CN1203518A - 材料收集系统和其使用方法 - Google Patents

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威廉·凯西·福克斯
布赖恩·菲律普·布鲁克斯
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Abstract

本发明涉及一种用于收集切削器具产生的碎屑的器械。以及该器械的使用方法。该碎屑可来自贵金属,毒性或有危害的物质,或来自活性组织,比如骨骼。在收集骨碎屑的特定的实施例中,本发明包括采用钻头的器械,从而可在无菌的条件下将骨碎屑(195)收集于收集腔(110)内以便进行后面的移植。当使用时,将骨髓和骨碎屑(195)拉入钻头(150)的出屑槽(170)中,使其沿上述器械的端部(100)中的孔向上运动,并收集于收集腔(110)内。可通过旋转的出屑槽用的擦拭部件(160)将钻头(150)中的出屑槽上的剩余组织清除掉,当进行钻孔,或从上述器械中撤出该钻头(150)时,上述擦拭部件随钻头(150)旋转。在上述实施例中,采用上述器械可收集重新修复骨缺陷,裂缝用的,或矫形,或与骨相接触的牙植入体的固定用的活性骨骼组织。

Description

材料收集系统和其使用方法
本发明涉及下述的使用领域，在该领域中借助切削器具的作用将碎屑收集起来。本发明提供一种工业用和医用的器械和方法。特别是，本发明涉及收集骨骼组织用的外科手术器械和其使用方法。此外，最好在提供自体移植物的供体(donor subject)内对所收集的骨骼组织进行处理和移植。
在符合美国军队，美国食品和药品管理局，以及国际标准组织的标准要求的机械部件的生产中，将通过机械加工过的碎屑收集起来，将其返回库存(inventory)控制以便查清发放给工作场所的所有材料的质量。为了检查所有发放的材料的质量，要对废碎屑，剩余的散装料，以及机械部件进行称重(weigh)以便确保在工作场所没有未鉴定的材料是不受控制的。高等级的医用，或军队指定使用的材料的废碎屑成本是较高的，因此将其回收是合算的。在收集碎屑的另一实例中，珠宝商收集和回收在贵重材料，比如金银的加工过程中掉落于工作区域的材料。
通过外科手术截取带有，或不带有骨髓成分的骨组织是需要采用收集碎屑的器械的又一实例。所截取的骨材料用于对骨缺陷和骨病进行治疗。用于治疗的骨和骨髓物的移植的目的是在缺陷部位，或植入体部位周围诱发，或加强骨组织生长和修复。
自身的骨移植物是供对所有移植材料测定时参照的理想标准。获取新的自身的骨移植材料后，便可提供符合生理学浓度的所有自然获得的促细胞分裂剂和生长因子，有活性的间叶细胞和原细胞群，自然的骨母体。自体移植骨料与同种异体移植物(来自相同的种类的提供者的组织)，或异种移植物(来自不同种类的提供者的组织)相比较具有更大的生骨能力。与冻结的同种异体移植物和脱钙的同种异体移植物相比较，在多数场合新的自身的骨松质移植物会导致愈合。自身的骨移植物可避免与同种异体移植物有关的潜在的免疫性的和感染性的并发症。
减少与截取骨松质有关的发病的尝试已采用使侵害(invasive)程度达到最小的外科手术方法，该方法采用下述的柱状骨凿，该骨凿可获取通过单个的初始骨密质入口得到的几个骨塞(plug)。该方法的速度较慢，从而可获得的骨体积受到限制。骨活组织切除用的环钻具有下述优点，即不会对肌肉，或韧带造成伤害(disturb)，但是该方法也会对截取的体积和形状造成限制，所截取的材料的收集的时间较长。
另一方法采用正方形，或矩形的骨窗，该骨窗会导致较大的提供者手术部位的发病率。在形成普通的骨窗时所产生的尖角(angular)缺陷会削弱骨结构，因为裂缝可从该缺陷的角部扩展开。
前面对骨切削，骨髓抽吸用的，以及对移植物进行处理用的装置和系统进行了描述。Bonutti(US5269785，US5403317号专利)，以及Thimsen等(US4649919，US4844064号专利)涉及平直(orthoscopic)的组织的去除。Johnson(US5443468号专利)和Leuenberger(US4111208号专利)涉及钻头和钻头马达附件；Abtopckomy(SU1644923A1号发明人证书)，Zelenov(SU1066578号发明人证书)和Michaelson(US5451227号专利和公开号为WO9505123的专利申请公开说明书)涉及骨骼组织切削器；Chin(US5385570号专利)涉及带有收集材料碎片用的凹部的外科手术切削用的器械。Werner(US5407425号专利)，Gillis(US5199942号专利)和Altshuler(US4486188和US4481946号专利)对骨髓移植方法和设备进行了描述。
Grant(US3466693号专利)涉及对油田使用的钻杆进行有效的擦拭，而Dillard(US4991452号专利)涉及具有危害性的固体材料的取样器。
现有的碎屑收集器械无法考虑特定应用场合的专门设计的需要，很容易地对所收集的材料的量进行测定的需要，有效地转移到第二部位的需要，或者无菌条件，或具有较低含氧量的环境的需要。特别是，由于材料的特性和所采用的骨材料截取方法的原因，现有的骨骼截取器械和移植方法存在有严重的问题。现有的方法和相应的缺点包括：1)从基因方面看异体的骨和骨母体经常会导致发炎反应，以及免疫原性的排斥；2)来自人体提供者的冷冻干燥的骨植入体在形成血管方面是较慢的，这样会造成包括疾病传染的术后并发症的不能接受的危险；3)用于获得自体移植物的、在患者中进行的第二部位的外科手术经常会造成较高的发病率和并发症；4)骨密质植入物难于与缺陷部位的形状相吻合，并保持一致；5)虽然需要进行第二部位的外科手术，但是目前的骨截取器械和设备因环钻和刮匙而受到限制，这样会对质量和数量造成影响；6)在目前的合成骨母体材料，比如磷酸钙与碳酸钙的成分，石英玻璃，聚乳酸和聚羟基乙酸的共聚物，海珊瑚中存在有缺陷。
由于上述已有技术不能完全令人满意，于是本发明人研究了改进措施，并提出了本说明书所描述的本发明。
本发明提供一种借助切削器具的作用而产生的碎屑的收集器械和方法。该器械包括端部，该端部用于与切削器具一起使用，收集腔，该收集腔可与上述端部固定以便收集和保持上述碎屑。当将切削器具穿过该器械时，该器械通过下述方式独立于切削器具而作用，该方式为：使切削器具沿其纵轴线产生旋转，使切削器具相对上述器械作进出移动。当在使用时，上述碎屑积存于收集腔内。
上述的“用于与切削器具一起使用”指上述端部用作切削器具的导向件，另外可用作切削器具的支承件。该端部具有与切削器具相配合的孔。本发明中的使碎屑积存于收集腔内的方面包括借助切削器具的作用进行导向，通过切削器具的移动产生拉动，在切削器具的旋转所产生的向心力的作用下产生甩动。
上述器械的实施例还包括可与收集腔固定的盖，该盖用于与切削器具一起使用。在这里所述的“用于与切削器具一起使用”指上述盖用作切削器具的导向件，另外可用作切削器具的支承件。该盖可具有与切削器具相配合的孔，其还可包括下述附件，该附件用于将该附件中的成分(content)与收集腔内的碎屑相混合。
在本发明的另一实施例中，上述器械包括对切削器具进行擦拭的擦拭部件。该擦拭部件可为柔性，或刚性的凸部，其可装配于擦拭部件衬套中，该衬套可与收集腔，或上述盖固定。用于擦拭切削器具的凸部可为柔性的，以便其形状与切削器具的表面，比如金属丝，刷毛，或刷的表面保持吻合；或者上述凸部可为刚性的，其是这样形成的从而可与出屑槽，或钻头横截面的外部形状相配合，或保持吻合。用于擦拭切削器具的凸部还可包括用于清除材料的钩爪(finger)，该钩爪沿切削器具的外侧运动以便将材料清除掉，并位于上述端部和收集腔的连接处附近。
本发明的其它实施例中的、涉及在收集腔积存碎屑的方面包括采用所述的擦拭部件，以及采用由真空管线提供的抽吸作用。这些方面是在前面所述的作用的基础上增加擦拭和抽吸作用，该前面所述的作用指作为下述机构的导向，拉动，甩动作用，通过该下述机构本发明可将由于采用切削器具而产生的碎屑收集起来。
上述器械的端部还可包括齿，或多个齿，该齿用于消除在切削表面上产生的滑动。上述端部可为球形端部，或旋转端部。
在本发明的优选实施例中，上述器械还包括同心设置的切削器具。在这里所述的“切削器具”指包括有出屑槽的器具，比如钻头，骨钻，磨削器，粗锉刀，铰刀，铣刀等；以及不具有的出屑槽的器具，比如hole saw。在这里所述的“同心设置”指上述器具装配于器械主体中从而其基本位于器械的中心处。上述切削器具可带有可调节的止动件，最好带有校准的(calibrated)、可调节的止动件。
在具有切削器具的本发明器械的另一实施例中，该切削器具为钻头。该钻头可带有标准的切削端部，或具有第一侧边和第二侧边的切削端部，该第一侧边具有呈直线状的切削刃，该第二侧边具有成排的磨削齿。
上述切削器具可通过人工方式旋转，但是上述器械还可包括下述机构，该机构用于使切削器具产生旋转，以便使硬化材料，比如金属的切削作用达到最佳。优选的机构为外部马达。
在本发明的另一方面中，上述器械还包括下述附件，该附件用于将碎屑通过端部从收集腔压出，从而将其涂敷于所需部位。该附件可为柱塞，该柱塞穿过上述盖。另一方面，该附件可为双柱塞组合件，该组合件在将盖拆下后插入到收集腔内。
上述收集腔还可包括测定体积的机构。在一个实施例中，该收集腔包括透明的，或半透明的壁，上述测定体积的机构，该机构包括位于上述壁上的测定体积的标记。上述器械还可包括填塞所收集的碎屑的柱塞，从而可对所填塞的体积进行测定。
上述器械中的一些部件最好成整体成形，从而可提供一次性的整体件。该整体件可包括端部，收集腔和擦拭部件衬套；端部和收集腔；或盖，擦拭部件和擦拭部件衬套。
本发明的另一方面涉及下述的钻头，该钻头带有端部，该端部具有第一侧边和第二侧边，该第一侧边具有呈直线状的切削刃，上述第二侧边具有成排的磨削齿。本发明的再一方面涉及通过采用带有切削器具的器械的方法获得的碎屑，该切削器具带有上述的钻头。
在本发明的器械的另一方面中，上述收集腔还包括与真空管线连通的开口以便实现抽吸。
在本发明的实施例中，骨骼组织是采用上述的器械截取的。在本发明的又一优选实施例中，上述截取是在无菌条件下进行的从而可提供移植用的材料。在这里所述的“骨骼组织”指有机体形成的骨质的，具有一定柔软度的软骨质骨架，骨，骨髓，软骨，韧带，骨松质组织，或腱，其包括内生理因子，比如生长因子，血液，生化的，或细胞的成分或组分。在这里所述的“无菌条件”指作为在外科手术中采用的无菌的，或接近无菌的条件。正象本领域的普通技术人员在阅读本说明书时所想到的，上述术语“无菌”包括对器械，表面，溶液等进行消毒；采用消毒过的服装，面罩等；对周围的空气进行过滤。上述消毒可通过加热，紫外光，用酒精擦洗或采用杀菌剂的方式来实现。
本发明的再一实施例涉及一种材料移植系统。该系统包括带有擦拭部件，或不带有擦拭部件的本发明器械，该器械带有切削器具，该系统还包括使碎屑移动到另一使用位置，比如移植位置的机构。在一个实施例中，上述碎屑为骨碎屑，上述系统是无菌的组织移植系统。上述材料移植系统还可包括对组织碎屑进行处理的机构，比如带有外套的喷嘴。在这里所述的“使碎屑移动到另一使用位置的机构”指将碎屑从截取的部位移植到另一部位的任何机构。
本发明的再一实施例涉及上述材料移植系统的方法，或使用方法，该系统用于在无菌的条件下将骨骼组织从第一部位移植到第二部位。该方法包括下述步骤，即采用上述的材料移植系统在无菌的条件下，将骨骼组织从第一部位去掉，之后在无菌的条件下将该骨骼组织移植到第二部位。可在第二部位进行植入术之前，对该骨骼组织进行处理，该处理可包括洗涤，磨削，组织分离，添加酸，添加碱，添加密封剂(encapsulant)，添加治疗剂，该治疗剂包括药物和生长因子，但是该治疗剂不限于此处列出的成分。特别是，第一部位和第二部位位于一个对象(subject)内从而植入物为自体移植物。
本发明的器械用于收集碎屑的任何领域。由于该被切削的材料是很珍贵的，即稀有的，成本较高的，或具有特殊的性能，当不希望其有损失时，可将该材料收集起来。另一方面，上述碎屑可为毒性的，或有危害性的，这样需要将其收集起来以便将危害降到最小程度。由于挥发性，易燃性，放射性的作用，或由于生物危害方面的作用，比如具有象HIV病毒这样的病毒的作用，可导致上述的毒性。
在对危害性材料进行加工时，本发明的器械和方法可提供较高的安全性。由于可在该系统内部对氧气压力进行控制，从而可将易于氧化的，并且容易产生火灾的材料，比如钛，镁和钠安全地收集于上述系统中。上述器械的结构通过下述方式使任何火灾达到最小的程度，该方式为：在基本密封的系统中使与氧气的接触减少。可采用抽真空的方式将(powerd)碎屑去除，另外将收集腔内的氧气压力减小。此外，上述收集系统可通过惰性气体，比如氩气冲洗，以便使燃烧的危险降到最小程度。
在工业应用方面，可对金，银，白金，或铀进行加工，可将其碎屑收集起来以便重新使用，废除，或满足安全性，或环境要求。上述器械还可用于在微重力的环境下收集以其它方式无法收集的碎屑。在这里所述的“微重力”指下述的任何环境，该环境包括其值小于地球表面上所知道的重力值的重力，该环境比如为空间站环境。
在医学应用方面，预计骨骼组织的碎屑的收集特别会用在矫形，或牙科的场合在该场合钻取骨和/或骨髓，或在无菌的条件下截取骨和/或骨髓以便用于后面的医用场合。所截取的骨骼组织可用于移植物，从而便于骨缺陷的愈合，或促进植入体的接收。如果所截取的组织是具有生物危害性的，则本收集系统可通过将其保存，直至废弃的方式来提高处理该组织的安全性。
本发明人所想到的，通过本发明的器械来切削的特定材料包括骨骼组织，金属，陶瓷和聚合物。在这里所述的“陶瓷”指由下述成分形成的材料，该成分包括以硅石为主成分的陶瓷，石英玻璃，碳酸钙，磷酸钙，羟磷灰石，瓷，或航天用陶瓷。在这里所述的“航天陶瓷”指下述材料，比如含纤维的耐火绝缘成分，热塑合成泡沫，陶瓷母体成分等。在这里所述的“聚合物”指医用等级的聚合物，比如聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，硅氧烷弹性体等。
本发明的器械可按照下述矫形手术的步骤来使用，其步骤为：1)将该器械放置于骨上，确定好切削部位，设置切削器具，比如钻头的导向件；2)将钻头放置于该器械中；3)按照临床的惯例以连续的方式进行钻孔；4)将该钻头从上述器械中撤出；5)将该器械保持在该钻孔部位，以便使端部的孔与所钻出的孔对准，从而使包括血液的骨髓组织顺利地向上流入该端部和收集腔内；6)从上述部位处取下该器械；7)将所截取的材料在上述器械内部进行压实；8)对所收集的材料的体积进行测定；9)通过上述端部挤出所压实的材料，或从收集腔的孔中挤压出该材料；10)将该材料移植到同一患者中的第二部位。
在上述第一0步骤中，要注意上述器械是独立于钻头的，该钻头仅仅在3个步骤(2，3，4)中与上述器械一起使用，上述组织是通过3个步骤(3，4，5)进行收集的，通过6个步骤(3，4，5，6，7，8，9)在上述器械内对上述组织进行处理。在本实例中，除了收集组织以外，上述器械用于确定钻孔的位置，支承钻头，对钻头进行导向，通过可调节的止动件对钻孔深度进行控制，防止周围的组织受到钻头边缘的伤害，在无菌的条件下收集，保护，存储和移植组织。
本发明的优点包括：1)可专门制造该器械以便符合特定的切削步骤和要求；2)该器械可实现快速，简便地对所收集的材料的体积进行测定；3)该器械可在另一部位有效地使用所收集的材料，并将其放置于该另一部位；4)本发明取消了废弃有价值的材料的作法，并避免了该材料的浪费；5)本发明可与普通的钻马达和钻头一起使用；6)本发明有效地将3个过程组合起来，该3个过程为：导向，拉动和甩动以便收集碎屑；7)本发明可适合于许多种切削器具；8)本发明可用于收集贵金属碎片和粉末；9)本发明可用于自动地收集放射性材料；10)本发明可用于减少切削可氧化的材料时产生火灾的可能性；11)本发明可用于确定切削器具的位置，并用于支承该切削器具；12)本发明的出屑槽用的擦拭部件可在钻头旋转和移动的过程中随该钻头旋转；13)上述器械可通过手固定；14)本发明在许多使用场合是独立于切削器具的；15)通过增加擦拭和抽吸的过程可进一步促进通过上述导向，拉动和甩动方式进行的有效收集。
在涂敷截取的骨骼组织时容易得出的、本发明的其它优点包括：1)本发明可从多个提供者部位截取骨松质和其它骨质和/或骨髓材料；2)本发明可通过下述方式对移植用的、活性的、所收集的骨骼组织进行最佳的处理，该方式为：使该组织呈小碎片状从而具有较大的表面积，通过活性的骨髓成分对其进行洗涤；3)本发明将与废弃人的骨碎屑有关的生物危害性降到最小的程度；4)本发明通过下述方式可降低患者的发病率，该方式为：减少截取时间，允许采用具有最小侵害性(invasive)的外科步骤；5)本发明降低了机械的应力集中，以及因医生的治疗而引起的骨折和发病率。
按照长期保持的专利法惯例(convention)，在包括权利要求书中的本申请中使用时，术语“一种”指一个，或多个。
参照附图并结合优先的实施例容易得出本发明的其它目的和优点。
图1为其内设置有钻头的本发明的器械的实施例的剖面图；
图2为本发明实施例的、部分部件为剖面的分解平面图；
图3a为贴靠于骨上的，处于钻孔之前的状态的本发明另一实施例的剖面图；
图3b表示在收集操作过程中的本发明的实施例。钻头(150)沿顺时针的方向以速度(ω)旋转；
图4a表示本发明实施例的，部分部件为剖面的分解平面图；
图4b为本发明的器械的顶端的平面图，该顶端带有下述的机构，该机构用于夹持骨表面并产生旋转以便使该顶端与骨之间实现密封；
图5a和5b分别为下述带有出屑槽的钻头的结构和较大的出屑槽的平面图，该钻头结构可在端部处同时进行磨削和切削过程从而使碎屑的形态达到最佳，上述较大的出屑槽具有较小的出屑槽角度以便于碎屑在钻头(100)内部沿钻头向上运动；
图6为下述本发明实施例的示意图，该实施例通过本发明的器械将无菌组织从第一部位移植到第二部位。可对所截取的组织进行处理以便进一步提高诱发骨生长的潜能；
图7表示用于将所收集的碎屑挤出的、本发明器械中的收集腔内的双柱塞组合附件；
图8为双柱塞组合件的剖面图；
图9a为旋转钻头中的出屑槽用的擦拭部件(600)，该擦拭部件带有钻头的刚性出屑槽用的凸部(610)，该钻头带有两个普通的出屑槽；
图9b为旋转的、通用的擦拭部件(620)，其带有柔性刷毛状凸部(630)，该凸部用于钻头，锥状铰刀，骨钻，粗锉刀，钻锯。
图9c为旋转铰刀中的出屑槽用的擦拭部件(640)的俯视图，其上设置有带有多个出屑槽的铰刀用的刚性，或柔性出屑槽用的凸部(650)。
标号与部件名称对照表
10，100：端部
103：球形端部件
106：端部齿
20，110：收集腔
120：擦拭部件衬套
130：钻头用的擦拭部件
30，140：盖
150：钻头
160：出屑槽用的擦拭部件
170：钻头的出屑槽
180：旋转端部件
183：端部固定爪
186：旋转端部件齿
190：骨松质
193：骨密质
195：骨碎屑
200：切削刃
210：磨削齿
220：区域
230：出屑槽
240：钻柄
401：收集腔
402：组织抽吸管线
403：组织罐
404：真空泵
405：骨碎屑
406：滚轮泵
407：组织分离器
408：阀
409：密封剂
410：带有外套的喷嘴
411：涂敷器
412：密封的(encapsulated)组织
413：骨
414：骼冠(iliac crest)
500：端部柱塞
510：收集腔柱塞
520：柱塞端部
530：柱塞面
540：收集腔挤出面
600：钻头出屑槽用的出屑槽
610：钻头出屑槽用的凸部
630：通用的擦拭部件凸部
640：铰刀出屑槽用的擦拭部件
650：铰刀出屑槽凸部
按照优选的实施例中的一个实例，本发明提供一种外科手术器械，其用作切削器具用的支架，它对包括骨和软骨组织的骨骼组织进行有效的切削和收集。本发明还用于将所收集的组织移植到植入部位。当收集部位和植入部位位于同一对象(subject)内时，上述移植物称为自身移植组织，或自体移植物。这种移植物基本达到可实现的理想状态，因为可提供内生长因子和基体材料，避免免疫排斥的可能性。当收集位置和植入位置位于不同的人体中时，上述移植物称为同种异体移植组织，或同种异体移植物，这样便存在接受人体产生免疫排斥的可能性。植入部位可为结构缺陷(structural defect)部位，或人体的骨，或软骨中的植入体部位，该植入体比如为矫形植入体，或牙植入体。
新截取的骨，或软骨骼组织可具有活性，以及具有诱导生长的潜能。这就是说，新截取的组织具有生长因子和母体材料，当该因子和材料移植到作为提供人的患者中时，其促进骨，或软骨愈合。作为实例，内生长因子和母体材料包括细胞转化(transforming)生长因子β，成纤维细胞生长因子，骨形态发生(morphogenetic)的蛋白质，生物适合的骨架(scaffolding)，以及自然母体材料以便于使骨跨接(bridge)较大的裂缝，或填充缺陷，但是上述内生长因子和母体材料并不限于此处列出的成分。可考虑有选择地将生长因子，比如上述的因子和其它的因子加入到截取的材料中，以便进一步促进植入位置处的骨愈合。
在图1和图3a的优选实施例中，本发明的外科手术器械允许在无菌的条件下收集骨和软骨碎屑，其包括端部(10，100)，收集腔(20，110)和盖(30，140)，该端部与骨相接触，并对切削器具进行导向，上述收集腔收集并保持骨碎屑，上述盖开设有孔，其用于对顶部切削器具(150)进行导向和支承。上述端部(10，100)和支承盖(30，140)使切削器具(150)保持对中，并使该切削器具(150)借助手，手动卡盘(handchuck)，或外部马达产生旋转和移动。当装配切削器具，比如钻头(150)时，如图1，3a和3b所示，该钻头(150)通过本发明的器械主体沿纵向插入，并用于在其端部以切削和磨碎的方式形成骨碎屑(195)，并使该骨碎屑(195)沿上述端部运动而进入组织收集腔(110)中。
在这里，术语“衬套(bushing)”和“支承件(bearing)”相互交换地使用以便表示切削器具在其上运行的表面可为简单的衬套，或滚轮支承件，该滚轮支承随切削器具而旋转，使该支承件和上述器具的表面之间不产生滑动接触。
本发明高效率地同时将3种过程相结合，将采用切削器具而产生的碎屑引入，拉入并甩入到收集腔内。当切削器具穿过过本发明的器械时，该器械通过下述方式独立于该切削器具而工作，该方式为：在无需改变钻头和其马达的速度，或移动特征的情况下，使切削器具沿其纵轴线产生旋转，使切削器具相对上述器械整体作进出移动。当使用时，上述碎屑通过出屑槽的作用而导向，通过钻头的移动而受拉动，通过钻头的旋转产生的向心力而甩动，并可采用借助抽吸作用的第4过程通过收集腔而排出。
切削器具可为具有出屑槽的器具，比如钻头，骨钻，磨削器，粗锉刀，铰刀，铣刀等。在另一实施例中，擦拭部件(130，600，620，640)用于在从本发明的外科手术器械上拆下切削器具时，将碎屑从机构(170)上刮除掉，该机构(170)可使碎屑落入收集腔(110)内。采用擦拭部件便在上述的对碎屑进行导向，拉动，甩动和抽吸的过程的基础上增加了第5过程，即擦拭过程，从而可更加有效地，完全地将所有碎屑从切削器具上清除掉。当切削器具包括有出屑槽(230)，比如其为钻头(150)时，该擦拭部件(130，600，620，640)这样设计以便嵌入切削器具中的出屑槽(230)内。该擦拭部件(130，600，620，640)与切削器具同心设置，其孔内可包括凸部(160，610，630，650)，该凸部伸入切削器具中的出屑槽(230)中，以便在从擦拭部件中拉出切削器具时，将碎屑从出屑槽中清除掉。在切削器具产生旋转，或穿过本发明的外科手术器械而产生移动的过程中，该擦拭部件(130，600，620，640)在收集腔，或相邻的支承外壳内自由旋转。在具有钻头用的擦拭部件的实施例中，该钻头用的擦拭部件(130，600，620，640)随钻头(150)旋转，并使钻头(150)产生移动。该钻头用的擦拭部件(130，600，620，640)在内孔面上运动，并接纳于擦拭部件衬套(120)内。该钻头中的出屑槽用的擦拭部件伸入钻头的出屑槽中从而将骨碎屑和血液从出屑槽上清除掉；在钻头于收集腔内产生旋转和移动的过程中，该擦拭部件在收集腔内产生旋转。
上述凸部可为凸起(610，650)，毛状物，金属丝状物，刷(630)，或丝状凸部(630)。该擦拭部件(620)可用于锥状切削器具。在一个擦拭部件的实施例(620)中，该凸部(630)呈轮辐状，其可弯曲以便与带有1个，或多个出屑槽的锥状铰刀相配合。该擦拭部件(620)在外壳内产生旋转，从而可使钻头作用于轮辐状的凸部(630)上的旋转力达到最小，同时使锥状带有出屑槽的钻头，或铰刀移动，并对其进行擦拭。带有非规则槽状的凸部(650)的铰刀用擦拭部件(640)可与本发明的外科手术器械一起使用。
切削器具也可为不带有出屑槽的器具，比如钻锯。其一端带有切削齿并具有孔的柱状锯用于在钻出国形孔的同时，将材料挖出。在用于钻锯的另一实施例中，切削材料沿该钻锯中的孔向上运动，直至其内孔的下述部分，该部分的内径大于钻锯中的孔端部处的内径，在此处该材料积存于收集腔内。在该实施例中，收集腔随钻锯旋转，并位于固定式外壳内。上述外科手术器械具有与上述优选实施例中的收集腔相类似的外壳和端部，通过该外壳上述钻锯随收集腔旋转。在该外壳的端部附近固定有盖，该盖在该钻锯内用作收集腔的端部和支承件。
上述外科手术器械还可包括装配于收集腔中的附件，其工作方式与柱塞(500，510)类似，其用于将骨碎屑(195)通过端部(10，100)从收集腔(20，110)中挤压出，以便涂敷于外科手术部位。在操作时，该柱塞(500，510)通过收集腔(20，110)中的孔移动，从而将碎屑压出端部(10，100)。该柱塞面(530)是由易弯的材料形成的，该表面所形成的锥角大于收集腔挤出面(540)的锥角，从而在它们相互接触时，在柱塞面(530)与挤出面(540)相接触的区域的外缘处首先对碎屑进行挤压。当由于其形成材料的易弯性，该柱塞面与其接触面保持吻合时，上述接触区域的尺寸朝向端部(10，100)孔逐渐扩大。上述作用将所有的材料挤入端部(10，100)中。一旦收集腔柱塞(510)达到满行程，该端部柱塞(500)将端部中的材料全部排出。
本发明的外科手术器械还可包括下述附件，该附件包括与骨碎屑相混合的生物制品，生物适合的材料，或药物。该附件固定于收集腔(20，110)中的孔内，并具有将该附件中的上述成分与收集腔(20，110)内的骨碎屑(195)相混合的机构。该附件可带有下述的网或混合器，该网用于对具有一定尺寸的碎屑进行过滤，上述混合器用于对附件中的上述成分与骨碎屑(195)进行搅拌。该附件可与柱塞一起使用，以便将对骨碎屑进行顺利和精确地输送，以及处理的特征结合起来，从而提高骨愈合的效率。
最好本发明的外科手术器械基本呈柱状，虽然该器械并不限于该形状。作为可替换的基本形状，其可为长条形，以及便于使用的形状，比如具有夹子的形状，该夹子最好具有符合人类工程学的形状。在外科中已使用，并制作出的实施例是下述的柱状件，其直径约为1.25英寸，其长度约为4.0英寸。直径约为1/2英寸，长度约为1英寸的柱状件用于较小的骨；对于工业上的尺寸设计，人们设计出其直径高达1英尺左右，其长度高达1英尺左右的柱状件。
适合制作该外科手术器械的材料比如包括不锈钢，缩醛树脂，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯，但是并不限于此处列出的材料。上述端部，出屑槽用的擦拭部件，衬套可由金属制成，最好由外科专用的不锈钢制成。作为替换的材料，其可采用钛，钴，或外表涂敷有硝酸钛的钢。上述盖，收集腔，擦拭部件外壳最好采用高密度聚乙烯通过注射成形法制成，但是它们也可采用下述的聚合物制成，该聚合物包括缩醛树脂，尼龙，聚甲基丙烯酸甲酯，聚酯，聚氯乙烯，聚碳酸酯，但是该聚合物并不限于此处列出的成分。一般来说，金属部件应当抵抗切削器具的磨损，其由选自下列一组金属中的金属制成，该组金属是生物适合的，从而很小、的磨损粉末不会以不利的方式对所收集的组织造成污染，但是上述金属部件并不限于此组金属。一般来说，上述聚合物部件可采用下述材料形成，该材料可以很容易形成，并且在应用时具有足够大的强度。
上述端部(10，100，103)在不伸入其内的情况下与切削表面相接触，并用作切削器具(100)的导向件，或支架和支承件，同时将所截取的组织引入收集腔(20，110)内。在具有擦拭部件(130，600，620，640)的实施例，或无擦拭部件的实施例中，上述外科手术器械的端部(10，100)形成组织收集腔(20，110)的底部，并可具有唇部以便增加收集腔的稳定性和保持力。该端部具有通道，并具有将碎屑移入收集腔(20，110)内的机构。该端部(10，100)具有下述机构，该机构用于消除在骨上的滑动，将骨碎屑(195)引入切削器具中的出屑槽(170)内，以便将骨碎屑沿该端部(10，100)向上导向，并将其引入收集腔(20，110)内。
锯齿状的外缘，或尖锐的端部齿(15，106)直接设置于端部(10，100)中的柱状部上，或设置于通过弹性高部固定爪(183)固定的旋转端部件(180)上，其可用于消除滑动现象，并对骨碎屑(195)进行导向。旋转端部件(180)绕可选择的球形端部件(103)的底端产生旋转，以便与骨密质(193)实现良好的接触。
收集腔(20，110)可与盖(30，140)，或擦拭部件衬套(120)固定。当按照与盖(30)连接的方式制作时，收集腔(20，110)的开口端的内表面上可带有凸部以便将该盖锁定。该收集腔(20，110)无需移动部件，并且具有下述优点，该优点指使碎屑沿切削器具中的出屑槽向上运动，通过端部拉动上述组织，甩动碎屑以便将其收集于收集腔内。可通过开设与抽吸器(401)连通的开口，进一步促进上述收集腔(20，110)的收集效果，以便于碎屑的收集，便于血液的收集。该收集腔(20，110，401)可包括下述的机构，该机构用于对所收集的组织体积进行测定，该机构不限于体积测定标记方式，或者上述收集腔可包括透明的，或半透明的外壁，该外壁可借助体积测定标记对未压缩的体积进行测定。柱塞(500，510)可用于对上述骨碎屑进行压缩以便对压缩后的体积进行测定。
上述盖(30，140)可与收集腔(20，110)，或擦拭部件衬套(120)固定。在靠近与收集腔(20，110)中的孔壁上形成的凸部锁定的一端处，该盖(30，140)的外表面上可带有槽；其它连接方式可为螺纹，密封环，或快速拆卸部件。该盖(140)内部可接纳出屑槽用的擦拭部件(130)，该擦拭部件是通过压力配合方式的柱状支承件固定的。
在钻孔之前，图3a所示的本发明的实施例与骨密质相接触。图3b所示的本发明处于工作状态，此时对骨密质(193)和骨松质(190)钻孔，骨碎屑(195)沿钻头的出屑槽(170)向上运动，并积存于收集腔(110)内。
按照本发明的一个方面，上述外科手术器械适合与钻头一起使用。本发明的一个方面(图5a和图5b)涉及下述的钻头，该钻头具有端部，该端部对骨(200，210)进行磨削和切削，以便使用于特定移植目的骨颗粒的尺寸达到最佳。上述钻头端部在出屑槽的入口处包括有齿(210)和切削刃(200)以便在于骨内开孔时对骨进行磨削和切削。可对上述齿和切削刃的几何形状进行选择，以便调节骨碎屑的粒径。上述钻头可包括较大的出屑槽体积，较小的出屑槽倾角，以便于使骨碎屑移入组织收集腔内。
可采用最佳设计的钻头，可采用一个实施例中的特定钻头使骨碎屑(195)的质量达到最佳。该特定钻头端部的切削边的一侧具有呈直线状的切削刃(200)，而另一侧具有成排的磨削齿(210)。该磨削齿(210)从钻头端部伸出呈直线状的切削边(200)之外，并用于对材料进行磨削，使其松动，以便呈直线状的切削刃(200)将其切下并刮入出屑槽(230)的入口中。
作为本发明的一部分的钻头的另一方面包括如下内容。为了移植骨碎屑(195)，或骨髓，可采用不同的出屑槽体积和角度以便对于不同的应用场合使区域(220)达到最佳。不带有出屑槽部分的钻柄(240)与钻马达固定，并用于通过在出屑槽用的擦拭部件(160)和钻柄中的不带出屑槽的部分之间的干扰，使穿过钻头用的擦拭部件(130)的钻头停止移植操作。上述钻柄(240)可带有可调节的止动件，以便对钻头的插入深度进行精确控制。
外科手术器械可为一次性使用的装置，即可废弃的整体件，该整体件设置在消毒过的包装袋中提供给使用者。特别是，设计有下述的样品，其可适用于2～4mm，4～6mm，6～8mm，8～10mm，10～12mm的钻头直径。
本发明的另一实施例包括上面描述的外科手术器械以及下述装置，该装置通过对所截取的组织进行有选择的处理，而将所截取的组织移植到第二部位。在本实施例中，收集腔(401)与抽吸管线(402)连接，以便使从外科手术部位，比如骼冠(iliac crest)(414)收集的骨碎屑(405)和流体移动，从而其可储存于组织罐(403)中。通过与组织罐(403)连接的真空泵(404)对上述系统抽真空。通过滚轮泵(406)使组织罐(403)中所收集的材料移动到组织分离器(407)中。该组织分离器(407)可包括网，过虑器，离心机，其它的细胞和组织分离机构，以及用于对所收集的组织进行改性的酸性和碱性溶液。上述组织移植系统可包括泵，过滤器，离心机，混合腔，沉淀(settling)腔，管线等。上述系统可包括所收集的骨骼组织移植用的涂敷器，该骨骼组织可从多个部位获取，比如肋骨，腓骨，骼骨(iliac bone)，头盖骨(cranium)，胸骨，胫骨等。
比如可采用离心机将所获取的组织粉碎，将红和/或白血球去除；或以化学方式对所截取的组织进行洗涤，以便增加各种蛋白质和细胞的诱发骨生长的潜能，同时保持其活性。上述处理可包括增加上述骨碎屑的骨生长潜能的步骤，该步骤为过滤，通过水冲洗，对上述骨碎屑磨削，通过酸溶液洗涤，通过碱溶液洗涤，但是上述处理不限于此处所列出的步骤。
可借助阀(408)和带外套的喷嘴(410)将经处理过的组织成分混合，或单独地传送到植入部位，在该喷嘴(410)处可将上述组织与来自密封剂(encapsulant)罐(409)的密封剂，比如藻酸氨，聚-L-赖氨酸，胶原蛋白，聚乳酸，聚羟基乙酸，甲基纤维素，丙三醇，盐水，磷酸钙，碳酸钙混合。可通过涂敷器(411)将密封剂与组织(412)的混合体或单独的组织涂敷于骨(413)缺陷处。容积泵(406)提供正压力以便使材料在处理阶段过程中产生移动，并移向植入位置。
骨松质含有大量细胞，其快速地与接受骨(recipient bone)成整体成形，并可抵抗感染。与固体的骨移植物相比较，微粒状的，或糊状的骨质材料具有突出的优点。新的自体移植骨碎片，或颗粒的其它优点包括：便于实现血管形成，改型，愈合的较大的移植表面区域会出现在整个缺陷中同时产生的“field现象”，通过使接受(host)部位和移植组织之间更加紧密的和更加广泛的接触，可更加全面地填充非规则形状的缺陷，通过仅仅较小的外科手术入口(surgical access)便可将较大的骨缺陷填满。此外，位于与形成有良好的血管的接受基层(bed)相接触的骨松质移植材料内的骨细胞会存活下来，甚至在高达4个小时之后，将所截取的纤维素骨材料处于一般的盐水中仍可确保细胞的存活率在95～100％的范围内(Marx R.et al.J.Oral Surg.37：712-718，1979)。
本发明的一个方面涉及上述的组织移植系统的使用方法，该系统中添加有生长因子和母体材料以便促进骨伤口的愈合。预计添加该生长因子和母体材料后，会使所截取的骨骼组织的状态达到最佳。该生长因子和母体材料包括移植生长因子β和α，骨形态发生(morphogenetic)的蛋白质，由血小板衍生的(derived)生长因子，上皮的生长因子，成纤维细胞生长因子，血管渗透性因子，促细胞分裂剂，间叶细胞，原细胞，以及自然骨母体。
可通过移植到提供者(donor)，或接受者中的方式及时将所获取的组织分开。本领域的普通技术很容易知道，根据上述的说明，在从一个患者中截取组织，并将其移植到另一患者中时，如何采用本发明的器械。
在本发明的操作过程中，采用消毒法，进行修复(reconstructive)手术用的，或放置矫形，牙，口腔(oral)，上颌面植入体，比如片，螺钉，或杆用的骨骼组织的钻取。一般人们将骨钻屑废弃掉；而采用本发明将骨钻屑收集起来，可将该骨钻屑放置在植入体的周围，以便进一步固定该植入体，从而实现愈合。本发明可与一般的钻头和钻马达一起使用。
上述方法涉及在无菌条件下收集和移植骨碎屑和/或骨髓成分，以便实现快速移植。采用本发明的外科手术器械所收集的组织为骨密质和骨松质，其内混合有构成糊状移植物的骨髓组织和血液。该移植物具有糊状处理特性，较大的表面积，并且具有基本开口的结构。本发明方法的上述特征便于实现处理(handling)，血管形成，造型(modeling)，该方法可提供促进手术部位处的愈合用的诱发骨生长的骨架。
在实施优选实施例时，将钻头(150)穿过盖(140)，擦拭部件衬套(120)，钻头用的擦拭部件(130)，收集腔(110)和端部(100)。钻头(150)旋转，对骨进行切削。骨碎屑(195)通过端部(100)限制在钻头的出屑槽(170)内。钻头(150)的连续旋转使骨碎屑(195)沿端部(100)的内孔向上运动。沿端部(100)向上运动，并移入到收集腔(110)内的骨碎屑(195)从钻头中的出屑槽(170)上掉落下来，，并收集于收集腔(110)内。可通过钻头的移动将钻头端部(10，100)中所剩余的骨碎屑拉入到收集腔(20，110)内，通过向心力，抽吸作用，或钻头用的擦拭部件(130)将钻头端部(10，100)中所剩余的骨碎屑从钻头出屑槽(170)上清除掉。
钻头用的擦拭部件(130)随钻头(150)沿它们的公共轴线，在擦拭部件衬套(120)内自由旋转。钻头用的擦拭部件(130)中的出屑槽用的擦拭部件(160)伸入到钻头中的出屑槽(170)中，从而将未收集于收集腔(110)内的剩余的骨碎屑刮掉。当钻头穿过端部(100)，收集腔(110)，钻头用的擦拭部件(130)时，该钻头用的擦拭部件(130)随钻头沿其纵轴线产生旋转。
上述端部(100)与组织收集腔(110)连接。收集腔(110)与擦拭部件衬套(120)连接，该擦拭部件衬套用作支承表面，并对钻头用的擦拭部件(130)进行导向。钻头用的擦拭部件(130)在擦拭部件衬套(120)内自由旋转，其位置由盖(140)限定，该盖(140)与擦拭部件衬套(120)连接。可将端部(100)，收集腔(110)和擦拭部件衬套(120)成整体成形，并作为一次性的器械制造。
上述外科手术器械与普通的钻头一起使用。具有适当直径，出屑槽长度和钻头总长度的钻头从盖端部插入作为外科手术器械的适合模型(model)中。通过一个手固定该外科手术器械，将其端部设置于钻孔点处的骨上。当对骨进行钻孔时，骨和/或骨髓组织碎片沿钻头的出屑槽向上移动，通过上述端部，从出屑槽被动地掉落到收集腔内。该钻头可向上伸出外科手术器械的端部之外3～5英寸左右，该外科手术器械可作弧形运动，从而从骨的锥状区域截取组织。当钻头在外科手术器械内部沿纵向，离开骨而相对端部作进出移动时，其旋转作用进一步将上述组织从出屑槽移动到收集腔内，在具有擦拭部件的实施例中，钻头通过擦拭部件的移动可使上述组织移入收集腔内。
上述实施例和其它的操作的描述并不构成对本发明的结构和请求保护范围的限定，而是可扩大包括下述任何方法，或装置的描述的含义，该方法，或装置采用本发明的外科手术器械，并可实现截取骨，或骨髓组织，并对其处理以便进行移植的目的。
虽然按照一定的具体程度对本发明进行了描述，但是显然本领域的普通技术人员很容易根据前面的描述作出多种替换，改进和变换。因此，下面所附的权利要求应当包括落入本发明的实质和请求保护范围内的所有这样的替换，改进和变换。
下面的实例用于对本发明的优选实施例进行说明。本领域的普通技术人员应知道，本实例中所描述的方法表示本发明人所发现的方法，其在实现本发明时会起到很好的作用，因此可认为该方法可构成优选的模型以便于实施。但是，根据上面的描述本领域的普通技术人员容易知道，在不离开本发明的实质和请求保护范围的情况下，可在所描述的特定实施例中进行多种改进，并且仍可获得相同，或类似的结果。
实例1
骨骼组织的收集
本发明的外科手术器械是在人的尸体和活体动物中进行操作和试验的。该器械与普通的钻头用于刚去世的人的尸体股骨。在钻头旋转几圈后，将骨碎屑收集起来。骨碎屑沿位于端部内部的出屑槽向上运动。一旦骨碎屑通过端部，其从出屑槽中排出，并进入收集腔内。透过收集腔的窗可看到骨密质的白色，骨松质碎片外表带有少量的血液。制作6个深度约为2cm，直径为0.272英寸的孔。通过每个新孔连续将收集腔填满。收集于收集腔内的大量的骨骼组织会快速将钻头遮挡住。
当进行钻孔时，可看到出屑槽保持有一些骨碎屑。为了对出屑槽用的擦拭部件的性能进行测定，将钻头撤出。当将钻头从外科手术器械上拆下，可注意到该出屑槽不带有骨碎屑，可看到该骨碎屑掉入收集腔内。旋转的擦拭部件的作用是顺利的，并不会使钻头在钻进，或撤出的过程中产生弯曲。在所需的钻孔深度处，可快速将钻头压入，之后将其拉出以便从钻孔中的骨髓中收集其它的骨骼组织，或将手术部位处流出的血液通过泵送入收集腔内。当从临床方面来看具有优点时，采用抽真空方式和本发明的外科手术器械，可实现更多的血液的收集。一旦完成钻孔，最后将钻头撤出。
在本发明的一个实施例中，盖和擦拭部件衬套成整体成形，该整体件可与旋转出屑槽用的出屑槽一起拆下。收集腔和端部也可成整体成形。柱塞组合件可与收集腔连接，以便于将所截取的骨骼组织从外科手术器械上清除掉。该柱塞组合件允许将所截取的骨骼组织从收集腔压入端部以便涂敷于受伤，融合(fusion)或植入部位。通过所附的柱塞组合件，上述外科手术器械可涂敷所收集的骨骼组织和血液。
在收集之后，将收集腔中的骨骼组织排出。可注意到该骨骼组织包括较大的骨碎屑，其具有0.5mm×4mm×8mm的多种尺寸。血液包覆在骨碎屑外面，但是在收集腔中没有自由的液体。
测定组织的体积，将其数值与理论值进行比较，该理论值是根据钻孔的尺寸得出的；还对组织的重量进行测定，将该数值与理论重量进行比较，该理论重量是通过将钻孔的体积与骨碎屑的密度相乘而计算出的。该组织收集数据用于表1中的体积比较，以及表2中的重量比较。
                    表1：组织收集的体积比较
    试样序   截取的组织   理论组织 截取组织占理
号  103951 体积   0.65 体积   0.65 论的％  100
    103952        0.62        0.60         103
    103953        0.60        0.54         111
    103954        0.58        0.53         109
    103955        0.56        0.58          97
    103956        0.59        0.60          98
    103957        0.60        0.61          98
    928951        0.80        0.71         112
    928952        0.31        0.30         103
    928953        0.26        0.26         100
    928953        0.29        0.30          96
    102951        2.4        2.6          93
                表2：组织收集重量比较
试样序号   截取的组织     理论组织 截取组织占理
    103951 重量  0.55 重量   0.98 论的％  56
    103952       0.54        0.93         58
    103953       0.53        0.88         60
    103954       0.50        0.85         59
    103955       0.49        0.85         58
    103956       0.50        0.89         56
    103957       0.54        0.91         59
    928951        3.1         3.1        100
上述外科手术器械用于活体动物中的骼冠(iliac crest)和胫骨干骺端(tibial metaphysis)附近处。在每个部位置钻两个孔。在对刚去世的人的尸体进行钻孔的过程中进行观察，活体动物中的位置也是相同的。将骨骼组织与其外表包覆有很薄的血液层的骨碎屑一起收集。收集腔内的血液未达到足以形成自由液体的量。从胫骨中的两个钻孔中获取0.45cc，或0.48克的骨骼组织。从骼冠(iliac crest)中的两个钻孔获取0.9cc，或1.09克的骨骼组织。
上述数据表明本发明的外科手术器械使用简单，其将涂敷于受伤处的活性骨骼组织收集起来。采用该外科手术器械，在骨中钻出的、用于将植入体固定，或放置螺钉的孔可构成上述具有较高诱发生长(inductive)组织的来源，该组织可促进骨的愈合反应，填充较大的骨缺陷，或实现未稳定的，或不正常的关节的融合(fusion)。
在非不适当的试验的情况下，根据说明书可得出，并实现上面描述的，并且在权利要求书中请求保护的所有结构和方法。虽然上面通过优选的实施例对本发明的上述结构和方法进行了描述，但是对本领域的普通技术人员来说显然知道，在不离开本发明的概念，实质和请求保护范围的情况下，多种变换可应用于上面描述的结构和方法中，以及应用于该方法的步骤，以及步骤的次序中。尤其特别的是，很显然与化学和生理学方面有关的某些制剂可代替上面描述的制剂，同时可获得相同，或类似的结果。对本领域的普通技术人员来说容易得出的、所有上述的替换和改进应落入由后面所附的权利要求所限定的本发明的实质，概念和请求保护范围内。

Claims (47)

1.一种碎屑收集器械，其包括：
端部，该端部用于与切削器具一起使用；
收集腔，该收集腔可与上述端部固定以便收集和保持上述碎屑；
其中当该器械装配切削器具时，该器械允许切削器具产生旋转和移动，并且当使用时，上述碎屑积存于收集腔内。
2.根据权利要求1所述的器械，其特征在于该器械还包括可与收集腔固定的盖，该盖用于与切削器具一起使用。
3.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于该器械包括擦拭部件。
4.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于该器械还包括以同心方式设置的切削器具。
5.根据权利要求4所述的器械，其特征在于该切削器具为钻头，骨钻，磨削器，粗锉刀，铰刀，铣刀，或钻锯。
6.根据权利要求4所述的器械，其特征在于上述切削器具为钻头。
7.根据权利要求4所述的器械，其特征在于上述切削器具带有可调节的止动件。
8.根据权利要求6所述的器械，其特征在于上述钻头带有端部，该端部具有第一侧边和第二侧边，该第一侧边具有呈直线状的切削刃，上述第二侧边具有成排的磨削齿。
9.根据权利要求4所述的器械，其特征在于该器械还包括使切削器具旋转的机构。
10.根据权利要求9所述的器械，其特征在于上述使上述切削器具旋转的机构为外部马达。
11.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于该器械还包括双柱塞组合件。
12.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于上述端部还包括齿。
13.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于上述端部呈球面状。
14.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于上述端部为旋转端部件。
15.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于上述收集腔还包括测定体积的机构。
16.根据权利要求15所述的器械，其特征在于上述收集腔包括透明的，或半透明的壁，上述用于测定体积的机构包括位于上述壁上的体积测定标记。
17.根据权利要求11所述的器械，其特征在于上述收集腔还包括测定体积的机构。
18.根据权利要求3所述的器械，其特征在于该器械还包括擦拭部件衬套，另外上述端部，收集腔和擦拭部件衬套成整体成形。
19.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于上述端部和收集腔成整体成形。
20.根据权利要求2所述的器械，其特征在于该器械还包括擦拭部件和擦拭部件衬套，另外上述端部，擦拭部件和擦拭部件衬套成整体成形。
21.根据权利要求3所述的器械，其特征在于上述擦拭部件为用于对切削器具进行擦拭的柔性凸部。
22.根据权利要求3所述的器械，其特征在于上述擦拭部件包括用于对切削器具进行擦拭的刚性凸部，该凸部的外部形状与切削器具中的出屑槽相吻合。
23.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于该器械还包括用于对切削器具进行擦拭的钩爪(finger)，该钩爪位于上述端部和收集腔的连接处附近。
24.通过采用权利要求4所述的器械的方法获得的碎屑，其特征在于上述切削器具有端部，该端部具有第一侧边和第二侧边，该第一侧边具有呈直线状的切削刃，该第二侧边具有成排的磨削齿。
25.根据权利要求2所述的器械，其特征在于上述收集腔还包括与真空管线连通的开口。
26.根据权利要求1或2所述的器械，其特征在于该器械还包括对碎屑进行处理的附件。
27.一种钻头，该钻头带有端部，该端部具有第一侧边和第二侧边，该第一侧边具有呈直线状的切削刃，上述第二侧边具有成排的磨削齿。
28.一种材料移植系统，其包括：
权利要求25所述的、带有切削器具的器械；
使碎屑移动到植入位置的机构。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于上述系统是消过毒的。
30.根据权利要求28所述的系统，其特征在于上述材料为组织碎屑，上述系统还包括对组织碎屑进行处理的机构。
31.根据权利要求30所述的系统，其特征在于上述对组织碎屑进行处理的机构为带有外套的喷嘴。
32.一种权利要求29所述系统的使用方法，其特征在于该系统用于在无菌的条件下将骨骼组织从第一部位移植到第二部位。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于在第二部位进行植入术之前，对该骨骼组织进行处理。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于上述处理为洗涤，磨削，过滤，分离，添加酸，添加碱，添加密封剂(encapsulant)，添加药物，或添加生长因子。
35.根据权利要求32所述的使用方法，其特征在于第一部位和第二部位位于一个对象(subject)内。
36.一种权利要求1或2所述器械的使用方法，其特征在于该方法用于收集骨，金属，陶瓷，或聚合物的碎屑。
37.一种权利要求4所述器械的使用方法，其特征在于该方法用于收集骨，金属，陶瓷，或聚合物的碎屑。
38.一种权利要求4所述器械的使用方法，其特征在于该方法用于收集微重力环境中的碎屑。
39.一种权利要求1或2所述器械的使用方法，其特征在于该器械是消过毒的。
40.一种权利要求4所述器械的使用方法，其特征在于该器械是消过毒的。
41.一种权利要求11所述器械的使用方法，其特征在于该器械是消过毒的。
42.一种权利要求4所述器械的使用方法，其特征在于上述碎屑为骨骼组织碎屑。
43.根据权利要求39所述的方法，该方法用于在无菌的条件下将骨骼组织从第一部位移植到第二部位。
44.根据权利要求41所述的方法，其特征在于该方法用于在无菌条件下将骨骼组织从第一部位移植到第二部位。
45.一种权利要求44所述器械的使用方法，其特征在于对碎屑进行处理。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于上述处理为洗涤，磨削，过滤，分离，添加酸，添加碱，添加密封剂，添加药物，或添加生长因子。
47.根据权利要求43所述的方法，其特征在于上述第一部位和第二部位位于一个对象(subject)内。
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