JPH0549292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】 本発明は、磨砕原理に従つて骨材料を
除去したり、埋込み物（implant）挿入のために
骨を調製したりするための、噴出水と共に動作す
る装置に関する。

【0002】 骨の生検材料や骨移植物を採取したり
埋込みのための床を調製するために、従来より端
面に鋭い歯を有する切断用チツプ形成ドリルまた
は中空ドリルとして設計される骨用カツター、例
えば、いわゆるブルクハルト（Burk−hardt）カ
ツター、が用いられている。これらのカツター
は、作業中に軟質組織中にすべつてそれた場合に
は軟質部分を著しく裂いたり、あるいは切り傷や
裂傷を負わすことになるという大きな欠点があ
る。中空ドリルとして設計された骨用カツターは
円柱状骨は保護するが、切除床の方を破壊してし
まう。ドリルとして設計されたカツターは切除床
は保護するが、除去される円柱状骨を破壊してし
まう。

【0003】 この種の中空ドリルによつて取出され
た試料は、その骨が、切断されそして部分的に折
れたり砕けたりするため、その骨構造に多くの傷
が認められる。髄組織の端縁部も血管と同様傷害
を受け、裂き傷を負うため、生検用円柱体の形態
学的構造はその端縁部分が著しく破壊されている
ことが多い。それに対応して、ドリルにより作ら
れた切除床の端縁部も破壊され、埋込み物の定着
を一層困難なものにしている。

【0004】 本発明の目的は、無傷の端縁構造を有
する円柱状骨（生検材料）を取出すことができる
とともに無傷の端縁構造を有する埋込み物用床を
調製でき、そしてすべつてそれても軟質部にいか
なる裂傷をも負わし得ない装置を提供することに
ある。

【0005】 米国特許第3384085号明細書より知ら
れる外科用切断具は100000rpm以上という極めて
高送の回転を伴う歯料用ドリル具の如く動作す
る。しかしながら、他の既知のカツターやドリル
の場合と同様、その切断具のヘツドには鋭い端縁
部が設けられ、それ故、切断作用だけでなく裂く
作用も有している。しかも、骨の中により深く入
り込む切断具を用いる場合は、極めて高速の回転
により生じる摩擦熱を十分な程に除去することも
もはや不可能であり、そのために組織は過熱によ
つて損傷を受けてしまう。

【0006】 西独特許第808360号明細書は、小さく
て角張つた滑らかな車および好ましくは除去通路
で被覆された回転体より成る装置を開示している
が、それ以上詳細な記載はない。しかしながら、
この回転本体では、チツプ形成を伴う骨物質切断
が可能となるに過ぎず、骨パルプが形成される。
そのため昇温の結果、骨壊死症や壊死変性組織ペ
ーストが生じる。

【0007】 本発明者は、装置を磨砕具として構成
すれば前述の目的が達せられることを見出した。
加えるに、磨砕過程で生じる熱を冷媒補給により
確実に除去することが重要である。

【0008】 前記目的を達成するために、本発明に
より新規な特徴を有する骨磨砕装置が提供される
が、本発明は、また、その磨砕装置の一部として
の中空磨砕用円筒体の代りに、磨砕後の骨コアを
取り出すための中空取出し用円筒体を設けた骨コ
ア取出し用装置をも提供するものである。

【0009】 本発明を添付図面を参照して、下記具
体例によつて説明する。

【0010】 図１に図示された外科装置は磨砕具と
しての細長中空円筒体１を示している。この円筒
体は一端に、駆動部７の連結部６ｂに結合できる
連結部６ａを有し、それによつて、中空円筒体１
を図示の駆働機構７により調節自在速度で回転駆
動することができる。終端面は符号４で示され
る。中空円筒体１の内側横断面は、終端面４から
連結部６ａまで一様かつ僅少に大きくなつてお
り、それによつて穿孔後の円柱状骨の抜出を容易
にしている。中空円筒体１は、終端面４に近い前
端区域に、好ましくは軸方向に伸びる従方向スロ
ツト２を有する。 それら従方向スロツト２は補給冷媒の流出を可
能にする。

【0011】 中空円筒体１は、該中空円筒体１の磨
砕ヘツド３を形成する前端区域の、すなわち好ま
しくは縦穴２と終端面４との間の内壁および／ま
たは外壁に耐久性の研磨被覆５を担持しており、
また終端面４は、被覆部のなるべく広い表面積が
骨と接触するように丸みをつけてある。

【0012】 中空円筒１はステンレススチール製と
するのが好ましく、そしてそれは一般に、例えば
精密機器の場合に常用されているような高度に研
磨された形態で用いられる。中空円筒体１の壁厚
は、その直径の関数として変化するが、通常は
0.09〜0.90mmであり、好ましくは0.1〜0.5mmであ
る。中空円筒体は少なくとも内側に、やや円錐形
状を有する。それらは、有利には、5″ないし0.5゜、
好ましくは20″〜0.2゜のクリアランス・アングル
（中軸と内壁のなす角度）を有する。

【0013】 研磨被覆５は約100〜700μm、好まし
くは500μmまでの層厚を有する。それは、慣用の
抵抗材料、例えばダイアモンド、コランダム、ア
ルミナセラミクス、ガラス、窒化ほう素またはそ
れらと比肩し得る程に硬質の材料から構成されて
いてもよい。粒径は、磨砕ヘツドの直径および穿
孔すべき骨の性質にあわせるが、その範囲は30〜
350μm、詳細には、緻密な骨物質には50〜
150μm、またスポンジ様骨物質には約150μmであ
る。特に適切な粒径は約２〜８mmの磨砕ヘツド直
径に対しては約50mm、約８〜12μmの直径に対し
ては約80μm、また20mm以上の直径に対しては
100μmである。

【0014】 ダイアモンド被覆の場合、粒径は30〜
250μmとするのが好ましく、また最大で350μmで
ある。

【0015】 被覆５は常法で、例えば電着により、
または直接もしくは間接スパツタリングにより適
用できる。大型円筒体の場合には、軟質合金を嵌
着することもできる。

【0016】 中空円筒体１の終端面４は、最適の研
磨粒子が磨砕すべき骨物質と接触するように、丸
めておくのがよい。

【0017】 中空円筒体１のスロツト２の数は、中
空円筒体の大きさ、すなわち内径に依存する。穴
の直径は200〜1000μmであり、また長方形窓は長
さ２〜６mm、幅0.3〜0.8mmである。

【0018】 中空円筒体１の直径および長さは、行
うべき外科手術の性質にあわせる。このようなセ
ツトのうち最も小型の円筒体には、約50μmの粒
径のダイアモンド被覆が設けられ、細密な骨の生
検、主として緻密な骨物質に対して、あるいは胸
骨穿刺、頭蓋冠生検、および骨折治ゆ進行度評価
のための生検に対して用いられる。

【0019】 中空円筒体１は、その連結部６ａによ
り、対応する駆動部７の連結部６ｂに挿入するこ
とができる。駆動部７は回転シール８（その中で
冷媒給送管１１が終つている）および駆動ピニオ
ン１２（その上に、駆動部に挿入できる駆動機構
７の駆動ヘツドのチヤツクが係合する）を有す
る。駆動機構は慣用のドリルであつてよい。連結
部６ｂは、例えばプラスチツク軸受や玉軸受など
によつて回転自在かつ移動不可能に、駆動部に装
着される。駆動部７は好ましくは、軽金属合金製
とすることができ、また同じく精密構成部分であ
る。

【0020】 生理学的溶液、例えば生理学的食塩溶
液またはリンゲル溶液あるいは適当に適合させた
溶液などは、冷媒給送管１１を通つて中空円筒体
１に入り、そこで長手方向のスロツト２を通して
外に出る。この中央水路の特別な特徴は中空磨砕
円筒体の回転による圧力蓄積である。これは円筒
体の窓割りによつて制御される。水は回転シール
を介して送り込まれる。噴出水は中心に配される
が、これは中空円筒体１内で圧力が蓄積し、そし
て一次的には開始時に高圧を必要としないという
長所を有する。手術台上方50cm〜120cmの高さに
滅菌浸出液びんを置くだけで十分である。冷媒管
には、ドリルが静止しているときに冷媒供給を阻
止する逆止弁（図示せず）が設けてある。

【0021】 更に、着脱自在としてよく、また磨砕
ヘツド３に集中する光線を発する照明装置１０を
駆動部７の上に設ける。光を送り込むために、照
明装置は、例えば、光を光出口孔１４に通す光フ
アイバー束１３を有してもよい。光フアイバーと
して石英フアイバーを用いれば、例えばテトラサ
イクリン標識骨生検（腫瘍の場合）または蛍光プ
ラスチツク残滓（人工器官の置き換えの場合）な
どを一層容易に見えるようにするために、紫外光
を送ることもできる。

【0022】 例えば人工器官の取り換えのために骨
空洞を作るのに用いられるような、大型装置の場
合には、この環状で、螺子嵌めまたは永久的に取
着されたマルチ・ポイント式ガラス繊維照明のほ
かに、磨砕ヘツド３に焦点を結ぶ中央ガラス繊維
光杆を付加的に設ける。

【0023】 軟骨および骨移植組織の移植には、い
わゆる双子中空円筒体、すなわち同じ長さで直径
が0.1〜0.4mm相異する２個の中空円筒体一組を用
いることもでき、それによつて取り出した円柱状
物を0.1〜0.4mm小さい受け床に挿入することがで
きる。とりわけスポンジ様の骨はわずかに弾性が
あり、また挿入の際容易に圧縮することができる
ので、この方法によつて異質の材料を用いずして
安定な埋込みが保証される。直径の差をどれ程に
するかは中空円筒体の直径に依存する。内径が
4.5〜8.5mmの中空円筒体は0.2mmの差、それより小
型の中空円筒体は0.1mmの差、また直径10〜35mm
の大型のものは、0.2または最高でも0.4mmの差に
する。いずれの場合も、円筒体は被覆後に測定さ
れ、そして相互にあてがわれる。

【0024】 中空円筒体１による穿孔で作られた骨
コアを取出すには中空取出し用円筒体１６を用い
るのが好ましく、その一例を図５に示す。この中
空取出し用円筒体１６は特定の中空磨砕用円筒体
と壁厚の点では類似しているが、外側に研磨被覆
は設けられておらず、内壁に微小突起１７（例え
ば１〜10個）が設けられている。好ましくはこれ
ら突起は、中空取出し用円筒体の断面からみると
エツジとなつている（図６参照）。それらは例え
ば半田付けしてもよく、あるいは押抜きしてもよ
い。中空磨砕用円筒体を抜き取つた後、中空取出
し用円筒体を、固定されたままになつている骨コ
アの上を注意深く打ち込み、次にやや回転させる
と骨コアの根元がねじれてはずれ、抜き出すこと
ができる。何故なら取出し用円筒体１６の突起１
７が骨フレームまたは骨物質中にくい込んでいる
からである。次に円柱状骨は中空取出し用円筒体
１６から容易に後方に打つことができる。好まし
くは、中空取出し用円筒体１６にはハンドル１８
を設ける（図７参照）。

【0025】 本発明装置は埋込み床の作製にも有利
に用いることができる。有利な点は、緻密な円柱
状骨をそのまま残す点にあり、そのため埋込み物
は中空磨砕用円筒体の壁厚に相当するだけ骨物質
を置き換えるに過ぎない。埋込み物が穿孔されて
いれば、その埋込み物への緻密な骨貫入を得るに
は、ほんのわずかな骨再成が必要とされるに過ぎ
ない。この目的に対し、本発明装置は場合により
可撓性ドリルシヤフトを有し、それによつて例え
ば寛骨臼の屋根に人工寛骨臼を保持固定したり、
腸骨稜の内外側で生検材料を採取したり、また有
床義歯用埋込み床を作製したりするのに必要な所
要の穴を作ることができる。このようにすれば、
アングル・ピースが不要となり、しかも中心部で
水を噴出させることが可能である。

【0026】 本発明装置は、とがつた歯を設けた特
別なドリルガイドによつて案内されるため、穿孔
磨砕装置は、骨の除去されつつある位置に不動に
保持される。可撓性シヤフトの場合には、曲折し
たシヤフトを磨砕位置に強固に保持できる特別な
保持体が必要である。

【0027】 特定の除去装置、例えば腸骨稜や胸骨
などのための装置には、所定の長さの円柱状物が
除去できるように調整自在の、または固定された
ストツプを設けることができる。

【0028】 500〜5000rpmの回転速度を有する、
商業的に入手し得るいかなるドリルも本発明のグ
ラインダーの駆動に適している。高速で回転する
ドリルは減速歯車によりより低速の回転に落とす
べきである。何故なら、そのようにしないと冷媒
による冷却がもはや十分でなくなつてしまう危険
があるからである。

【0029】 前記ドリルガイドには、そのドリルガ
イドにより中空グラインダーの研磨被覆が損傷を
受けないようにするために、その内側にプラスチ
ツク層を設けるのが好ましい。傾斜が容易におこ
り得るので、全部を金属で設計するとその可能性
がある。中空円筒体グラインダーは注意深く適所
に置けば、進路をはずれたりあるいは走り出るこ
とは全くないが、鋭い歯のついたカツターヘツド
について知られているように、熟練していないユ
ーザーのためにそして特に可撓性シヤフトの場合
には、鋭い歯またはいくつかの針状先端部によ
り、取出し部位に中空グラインダーを動けないよ
うにしつかりと保持するドリルガイドが設けられ
る。

【0030】 外科用ドリルへの接続は、中央水噴出
装置、シールおよび中空円筒体および必要に応じ
歯車部材を受容する急動チヤツクより成る連結部
を介して行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の縦断面図である。

【図２】中空円筒体の縦断図面である。

【図３】中空円筒体終端面を拡大して示す縦断面
図である。

【図４】交換自在中空円筒体の図である。

【図５】本発明装置に対して用いるのに適した中
空取出し用円筒体の縦断面図である。

【図６】中空取出し用円筒体の横断図面である。

【図７】ハンドルを嵌装した中空取出し用円筒体
の図である。

【符号の説明】

図面中の符号は次の意味を有する。 １ 中空円筒体 ２ 縦方向スロツト ３ 磨砕ヘツド（１の前端部） ４ １の終端面 ５ 研磨被覆（内側および外側） ６ａ 連結部 ６ｂ 駆動部７の連結部 ７ 駆動部 ８ 回転シール ９ ハンドル １０ 照明装置 １１ 冷媒給送管 １２ 駆動ピニオン １３ 光フアイバー束 １４ 光出口孔 １６ 中空取出し用円筒体 １７ 突起 １８ ハンドル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求の範囲１】 着脱自在に駆動部に連結され
   た中空円筒体を有する骨コア取出し用装置であつ
   てその中空円筒体が先端部内側に骨コアを搬出す
   るための突起１７を有する骨コア取出し装置。