JPS59500045A - 外科用骨磨砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 外科用骨磨砕装置 本発明は、磨砕原理に従って管材料を除去したり、埋込み物（ｉｍｐｌａｌｌｔ ）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 。

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ップ形成ドリルまたは中空ドリルとして設 計される骨用カッター、例えば、いわゆるブルクハル）　（Ｂｕｒｋ　−ｈａｒ ｄｔ）カッター、が用いられている。これらのカッターは、作業中に軟個組織中 にすべってそれた場合には軟質部分を著しく裂いた９、あるいは切シ傷や裂傷を 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 ッ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 計されたカッ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 。

この種の中空ドリルによって取出された試料は、その骨が、切断されそして部分 的に折れたシ砕けたシするため、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。

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、そしてすべっ てそれても軟質部にいか々る裂傷をも負わし得ない装置を提供することにある。

米国特許第３，３８４，０８５号明細書より知られる外科用切断具に１００．口 ００ｒｐｍ以上とい１う極めて高速の回転を伴う歯科用ドリル具の如く動作する 。しかしながら、他の既知のカッターやドリルの場合と同様、その切断具のヘッ 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、骨の中によシ深く入り込む切断具を用いる場合は、極めて高速の回 転によシ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って損傷を受けてし捷う。

西独特許第８０８，３６０号明細書は、小さくて角張った滑らかな歯および好ま 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、チッ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 症や壊死変性組織は−ストが生じる。

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。

前記目的を達成するために、請求の範囲に示された諸特徴を有する骨磨砕装置が 本発明に従って用いられる。

本発明を添附図面に言及する下記具体例の記載によって説明する。図面中、 第１図はその装置の縦断面図であり、 第２図は中空円筒体の縦断面図であり、第３図は中空円筒体終端面を拡大して示 す縦断面図であり、 第４図は交換自在中空円筒体の図であり、第５図は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り、 第６図は中空取出し用円筒体の横断面図であり、そして 第７図はハンドルを嵌装した中空取出し用円筒体の図である。

図面中の符号は次の意味を有する。

１　中空円筒体 ２　縦方向スロット ３　磨砕ヘッド（１の前端部） ４１の終端面 ５　研磨被覆（内側および外側） ６ａ連連結部 ６ｂ駆動部７の連結部 ７　駆動部 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 第１図に図示された外科装置は磨砕具としての細長中空円油体（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、それによって、中空円筒体（１）を図示の駆動機構（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）寸で一様かつ 僅少に大きくなっており、それによっ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、奸才しくけ軸方向に 伸びる縦方向スロット（２）を有する。

それら縦方向スロット（２）は補給冷媒の流出を可能にする。

中空円筒体（１）は、該中空円筒体（１）の磨砕ヘッド（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である。

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 〜０９０謹であシ、好ましくは０１〜０．５　ｍｍ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“彦いし０５°、 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。

研磨被覆（５）は約１００〜７００μｍ１好捷しくに５００μｍ捷での層厚を有 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、窒化はう素まだ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、磨砕ヘッ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６０〜３５０μｍ１詳細には、緻密な骨物質には５０〜１ ５０μｍ１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 ２〜８咽の磨砕ヘッド直径に対しては約５０μｍ１約８〜１２駒の直径に対して は約８０μｍ１また２０調以上の直径に対しては１００μｍである。

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。

被覆（５）は常法で、例えば電着によシ、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 。

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。

中空円筒体（１）のスロット（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〜 ６晒、幅０６〜ロ８胴である。

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 のようなセントのうち最も小型の円筒体には、釣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、頭蓋上生検、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。

中空円筒体（１）は、その連結部（６ａ）によシ、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（力は回転シール（８）（その中で 冷媒給送管（１１）が終っている）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）の駆動ヘッドのチャックが係合する）を有す る。、駆動機構は慣用のドリルであってよい。連結部（６ｂ）は、例えばプラス チック軸受や玉軸受などによっ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（ハは好ましくは、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。

生理学的溶液、例えば生理学的溶液溶液捷たはり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）を通って中空円筒体（１）に入９、そこ で長手方向のスロット（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って制 御される。水は回転シールを介して送や込１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−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」二方５０ｔＭ〜１２０ｍ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）が設けである。

更に、着脱自在としてよく、また磨砕ヘッド（３）に集中する光線を発する照明 装置（１０）を駆動部（７）の」二に設ける。

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。光ファイバーとして石英ファイバーを用いれ ば、例えばテトラサイクリン標識前生検（腫瘍の場合）または螢光プラスチック 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。

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、磨砕ヘッド（３）に焦点を結ぶ中央ガラス繊維光 杆を伺加的に設ける。

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、す々わち同じ長さ で直径が０１〜０４嘔相異する２個の中空円筒体−組を用いることもでき、それ によって取り出した円柱状物を０１〜０４τ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、１だ挿入の際容易に圧縮す ることができるので、この方法によっ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 ４５〜８５嘔の中空円筒体は０．２　ｒｔａｎＯ差、それより小型の中空円筒体 は０．１　ｍｍの差、才だ直径１０〜６５馴の大型のものは、口２または最高で も０．４　ｒｔａｈｌ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。

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 を用いるのが好ましく、その−例を第５図に示す。この中空取出し用円筒体（１ ６）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。好甘しくにこれら突起は、中空取出し用円筒体の断面図内にエツジ６つ を有する（第６図参照）。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った後、中空取出し用円筒体を、固定さ れたままになっ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 の突起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（第７図参照）。

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 な円柱状骨をその捷ま残す点に、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、は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υ可撓性ドリルンヤ フトを有し、それによって例えば寛骨臼の屋根に人工寛骨臼を保持固定したシ、 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。

本発明装置は、とがった歯を設けた特別なドリルガイドによって案内されるため 、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。可撓性シャ フトの場合には、曲折したシャフトを磨砕位置に強固に保持できる特別に保持体 が必要である。

特定の除去位置、例えば腸骨稜や胸骨などのだめの装置には、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ップを設けることが できる。

５００〜５０　口Ｏｒｐｍの回転速度を有する、商業的に入手し得るいかなるド リルも本発明のクライング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ってしまう危険があるからである。

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ック層を設けるのが好寸 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 円柱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、鋭い歯のついたカッターヘッ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ャフトの場合には、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Ｑと保持するドリルガイドが設けられる。

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ャックより成る連結部を介して行われる。

Ｆｌ［３，２ ＦＩＧ、３ Ｆｌ（１）、５ 国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　磨砕ヘッドを連結部を介して着脱自在に駆動部に連結し、該磨砕ヘッド（ ３）は終端面（４）を丸めた中空円筒体（１）として構成し、そしてその外壁お よび／または内壁に５０〜３００μｍの粒径を有する研磨被覆（５）を設けたこ とを特徴とする骨磨砕装置。 ２、　中空円筒体（１）が、やや円錐形状を有しその横断面が終端面（４）に向 かって減少する請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　中空円筒体（１）の内部に到る冷媒給送管（１１）が含まれる請求の範囲 第１項捷だけ第２項記載の装置。 ４、　中空円筒体（１）が、少なくとも一つの穿孔部を、好ましくは終端面（４ ）の前で終るスロット（２）の形で有する請求の範囲第１項〜第３項いずれかに 記載の装置。 ５、一対の双子として構成され、一方の被覆された中空円筒体（１）の外径を他 方の中空円筒体の内径よシもわずか釣０１〜０４箇小さくした請求の範囲第１項 〜第４項のいずれかに記載の装置。 ６、　駆動部上またはドリルへのアダプター上に、磨砕ヘッド（３）に向けられ そしてその光円錐が常に中空円筒体の先端に集束する照明装置、好ましくはガラ ス繊維または石英繊維照明を設けた請求の範囲第１項〜第５項いずれかに記載の 装置。 ７　対応する中空磨砕ヘッド円筒と同じ内外径を有するが、外側には研ｔ！ＦＭ 覆７「；ない代シに、内側に突起（１７）を有し、該突起は、中空取出し用円筒 体（１６）で、好ましくは請求の範囲第１項〜第６項に記載の骨磨砕装置によシ 作られた骨のコアを押した場合に、該コア内に貫入し、そして中空取出し用円筒 体を回転させ次いで抜出す際に前記コアを連れ出すようにしたことを特徴とする 請求の範囲第１項〜第５項に記載の装置と共に用いるのに適した中空取出し用円 筒体（１６）。