JP2670161B2 - 生きた人骨の切断用の鋸刃 - Google Patents

生きた人骨の切断用の鋸刃

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外科手術において生きた人骨を鋸で切るため
の鋸刃に関する。この鋸刃は少なくとも一つの側に少な
くとも二つの鋸部分を有し，少なくとも１つの内部空間
を有し，この空間を通して冷却材を流し，切断中に鋸刃
を冷却する。
整形外科手術においては，しばしば，骨構造の短縮，
切断，分割，あるいはその他の加工が行われる。この加
工は，のみ，ドリル，時にはミリング・カッタ，または
直線的な切断あるいは平坦な骨表面が必要な場合には鋸
を用いて行われる。精密な鋸切断を行うには，安定した
『振動』をする鋸の20,000回転／分という非常な高速が
必ず用いられる。このような骨の加工は，特に膝関節に
おける人工関節（関節人工骨頭）を含む手術においては
通例となっている。しかしながら，股関節ならびに上肢
の関節の手術を行う時にも鋸切断は使用されている。
人工関節は，骨セメント（アクリル系プラスチック）
と呼ばれるものを用いて，あるいは人工骨頭の中に直接
に骨を成長させることを試みることによって，骨組織に
固着される。現在，このような固定は，人工骨頭手術の
最大の問題であり，人工骨頭が骨組織からゆるみ，別の
手術を行う必要が生じている。人工骨頭に関係のない手
術においても，すなわち，骨を切断し，別の角度にねじ
固定する受術においても，同様な問題が発生している。
症例によっては，このような手術後に骨が治癒しなくな
る。
現在使用されている鋸を用いると，高温が発生する。
例えば，膝関節の人工関節に関する手術の臨床状況にお
いて測定が行われたことがあり，温度範囲は45および＞
100℃の間であり，平均値は約70℃である。骨組織の臨
界温度は47℃であると考えられる。結論として，鋸切断
部の周辺の骨は手術によって死ぬ。これは，人工骨頭が
ゆるんだり，また時には予想通りに治癒が進まない原因
の一つであると考えられる。
この種の手術における鋸切断時には，液体を鋸刃に滴
下したり，あるいは液体を鋸刃に噴霧することによって
骨を冷却することが通例である。臨床条件の下ではもと
より，実験室試験においても，このような冷却は全く効
果がないことが証明されており，整形外科手術の鋸切断
時に熱が発生する問題が未だ解決していない。
特許文献には，鋸刃を冷却するために鋸刃に冷却材を
供給することを論じた幾つかの明細書が存在する。US−
Ａ−4 008 720は三つの冷却材径路を有する鋸刃につい
て述べている。この径路は鋸刃の背部において冷却材供
給管と接続し，鋸刃に沿って前方に延び，鋸刃の振動平
面と平行な鋸刃側部の一方において，鋸歯から離れた位
置で開口する。径路が鋸歯から離れた位置で開口し，冷
却材は前述の鋸歯とは接しない。このことは，鋸歯が直
接に冷却されないことを意味する。それどころか，熱
は，鋸刃の被冷却部分に到達するまで，鋸刃の背面方向
に拡がる時間があるので，既に損傷が起きている。その
上，冷却材径路は鋸刃の振動平面に平行な鋸刃側面に開
口するので，吐出される冷却材噴流は鋸屑を鋸歯から離
れる方向に効率的に運び去るように鋸刃から外方に向け
られない。
本発明の目的は，上記問題が解消された鋸刃を提供す
ることにある。この目的は，本発明に従って，実質的に
添付の請求項１に定めた特徴によって達成される。
本発明による鋸刃の冷却材空間は鋸部の全体に亙るの
で，冷却材は鋸部に直接接触し効率の良い鋸部の直接冷
却を行うことが出来る。さらに，冷却材は鋸歯の間から
出ることが出来るので，冷却材は鋸歯から鋸屑を洗い流
し，それによって切断時の鋸歯の詰まりを防ぐことが出
来る。
実際的な試験によって，本発明による鋸刃の全ての部
分の温度は完全に制御可能であることが明らかとなって
いる。鋸刃の温度を最高25℃に維持することは全く容易
である。さらに，冷却材は効果的に鋸歯を洗い流して詰
まりを防ぐことが実証されており，その結果，鋸切断の
効率を高め，手術の時間を短縮することが可能となっ
た。
本発明について，下記の添付図面を参照して，以下に
さらに詳しく説明する。
第１図は，本発明による鋸刃の部分断面側面図であ
り， 第２図は，第１図に示す鋸刃の平面図であり， 第３図は，本発明による鋸刃およびその駆動具の斜視
図であり， 第４図は，本発明による鋸刃の前部の斜視図であり， 第５図は，本発明による鋸刃の代替実施態様の斜視図
であり， 第６図は，本発明による鋸刃の第二の代替実施態様の
斜視図であり， 第７図は，第６図に示す鋸刃の鋸ワイヤー装置を示し
ており， 第８図は，本発明による鋸刃の第三の代替実施態様の
斜視図であり， 最後に，第９図は，第８図に示す鋸刃の前部の部分断
面斜視図である。
図面に示した鋸刃1,2,3および４は整形外科手術にお
いて生きた人骨を切ることを主に意図したものである
が，これらの鋸刃は他の種類の外科手術においても用い
うる。第１〜６図の鋸刃1,2,3は，駆動装置５に取付け
ることが可能であり，駆動装置５は，高速，例えば約2
0,000回転／分で，鋸刃1,2及び３を振動中心６の廻りで
前後に振動させるようにしたものである。第８図及び９
図の鋸刃４は駆動装置７に取付けることが可能であり，
駆動装置７は鋸刃４を高速で直線上を往復動させるよう
にしたものである。鋸刃１〜３はその一側部10に二つの
鋸部8,9を有する。一方，鋸刃４はその一側部13に二つ
の鋸部11,12を有する。鋸刃１〜３は内部空間14を有
し，鋸刃４は対応する内部空間15を有する。空間14は導
管16を介して冷却材供給装置（図示していない）に接続
され，この装置は例えば冷却材容器と，鋸刃内に一定の
冷却材圧力をもたらすポンプを有する。同様に，鋸刃４
の空間15は導管17を介して冷却材供給装置（図示してい
ない）に接続される。
それぞれの冷却材装置18から供給される冷却材は望ま
しくは適切な種類の液体，あるいは機体である。それぞ
れの冷却材供給装置は，毎分30〜90ml,望ましくは毎分7
0〜90mlの冷却材流量を，それぞれの空間14,15の出口開
口から適切に供給する。
鋸刃1,2,3および４をそれぞれ効率よく冷却するため
に，空間14,15はそれぞれ二つの鋸部8,9及び11,12まで
延び，この空間は鋸部の間にそれぞれ出口開口19および
20によって開き，それぞれの鋸部8,9および11,12に冷却
材18を送って（第２図，矢印A,B,C）それらの鋸部の冷
却を行い，一方では，冷却材18がそれぞれ鋸部8,9およ
び11,12の間から出るようにし（第４図，矢印A1,B1,C
1）て，それぞれの鋸部8,9および11,12から遠ざかる方
向に骨屑およびその他の鋸屑を運び去る。
第１〜６図に示した実施例において，鋸刃1,2および
３の形状は，それぞ断面が実質的に長方形の細長い角管
である。鋸刃1,2および３はそれぞれ二つの平行な側部2
1および22を有し，これら側部は鋸刃が振動する振動平
面とも平行である。側部21,22はずっと幅の狭い側部23,
24によって交互に接続され，高さよりも幅がずっと大き
な長方形を形成する。
鋸刃1,2および３はそれぞれ後部固着部25を有し，こ
れによって鋸刃は駆動装置５に接続される。固着部25に
近接して，振動平面に平行な側部22上にホース・ニップ
ル26を備え，これにホース27を繋ぐ。ホース27は冷却材
供給装置から空間14に冷却材18を供給するための導管17
の一部である。
角管は前端が開いて鋸部８と９との間に出口開口19を
形成し，鋸部は平行側部21,22の前端縁に鋸歯28,29を設
けるように形成される。
冷却材18用の空間14は，望ましくは，空間14の鋸部8,
9を有する側部10に向かう前方に拡がり，側部10と同じ
幅であり，側部10と実質的に同じ幅の出口開口19に開
く。その結果，冷却材18は鋸部8,9の幅全体に到達する
ことが可能であり，したがって鋸部8,）の全部分を冷却
することが出来る。鋸部8,9も実質的に側部10と同じ長
さであることが適切である。
この鋸刃１〜３の実施態様は，冷却材８が鋸刃の後部
から入り，四つの全ての側部21〜24の内面に沿って直接
に鋸歯列28,29に向かって前方に流れ，前部出口開口19
から流れ出て，最後に鋸歯列28,29から遠ざかる前方向
に流れるようにする。このことは，冷却材18が鋸刃の全
ての側部21〜24をそれぞれの長さの大部分に沿って冷却
することを意味する。冷却材18は鋸歯列28,29に直接に
接触することによってそれらを冷却し，冷却材18が出口
開口19から流れ出る時に鋸歯列28,29から骨屑およびそ
の他の鋸屑を運び去る。すなわち，冷却材18が鋸歯列2
8,29の詰まりを連続的に防止すると同時に鋸歯列を清掃
する。
鋸刃は第１〜４図に示すように単一のユニットである
か，あるいは，第５図に示すように二つの別々の部品3
0,31から成りうる。この鋸刃２はこのように，一方で
は，固着部25を備えた固着部材30から成り，他方では，
鋸部8,9を備えた前部材31から成る。これら二部材30,31
は適切に相互接合が可能であり，また分離が可能であ
る。例えば，固着部材30はそれぞれの側部21〜24に備え
た四つの爪32〜35を有し，前部材31は爪32〜35に対応す
る凹み36〜39を有しうる。
爪32〜35は弾性を有し，あるいは弾性スタッドを有
し，一方では，前部材31を固着部材30に向かって動かす
と爪またはスタッドがたわみ，他方では，固着部材31の
凹み36〜39にぱちりと嵌まることができる。前部材31を
固着部材30から離すには，爪32〜35を適切な分離用具を
用いて凹み36〜39から強制的に外す必要があり，それに
よって前部材31がゆるんだり勝手に外れたりし得ない。
この鋸刃２の実施例は，固着部材30を長期にわたって
用いることを可能にする。一方，使用済全面部材31は例
えば一回ないし数回の手術の後に新しいものと交換しう
る。
鋸刃のさらに別の代替実施例を第６図に示す。この代
替実施例による鋸刃は鋸ワイヤー40,41の形状の鋸部8,9
を有する。これらは望ましくは角管に取外し可能に側部
21,22の前端に載るように取付ける。鋸ワイヤー40,41は
望ましくはユニット42から成り，これは角管に取外し可
能に取り付けて，必要に応じて取外し用具を用いて取外
し交換が可能なようにする。
最後に，第８及び９図は駆動装置７に取り付けられた
長刃状の鋸刃４を示す。この装置は鋸刃４に直線的な往
復鋸運動を付与することを意図し、本来知られている方
法で設計される。鋸刃４は内部空間15を有し，そこに冷
却材供給装置から出た導管17が接続される。鋸刃４の鋸
部11,12は鋸刃４の一つの長い側部13に沿って延び，こ
の長い側部は完全に開口して，鋸部11,12の間に冷却材
用の出口開口20を形成する。鋸部11,12は鋸刃の全体に
わたって延びる必要はなく，その一部分だけに沿って延
びてもよい。その場合，出口開口20は鋸刃の全体に沿っ
ては延びず，鋸刃の一部分に沿って延びることになる。
鋸刃の内部空間15は望ましくは長手方向の径路43〜45に
分割し，これらの径路の一つ（本例においては，径路4
3）は鋸刃４の前端部46に冷却材18を送るようにする。
これによって，冷却材18は鋸刃４の前端部に確実に達す
ることになるが，これは重要なことである。何故なら，
この端部の鋸部11,12は最も温度が高くなり，したがっ
て効果的に冷却する必要があるからである。
冷却材供給装置は，望ましくは，冷却材を冷却液の形
で空間14および15にそれぞれ供給し，その冷却材の圧力
は，出口開口部19および20における冷却材の供給量がそ
れぞれ毎分30〜90ml,望ましくは毎分70〜90mlとなるよ
うにする。このような冷却材の流量は特に望ましい冷却
効果と優れた鋸部冷却効果をもたらし，例えば飛沫のよ
うな形の負効果を伴わないことが実証されている。
これまで説明し且つ添付図面に示した鋸刃の実施態様
は設計および機能に関して添付請求項の反幾内で変更し
うる。さらなる実施態様の例として，鋸歯列28,29ある
いは鋸歯ワイヤー40,41は，鋸刃1,2および３のそれぞれ
の振動中心に中心を有する円弧に沿って延びる円弧状と
しうる。鋸刃は二つ以上の側部に，また三つ以上の縁部
に鋸部を有しうる。冷却材用の出口開口部も二つ以上で
もかまわず，また，内部空間は幾つかの互いに分離した
区間に分けてもよいが，しかしながら，鋸部を備えた側
部まで空間が延びるようにする。適切な液体であれば冷
却材として用いうるが，液体に代えてガスを用いること
も可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トクスフィック‐ラールセン，セーレン スウェーデン国 エス‐245 00 スタ ッファンストルプ ヴィブラフォンヴェ ーゲン ５

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外科手術において生きた人骨を鋸で切るた
    めの鋸刃であって，前述の鋸刃（それぞれ1,2,3および
    ４）は少なくとも一つの側部（それぞれ10および13）に
    少なくとも二つの鋸部（それぞれ8,9および11,12）を有
    し，さらに前述の鋸刃（それぞれ1,2,3および４）は少
    なくとも一つの内部空間（それぞれ14および15）を有
    し，前述の空間を通して冷却材（18）を流して切断中に
    鋸刃（それぞれ1,2,3および４）を冷却するものであ
    り，それは断面が実質的に長方形の細長い角管として設
    計され，鋸部（8,9）が角管の二つの平行な側部（21,2
    2）の端縁に形成ないしは配置され，角管の四つの側部
    （21,22,23,24）の全ての内面に冷却材（18）が到達し
    且つ前述の内面に沿って流れるように冷却材（18）用の
    空間（14）は設計され，更に、鋸部（8,9）を形成する
    か又はその上に鋸部が配置される縁部間で角管が開口す
    ることにより冷却材（18）の出口開口（19）が形成され
    ることを特徴とするもの。
  2. 【請求項２】請求項１の鋸刃であり，角管は鋸刃（１）
    を往復振動させる駆動装置（５）に角管を取り付けるた
    めの背後固着部（25）を有し，更に，冷却材（18）を鋸
    刃（１）に供給する導管（16）が前述の固着部（25）に
    近接して，望ましくは振動平面に平行な角管の側部（2
    1,22）の一つ（22）上に設けられることを特徴とするも
    の。
  3. 【請求項３】請求項２の鋸刃であり，角管が二つの別々
    の部分（31,33），すなわち，駆動装置（５）に取りつ
    けるための固着部（25）を備えた固着部材（30），およ
    び鋸部（8,9）を備えた前部材（31）を有し，前述の二
    部材（30,31）は相互接合が可能であり，また使用後に
    再び分離が可能であることを特徴とするもの。
  4. 【請求項４】請求項３の鋸刃であり，固着部材（30）お
    よび前部材（31）は，両部材（30,31）がぱちりと嵌ま
    り更に使用後に分離用具を用いて両部材（31,32）を外
    すことが可能な結合部材（32〜39）を備えることを特徴
    とするもの。
  5. 【請求項５】先行請求項の何れかの鋸刃であり，冷却材
    （18）用の空間（14）は鋸刃の鋸部（8,9）を備えた側
    部（10）に向かって拡がり，実質的に前述の側部（10）
    と同じ幅であり，同様に実質的に前述の側部（10）と同
    じ幅である出口開口（19）に開くことを特徴とするも
    の。
  6. 【請求項６】請求項１又は２の何れかの鋸刃であり，鋸
    刃の鋸部（8,9）は２本の鋸ワイヤー（40,41）によって
    形成され，前述の鋸ワイヤーは分離用具を用いて取外す
    ようにして，使用後に前述のワイヤーを交換することが
    出来ることを特徴とするもの。
  7. 【請求項７】請求項１の鋸刃であり，鋸刃の鋸部（11,1
    2）は鋸刃（４）の一つの長い側部（13）に沿って設け
    られ，前述の側部は開口して冷却部材（18）が鋸部の間
    から出るようにし，さらに鋸刃（４）の内部空間（15）
    は，望ましくは長手方向の複数径路（43,44,45）に分割
    し，冷却材（18）を鋸刃（４）の前端部（46）に導くこ
    とを特徴とするもの。
  8. 【請求項８】先行請求項の何れかの鋸刃であり，冷却材
    （18）を通すことを意図した鋸刃の空間（それぞれ14お
    よび15）が，この空間の出口開口（それぞれ19および2
    0）において毎分30〜90ml,望ましくは毎分70〜90mlの流
    量の冷却材を供給する冷却材供給装置に接続されること
    を特徴とするもの。
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