JP4156806B2 - 骨切片を採取する柔軟なシャフトを有する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は請求項１の上位概念の定義による骨切片を採取する装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
内因性の骨材料の移植は、関節固定における成効率を最適とするためそして骨折が治癒し損なった場合に、依然として偽関節の場合の最も有効な処置方法である。内因性の骨材料の使用は、合成のヒドロキシアパタイト材料の使用または外因性の骨切片の使用より信頼性がありかつより効果的であるが、これは患者の身体へ追加の処置を必要とする。これは貫入の深さを制限することによりおよび、診断目的で骨材料を取り除くために用いるような、円筒状の針を使用することにより最小限とすることができる。しかしながら、この技術は、正確な制御が保証できないので困難である。従って、多くの場合、海綿質は大きな皮膚の切開と骨盤のとさか状突起の大きな開口を通して取り除かれる。特別の骨切片収集器具は、皮膚の小さな切開を通って内因性の骨切片を得るための安全で信頼できる方法を可能にし、これは患者への不快感と傷害を最小限とする。これらの装置は骨材料を確実に取り除き、ドリルと一緒に用いることができ、そのため多量の骨が取り除けられ、制御の可能性は良好であり、さらに皮質性の部分の不注意な穴あけを最小限にする。この信頼できる効果的な技術は、提供者へ最小の損傷で、融合、偽関節および骨折用の、内因性骨切片を取り除くことを可能にする。骨切片は通常、患者の体の骨盤骨から取り除かれる。使用に適した骨材料はまた、近位の尺骨または遠位の橈骨から得ることもできる。
【０００３】
骨材料を採取するこの型の装置は、例えば、ユアン（ＹＵＡＮ）の国際公開（ＷＯ）９７／３９６８５から公知である。この公知の装置は、中空円筒形状の堅くて透明なシャフトを含み、この中へ骨切片が集められ、透明なシャフトにより集めた骨切片の量は容易に見ることができ、また一方の端部に配列された切断頭部およびシャフトの他の端部に配列されている回転モーメントを遮断する手段を含む。装置は簡単に骨へねじ込まれ、切断頭部は骨の切片を切断し、取り除く機能を有する。骨切片は、シャフトの空洞へ収容され集められる。集められた骨切片は次に、必要に応じて、ピストンによりシャフトから取り除かれ、このピストンは切断頭部の反対の側からシャフトの空洞へ挿入される。回転駆動力源については、この装置は手動でまたはモータにより駆動できる。
【０００４】
骨材料を採取するこの型の他の装置は、ヒュブナー（ＨＵＥＢＮＥＲ）の米国特許第５，５５６，３９９号から公知である。この公知の装置は同様に、中空円筒形状の隣接した堅いシャフトを有する穴あけ頭部を含み、中空円筒で骨切片は集められ、ここから骨切片は手動で作動するピストンによりその結果取り除かれ、このピストンは穴あけ頭部の側から空洞へ導入される。
【０００５】
組織を採取する方法と装置は、ボナッティ（ＢＯＮＵＴＴＩ）の米国特許第５，４０３，３１７号に開示されている。この公知の発明は組織の経皮除去用の装置を含み、曲げに関して柔軟なドリルシャフトとシャフト駆動用手段とからなる。切断先端部が、組織から組織断片を切り取るためにシャフトの前方に取り付けられている。切断手術中、組織断片は低圧によりシャフトを通って引っ張られ、体の外側の場所へ集められる。骨材料を採取する他の装置がトロット（ＴＲＯＴＴ）の米国特許第４，６４６，７３８号から公知である。この公知装置は、外部の管状部と内部の管状部を含み、これによって内部の管状部の一端に切断工具が取り付けられている。内部の管状部は回転できるように外部の管状部内に配列されており、一方で外部の管状部は変形可能な材料から製造されており、選択的に曲げることができる。さらに、骨材料を採取するための他の装置がオースト（ＡＵＳＴ）の国際公開（ＷＯ）９６／３９９５６から公知である。この公知装置は、薄壁で囲まれた中空円筒軸を含み、これはらせん状スプリングによって外側を囲まれている。
【０００６】
全てのこれらの公知装置は、シャフトのねじれ剛性により、骨の前記皮質部分の間に横たわる海綿体を取り出す工程中に、硬い皮質を切断または砕く恐れがあるという不利益を有する。
【０００７】
（発明の開示）
本発明はこれの解決法を創造する。従って、骨の堅い皮質部分を切断または砕くことなしに、単純な方法で皮質の間の海綿体を取り出すことを可能にする装置を開発することが、本発明の目的である。
【０００８】
本発明は、この目的を、請求項１の特徴を有する、骨切片を採取する装置により成し遂げる。
本発明の他の有利な実施態様は従属請求項に特徴付けられる。
【０００９】
本発明により達成される利点は、基本的に、弾性変形できるシャフトと、角が角張ってない切断頭部が、骨の硬い皮質部分を切断または砕くことなしに、皮質の間の海綿体を取り出すことを可能にするという事実にある。
【００１０】
本発明による装置は、様々に形成される穴あけ先端部と切断刃を有すことができる中空円筒状切断頭部を含む中空円筒状切断工具、シャフトを駆動装置に固定する手段を含む中空円筒状シャフト、および例えば万能ドリル機械から成ることができる駆動装置を含む。切断頭部とシャフトの中空円筒状構成は、切断頭部により海綿体から取り除かれた骨切片を、前記中空円筒内に配置した穴に受け取れるようにする。切断頭部が結合しているシャフトは、ねじれおよび／または曲げに関して弾性的に変形可能である。
【００１１】
この変形可能性は、金属のシート状細長い片をらせん状に巻いた構成、ワイヤ強化材で強化したプラスチック管またはゴム管の形状、または蛇腹に似た側壁を有する金属管の形状のようにシャフトを構成することにより達成することができる。
【００１２】
切断頭部の穴あけ先端部は、好ましくは切断刃を備えた扇形に面切断した球冠形状に形作られている。切断頭部のこの形状の利点は、かどが角張ってないかまたは鋭い角がない切断頭部を用いることが、硬い皮質分を切断または砕くことなしに、皮質の間の海綿体を取り出すことを可能にするという事実にある。
【００１３】
この切断頭部の特別の実施態様は、切断頭部の穴あけ先端部が、球冠形状に形成されており、また中空空間に向かって縦軸に対し同軸および半径方向に延びる少なくとも二つの貫通孔を備えており、ここで骨切片を取り除くための切断刃は貫通孔の端に取り付けられており、このように取り除かれた骨切片を、貫通孔を通って切断頭部の空洞へ運ぶことができる、という事実からなる。
他の実施態様において穴あけ先端部は、切断刃を有する円錐扇形または前面切断刃を有する中空円筒状フライスが考えられる。
【００１４】
切断頭部とシャフトの間の結合は、固定結合または取り外し可能な結合であることができ、ここで取り外し可能な結合は小さな工具セットを可能にする。実行できる取り外し可能な結合は、ねじ結合、放射状ピンねじ、または放射状ピン結合を含む。
【００１５】
本発明に係る装置の他の実施態様において、切断頭部から離れた端部を有する中空円筒状切断工具が真空容器へ通じるように、真空容器を駆動装置へ取り付けており、これによって骨切片が中空円筒状切断工具を通って単純な方法で真空を用いて前記容器へ運ばれ、前記容器へ集められることを可能にする。骨切片の吸引除去のために、真空管を結合するための結合スリーブが容器上に備えられている。
【００１６】
このような方法で適用された真空により、骨切片は切断頭部の一つ以上の貫通孔を通ってシャフトの穴へ引っ張られ、ここから切断工具全体を通って容器へ運ばれる。骨切片が真空管へ入らないように、分離装置が容器に取り付けられており、空気の流れから骨切片を分離する。この分離機はフィルタ、ふるい、はね返り板または遠心分離機として構成できる。
【００１７】
本発明に係る装置のこの構成は、切断工具を取り除くことなく、中ぐり穴によってシャフトを通って穴あけ先端部から骨切片が運ばれ、切断工具が直接結合した容器へ骨切片が採集されることを可能にする。この容器は装置から取り外すことができ、骨切片は、必要に応じて、前記容器から容易に取り除くことができる。
【００１８】
この容器へ加えた真空は、０バールから１バールの圧力範囲、好ましくはしかしながら０．２バールから０．８バールの圧力範囲を含む。
切断工具シャフトの真空状態にある穴を密封するために、前記穴は好ましくはゴム管またはプラスチック管がはめ込まれている。
【００１９】
本発明と本発明の改良を、以下に非常に詳細に、部分概略図で示したいくつかの実施態様の図に基づき説明する。
図１は切断頭部１とシャフト８を持つ切断工具１６を示す。シャフト８は、ねじれおよび／または曲げに対して弾性的に変形可能な部分２２、および切断頭部１から離れて位置しトルクを遮断する手段１３を備える部分１１を含む。手段１３は外側六面角を有する部分２５と、溝２６で部分２５へ結合した円筒状の部分２７を含む。２つの部分２５と部分２７は、駆動手段１４（図３）上の、対応する固定手段１５（図３）へ固定することができ、ここでシャフト８は、取り外しできるように固定手段１５（図３）へ、溝２６により軸方向へ、外側六面角により回転的にしっかりと止めることができる。中空円筒状シャフト８の中の穴１０は、切断頭部１から、切断頭部１から離れたシャフト８の端部２１まで縦軸２の方向でシャフト８を貫通し、その結果、切断頭部１により取り除かれた骨切片は切断工具１６全体を通って縦軸２に沿って運ぶことができる。
【００２０】
切断頭部１をシャフト８上へしっかり留めるために、例えばシャフト８と切断頭部１を通ったロックねじまたはスプリングピンが考えられる。シャフト８の弾性的に変形可能な部分２２は、らせん状に巻いた金属の細長い片からできており、ゴム管またはプラスチック管３６（図４）が穴１０へ挿入されており、この管は周囲に対する管３６中の穴の気密密封を保証している。
【００２１】
図２は切断頭部１の実施態様を示す。切断頭部１は縦軸２と穴あけ先端部２０を有する中空円筒体として構成されており、切断頭部は穴あけ先端部２０へ結合した前方部４と穴あけ先端部２０から離れた後方部５を含む。前方部４は、球冠扇形として構成された穴あけ先端部２０を持つ中空円筒体からなり、縦軸２に対し直角の断面図で見られるように、ここで前方部４の側壁は、扇形に面切断した球冠形状のみを含み、中空の円筒状部に対し放射状に延びそして穴あけ先端部２０に対し軸方向へ延びる貫通孔７を形成する。前方部４の側壁は、貫通孔７へ向かって穴あけ先端部２０から後方部５への切断刃３として構成されている。もし回転している切断頭部１が骨の中へ穴をあけたら、骨切片は切断刃３により取り除かれ、貫通孔７を通って切断頭部１の中空空間９へと進み、ここから骨切片はシャフト８の穴１０を通って運ばれる。
【００２２】
図３は、本発明に係る装置の好ましい実施態様を示す。骨切片を採取するのに用いられる切断工具１６は、縦軸２に沿って延びる中空円筒状シャフト８を含む切断頭部１からなる。このシャフト８は、万能ドリル機械３０の固定手段１５へ軸方向にかつ回転するようにしっかり止められており、このドリル機械は駆動手段１４として役立つ。縦軸２の周りの回転動作は、駆動手段１４により切断頭部１を含むシャフト８へ加えられ、その結果、切断頭部１は骨に穴をあけ、そこへ集まる骨切片を取り除く。
【００２３】
シャフト８は、切断頭部１から切断頭部１の反対側の端部２１までの、中空円筒体として構成されており、その結果、骨切片を切断工具１６の全長に沿って運ぶことができる。骨切片用容器である容器１７もまた駆動手段１４へ取り付けられている。この容器の前方端２４で、容器１７は縦軸２と同軸に駆動手段１４へ取り外し可能に結合されており、そのため切断頭部１から離れた切断工具１６の端部２１は、容器１７へ周囲に対して気密に通じている。シャフト８から離れた端部２３に、容器１７は、真空管（図示されてない）を連結できる連結部１８を備えている。
【００２４】
容器１７はまた管の真空により真空にされ、その結果減圧が中空の円筒状切断工具１６の内側で現れ、従って切断頭部１により取り除かれた骨切片はシャフト８の内部を通って吸引され、容器１７へ入り、ここで次に骨切片を連続して集めることができる。骨切片が真空により真空管へ引き込まれないように、分離装置１９（好ましい実施態様ではフィルタとして構成されている）が容器１７へ備えられ、その結果、骨切片は連結部１８を通って外へ出ることができない。
【００２５】
図４は、本発明に係る装置の他の好ましい実施態様を示す。ここに説明する本発明に係る装置の実施態様は、図３に説明した実施態様と、切断工具１６が縦軸２と同軸に配列された容器１７を通過しておりそして万能ドリル機械３０により加えられたトルクを遮断するための手段１３が、切断頭部１から離れた容器の底３３の領域で万能ドリル機械３０へ取り外しできるように結合されている点でのみ異なる。
【００２６】
容器の底３３を持つ容器１７は、万能ドリル機械３０へ取り外しできるように固定されている。容器の覆いの代わりに、ベアリングハウジング３４が容器１７に取り付けられており、その結果、切断工具１６が、縦軸２の周りの工具の回転運動に関して例えばボールベアリング３５によって前記ベアリングハウジング内へ取り付けられており、容器１７は環状ガスケット３７により周囲の空気に対して密封されている。加えて、真空管を連結する連結部品１８が容器１７の側壁に取り付けられている。柔軟なシャフト８を密封するために、ゴム管またはプラスチック管３６が、縦軸２に沿った穴１０へ挿入されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る装置の一つの実施態様に従った、柔軟なシャフトを有する切断工具の図である。
【図２】 本発明に係る装置の実施態様の柔軟なシャフトを有する切断頭部の斜視図である。
【図３】 本発明に係る装置の実施態様の概略図である。
【図４】 本発明に係る装置の実施態様の柔軟なシャフトを有する切断頭部の図である。
【符号の説明】
１：切断頭部、２：縦軸、３：切断刃、４：前方部、５：後方部、７：貫通孔、８：シャフト、９：中空空間、１０：連続する穴、１１：トルクを遮断するための手段を備える部分、１２：シャフト端部、１３：トルクを遮断するための手段、１４：駆動手段、１５：固定手段、１６：切断工具、１７：容器、１８：連結部、１９：分離装置、２０：穴あけ先端部、２１：切断工具の端部、２２：弾性的に変形可能な部分、２３：シャフトから離れた端部、２４：容器の前方端、２５：外側六面角を有する部分、２６：溝、２７：円筒状の部分、２８：中空円筒状部分、２９：切断頭部の外壁、３０：万能ドリル機械、３３：容器の底、３４：ベアリングハウジング、３５：ボールベアリング、３６：ゴム管またはプラスチック管、３７：環状ガスケット。

Claims (14)

1. 骨切片を採取する装置であり、この装置が、
   Ａ）縦軸（２）、切断頭部（１）、および切断頭部（１）に結合し縦軸（２）へ同心に延びる縦シャフト（８）を含む回転可能な切断工具（１６）；並びに
   Ｂ）切断頭部（１）を備えた切断工具（１６）へ縦軸（２）の周りの回転運動を与える駆動手段（１４）を含み、これにより、
   Ｃ）切断工具（１６）は縦軸（２）の方向へ連続する穴（１０）を有し、切断頭部（１）が少なくとも一つの貫通孔（７）を備え、そのため切断頭部（１）により取り除かれた骨切片を穴（１０）を通って運搬できる、骨切片を採取する装置であって、
   Ｄ）シャフト（８）が、縦軸（２）のねじれおよび／または曲げに関して少なくともシャフトの長さの一部で弾性であり、そして
   Ｅ）縦軸（２）に沿って伸びる切断工具（１６）の穴（１０）にさらにプラスチック管またはゴム管が挿入されている
   ことを特徴とする骨切片を採取する装置。
2. シャフト（８）が、らせん状に巻いた金属の細長い片からできていることを特徴とする請求項１に記載の骨切片を採取する装置。
3. シャフト（８）が、蛇腹状の壁を有する金属管からなることを特徴とする請求項１に記載の骨切片を採取する装置。
4. 切断頭部（１）が中空の円筒体として構成されており、切断頭部は、縦軸（２）に沿って延びる中空空間（９）、穴あけ先端部（２０）と少なくとも一つの切断刃（３）とを備えた前方部（４）、中空の円筒状後方部（５）および、少なくとも一つの切断刃（３）により取り除かれた骨切片を、切断頭部（１）の中空空間（９）へ運ぶために少なくとも前方部（４）で放射状に切断頭部（１）の外壁（２９）を貫通する少なくとも一つの貫通孔（７）を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の骨切片を採取する装置。
5. 切断頭部（１）の穴あけ先端部（２０）が、扇形に面切断した球冠形状として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の骨切片を採取する装置。
6. 切断頭部（１）の穴あけ先端部（２０）が、球冠形状に形成されており、また中空空間（９）に向かって縦軸（２）に対し同軸および半径方向に延びる少なくとも二つの貫通孔（７）を備えており、骨切片を取り除くための切断刃（３）が貫通孔（７）の端に備えられ、取り除かれた骨切片を貫通孔（７）を通って切断頭部（１）の中空空間（９）へ運ぶことができることを特徴とする請求項４に記載の骨切片を採取する装置。
7. 駆動手段（１４）が万能ドリル機械（３０）からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の骨切片を採取する装置。
8. 切断工具（１６）が、縦軸（２）の周りのシャフト（８）の回転を引き起こすトルクを遮断するための手段（１３）を有する中空円筒体であるように構成されており、かつ中空の円筒状シャフト（８）の穴（１０）が中空空間（９）と一列に並ぶことができかつトルクがシャフト（８）から切断頭部（１）へ伝達できるように、シャフトがその端部（１２）で、切断頭部（１）へ結合した後方部（５）へ結合できる中空円筒体として構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の骨切片を採取する装置。
9. 駆動手段（１４）が、手段（１３）を切断工具（１６）上で回転できるようにかつ軸方向にしっかりと留める固定手段（１５）を含むことを特徴とする請求項８に記載の骨切片を採取する装置。
10. 骨切片を採取する装置が、真空下の容器（１７）を含み、しかも切断工具（１６）は、切断頭部（１）から離れたこれの端部（２１）において、骨切片の切削と採取が進行中でさえ、前記容器（１７）へ連結できることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の骨切片を採取する装置。
11. 縦軸（２）と整列した容器（１７）が取り外しできるように駆動手段（１４）へ取り付けられており、容器（１７）は縦軸（２）に関して固定されており、回転する中空円筒状切断工具（１６）の、切断頭部（１）から離れた端部（２１）が環状ガスケット（３７）で密封されて容器（１７）へ通じており、その結果切断工具（１６）と容器（１７）の間の通路は周囲に対して気密に密封されることを特徴とする請求項１０に記載の骨切片を採取する装置。
12. 連結部（１８）が、真空管を結合するために容器（１７）上に備えられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の骨切片を採取する装置。
13. 容器（１７）が、空気の流れから骨切片を分離するための分離装置（１９）を有することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の骨切片を採取する装置。
14. 分離装置（１９）がフィルタからなることを特徴とする請求項１３に記載の骨切片を採取する装置。

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