JP2010512209A

JP2010512209A - 外科用マイクロマニピュレータ・チップ、外科用マイクロマニピュレータおよび前記外科用マイクロマニピュレータ用のチップの製造方法

Info

Publication number: JP2010512209A
Application number: JP2009540811A
Authority: JP
Inventors: アンドレジャン−マリー
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2010-04-22
Also published as: FR2909546A1; WO2008090271A1; EP2120818A1; US20100137876A1; FR2909546B1; CN101605517A

Abstract

本発明は、基端側の取り付けベース（５）と、少なくとも１つの第１屈曲部（４）と、該第１屈曲部（４）により取り付けベース（５）に接続されるとともに、終端がチップの自由端（１０）となっている末端側の操作フィンガ（６）と、を具える外科用マイクロマニピュレータ・チップの製造方法に関連する。加えて、取り付けベース（５）は末端側に少なくとも１つのセグメント（９）を含んでいる。第１屈曲部（４）および操作フィンガ（６）がともにチップ部（１１）を形成し、先を尖らせることでこのチップ部（１１）を均一な先細形状とする。

Description

本発明は、マイクロ手術、例えば眼科手術に用いられる精密器具の分野に関する。より詳細には、外科用マイクロマニピュレータ・チップ、該チップを備える外科用マイクロマニピュレータおよび前記チップの製造方法に関するものである。

白内障手術の間、水晶体を扱うためにマイクロマニピュレータが使用される。より詳しく言えば、かかるマニピュレータは、眼中で非常に高精密に実行されるべき２つの手術手順、すなわち置換すべき本来の水晶体を切除する手順と、その切除部位に人工水晶体を位置づける手順とに用いられる。

白内障手術用のマイクロマニピュレータは、通常、鋼製のハンドルと、その一端にある屈曲した（elbowed）チップとを具えている。現在のマイクロマニピュレータに見られるチップは、基端側の取り付けベース７を含む直線部５と、屈曲部４と、この屈曲部４で前記直線部５に接続される末端側の操作フィンガ６とを含んでいる。取り付けベース７はマイクロマニピュレータのハンドルに固定して設けられる一方、フィンガ６は目を貫いて水晶体を操作するべく設けられるものである。取り付けベース７からのチップの部分、すなわちチップの本質的な残部９，４，６は、極めて細密な自由端の方向に向かって傾斜している。

かかるチップは現在、円筒研削により研磨された直線状の鋼製ワイヤセグメントから作製されている。より詳しくは、このセグメントは２つの砥石車（grinding wheel）により研磨される。これら２つの砥石車の間で、セグメントは、それ自身のまわりに、前記砥石車の回転方向とは反対の方向とは反対の方向に回転する。その回転軸および２つの砥石車の回転軸は互いに平行である。砥石車は、研磨動作でセグメントに与えようとする長手方向セクションの輪郭に対して相補的な輪郭を有している。この趣旨で、砥石車はダイヤモンドが装着されたものとなっている。従って、鋼製ワイヤのセグメントの円筒研削には高価な砥石車を要している。

この種のチップが設けられた現在のマイクロマニピュレータは、それ自身に起因して不都合なほどに非常に高価なものとなっている。さらに、高価であるがゆえに、使用後にそれらのマニピュレータをそのまま廃棄することができない。従って、予め清浄化し、無菌化すること無しには、これらを再使用することができない。これは、汚染されたマイクロマニピュレータの回収から始め、それらを殺菌した後に汚染なく保管するまでを行う特殊な機関の設立を意味するとともに、有能な人材の動員、設備投資および人材の訓練に起因してさらにコストがかかるものとなる。

円筒研削による眼科手術用マイクロマニピュレータの製造コストは、一度だけ使用されるハイブリッド型（プラスチックおよび金属）の器具を通常的に利用する上で主な障害となっている。

本発明の目的は、少なくとも外科用マイクロマニピュレータを使用する際のコストを低減できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、基端側の取り付けベースと、少なくとも１つの第１屈曲部と、該第１屈曲部により前記取り付けベースに接続されるとともに、終端がチップの自由端となっている末端側の操作フィンガと、を具え、前記取り付けベースの末端側の少なくとも１つのセグメント、前記第１屈曲部および前記操作フィンガがともに、前記自由端の方向における全長にわたって本質的に均一に先細とされた、本質的に一定の線形減少割合で減少する直径を有するチップ部を形成している、ないしは、各々が前記自由端の方向における全長にわたって本質的に均一に先細である複数の部分を連続して有する連続体であって、第１円錐台および第２円錘台である少なくとも２つの円錐台をもち、前記第１屈曲部が第２円錘台の基端側底部と前記第１円錐台の末端側頂部とを接続している当該連続体を形成している外科用マイクロマニピュレータ・チップを提供し、先を尖らせて（pointing）先細形状（tapered）としたことで顕著な特徴を持つマイクロマニピュレータ・チップを提供する。

本発明はまた、基端側の取り付けベースと、少なくとも１つの第１屈曲部と、該第１屈曲部により前記取り付けベースに接続されるとともに、終端がチップの自由端となっている末端側の操作フィンガと、を具え、前記取り付けベースの末端側の少なくとも１つのセグメント、前記第１屈曲部および前記操作フィンガがともにチップ部を形成しているタイプの外科用マイクロマニピュレータ・チップの製造方法であって、先を尖らせることで前記チップ部を均一に先細にすることを特徴とする外科用マイクロマニピュレータ・チップの製造方法を提供する。

先を尖らせることにより先細形状とした眼科用マイクロマニピュレータは、特別な砥石車を必要とせず、製造の速度を高め、かつ製造のコストを低減できることから、単一回の使用を目的とする器具を廉価に製造できるようになる。

本発明による眼科手術用マイクロマニピュレータの模式的側面図である。本発明に係り、図１のマイクロマニピュレータの構成要素であるチップの側面図である。図２と同様の図であり、本発明の異なる製造方法に従った眼科手術用マイクロマニピュレータ・チップを表している。図３に示すマイクロマニピュレータ・チップの自由端を拡大した詳細図である。先端を尖らせることによるチップの製造方法を説明するための模式的正面図である。先端を尖らせることによるチップの製造方法を説明するための、図５のＡ−Ａ線に沿った模式的断面図である。先端を尖らせることによるチップの製造方法を説明するための模式的上面図である。

以下の説明は単なる例示であるが、添付の図面を参照しつつこれを読むことで本発明が理解される。

それらの図面は、マイクロマニピュレータの製造および本発明に係る方法の応用の有利な例を説明するために参照されるものであり、限定を意味するものではない。

図１は眼科手術用マイクロマニピュレータ１を示し、これはポリマーで成形したハンドル２と、このハンドル２に保持され、好ましくはステンレス鋼、特にＩｎｏｘ３０２で作製された金属製のチップ３とを含んでいる。

図２から明らかなように、マイクロマニピュレータのチップ３は屈曲部４を有し、これは基端側の取り付けベース５と末端側の操作フィンガ６との間にあってそれらを接続している。フィンガ６とは反対側の取り付けベース５の基端側セクション７はハンドル２内に固定されることを目的としたものであって、この趣旨で平坦化した部分８を有している。基端側セクション７は、平坦化部分８の面を除いて、本質的に円筒状である。取り付けベース５はまた、全体的に先細形状の末端側セクション７を含んでおり、これは基端側セクション７から屈曲部４まで延在し、この屈曲部４に向かう方向において、その全長にわたり一様に細くなってゆく。

セクション９と同様に、フィンガ６は全体的に円錐台形状を有している。フィンガ６は屈曲部４の部位を始端としてその全長にわたり均一に細くなってゆくが、その終端は丸みのついた自由端１０である。

参照符号１１はセクション９、屈曲部４およびフィンガ６により形成されるアセンブリ、すなわち、自由端１０から取り付けベースの円錐台７および９の接合部までの区画を示している。この区画は、自由端１０に向かう方向において、その全長にわたり均一に細くなってゆくものであり、いかなる孤立部分も含まない。

セクション９において、チップ３は円形断面を有し、直径ｄ₉に等しい幅は、自由端１０に向って、本質的に一定である線形の減少率に従って狭くなってゆく。

セクション６上において、チップ３は円形断面を有し、直径ｄ₆に等しい幅は、自由端１０に向って、本質的に一定である線形の減少率に従って狭くなってゆく。

直径ｄ₉が線形に減少する割合は、最大で直径ｄ₆と等しくなるまでである。

直径ｄ₉およびｄ₆は同じ線形減少率で減少するものであってもよい。その場合、参照符号１１は、自由端１０に向かう方向において、その全長にわたり均一に先細となっている部分を表す。

好ましくは、直径ｄ₉の線形減少の割合は直径ｄ₆よりも小とされ、これは図示の例の場合である。この場合、参照符号１１は、孤立部分をもたない連続体を表す。すなわち、円錐台６と、屈曲部４によって円錐台６の底部に接続された末端側頂部をもつ円錐台９との２つの円錐台の連続体である。

セクション９は、有利には１０ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは１３ｍｍ〜１７ｍｍの長さＬ₉を有し、一例では１５ｍｍのオーダである。

フィンガ６は、有利には８ｍｍ〜１３ｍｍ、好ましくは９ｍｍ〜１２ｍｍの長さＬ₆を有し、一例では１１ｍｍのオーダである。

取り付けベース５の基端側セクション７は、有利には０．７ｍｍ〜０．９ｍｍ、好ましくは０．７５ｍｍ〜０．８５ｍｍの直径ｄ₇を有し、一例では０．８ｍｍのオーダである。

取り付けベース５のセクション７および９は、それらの接合部において等しい直径を有する。

この接合部から始まって、セクション９は自由端１０に向かってその直径ｄ₉を減じてゆく。有利には、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０１５ｍｍ〜０．０２５ｍｍずつ直径が小さくなるようにされる。好ましくは、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０１７ｍｍ〜０．０２３ｍｍずつ直径が小さくなるようにされる。一例では、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０１７ｍｍのオーダで直径が小さくなるようにされる。

屈曲部４において、チップ３は、有利には０．４８ｍｍ〜０．６０ｍｍ、好ましくは０．５０ｍｍ〜０．５８ｍｍの直径を有し、一例では０．５６ｍｍのオーダである。

屈曲部４から始まって、フィンガ６は自由端１０に向かってその直径ｄ₆を減じてゆく。有利には、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０１５ｍｍ〜０．０２５ｍｍずつ直径が小さくなるようにされる。好ましくは、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０１７ｍｍ〜０．０２３ｍｍずつ直径が小さくなるようにされる。一例では、自由端１０に向かって１ｍｍあたり０．０２１ｍｍのオーダで直径が小さくなるようにされる。

自由端１０において、チップ３は、有利には０．１８ｍｍ〜０．４２ｍｍ、好ましくは０．２０ｍｍ〜０．４０ｍｍの直径を有し、一例では０．３８ｍｍのオーダである。

本発明では、チップ３は、例えば鋼製ワイヤの巻線、好ましくはＩｎｏｘ３０２の巻線から得た金属製のセグメントＦの先を尖らせる（pointing）ことで作製される。

図５、図６および図７は、金属性ワイヤの円筒状セグメントの先を尖らせることで先細形状とする応用例を模式的に示している。これは、マイクロマニピュレータ・チップの形態に成形するに先立って所要の先細形状を円筒状セグメントに与えるために行われる。

この方法では、金属性ワイヤの円筒状セクション１２はマガジン１３によって給送され（distribute）、それらの一方に形成される極限部分（extreme portions）１２ａまでの途中段階（intermediary）から、駆動ホイール１４および丸みのついたガイドパス１５間に１つずつ引き込まれる。駆動ホイール１４および／またはガイドパス１５は、良好な摩擦係数を呈する材料で作製され、セクション１２が回転しながらそれらのまわりをガイドパス１５の入口から出口まで（矢印Ｆ）移動してゆくことができるようにしている。

この通過の過程で、駆動ホイール１４とガイドパス１５との間にないチップの部分が二重円錐ロール（dual-conical roll）形状の砥石車に適用される。ここで、ロールの曲率半径は、ガイドパス１５の曲率半径および駆動ホイール１４の曲率半径と等しく、前記部分には、図から分るように、丸みのついたガイドパスの一端から他端までのチップの移動過程で次第に先細の形状とされてゆく。

二重円錐ロール形状の砥石車の回転軸は、円筒研削とは異なり、チップ１２ないし３の長さ方向と直交していることがわかる。従って、チップの表面に現われる微細溝の方向を顕微鏡観察することで、円筒研削による従来方法により得られたチップから本チップを容易に区別することができる。

この研磨が完了すると、部分９ないし６は全体的に円錐台形状を有するものとなる。

次いで、スタンプ加工により平坦部分８がセグメント７に形成され、さらに振動を利用して研磨される。その後、円錐状部分１１を一位置で曲げることで屈曲部４が形成され、管制したチップ３が超音波により脱脂される。

基端側部分７にハンドル２を成形し、ハンドルが硬化すると、基端側部分７の平坦部分８は、そのハンドル２に対する特に回転を阻止する機能を有するものとなる。

チップ３は特に低廉である。低廉であることは、マイクロマニピュレータ１についても当てはまることである。このことにより、１回使用した後に廃棄される物品としてマイクロマニピュレータ１を提供することができ、これ自体が既に有利な点である。

以上は本発明の目的と合致し得るものであり、マイクロマニピュレータ１が特に低廉であることは、一方で眼科手術用マイクロマニピュレータとしての使用を好適にする特性を持つものとなる。

かかる利用は図１に示されており、ここでは、白内障手術の過程で、フィンガ６が０．５ｍｍのオーダで作られた切開部Ｉ内に進入し、眼Ｅの角膜Ｃを通り、眼Ｅの内側で水晶体（明瞭科のために不図示）を操作している。チップ３の特有の寸法特性は、眼の内側で水晶体を操作するフィンガとしての機能をフィンガ６が完全に実現できるようにされている。特に、チップ３は、水晶体を操作するのに必要な剛性を有する一方、そのフィンガ６が切開部Ｉを通して動作可能で、その自由端１０が水晶体を十分に操作できるものである。

図３および図４は、本発明の他の応用例としてのチップ１０３を示している。チップ３と同様、チップ１０３は眼科手術用マイクロマニピュレータの一部をなすことを企図したものであり、マイクロマニピュレータのハンドルまたはその類似物に固定されるものとなる基端側セクション１０７を特徴づけている。以下では、チップ３との差異のみを説明する。また、チップ３の参照部分と類似または同等のチップ１０３の部分を参照するべく以下で用いられる参照符号は、チップ３の部分を表す参照符号に「１００」を加えて示すものとする。

セクション１１と同様、セクション１１１は、先を尖らせてから一位置で曲げることにより作製される。セクション１１とは異なり、セクション１１１は、その全長にわたり単一で一定の線形減少率でのみ減少してゆく直径ｄ₁₁₁を有する。しかしながら、セクション１１と同様に、セクション１１１は、連続するいくつかの部分のそれぞれにおいては一定であるような、いくつかの線形減少率で特徴づけられるものであってもよい。

操作フィンガ１０６は直線状ではなく、自由端１１０から短い距離をおいた部位に本質的に直角である屈曲部１２０を有し、終端がオフセット・チップ１２１となっている。

このオフセット・チップ１２１は、有利には０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ〜０．８ｍｍの長さＬ₁₂₁を有し、一例では０．７ｍｍのオーダである。

屈曲部１０４および１２０間の距離Ｌは、有利には８ｍｍ〜１２ｍｍ、好ましくは９ｍｍ〜１１ｍｍであり、一例では１０ｍｍのオーダである。

自由端１１０において、セクション１１１の直径ｄ₁₁₁は、例えば０．２２ｍｍのオーダである。

本発明は、本発明を実施する上述したような手法に限られない。特に、直径の線形減少の割合が変る位置は、屈曲部４のレベルでなくてもよく、チップ３に沿ってそこからずれた位置であってもよい。

Claims

基端側の取り付けベース（５）と、少なくとも１つの第１屈曲部（４；１０４）と、該第１屈曲部（４；１０４）により前記取り付けベース（５）に接続されるとともに、終端がチップの自由端（１０）となっている末端側の操作フィンガ（６；１０６）と、を具え、前記取り付けベース（５）の末端側の少なくとも１つのセグメント（９）、前記第１屈曲部（４；１０４）および前記操作フィンガ（６；１０６）がともに、前記自由端の方向における全長にわたって本質的に均一に先細とされた、本質的に一定の線形減少割合で減少する直径（ｄ₁₁₁）を有するチップ部（１１，１１１）を構成することで、各々が前記自由端（１０）の方向における全長にわたって本質的に均一に先細である複数の部分（９，６）を連続して有する連続体であって、第１円錐台（９）および第２円錘台（６；１０６）である少なくとも２つの円錐台をもち、前記第１屈曲部（４；１０４）が第２円錘台（６；１０６）の基端側底部と前記第１円錐台（９）の末端側頂部とを接続している当該連続体が提供され、前記チップ部（１１，１１１）が先細形状とされていることを特徴とする外科用マイクロマニピュレータ・チップ。
基端側の取り付けベース（５）と、少なくとも１つの第１屈曲部（４；１０４）と、該第１屈曲部（４；１０４）により前記取り付けベース（５）に接続されるとともに、終端がチップの自由端（１０）となっている末端側の操作フィンガ（６；１０６）と、を具え、前記取り付けベース（５）の末端側の少なくとも１つのセグメント（９）、前記第１屈曲部（４；１０４）および前記操作フィンガ（６；１０６）がともに、チップ部（１１，１１１）を形成する外科用マイクロマニピュレータ・チップの製造方法であって、先を尖らせることで前記チップ部（１１；１１１）を均一に先細にすることを特徴とする外科用マイクロマニピュレータ・チップの製造方法。
先細形状の前記チップ部（１１；１１１）の前記本質的に一定の線形減少割合は、前記自由端（１０）に向かって１ｍｍあたり０．０１５ｍｍ〜０．０２５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の外科用マイクロマニピュレータ・チップ。
前記操作フィンガ（６；１０６）は、長さが８ｍｍ〜１３ｍｍであり、前記第１屈曲部（４；１０４）のレベルでの直径が０．４８ｍｍ〜０．６０ｍｍであり、前記自由端（１０）のレベルでの直径が０．１８ｍｍ〜０．４２ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の外科用マイクロマニピュレータ・チップ。
前記操作フィンガ（１０６）は第２屈曲部（１２０）を具えることを特徴とする請求項１、３または４に記載の外科用マイクロマニピュレータ・チップ。
前記取り付けベース（５）には、ポリマー製のハンドル（２）に固定するための横方向に平坦にされた部分（８）が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３〜５のいずれかに記載の外科用マイクロマニピュレータ・チップ。
請求項１または請求項３〜５のいずれかに記載のチップ（３；１０３）と、該チップ（３；１０３）を保持するハンドル（２）とを具え、該ハンドル（２）が、前記チップ（３；１０３）の構成要素である前記取り付けベース（５）の少なくとも一部の区域（７；１０７）上に、成形ポリマーにより作製されていることを特徴とする外科用マイクロマニピュレータ。