JP4576587B2 - 骨髄ドリル - Google Patents

Description

本発明は、骨を掘削して骨髄液を採取等するために使用される骨髄ドリルに関する。

骨髄液は、一般的には、骨髄穿刺針を用い、腸骨を手動で穿刺して採取される。この種の骨髄穿刺針は、管状の外套内に内針を挿着すると共に、内針の先端を外套から突出させて構成されている。外套にハンドルを取り付けた骨髄穿刺針を、皮膚を貫通させて骨に刺し、針先が骨髄に達すれば内針だけを引き抜いて外套を骨髄腔に留置するようにして使用される。

この骨髄穿刺針を用いた骨髄液の採取方法としては、通常、吸引法が用いられている。吸引法は、骨髄穿刺針の外套をシリンジに接続し、吸引力により骨髄液を採取する方法である。ところが、この方法では、一箇所で採取される骨髄液の量が数ミリリットルと少ないため、多数箇所を穿刺し、骨髄液を採取する必要があり、また、末梢血が多量に混入するので、同種骨髄移植に用いる場合はＧＶＨＤ（移植片対宿主反応病Graft versus Host Disease）の危険性が高く、免疫抑制療法が必須となる。

そこで、これらの問題を解決するため骨髄灌流法が開発された。骨髄灌流法は、滅菌した生理食塩水などの灌流液を用いて骨髄をゆっくり灌流するために、２本の骨髄針を骨髄に留置する。一方の骨髄針に骨髄採取セットを接続し、セットの骨髄液採取バッグに注射用シリンジや輸液ポンプのチューブを連結、吸引し、また他方の骨髄針に接続した灌流液入りシリンジを介して、灌流液をゆっくりと骨髄の中に注入し、骨髄液を洗い流すようにして採取用セットに必要な量の骨髄液を短時間で採取する方法である。このようにして採取された骨髄液は骨髄移植のみならず、再生医療などにも利用できる。

しかしながら、従来から採用されている骨髄穿刺針は、ハンドルを持って手動で骨に挿入する構成であり、穿刺速度などの点から、骨髄灌流法に用いるのに適当でない。

そこで、強力な回転力が得られる電動ドリルを用い、骨髄針で短時間に掘削穿孔する方法が望まれる。そのため、ドリル刃を設けた内針と、先端に角度を持たせた刃を設け、歯車減速機構を介して内針の回転に対して減速回転させる外套からなる骨髄針が提案されている（特許文献１）。この骨髄針は、骨髄腔までの到達時間を大幅に短縮し、しかも、外套先端部の角度を持つ刃で掘削した骨を内針のドリルの溝で外套内を上方に排出するため骨の掘削屑を体内に排出せずに外套内に排出する点で優れているが、骨組織に含まれるコラーゲン等による粘性が掘削屑の排出抵抗となり、掘削時間の短縮に限界があった。
国際公開第ＷＯ０３／０１５６３７号パンフレット

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、骨髄灌流法によりドナーからの骨髄液の採取をより迅速に行うことができる骨髄ドリルを提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、切れ刃を先端部に備え、シャンクを後部に備える内針と、前記内針の先端部及び後部が突出するように該内針を着脱自在に挿着する外套管と、該外套管と前記内針との軸線回りの相対的回転を規制するロック機構と、を有し、前記内針は、前記外套管から突出して露出する先端部に、該先端部の前記切れ刃によって削り取られた切削物を排出するための溝が形成され、前記外套管は、該外套管の先端縁に切れ刃が形成されるとともに、前記内針の溝と連続するように該外套管の先端縁から外套管周面の少なくとも一部に亘って螺旋溝が形成されていることを特徴とする。

前記外套管の切れ刃は、前記内針の切れ刃と連続するように形成されていることが好ましい。

前記外套管の先端縁に形成される逃げ面は、前記内針の先端に形成される逃げ面と連続するように形成されていることが好ましい。

前記外套管の後部に、ルアーロックコネクタが形成されていることが好ましい。

前記外套管後部のルアーロックコネクタを密閉するキャップが、前記内針に設けられることが好ましい。

前記ロック機構は、前記キャップに設けられた係止部と、外套管に設けられて前記係止部に係止する被係止部と、を備え、該係止部が被係止部に係止することによって外套管に対する内針の軸線回りの回転を規制するように構成されていることが好ましい。

本発明に係る骨髄用ドリルによれば、内針の先端部に形成された切れ刃と外套管の先端縁に形成された切れ刃によって骨が切削され、内針先端部の切れ刃によって切削された切削屑は、内針先端部の溝から外套管の外周面に形成された螺旋溝に排出され、外套管の切れ刃によって切削された切削屑も螺旋溝から排出される。従って、切り屑詰まりによる切削抵抗を低減し、骨髄液の迅速な採取を達成し得る。

本発明に係る骨髄ドリルの好適に実施形態について、以下に図１〜１５を参照しつつ説明する。

図１は、骨髄ドリルの第１実施形態を示す分解斜視図であり、図２は分解平面図である。図１に示すように、骨髄用ドリル１は、内針２と、内針２を挿入することができる外套管３とを有している。

内針２は、図３，図４に拡大して示すように、その先端部に、切れ刃４と、切れ刃４によって削り取られた切削物を排出するための溝５と、が形成されている。切れ刃４は、逃げ面６とすくい面７との交線である。内針２の先端部２ａは、望ましくは、所定の先端角α（図２）を有する。

内針２の後部は、ドリルチャックに把持させるためのシャンク８が形成されている。内針２は、さらに、シャンク８の付け根部位に、円形の鍔９を備えている。内針２を外套管３に挿入していくと、内針２の先端部２ａが図３に示すように外套管３から突出したところで、鍔９の一方面（前面）が、外套管３の後端に当接し、内針２をそれ以上、外套管３に挿入できなくする。

また、鍔９の他方面は、内針２の後方から挿入されるロックキャップ１０が当接し得る座面を提供する。ロックキャップ１０は、多角形状（図では四角形）の通孔１０ａが形成された底部１０ｂと、筒状部１０ｃとを備え、筒状部１０ｃの端部から突出する一対の係止部１０ｄ、１０ｄを備えている。ロックキャップ１０は、後述する外套管３のルアーロックコネクタ１１を収容可能になっている。係止部１０ｄ、１０ｄは、後述する外套管３の被係止部１２に係止する。

鍔９の他方面（後面）には、ロックキャップ１０の通孔１０ａに嵌合し得る多角形（図示例では四角形）のプレート１３が固定されている。ロックキャップ１０は、通孔１０ａがプレート１３に嵌合することによって、内針２に対して相対回転不能とされる（図６参照）。ロックキャップ１０は、内針２に、溶接又はピン結合等によって固定されていてもよい。

外套管３は、図３，図５に拡大して示すように、外套管３の先端縁に切れ刃１５が形成されるとともに、外套管３の先端縁から外周の少なくとも一部に亘って螺旋溝１６が形成されている。

外套管３は、望ましくは、螺旋溝１６の後方で段差部１７（図１）を介して直径が太くなっていて、掘削深さを規定できるようになっている。また、外套管３の後部には、ルアーロックコネクタ１１が形成されている。

さらに、外套管３は、ルアーロックコネクタ１１の付け根部に、フランジ１８が形成され、このフランジ１８にロックキャップ１０の筒状部１０ｃが着座するようになっている。また、このフランジ１８には、図１、２に示すように、外套管３の軸方向に延びる１対の溝によって構成される被係止部１２が形成され、被係止部１２は、図７に示すように、ロックキャップ１０の係止部１０ｄを構成する突片を受け入れて係止可能になっている。

図７に示すように、内針２を外套管３に挿入し、ロックキャップ１０を装着すれば、ロックキャップ１０は、外套管３のフランジ１８に着座することよって、外套管３に形成されたルアーロックコネクタ１１を密閉することができる。そして、係止部１０ｄが被係止部１２に係止することによって、内針２と外套管３との軸線回りの相対的回転が規制され、一体的に回転するようになっている。

ロックキャップ１０を外套管３のフランジ１８に対して結合させるために、結合キャップ２０（図１，２）を使用することができる。結合キャップ２０は、内鍔２０ａによって画成される透孔２０ｂを有し、透孔２０ｂに外套管３を通して、外套管３のフランジ１８に被さって、内鍔２０ａがフランジ１８に当接し得るように構成されている。そして、結合キャップ２０の外周面に凹溝２０ｃが形成され、この凹溝２０ｃには対向位置に１対の通孔２０ｄ、２０ｄ（図２）が形成されている。凹溝２０ｃに、クリップ２１を、図１の一点鎖線で示すようにして嵌め込み、クリップ２１の両端に内向きに膨出させた係止突起２１ａ、２１ａを、凹溝２０ｃの通孔２０ｄ、２０ｄを没入させて、結合キャップ２０の内周面に突出させ、この突出部分を、外套管３のフランジ１８周面に形成された周溝１８ａに係合させるようになっている。さらに、ロックキャップ１０の係止部１０ｄを構成する突片にも、凹部１０ｅが形成されており、この凹部１０ｅは、ロックキャップ１０をフランジ１８に着座させた時に、フランジ１８の周溝１８ａと位置が一致するようになっており、且つ、周溝１８ａより少し溝が深くなっている。従って、結合キャップ２０をフランジ１８に嵌めて、クリップ２１を装着し、クリップ２１の係止突起２１ａをフランジ１８の周溝１８ａに係合させた状態で、結合キャップ２０を軸線回りに回転させれば、周溝１８ａより少し深い凹部１０ｅに係合突起２１ａが嵌って係合し、図３に示すように内針２の先端部２ａが外套管３の先から突出した状態で、外套管３と内針２が連結される。

このようにして、図８に示すように、結合キャップにより内針２が外套管３に連結されることで、内針２が外套管３から抜けないようになり、この状態でドリルとして使用され得る。

こうして結合された外套管３の螺旋溝１６は、内針２の溝５と連続するように形成されている。すなわち、内針２の切れ刃４で切削された切削屑が、内針２の溝５から外套管３の螺旋溝１６を通って排出されるようになっている。

内針２の溝５から螺旋溝１６を通じて切削屑を排出するため、内針２の溝５と螺旋溝１６との境界には、切削屑が詰まるような隙間、段差、或いはポケット等が形成されないように構成することが好ましい。そうすることで、切り屑詰まりを防止して、切削屑が、溝５から螺旋溝１６へ、スムースに排出される。また、内針２の切れ刃４と外套管３の切れ刃１５との間に出来る切れ刃の隙間は、切削の際の抵抗となるため、可能な限り減らすことが好ましく、それにより、切れ味を増すことができる。

内針２の溝５に外套管３の螺旋溝１６を連続させるため、螺旋溝１６は、内針２の溝５との境界に位置する先端縁を、図５に現されているように、内針２の溝５と内針２の周面との交線によって形成される溝５の輪郭５ａ（図４）に一致させるように、凹状の切り欠き１６ａとして形成することが好ましいが、溝５の輪郭と切り欠き１６ａの輪郭とが一致していなくても、溝５の切削屑が螺旋溝１６に排出されるように構成されていれば良い。

溝５から螺旋溝１６への切削屑の排出をスムースにするため、外套管３の切れ刃１５、逃げ面２５、すくい面２６は、好ましくは、内針２の切れ刃４、逃げ面６、すくい面７と連続するように形成される。

図３に示す形態は、切れ刃４と切れ刃５の角度が異なっているが、好ましくは、外套管３の切れ刃１５、逃げ面２５が、内針２の先端角αに一致するような角度に形成される。

内針２と外套管３との連結は、上記例に限らず、例えば、図９に示すように、ロックキャップ１００の係止部１００ｄを形成する突片の外面に雄螺子１００ｆを形成し、結合キャップ２００の内周面に雄螺子１００ｆに螺合する雌螺子２００ｆを形成することよってもよい。また、図示例とは逆の構成、すなわち、図示しないが、被係止部を構成する溝が形成されたフランジを外套管に設け、係止部を構成する突片を備えたロックキャップを内針の側から挿入して装着し、結合キャップを外套管の側から挿入し、結合させる構成としてもよい。

こうして、外套管３と相対的回転不能に結合された骨髄用ドリル１（図８）のシャンク８を、図示しないドリル駆動装置のドリルチャックによって把持させ、該ドリル駆動装置を駆動させれば、内針２と外套管３とは一体となって回転する。なお、ドリル駆動装置は、電動式、エア駆動式等でハンディタイプのドリル駆動装置を好適に使用できる。

上記のような骨髄ドリルを用いた骨髄灌流法のための骨髄液採取セットの例を以下に説明する。

骨髄移植や臓器移植などの対象患者であるレシピエントはＸ線照射などの前処理を受け、自己の免疫機能は極端に低下していることから、感染の機会を極力避けることは、移植を伴う治療法にとっては必須である。そこで、骨髄灌流法による骨髄液採取の際に、次に述べる骨髄液採取セットを用いることにより、骨髄液の無菌的ではない環境への暴露を最小限に抑えることができる。

骨髄灌流法のための骨髄液採取セットは、骨髄液を採取する採取側サーキット３０と、滅菌した生理食塩水などの灌流液を注入する注入側サーキット５０とを含む。

採取側サーキット３０は、一実施形態によれば、図１０に示すように、生理食塩水で採取した骨髄液を貯留するための貯液容器３１と、貯液容器３１に第１チューブ３２を介して接続され脂肪組織などを濾過するためのフィルター３３と、フィルター３３に第２チューブ３４を介して接続され、骨髄液採取用の外套管３Ａのルアーロックコネクタ１１に装着可能な第１ルアーロックコネクタ３５と、第１チューブ３２に介在させられた三方活栓３６と、三方活栓３６に第３チューブ３７を介して接続され吸引シリンジ３８を接続するための第２ルアーロックコネクタ３９と、を備える。第２チューブ３４には、ヘパリン加生理食塩水を注入するための分岐管４０を設け、該分岐管４０にも第３ルアーロックコネクタ４１を取り付けておいて、血液凝固を防止できるようにしておくことが望ましい。なお、図中、符号４２は、骨髄側への逆流を防止する一方向弁を示す。

注入側サーキット５０は、一実施形態によれば、灌流液注入用の外套管３Ｂのルアーロックコネクタ１１に、灌流液注入用シリンジ５１を接続するための管であり、外套管３Ｂのルアーロックコネクタ１１に接続する第４ルアーロックコネクタ５２と、シリンジ５１或いは図示しない輸液ポンプや輸液スタンドに落差をつけて吊下げられた輸液バッグに接続する第５ルアーロックコネクタ５３とをチューブ５４で接続し、このチューブ５４にエアートラップチャンバー５５を介在させてなる。なお、採取側サーキット３０及び注入側サーキット５０に接続されるシリンジ３８、５１の注射口は、ルアーロックコネクタ３９、５３に接続し得るルアーロックコネクタとなっている。

上記のような骨髄用ドリル及び骨髄採取セットを用いて、腸骨の骨髄液を採取する例を、図１１〜図１５を参照して説明する。

骨髄液の採取には、図１１に示すガイド針６０が用いられる。このガイド針６０は、骨髄用ドリル１を嵌入可能なガイド筒６１と、頭部６２の付いた軸針６３とを備える。軸針６３がガイド筒６１に挿入されたときには軸針６３の尖った先端６３ａがガイド筒６１から突出するように設定されている。ガイド筒６１の上端には、外鍔６４が設けられている。

図１１に示すように、まず、メスで皮膚Ｓを切開し、該切開部からガイド針６０を入れて、ガイド針６０の軸針６３の先端６３ａを骨膜Ｍに到達させる。これは、ガイド針６０を用いずに骨髄用ドリル１だけで骨髄用ドリル１の先端を骨膜Ｍに到達させようとすると、骨髄用ドリル１の内針２及び外套管３の切れ刃４，１５によって組織を大きく損傷させるので、これを防止するためである。また、外套管３にはガイド筒６１の内径より大径のテーパー状の大径部３ｃ（図１３）が形成され、この大径部３ｃは、ガイド針６０に対するストッパーとなり、段差部１７による切削深さ制限に加えて、外套管３の挿入深さを制限して、突き抜け等の事故を予防し得る。

なお、予め、ＣＴスキャンなどを用いてガイド針６０と骨との位置関係をチェックすることにより、骨髄用ドリル１の留置位置の決定が容易になり、又、それらの記録を残すことができる。

次に、図１２に示すように、ガイド針６０の軸針６３をガイド筒６１から引き抜き、電動式のドリル駆動装置Ｄ（ドリルチャック部分のみ示している。）に取り付けた骨髄用ドリル１を、留置したガイド筒６１に挿入する。そして、ドリル駆動装置Ｄを用いて骨髄用ドリル１を骨に押圧しながら回転させて骨質を穿孔する。

骨髄用ドリル１の先端が骨髄に達した後、骨髄用ドリル１の結合キャップ２０を回転させることによって凹部１０ｅへの係合突起２１ａの係合を解けば、内針２を外套管３から抜脱可能となるので、ドリル駆動装置ＤのドリルチャックＤ１で内針２のシャンク８を把持した状態でドリル駆動装置Ｄを持ち上げ、内針２を外套管３から引き抜く。

外套管３から内針２の引き抜くと、図１３に示すように、それまでロックキャップ１０によって密閉されていた外套管後部のルアーロックコネクタ１１が現れる。すなわち、内針２を外套管３から引き抜くまでは、無菌的ではない環境へのルアーロックコネクタ１１の暴露を抑え得る。図１３の状態から結合キャップ２０を回転させて、係合突起２１ａを、被係合部１２を構成する溝に位置させることで、結合キャップ２０を下方へ移動させ、ルアーロックコネクタ１１を完全に露出させておく。

こうして、腸骨Ｂの一端に外套管３を留置させ、また、これと同じ要領で腸骨Ｂの他端にも外套管３を留置させる。

次に、図１５に示すように、生理食塩水等の灌流液が充填された注射用シリンジ５１の注射口に、第５ルアーロックコネクタ５３を接続し、注入用の外套管３Ｂのルアーロックコネクタ１１に第４ルアーロックコネクタ５２を接続する。また、採取用の外套管３Ａのルアーロックコネクタ１１には、採取側サーキットの第１ルアーロックコネクタ３５を接続する。なお、図示しないが、第５ルアーロックコネクタ５３には、シリンジ５１に代えて、灌流液が充填された輸液ポンプ、或いは、輸液スタンドに適当な落差をつけて取り付けられて灌流液が充填された輸液バッグを接続することもできる。

次に、注射用シリンジ５１（若しくは図示しない輸液ポンプあるいは落差を調整した輸液バッグ）から、灌流液をゆっくりと腸骨内に注入し、同時に採取側サーキットの三方活栓３６をシリンジ３８の吸引側に切り換えてシリンジ３８を吸引操作することにより、一旦、シリンジ３８内に骨髄液を吸引し、次いで三方活栓３６をシリンジ３８から貯液バッグ３１へ排出する側に切り換え、シリンジ３８を押し出し操作することにより、骨髄液を貯液バッグ３１に貯留する。必要に応じて、シリンジ４９から血液凝固防止用のヘパリン加生理食塩水を注入する。こうして貯液バッグ３１に骨髄液が採取された後、第１チューブ３２と貯液バッグ３１とを接続するコネクター（不図示）を取り外して貯液バッグ３１に図外の滅菌キャップを被せ、所望の場所への搬送後、あるいは直ちに遠心分離して骨髄細胞分画を回収する。このように骨髄液採取セットを用いて一貫処理することにより、無菌的ではない環境への暴露を最小限に抑えることができる。

本発明に係る骨髄用ドリルの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１の骨髄用ドリルの分解平面図である。 図１の骨髄用ドリルの一部を拡大して示す平面図である。 図１の骨髄用ドリルの内針の一部を拡大して示す平面図である。 図１の骨髄用ドリルの外套管の一部を拡大して示す平面図である。 図１の骨髄用ドリルの内針にロックキャップを装着した状態を示す斜視図である。 図１の骨髄用ドリルの内針と外針とを相対的回転不能に連結した状態を示す斜視図である。 図１の骨髄用ドリルを組み立てた状態を示す斜視図である。 骨髄用ドリルのロックキャップと結合キャップの他の実施形態を示す斜視図である。 図１の骨髄用ドリルを利用する骨髄液採取セットを示す平面図である。 図１の骨髄用ドリル及び図１０の骨髄液採取セットを用いて骨髄液を採取する方法を説明するための説明図である。 図１１に続く説明図である。 図１２に続く説明図である。 図１３に続く説明図である。 図１４に続く説明図である。

符号の説明

１ 骨髄用ドリル
２ 内針
３ 外套管
４ 切れ刃
５ 溝
６ 逃げ面
７ すくい面
８ シャンク
１０ ロックキャップ
１０ｄ 係合部
１１ ルアーロックコネクタ
１２ 被係合部
１５ 切れ刃
１６ 螺旋溝
２０ 結合キャップ
２５ 逃げ面
２６ すくい面

Claims (6)

1. 切れ刃を先端部に備え、シャンクを後部に備える内針と、
   前記内針の先端部及び後部が突出するように該内針を着脱自在に挿着する外套管と、
   該外套管と前記内針との軸線回りの相対的回転を規制するロック機構と、を有し、
   前記内針は、該内針が前記外套管に挿入されたときに前記外套管から突出して露出する先端部に、該先端部の前記切れ刃によって削り取られた切削物を排出するための溝が形成され、
   前記外套管は、該外套管の先端縁に切れ刃が形成されるとともに、前記内針の溝と連続するように該外套管の先端縁から外套管周面の少なくとも一部に亘って螺旋溝が形成されており、
   前記螺旋溝の先端縁の少なくとも一部は、凹状の切り欠きとして形成されていることを特徴とする骨髄ドリル。
2. 前記外套管の切れ刃が、前記内針の切れ刃と連続するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の骨髄ドリル。
3. 前記外套管の先端縁に形成される逃げ面が、前記内針の先端に形成される逃げ面と連続するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の骨髄ドリル。
4. 前記外套管の後部に、ルアーロックコネクタが形成されていることを特徴とする請求項１記載の骨髄ドリル。
5. 前記外套管後部のルアーロックコネクタを密閉するキャップが、前記内針に設けられることを特徴とする請求項４記載の骨髄ドリル。
6. 前記ロック機構は、前記キャップに設けられた係止部と、外套管に設けられて前記係止部に係止する被係止部と、を備え、該係止部が被係止部に係止することによって外套管に対する内針の軸線回りの回転を規制するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の骨髄ドリル。

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