Zusammenfassung
Einleitung: Seit ihrer Einführung haben extrem scharfe Diamantmikroskalpelle eine weite Verbreitung
in der Ophthalmochirurgie gefunden. Die Vielfalt der Geometrie und die Qualität der
Schneidkante sind jedoch vom verwendeten natürlichen Ausgangsmaterial und den Limitationen
des abrasiven Politurprozesses beschränkt. In diesem Artikel stellen wir eine neue
Generation von Diamantklingen vor, die auf einem der Mikrotechnologie entlehnten Herstellverfahren
basiert. Dabei ist die Geometrie annähernd frei wählbar. Die Klingen zeichnen sich
zudem durch eine extrem hohe Schärfe aus, die durch einen neuartigen Plasmapoliturprozess
erreicht wird. Methoden: Der innovative Fabrikationsprozess basiert auf der Abscheidung eines qualitativ hochwertigen
CVD (chemical vapour deposition) Diamantfilmes auf einem Siliziumblättchen. Die mechanischen
Eigenschaften dieses synthetischen Diamanten sind vergleichbar mit denjenigen des
Naturdiamanten. Die lithografische Strukturübertragung ist in der Lage, Geometrien
jeder Form in hoher Präzision zu übertragen und ermöglicht die Realisation einer Vielzahl
bislang nicht erhältlicher Klingenformen. Die Realisierung der Schneidkanten erfolgt
mithilfe eines Plasmapolierprozesses. Ergebnisse: Diese Methode zeigt eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit und erlaubt die Herstellung
jeglicher Klingengeometrie darunter erstmals konkav oder kreisrund geformte Diamantklingen.
Die kraftfreie Herstellung ermöglicht auch die Herstellung von sehr kleinen Klingen
(Breite < 0,125 mm, Dicke < 50 µm). Der Plasmapolierprozess mit Hilfe von Gasatomen
führt zu einer ausgezeichneten Schärfe der Schneide mit einem Kantenradius von unter
3 nm. Schlussfolgerungen: Das aus der Mikrotechnologie übernommene und optimal an die Bedürfnisse der Ophthalmochirurgie
adaptierbare Verfahren erlaubt die präzise und reproduzierbare Herstellung von Diamantklingen.
Der Fertigungsprozess ermöglicht die Umsetzung traditioneller wie auch die Entwicklung
neuartiger, an innovative Operationsmethoden optimal angepasste Klingengeometrien.
Abstract
Purpose: The application of diamond knives has steadily increased in ophthalmic surgery. However,
the geometry of the blade, its thickness and the sharpness of the cutting edge are
limited by the abrasive diamond polishing process, e. g. the crystalline morphology
of the bulk material and the grinding powder used. A new generation of diamond blades
is presented herewith allowing free choice of blade shape and thickness and possessing
excellent sharpness due to a new polishing process. Methods: The new production method is based on a high-quality CVD (chemical vapour deposition)
diamond film of some tenths of microns thickness, deposited on a silicon wafer as
microchip technology. The mechanical properties of this synthetic diamond film are
almost equal to those of a natural diamond and the surface of this film is mirror-like
after deposition without requiring post-polishing. The shape of the blade can be freely
defined and is transferred into the diamond film by a plasma polishing process adopted
from microsystem technology. Results: The new production method results in highly reproducible diamond blades. Concave
blades and round shapes can now be realised without the restrictions of the conventional
production process. The force-free fabrication method even allows realisation of miniaturized
blades (e. g. width < 0.125 mm, thickness < 50 µm) far beyond the possibilities of
conventional diamond blade production. Plasma polishing by means of gas atoms results
in extreme sharpness with the cutting edge radius in the range of approx. 3 nm. Conclusions: Utilising microsystem technology we were able to manufacture reproducible artificial
diamond blades. The new process offers for the first time surgeons a possibility of
designing blades with a geometry close to their personal needs. Furthermore, the potential
of facet-free ergonomically shaped diamond blades may stimulate further improvements
towards novel surgical techniques.
Schlüsselwörter
Diamant - Kataraktchirurgie - CVD (Chemical Vapour Deposition) - Mikrosystemtechnik
Key words
Diamond - cataract surgery - CVD (chemical vapour deposition) - microsystem technology
Literatur
Heteroepitaxy and highly oriented diamond deposition. In: Dischler B, Wild C (eds) Low-Pressure synthetic diamond. Berlin, Heidelberg,
New York, Barcelona, Budapest, Hongkong, London, Milan, Paris, Singapore, Tokyo; Springer
1998
christoph.spraul@medizin.uni-ulm.de
