JP2015519997A - モジュール式リーマの逆行取付け - Google Patents

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Abstract

外科的ドリルビットおよび逆行リーマビットは、進入(順行)ビットとは異なる直径の着脱可能なリーマビットを使用して、段階的な直径の外科的トンネルの順行および逆行穴開けを行う。進入ドリルビットは、ガイドワイヤを受け入れるように適合された穴を有するカニューレ挿入シャフトと、外科的トンネルを画定するためのシャフト外周上の溝付き刃先とを使用する。シャフトの直径を横断する横方向受け口は、穴の軸に対して実質的に直交して延びており、また進入とは反対方向にリーマビットを後退させることにより、段階的な直径のより大きな直径を順行穴開けするためのより広い直径を有するリーマビットを受け入れるように適合される。横方向受け口は、リーマビットを受け入れるような形状をしており、かつガイドワイヤとの係合によりリーマビットを固定するための穴と交差させることにより、逆行切削のためのビットを固定するように適合される。

Description

十字靱帯の再建においては、再建移植片のための取付け手段として働くように、骨トンネルを形成することが多い。このようなトンネルは、正確な直径および軌跡を必要とする。結合縫合糸または靱帯を固定してドリル穴を通る結合部材に対する引張力を吸収するために、ドリル穴より大きな直径を有する固定具がしばしば使用される。
腱および靱帯断裂などの結合組織損傷の場合、骨および関節再建のために、関節鏡視下外科的手技が使用されることが多い。供与体(donor)または人工的な腱もしくは靱帯などの置換結合部材が、損傷を受けた腱または靱帯とほぼ同じ位置で剛性のある骨構造に外科的に取り付けられる。関節鏡視下手技は、従来の切開手技に対して回復時間が向上しているが、関節鏡視下手技は、結合部材を修復するために、かつ元の組織を十分に模倣し、修復部の再発を阻止すべく修復部の寸法を適正に合わせて張力を加えるために、正確な器具および外科的取付け具のシステムに依存している。
米国特許第8,388,621号
外科的ドリルビットおよびリーマビットは、進入ビットとは異なる直径の着脱式リーマビットを使用し、段階的な直径の外科的トンネルの順行および逆行(それぞれ外科的部位に入/出する)穴開けを実施する。進入ドリルビットは、ガイドワイヤを受け入れるように適合された穴と、外科的トンネルを画定するための、シャフトの外周上の溝付き刃先とを有するカニューレ挿入シャフトを使用する。シャフトの直径を横断する横方向受け口は、穴の軸に対して実質的に直交するように延び、かつ進入とは反対の方向にリーマビットを進ませることにより段階的な直径の大きい方を穴開けするために、より広い直径を有するリーマビットを受け入れるように適合される。
横方向受け口は、リーマビットを受け入れるように形成され、かつ切削のためにビットを固定するように適合される。横方向受け口は、穴を通して挿入されたガイドワイヤとの係合によりリーマビットを固定するための穴と交差しており、ガイドワイヤは、リーマビットにおける対応する穴を通って延びて、リーマビットを固定する。リーマビットは、進入切削溝とは反対方向の側に刃先を有する実質的に長方形を有し、したがって、刃先は、切削溝として前方または反対方向に切削するように構成される。長方形の形状は、穴の軸に沿った切削方向に刃先を維持する。
段階的な直径は、骨部材(通常は大腿骨)を通して穴を開けた後の外科的空所部内でリーマビットを取り付けることにより得られる。係合ビットとも呼ばれるリーマビットは、より大きな直径の逆行(反対の)切削を行うために、ドリルビットのカニューレ挿入シャフト中の受け口に係合する。リーマビットは、前方切削も同様に行うために、両方向を向いた刃先を有する。逆行切削は、完全に貫通する手前の、通常、骨皮質で終了し、進入穴開けによる小さな直径のトンネルが残される。
段付きトンネルは、ACL(前十字靱帯)およびPCL(後十字靱帯)修復などの手技で特に有益である。ACLとPCLは共に、大腿骨と脛骨の間の半月板部位で延びている。ACLとPCLは共に、大腿骨と脛骨の間のひねりまたはねじり運動を制限することに関係しており、したがって、突然ジャンプする、ひねる、かつ/または回転させるなど、膝に負担をかける運動競技的動作の課題になることが多い。ウォーキングなどの日常的な、低強度の歩行活動は、ACLおよびPCLの統合性(integrity)に実際には依存していない。したがって、本明細書の構成は、一部には、ACLおよびPCL修復が、修復部に加えられることの多い高い応力による、置換結合部材(縫合糸、腱、および靱帯)の強力な外科的取付けから利益が得られるという観察に基づいている。残念ながら、ACLおよびPCL修復は、高強度運動の課題であることが多いが、それらはまた高い再発度でも知られている。したがって、本発明の構成は、置換結合部材の許容差にほぼ一致する段階的な直径のトンネルを提供し、したがって、骨成長を容易にするために、骨トンネルと置換結合部材の間で、高い圧縮接触でぴったりとした嵌合を提供することにより、上記で述べた従来のACL/PCL修復の欠点を実質的に克服する。この方法では、ACLおよびPCL置換部材は、弾性があり、長持ちする修復を提供するために、外科的トンネルの全体に沿って骨の内部成長を促進するように、自然の骨構造にごく近接して固定される。
本明細書で開示するように、係合可能な、または着脱式のリーマビットにはいくつかの構成がある。横方向リーマビットは、シャフトのスロットを介して、ドリルシャフトに対して実質的に直交して延び、通常、前方向および反対方向を向いたエッジを備えた長方形を画定する。代替構成では、リーマヘッドビットは、横方向スロットではなく、ドリルビットのヘッド部または先端部の上に取り付けられ、前方向と反対方向の両方を向いた、角度の付いた溝を有する。
横方向ビット構成では、カニューレ挿入ドリルビットは、ドリルビットの外周を越えて延びる刃先を有するリーマビットを受け入れるために、ドリル軸に対して直交する、ビット直径を横断して延びる横方向受け口を有する。順行(前)方向では、ドリルビットは、ビット直径に従ってガイドワイヤに沿って切削する。前方向の通路が反対側で骨(大腿骨)から出ると、リーマビットが横方向受け口に挿入されて、ビット直径よりも広く延びるリーマビットの刃先に基づいて切削されるより大きな直径を画定する。ビットは、リーマビットの穴を通って延びるガイドワイヤにより固定され心合わせされ、一方、ドリルビットのカニューレ挿入穴と位置合わせされ、さらにドリルビットを後退させる、または引っ張って戻すことにより、より大きなリーマビット直径に従って逆行(反対)切削が実施されるが、リーマビットは、ドリルビットと共に回転するように固定されたままである。
リーマヘッドビットを使用する他の特定の構成では、モジュール式リーマは、逆行および順行切削を行うように構成された複数の双方向に溝が付けられた刃先を含む外科的切削ヘッドの形を取り、またカニューレ挿入シャフトは、刃先と同心の回転軸を画定し、その場合、カニューレ挿入シャフトは、ドリルシャフトのテーパの付いた領域と摺動可能に係合するように適合されたアンダーカット縁部を有する。ドリルシャフトは、ドリルシャフトにより切削ヘッドの回転伝達を行うために、テーパ付き領域によるアンダーカット縁部の弾性変形により回転軸に沿って切削ヘッドの軸方向係合を行うように適合される。
リーマヘッドビット構成において、取付けは、切削ヘッドと、四角形の受け口を画定するアンダーカットを有するシャフトとの間の連結を使用する。切削ヘッド上の四角形の突起部がシャフトに係合する。四角形の受け口は、テーパの付いたエッジを通して軸方向係合するように、かつアンダーカット領域への摺動可能な挿入によりシャフトに横方向に係合するように適合される。したがって、従来の手法は、提案する手法のように、逆行または順行穴開けに適合されたより大きな直径の切削ヘッドを、または同心のガイドワイヤに沿って切削ヘッドに軸方向に係合させるためのテーパの付いたシャフト受け口を示し、教示し、または開示していない。さらなる違いは、シャフトに連結するための四角形の受け口およびそれに対応する切削ヘッド突起部により特徴付けられる。
本発明の前述の、および他の目的、特徴、ならびに利点は、添付図面で示された、本発明の特定の実施形態の以下の記述から明らかになろう。図中、同様の参照符号は、様々な図を通して同じ部分を指す。図面は、必ずしも縮尺を合わせておらず、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
本明細書で定義されるようなドリルビットおよびリーマの分解図である。 図1aのドリルビットの組み立てられた図である。 外科的部位におけるガイドワイヤを示す図である。 ガイドワイヤの後に続くドリルビットを示す図である。 後退したガイドワイヤを示す図である。 挿入具を示す図である。 リーマビットの挿入を示す図である。 リーマビットの係合を示す図である。 挿入具の後退を示す図である。 固定されたリーマビットを示す図である。 逆行トンネルの形成を示す図である。 ドリルビットの戻りを示す図である。 挿入具の戻りを示す図である。 挿入具の再係合を示す図である。 リーマビットの固定解除を示す図である。 リーマビットの除去を示す図である。 ドリルビットの除去を示す図である。 得られた骨トンネルを示す図である。 手順の概略的な要約を示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットをさらに詳細に示す図である。 リーマビットを含む展開キットを示す図である。 シャフトと、モジュール式切削ヘッド(リーマ)のシャフトへの取付けとを有する代替構成を示す図である。 図21の取外し可能なモジュール式リーマヘッドのある範囲の寸法を示す図である。 順行および逆行(反対方向への引っ張り)切削に適合した切削ヘッド上の溝を示す図である。 外科的領域における順行切削を示す図である。 モジュール式切削ヘッドの除去を示す図である。 逆行切削のための第2のモジュール式切削ヘッドの取付けを示す図である。 切削ヘッドをシャフトに直列に取り付けることにより軸方向に係合させるための、アンダーカット縁部および切削ヘッド受け口を画定する半球形の突起部を示す図である。 切削ヘッドをシャフトに直列に取り付けることにより軸方向に係合させるための、アンダーカット縁部を画定するテーパ付き受け口と切削ヘッドとの係合を示す図である。 図26の受け口の横方向係合を示す図である。 シャフトの端部における切削溝を示す図である。 順行および逆行穴開けを示す図である。 図21〜図29の切削ヘッドのための図28の装着具を示す図である。 切削ヘッドに係合する図30の装着具を示す図である。 装着具により係合された受け口を示す図である。 図28の切削溝の立面図である。 図33の切削溝の斜視図である。
通常、再建のための穴開け装置は、望ましい軌跡を画定するガイドワイヤに沿って移動するためにカニューレ挿入されるドリルシャフトを使用する。ドリルシャフトには、骨材料を穴開けし、かつ掘るための切削面を有する切削ヘッドまたはリーマが末端にある。本明細書で提案する手法は、十字靱帯の修復中に、かつ段付き(直径が変化する)骨トンネルから利益が得られる他の外科的手技中に、逆行または順行穴開けを行うのに適合された、ドリルシャフトへの着脱式連結機構を有するモジュール式リーマを教示する。
十字靱帯の再建においては、再建移植片を取り付ける手段として働くように、骨トンネルが形成される。これらのトンネルは正確な寸法と軌跡を有する。それらは、0.5mm刻みの寸法範囲であることが多い。正しい軌跡が確実に存在するように、多くのドリルビットがカニューレ挿入され、ガイドワイヤで確立された経路に従う。トンネルは、断裂した靱帯の跡(footprint)で始まり、神経、血管構造のない領域で外に出ることが多い。
さらに以下で論ずる特定の構成では、ACLまたはPCL修復の場合、外科医は、患者の大腿骨および脛骨を通して骨トンネルを開ける。骨トンネルは、置換すべき自然の腱により以前は提供されていた構造的支持を近似させるために、損傷を受けた結合組織の取付け部位で、またはその近傍で半月板腔領域内に出現する。概して、脛骨では、一定の直径のトンネルで十分であるが、大腿骨では、段階的な直径のトンネルが形成される。以下でさらに論ずるように、骨固定具または他の固定法が脛骨に対して使用され、また段階的な直径トンネルを使用する修復移植片が大腿骨トンネルに固定される。代替の構成は、大腿骨および脛骨の両方で、または肩関節などの他の関節鏡視下修復に対して、段階的な直径トンネルを使用することができる。
段階的な直径トンネルは、外科的トンネルのより大きな直径部分で、置換する腱の直径に対応する。縫合糸ループは、外科的トンネルのより小さな直径部分を通すことにより、置換組織を固定し、Endobutton(登録商標)または同様の固定具など、縫合糸固定具を用いて大腿骨の外側表面に固定される。腱および縫合糸に対応する異なる直径は、置換する腱および取付け縫合糸の周囲の骨成長を促進する精密嵌合となるように選択される。例示的な構成は、トンネルのより狭い部分に対して直径4.5mmを使用し、より大きな直径の寸法は、置換する腱による。
以下の構成は、縫合糸または靱帯を固定するための「座ぐり(countersink)」領域またはより大きな直径のセグメントを形成するように、骨トンネル中で逆行して(反対に)開ける穴のためのリーマビットとして、カニューレ挿入シャフトに切削インサートを使用する。概して、前方向に狭い直径がまず形成され、その後に、反対方向により広い切削が行われるが、係合ビットは、前方向と逆方向を共に向いた刃先または溝を使用する。例えば、大腿骨トンネルから係合ビットを延ばすことにより、より広い直径の前方切削を脛骨に行うことができる。ドリルビットは、順行(前方)骨トンネルを画定し、その後に、骨トンネルを通してシャフトを後方向に引っ張ることにより逆行(反対)方向に行われるより大きな直径の切削を画定するために、シャフトの外側表面を越えて延びるリーマビットが挿入される。代替の構成は、横方向受け口を通してではなく、ビットの先端に取り付けられるリーマヘッドまたはビットを含む。
図1aおよび図1bは、本明細書で定義されるようなドリルビットおよびリーマの分解図と組み立てられた図である。図1aおよび図1bを参照すると、外科的ドリルビット100(ドリルビット)は、矢印2で示すように、ガイドワイヤ104を受け入れるためのカニューレ挿入穴102(穴)を有する。ドリルビット100は、ガイドワイヤ104を受け入れるように適合された穴102を有する細長いシャフト106(シャフト)を含み、かつシャフト106の外周110に少なくとも1つの溝が切られた刃先108を含む。ドリルビットは、穴102の軸120に対して実質的に直交して延びる、シャフト106の直径を横断する横方向受け口112を含む。横方向受け口112は、逆行穴開けのために受け口112の中に受け入れられる係合ビットに対応する形状を有している。例示的な構成では、係合ビットは、穴開けに適合されたリーマビット130であり、受け口112がリーマビット130を受け入れるように適合されている。
ドリルビット100およびリーマビット130組立体は、したがって、第1の直径を有する細長いシャフト106および第1の方向に進入トンネルを切削するように適合された切削溝により画定されるドリルビット100と、リーマビット130(係合ビット)を受け入れるための横方向受け口112とを含む外科的装置であって、細長いシャフト106を進入トンネルの外へと後退させることにより、第1の方向とは反対の第2の方向に切削するように適合された刃先を係合ビットが有する、外科的装置を規定する。係合ビットの刃先は第2の直径を画定し、かつ受け入れた係合ビットを第2の方向に後退させることにより、段階的な直径の外科的トンネルを形成するように適合される。
例示的な構成では、細長いシャフト106は、係合ビットの穴に対応するようにカニューレ挿入され、したがって、係合ビットは、カニューレ挿入穴102を通して配置されるガイドワイヤ104により受け口112に固定される。横方向受け口112は、したがって、係合ビットの幅に対応する、細長いシャフトの横方向スロットにより画定される。
係合ビットは、カニューレ挿入穴102の直径に対応する中心穴180(図19)を有し、その場合、ビットを係合させることは、ガイドワイヤ104よりもさらに遠くに、外科的トンネルを通して細長いシャフト106を延ばすことを含み、したがって、細長いシャフト106は、外科的トンネルから、大腿骨と脛骨の間の関節間領域により画定される外科的凹部に出現する。これは、単にガイドワイヤ104を後退させて、受け口112の中心を通過することを伴い得る。外科医は、係合ビットを、ガイドワイヤ104により邪魔されることのない受け口112に配置し、かつガイドワイヤ104を、中心穴180を通して前進させて、係合ビットを受け口112に固定する。
開示される装置は、ガイドワイヤ104を挿入/穴開けすることにより、第1の方向および反対の方向を画定し、したがって、ドリルビットは、細長いシャフト106のカニューレ挿入穴102を介してガイドワイヤに従い、またガイドワイヤは、第1の方向および第2の方向に対応する軸120を画定する。
図2は、膝関節の外科的部位150におけるガイドワイヤ104を示している。修復手技中、大腿骨と脛骨の間の関節間腔により画定される外科的部位150の中への狭い進入トンネルを穴開けするために、骨トンネルが、ガイドワイヤ104を用いてまず画定される。ガイドワイヤは、外科的部位150で骨152を通る最初の骨トンネル132を形成する。通常、ガイドワイヤ104がまず通され、または挿入され、ガイドワイヤのトンネルの、正確な配置に対する位置決めが確認されると、その後に、通常、4.5mmトンネルであるが、適正な直径のドリルビットが挿入される。図3は、骨トンネル132を拡大する、ガイドワイヤ104の後に続くドリルビット100を示している。骨152を貫通して穴を開けた後、外科医はガイドワイヤ104を後退させる。
手順的に、第1の直径を有するドリルビット100を用いて、骨トンネル132を第1の方向に穴開けすることにより外科的トンネルを形成するために、かつ第2の直径に対応する係合ビットまたはリーマビット130を、外科的トンネルを穴開けするために使用されるドリルビット100の細長いシャフト106に取り付けるために、開示される外科的装置が使用される。外科医は、次いで、第1の方向と同じ軸120に沿った反対方向に第2の直径を有する外科的トンネルを穴開けし、したがって、外科的トンネルは、第1の直径および第2の直径に対応した段階的な直径を有する。これは、関節間腔の中への進入に続いて、係合ビットを細長いシャフト106上の受け口112に取り付けること、および細長いシャフト106を、確立された骨トンネル132を通して後退させることにより、係合ビットを反対方向に用いて穴開けすることを含む。
図4は、後退したガイドワイヤを示しており、ドリルビットのシャフト106(シャフト)の断面を通して完全に横方向受け口112(受け口)を見せている。横方向受け口112は、穴102を通して挿入されたガイドワイヤ104の係合を介してリーマビット130を固定するために、穴102と交差している。横方向受け口112は、リーマビット130を受け入れるような形状をしており、かつ逆行切削を行うためにビット130を固定するように適合されている。例示的な構成は、挿入されたリーマビットが回転しないように、幅に凸形の端部を備える長方形を有している。係合ビットを取り付けることは、細長いシャフト106の遠位端で受け口112を画定するスロットを通して係合ビットを挿入することを含み、遠位端は、ドリルビット100として機能する切削溝を有し、かつ大腿骨の外科的トンネルを通って、外科的部位を画定する半月板部位の中へと延びる。
以下でさらに論ずる代替の構成では、受け口112は、細長いシャフト106上に凹部を備え、凹部は係合ビットの縁部と係合するように構成される。係合ビットは縁部を有しているが、係合ビットを取り付けることは、縁部を細長いシャフト上の凹部と係合させることをさらに含む。
図5は、挿入具160を示しており、また図6は、リーマビット130の挿入を示している。リーマビット130は、挿入具160がリーマビット130を横方向受け口112の中に配置し、かつリーマビット130の穴180をシャフト106のカニューレ挿入穴102と位置合わせするように、挿入具160と選択的に固定係合するように適合されている。
係合ビットは、したがって、挿入具160と選択的な固定係合するように適合されたリーマビット130である。リーマビット130は、少なくとも1つの刃先131(図18)、ガイドワイヤと係合するように適合された穴、および刃先131を画定する細長い形状を含み、したがって、細長い形状は、切削シャフト106の受け口112に対応する形状を有する幅を画定し、切削シャフト106は、切削インサート130の長さに対して実質的に直交するカニューレ挿入穴102を有し、切削インサートの穴は、貫通して挿入されるガイドワイヤ104との固定位置合わせが行われるように、カニューレ挿入穴102と位置合わせされるように構成される。
挿入具160は、図6で示すように、リーマビット130に対して回転させることにより、固定係合から選択的に解放され、その結果リーマビット130は、横方向受け口内で固定された長方形の形状に基づき逆回転抵抗を維持する。リーマビット130が受け口112で位置合わせされた後、ガイドワイヤ104を再挿入することにより、ガイドワイヤ104が通過し続けると、リーマビット130の穴を通してリーマビット130が固定される。図7は、リーマビット130の係合を示しているが、挿入具160は、矢印で示されるように、リーマビット130に対する回転により固定係合から選択的に解放され、その結果リーマビットは、横方向受け口に固定された長方形の形状に基づいて逆回転抵抗を維持する。
図8は挿入具の後退を示しているが、リーマビット130は、ガイドワイヤ104により所定の位置に保持されており、図9は固定されたリーマビット130を示している。ドリルビット100およびガイドワイヤ104を共に後退させることにより、リーマビット130を回転させて、既存の骨トンネル132の中へとより大きな直径の逆行切削の穴開けを行うことが可能になる。図10は、ビット100を後退させたときのトンネル132の形成を示している。段階的な直径を形成することは、したがって、第1の直径を画定するために、骨を通る第1の距離を穴開けし、所定の深さが第1の方向に穴開けされた距離未満であるように所定の深さで反対方向への穴開けを終了することを含む。通常、逆行の深さは、しっかりと縫合糸を固定するために、堅い骨の3〜5mm外側の層である皮質まで続く。
図11は、十分な逆行切削の後のドリルビット100の戻りを示している。逆行切削は、全体を通して貫通しておらず、骨トンネル132は、切削シャフト106およびリーマビット130の両方から得られたものであり、したがって、骨トンネル132は、リーマビット130により画定された切削直径、および切削シャフト106の直径に基づく、異なる(段階的な)直径を有する複数のセグメントを有する。
図12は、挿入具160の戻りを示している。順行切削の適正な形成の後、ドリルビット110を、骨トンネル132の元の(より小さな)直径部分を通して後退させることができるように、リーマビット130を後退させる。図13は、リーマビット130を再係合させるために挿入具160を(図示の例では時計方向に)回すことにより、挿入具160を再係合することを示している。図14は、リーマビットの固定解除を示しており、また図15は、挿入具160を後退させたとき、リーマビット130を除去することを示しており、その後に(図16)ドリルビットが除去され、また図17は、リーマビット130の切削セグメントから得られた直径130’を有するセグメントと、ドリルビット100の切削セグメントから得られた直径100’を備えたセグメントとを有する得られた骨トンネルを示している。
図18は、一連の手順の概略的な要約を示している。横方向受け口112を開くために、ガイドワイヤは穴102を後退する。リーマビット130は、コーナ部を画定する切削溝131を備えた概して長方形を有する。挿入した後に、溝は、シャフト106の外側表面110から外方向に延びて、より大きな直径130’セグメントを画定する。ガイドワイヤは、リーマビット130を固定するために再度下げられる。回転させることにより、挿入具160をリーマビット130から固定解除し、挿入具160を後退させて、リーマビット130上のすべての切削溝131を露出する。
図19a〜図19kは、リーマビットをさらに詳細に示す。図19aでは、例示的な構成は、係合ビット上に少なくとも1つの薄板172を含み、薄板は、ガイドワイヤ104により固定される前に係合ビットを固定するために、受け口112の側部に摩擦係合するように構成された突起部により画定される。図19を参照すると、リーマビット(係合ビット)130は、長さ174および高さ176により画定される実質的に長方形の形状を有する。高さ176は、リーマビット130を受け入れるための横方向受け口112に対応し、また長さは、段階的な直径トンネルのより大きな直径部分に対応する。刃先131は、各長さに沿って延び、かつエッジ131を画定するテーパの付いた形状を有する。中心穴180は、リーマビット130を貫通して延び、かつ細長いシャフト106のカニューレ挿入穴102に対応しており、ガイドワイヤ104を受け入れるような寸法になっている。突き出た翼部により画定される複数の薄板172は、穴180を通して挿入されたガイドワイヤ104によって固定される前に、横方向受け口112との摩擦係合を提供する。薄板172には、横方向受け口112の側部に対してさらなる摩擦を提供するために、わずかに角度を付ける、またはテーパを付けることができる。空所部178は、性能を損なうことなく材料需要および重量を低減する。係合ビットはまた、第1および第2の方向に直交する係合ビットの長さの端部にタブまたは凹部197を含むことができ、したがって、タブは、係合ビットに取り付けるように、かつ係合ビット130を横方向スロット112中に配置するように挿入具160に対応しており、横方向スロット112中で、挿入具160は、回転運動によってタブに係合し、また係合が解除される。挿入具160は、係合ビットを受け口に配置するために、凹部に係合するように適合された対向する平行な側部を有し、したがって、挿入具は、挿入されると、回転運動により係合ビットの係合を解除するように適合される。係合ビット130を横方向スロット112内に挿入するために、係合ビット130上のスロットおよび挿入具160上のフックなど、多様な挿入機構を使用することができる。代替的には、止血鉗子などの外科的ツールを、係合ビットを把持するために使用することができるが、あるいは鉗子、およびスロットに係合させるために単一の歯を有する鉗子なども使用できる。
図19b〜図19dは、軸120に対して平行ではなく、直交して延びる片持ち梁の翼部172を有する代替構成の係合ビット130’を示している。片持ち梁の翼部は、受け口(横方向スロット112)内で軽い保持を提供する。テーパ付き穴180’は、係合ビット130’が横方向スロット112の中に挿入されたとき、枢動運動を可能にする。図19e〜図19fを参照すると、枢動する係合ビット130’が斜めに挿入され、その後にガイドワイヤを挿入することができる。したがって、係合ビット130’の穴180’には、ガイドワイヤの周囲で枢動運動できるようにテーパが付けられており、挿入スロットは、係合ビットの摺動可能な枢動運動を可能にする許容差を有する。
図19g〜図19iは、係合ビット130または130’を挿入するための挿入機構を示している。係合ビット130’は、ガイドワイヤが挿入されると、それ自体が方向付けをするずれた角度(off−angle)でリーマ先端部を挿入および除去することができる。穴開け中、リーマ先端部は、逆行中には底部へと下がり(ドリル端部108に近くなる)、また順行中には上部へと移動し、したがって、順行穴開けにおいては、ドリル先端部とリーマ先端部の間の間隙が増加する。
図19g〜図19kは、突起部により空所部178に取り付けられる挿入機構を示している。係合ビットは、横方向スロット内への挿入中に係合ビットを固定するために、タブ163またはフック165などの突起部を受け入れるように適合された空所部を有する。スナップ挿入具160−1は、空所部178に係合する偏倚されるタブ163のスナップ嵌めまたはテーパ嵌めによる取付けを可能にする。ガイドワイヤ104が挿入されると、任意の適切な外科的器具を用いてフィン175を引っ張ることにより偏倚に打ち勝つことができる。フックツール160−2は、ある角度での挿入および取出しを容易にし、かつ係合ビット130’に対して安全で、受動的な保持を提供する。プランジャ169は、空所部178に取り付けるためのばねに係合してフック165を後退させ、係合ビット130’を先端部173に押し付けて受動的に固定する。
図20は、消毒および資源が、多数の穴開けツールを維持するのに適していないおそれのある環境において、無菌の、使い捨てのリーマ機能を提供するある範囲のリーマビット130’、および関連する外科的ツールを含む展開キット190を示す。特定の構成において、開示される手法は、ある範囲の寸法により画定される複数の係合ビットを有する展開キット190の形を取り、その場合、展開キットは、複数の縫合糸196と、外科的表面に対して縫合糸を係合させ、かつ固定するように適合された対応する固定具とをさらに含み、したがって、展開キットは、外科的手技中に、完全な修復を行うのに十分な使い捨ての構成要素を有する。異なる寸法のリーマビット130’により、段階的な直径トンネルに対する適切な直径のリーマビット130の選択が可能になる。キット190は、ガイドワイヤ104、ドリルビットを画定する刃先108または溝を備えた細長いシャフト106、サイジングツール192、挿入具160または「プランジャ」、深さツール194、ならびにEndobutton(登録商標)など、ある範囲の長さの縫合糸196および縫合糸固定具198をさらに含む。
代替構成では、係合ビットは、カニューレ挿入シャフトおよび切削ヘッドがその周囲を移動するガイドワイヤに基づいて、軸方向に切削するように適合された、両側に刃先を組み込んだ溝付き切削ヘッダまたはリーマの形を取る。連結するために、シャフトの受け口のアンダーカット領域または棚部を使用し、かつ切削ヘッドと軸方向または横方向連結を行うように適合される。軸方向連結では、シャフトと切削ヘッドは、カニューレにより画定される軸方向経路上で互いに接近し、突起部が、アンダーカット部に掛止できるように受け口をわずかに変形させることによって、受け口に係合する。横方向連結では、突起部をアンダーカット領域に受け入れて、その後に、同軸のカニューレを通してガイドワイヤをシャフトおよび切削ヘッドに挿入することにより、固定および位置合わせを行う。
特定の構成では、切削ヘッド上の突起部は、シャフトの受け口のテーパの付いた側部に摺動可能に係合し、かつ変形させる。テーパの付いた側部は、アンダーカット領域で終端するが、変形は、アンダーカットにより、変形しない位置へと「パチン(snap)」と戻り、突起部の縁部に係合することができる。他の構成では、シャフト上の半球形の突起部は、受け口がアンダーカット部の周囲に「スナップ嵌め」されるまで、半球形の突起部の外側の環状表面に摺動可能に係合することにより、受け口の変形可能な側部またはプロングを固定するアンダーカット部を有する。横方向の取付けにより、切削ヘッド上の縁部とシャフトのアンダーカット部との摺動可能な係合による変形が回避される。
2つの主要な構成要素と、デバイスの成功裡な使用を容易にする第3の要素とがある。これらは、17−4ステンレス鋼から作ることができる。第1のものは、近位端および遠位端を有するシャフトである。近位端は、動力ドリルのチャックに確実に係合するように機械加工された平坦部を有する。遠位端は、複数の切削ヘッドの係合を受け入れる2つのアンダーカット部を有する。切削ヘッドは、2つまたは3つの溝であるが、少なくとも1つの溝を有する。このシャフトは、通常、整形外科で使用される2.4mmのガイドワイヤを受け入れるようにカニューレ挿入される。シャフトはまた、穴開けがどのくらいの深さまで進んだかを判定するための視覚的な支援を提供するように、レーザでマーク付けされた目盛りを有する。シャフトに係合されるドリルヘッドまたはリーマは、図25〜図27で示されるように、シャフトの側方から中心位置に切削ヘッドを摺動させることにより、またはシャフトのアンダーカット部にヘッドをスナップ嵌めさせることにより係合する。シャフト上にヘッドを摺動させた後、中心のカニューレ挿入穴は、ヘッドとシャフトの両方で顕在化する。ガイドワイヤは、次いで、中心穴を下降し、それにより、ヘッドをシャフトに軸方向に固定することができる。代替的に、ガイドワイヤは、シャフト内に配置されて、シャフトの遠位端から外に出ることもできる。ドリルヘッドはガイドワイヤを摺動して下がることもでき、図21のように、ドリルヘッドはシャフト上にスナップ嵌めされることになる。
デバイスは、この使い捨ての方法では、他の生物学的に不活性な材料から作ることもできる。この材料は、例えば、強化プラスチックとすることができる。
これは、外科医が、順行方向または逆行方向に適切であると分かるトンネルを作成することが可能になる骨トンネルを作成するシステムアプローチを提供する。これらはなおガイドワイヤを使用するが、このシステムはモジュール式なので、いくつかの相当品よりも堅牢ではない。しかし、これは、クリーニングおよび消毒が常に便利であるとは限らないので有利である。
図21は、モジュール式切削ヘッド1100(リーマ)のシャフト、およびシャフトへの取付けを示している。図1を参照すると、外科的なモジュール式切削ヘッド1100は、逆行切削および順行切削をするように構成された複数の双方向の溝付き刃先1110と、刃先と同心の回転軸を画定するカニューレ挿入シャフト1120とを含み、カニューレ挿入シャフト1120は、ドリルシャフト1130のテーパ付き領域1132と枢動可能に係合するように適合されたアンダーカット縁部を有する。
図22は、図1の取外し可能なモジュール式リーマヘッドのある範囲の寸法を示している。ある範囲の寸法1140のそれぞれは、対応する刃先1110を画定する少なくとも1つの溝1111を有する。
図23は、順行1110aおよび逆行1110b(反対に引っ張る)切削を行うように適合された切削ヘッド1100上の溝1110を示す。
図23および図24a〜図24cを参照すると、外科的部材1150(例示的な構成では、通常、大腿骨または脛骨である骨)への一連の切削術が示されている。図24a〜図24cを参照すると、図24aは、切削ヘッド1100−1を用いる外科的領域1140における順行切削を示す。図24bは、外科的部材1150を貫通した後の、モジュール式切削ヘッド1100−1の除去を示しており、その場合、切削ヘッド1100−1は、シャフト1132の近位端1144における受け口1142との係合が解除される。図24cは、切削ヘッド1100−1を図24aで作成された開口部1152を通して後退させることにより逆行切削を行うための第2のモジュール式切削ヘッド1100−2の取付けを示している。逆行切削は、刃先1100−2の溝1110上の逆行刃先1110bにより行われ、かつ切削ヘッド1100−1による順行切削に使用されたものよりも大きな直径の、切削ヘッド1100−2上の溝1110bで大きな直径の穴を提供する。
図25は、カニューレにより画定された軸1166に沿った軸方向係合のために、アンダーカット縁部1162および切削ヘッド受け口1164を画定する半球形の突起部1160を示しており、ドリルシャフト1132は、ドリルシャフト1132によって切削ヘッド1100の回転伝達を行うために、テーパ付き領域によってアンダーカット縁部に係合する脚1170の弾性変形により、回転軸1166に沿って切削ヘッド1100の軸方向係合1168を行うように適合される。したがって、テーパ付き領域が、カニューレ挿入シャフトを画定する受け口1164の中に挿入するように適合された半球形の突起部1160により画定され、半球形の突起部1160が、アンダーカット部1162を画定するドリルシャフト部分1132’よりも大きな直径を有する。
図26は、軸方向係合1168を行うための、アンダーカット縁部1176を画定するテーパ付き受け口1174と切削ヘッドとの係合を示しており、また図27は、図26の受け口の横方向係合を示している。図26および図27を参照すると、テーパ付き領域1178は、切削ヘッド1100に係合するための近位部分1180でより大きな直径を有し、かつ遠位領域1182に向けてより小さな直径を有するドリルシャフト1132上の受け口1174をさらに備え、遠位領域1182は、最大テーパの点1184における最小直径に近接するアンダーカット縁部1176を有する。
したがって、外科的切削ヘッドは、逆行切削および順行切削を行うように構成された複数の双方向に溝が切られた刃先と、刃先と同心の回転軸を画定するカニューレ挿入シャフトとを含み、カニューレ挿入シャフトは、ドリルシャフトのテーパの付いた領域と摺動可能に係合するように適合されたアンダーカット縁部を有し、ドリルシャフトは、ドリルシャフトによって切削ヘッドの回転伝達を行うために、テーパ付き領域によるアンダーカット縁部の弾性変形により、回転軸に沿って切削ヘッドの軸方向係合を行うように適合される。
特定の構成では、いくつかの特徴をさらに定義し、かつ組み込むことができる。第1のものは、モジュール式シャフト上に切削溝を追加することである。これは、4.5mmリーマとして働き、また逆行機能を用いるための切削ヘッドを取り付ける前に、ガイドワイヤ上をシャフトが進めるようにする。第2に、切削ヘッドの搭載および取外しを容易にするために使用されるホルダがある。順行方向には必ずしも必要ではないが、逆行性アプローチでは有用である。共に以下でさらに論ずる。
テーパの付いた領域は、カニューレ挿入シャフトを画定する受け口の中に挿入するように適合された半球形の突起部をさらに含むことができ、したがって、半球形の突起部は、アンダーカットを画定するドリルシャフトよりも大きな直径を有する。代替構成では、テーパ付き領域は、近位部分に、切削ヘッドと係合するためのより大きな直径を有し、かつ遠位領域に向けてより小さな直径を有するドリルシャフト上の受け口を含み、遠位領域は、最大テーパの点における最小直径の近くにアンダーカット縁部を有する。
図28は、シャフト1130の端部における切削溝1110−1を示す。切削ヘッド1100上の溝1110および刃先1110a、bに加えて、シャフトはそれ自体で、半球形の突起部1160に溝1110−1を使用することができる。これは、逆行穴開けのためのより大きな切削ヘッドを挿入する前に、通常、4.5mmであるシャフトに穴開け部材として機能させることができる。切削部材としてシャフト1130を使用することは、ガイドワイヤに沿ってシャフト1130を収容する最小寸法の正確な直径のトンネルを可能にする。現在の4.5mmリーマは、無菌であれば使い捨てのものである。これは、4.5の切削を組み込むが、望ましい切削ヘッドも同様に追加することになる。ヘッドはシャフト上で摺動する、またはスナップ嵌めされる。中心ピンが2つのものを共に固定する。後方にリーマ加工をする(retroreaming)ためには、ホルダが必要である、ホルダは、順行リーマ加工では必要ではない。熱処理の少ない工程は、再使用を制限することになるが、これは使い捨てデバイスとして設計されている。切削ヘッド寸法は、幾何的な領域に合わせることができるが、大部分のトンネルは、約8mm直径になる。
図29は、図24a〜図24cと同様の順行穴開けおよび逆行穴開けを示しており、最初の穴開け貫通による小さな直径の開口部1152を通して、より広い直径のトンネル1180を穴開けするために、どのようにリーマを逆行させて使用するかの概略例を示している。図30は、図21〜図29の切削ヘッド1100のための装着具1190を示す。装着具1190は、切削ヘッド1100のカニューレ挿入シャフト1120を受け入れるための開口部または受け口1192を含む。装着具1190の溝1194または凹部は、図31および図32において以下で開示するように、シャフト1130に装着するための切削ヘッド1100を受け入れるように適合される。
図31は、切削ヘッドに係合する図30の装着具を示す。溝1194は、シャフト1130の受け口1174または突起部1160上に装着するために、切削ヘッド1100の切削溝1110を受け入れる。
図32は、図5で示すように、装着具1190により係合された切削ヘッド1100の受け口1174を示しており、shitagatte脚1170は、シャフト1130を容易に受け入れる。
図33は、図28の切削溝1110と、シャフト1130の端部の対応するエッジ1110aとの立面図である。
図34は、穴開け軌跡をガイドするためのガイドワイヤを容易に受け入れるカニューレ1196を含む、図33の切削溝の斜視図を示す。
取付け可能なドリルビットヘッドの従来の手法は、順行穴開けおよび逆行穴開けを可能にする双方向アプローチを使用しない。米国特許第8,388,621号は、外科的なドリルのためのドリルビットの取付けを示唆しているが、固定機構は、提案の手法と比べて複数のフィンガおよびばねを含んでいる。
本明細書で定義したシステムおよび方法が、その実施形態を参照して具体的に示され、かつ述べられてきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲により包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および細部における様々な変更をそれに加え得ることが理解されよう。
2 矢印
100 外科的ドリルビット
100’ 直径
102 カニューレ挿入穴
104 ガイドワイヤ
106 シャフト
108 刃先
110 外周、ドリルビット
112 横方向受け口、横方向スロット
120 軸
130 リーマビット、切削インサート
130’ 直径、係合ビット、リーマビット
131 刃先、切削溝
132 骨トンネル
150 膝関節の外科的部位
152 骨
160 挿入具
160−1 挿入具
160−2 フックツール
163 タブ
165 フック
169 プランジャ
172 薄板、片持ち梁の翼部
173 先端部
174 長さ
175 フィン
176 高さ
178 空所部
180 中心穴
180’ テーパ付き穴
190 展開キット
192 サイジングツール
194 深さツール
196 縫合糸
197 凹部
198 縫合糸固定具
1100 モジュール式切削ヘッド
1100−1 モジュール式切削ヘッド
1100−2 モジュール式切削ヘッド
1110 溝付き刃先
1110−1 切削溝
1110a 順行切削、刃先
1110b 逆行切削、刃先
1111 溝
1120 カニューレ挿入シャフト
1130 ドリルシャフト
1132 ドリルシャフト、テーパ付き領域
1132’ ドリルシャフト部分
1140 寸法、外科的部位
1142 受け口
1144 近位端
1150 外科的部材
1152 開口部
1160 突起部
1162 アンダーカット縁部
1164 切削ヘッド受け口
1166 軸
1168 軸方向係合
1170 脚
1174 テーパ付き受け口
1176 アンダーカット縁部
1178 テーパ付き領域
1180 近位部分、より広い直径のトンネル
1182 遠位領域
1184 最大のテーパの点
1190 装着具
1192 開口部、受け口
1194 溝
1196 カニューレ

Claims (17)

  1. 第1の直径を有する細長いシャフト、および第1の方向に切削するように適合された切削溝により画定されるドリルビットと、
    前記第1の方向とは反対の第2の方向に切削するように適合された刃先を有する係合ビットを受け入れるための受け口とを備え、
    前記刃先が、第2の直径を画定し、かつ前記受け入れた係合ビットを前記第2の方向に後退させることにより段階的な直径の外科的トンネルを形成するように適合されていることを特徴とする外科的装置。
  2. 前記細長いシャフト中にカニューレ挿入穴と、
    前記係合ビット中に対応する穴と、
    をさらに備え、
    前記係合ビットが、前記カニューレ挿入穴を通して配置されるガイドワイヤにより前記受け口内に固定される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記受け口が、前記係合ビットの幅に対応した、前記細長いシャフトの横方向スロットである、請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記受け口が、前記係合ビット上の縁部に係合するように構成された凹部を前記細長いシャフト上に備える、請求項1または2に記載の装置。
  5. 前記係合ビット上に少なくとも1つの薄板をさらに備え、前記薄板が、前記係合ビットを、前記ガイドワイヤにより固定される前に固定するために、前記受け口の側部に摩擦で係合するように構成された突起部により画定される、請求項2から4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記係合ビットが、前記第1の方向および第2の方向に対して直交する、ある長さの前記係合ビットの端部にタブを有し、前記タブが、前記係合ビットに取り付けるための、かつ前記係合ビットを前記横方向スロット内に配置するための挿入具に対応しており、前記挿入具が、回転運動によりタブに係合し、かつ係合が解除される、請求項1から3及び5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 挿入具が、前記係合ビットを前記受け口内に配置するために、前記凹部に係合するように適合された対向する平行の側部を有し、前記挿入具が、挿入されると回転運動により前記係合ビットの係合を解除するように適合される、請求項1、2、4、及び5のいずれか一項に記載の装置。
  8. 展開キットをさらに備え、前記展開キットが、ある範囲の寸法により画定される複数の係合ビットを有し、前記展開キットが、複数の縫合糸と、前記縫合糸を外科的表面に係合させ、かつ固定するように適合された対応する固定具とをさらに備え、前記展開キットが、外科的手技中に完全な修復を行うための使い捨て構成要素を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 外科的トンネルを形成する方法であって、
    第1の直径を有するドリルビットを用いて、第1の方向に外科的トンネルを開けるステップと、
    第2の直径に対応する係合ビットを、前記外科的トンネルを開けるために使用された前記ドリルビットの細長いシャフトに取り付けるステップと、
    前記第1の方向と同じ軸に沿って反対方向に、第2の直径を有する外科的トンネルを開けるステップと、
    を含み、
    前記外科的トンネルが、前記第1の直径および第2の直径に対応する段階的な直径を有することを特徴とする外科的トンネルを形成する方法。
  10. 前記細長いシャフトが受け口を有しており、
    係合ビットを、前記細長いシャフトの受け口に取り付けるステップと、
    前記細長いシャフトを後退させることにより、前記係合ビットを用いて前記反対方向に穴を開けるステップと、
    をさらに含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記段階的な直径を形成する前記ステップが、
    前記第1の直径を画定するために、骨を通して第1の距離を穴開けするステップと、
    前記第1の方向に穴開けされた距離未満の所定深さで前記反対方向の穴開けを終了させるステップと、
    をさらに含む、請求項9または10に記載の方法。
  12. ガイドワイヤを通すことにより前記第1の方向および反対方向を画定するステップをさらに含み、前記ドリルビットが、前記細長いシャフト内のカニューレ挿入穴を介して前記ガイドワイヤの後を追従し、前記ガイドワイヤが、前記第1の方向および第2の方向に対応する軸を画定する、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記係合ビットを取り付ける前記ステップが、
    前記細長いシャフトの遠位端におけるスロットを通して前記係合ビットを挿入するステップであり、前記遠位端が、切削溝を有しかつ前記外科的トンネルを通して延びる、ステップをさらに含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記係合ビットが縁部を有し、また前記係合ビットを取り付ける前記ステップが、
    前記縁部を前記細長いシャフト上の凹部と係合させるステップ
    をさらに含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記係合ビットが、前記カニューレ挿入穴の直径に対応する中心穴を有しており、
    前記細長いシャフトを、前記外科的トンネルを通して前記ガイドワイヤよりも遠くに延ばすステップであり、前記細長いシャフトが、外科的凹部における前記外科的トンネルから出現する、ステップと、
    前記係合ビットを、前記ガイドワイヤに妨げられない前記受け口に配置するステップと、
    前記係合ビットを前記受け口に固定するために、前記ガイドワイヤを、前記中心穴を通して前進させるステップと、
    をさらに含む、請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記係合ビット中の前記穴は、前記ガイドワイヤの周囲で枢動運動が可能なようにテーパが付けられており、また前記挿入スロットが、前記係合ビットの摺動可能な枢動運動を可能にする許容差を有する、請求項2から4のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記係合ビットが、前記横方向スロット内に挿入する間に前記係合ビットを固定するための突起部を受け入れるように適合された空所部を有する、請求項2から4のいずれか一項に記載の装置。
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