexibles Ventil aus Elastomerkunststoff und Trokar, in welchem das Ventil angeordnet ist Expired - Lifetime DE69413644T2 (de)

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