JPWO2020045494A1 - 電気メス用ヘッド - Google Patents
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Abstract
電気メス用ヘッド(10)において、セラミックスからなる部材(1)と、該部材内に少なくとも一部が位置する電極棒(2)と、を備え、前記部材における前記電極棒に接触する表面は、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋが正であるように構成して、当該電気メス用ヘッドは、加熱および冷却が繰り返されても、破損しにくく、長期間に亘っての使用が可能であるようにした。
Description
本開示は、電気メス用ヘッドに関する。
電気メスは、患部の軟骨および腫瘍異物等を切除するために外科手術で用いられる。そして、電気メスは、高周波電流を流すための電極棒を有する部材である電気メス用ヘッドを備えている。電気メスを使用する場合、導電性流体としての生理食塩水を患部に滴下し、電気メス用ヘッドが備える電極棒から、この生理食塩水に高周波電流を流すことによって、患部における軟骨および腫瘍異物等を切除することができる。
ここで、電気メス用ヘッドの部材としては、耐熱性に優れるセラミックスを用いることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
本開示の電気メス用ヘッドは、セラミックスからなる部材と、該部材内に少なくとも一部が位置する電極棒と、を備える。そして、部材における前記電極棒に接触する表面は、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋが正である。
本開示の電気メス用ヘッドについて、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
本開示の電気メス用ヘッド１０は、図１および図２に示すように、部材１と、部材１内に少なくとも一部が位置する電極棒２とを備える。
なお、図１には、１個の電極棒２を備えたモノポーラ型の電気メス用ヘッド１０を示しているが、これに限定されるものではなく、複数個の電極棒２を備えたバイポーラ型の電気メス用ヘッド１０であっても構わない。
また、本開示の電気メス用ヘッド１０は、図１および図２に示すように、生理食塩水、血液、患部から切除した細かな組織片等を吸引するための流路３を備えていても構わない。
ここで、部材１は、セラミックスからなる。セラミックスとは、酸化アルミニウム質セラミックス、酸化ジルコニウム質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックスまたはムライト質セラミックス等である。
このように、部材１は、セラミックスで構成されていることで、耐熱性に優れる。特に、部材１が、セラミックスの中でも窒化珪素質セラミックスからなるならば、耐熱性だけでなく、熱伝導率が高く、かつ、機械的強度に優れる。
ここで、窒化珪素質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、窒化珪素を７０質量％以上含有するものである。そして、部材１の材質は、以下の方法により確認することができる。まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて部材１を測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値をＪＣＰＤＳカードで同定する。次に、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置（ＩＣＰ）または蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、部材１を構成する各成分の定量分析を行なう。ここで、ＸＲＤにおいて、窒化珪素の存在が確認され、ＩＣＰまたはＸＲＦで測定した珪素（Ｓｉ）の含有量から窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）に換算した含有量が７０質量％以上であれば、窒化珪素質セラミックスである。
また、電極棒２は、導電性を有するならば、どのような材料で構成されていても構わないが、例えば、タングステン、チタンまたはモリブデンで構成されていてもよい。このように、電極棒２がタングステン、チタンまたはモリブデンで構成されているならば、患部に対して有害ではなく、高い耐熱性を有することから長期間の使用に適している。
そして、本開示の電気メス用ヘッド１０において、部材１における電極棒２に接触する表面１ａ（以下、単に表面１ａとも記載する）は、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋが正である。
ここで、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定されており、粗さ曲線における平均高さを中心線とした際に、これに対する山部と谷部との比率を示す指標である。そして、スキューネスＲｓｋが正ならば、スキューネスＲｓｋが負である場合よりも、谷部の最深部までの傾斜がなだらかであることを示している。
加熱および冷却が繰り返されると、表面１ａの谷部の底から亀裂が発生しやすいが、このような構成を満足していることで、本開示の電気メス用ヘッド１０は、スキューネスＲｓｋが負の場合に比べて、表面１ａの谷部の最深部までの傾斜がなだらかであり、亀裂が発生しにくく、長期間に亘っての使用が可能である。
また、本開示の電気メス用ヘッド１０における表面１ａは、粗さ曲線から求められる突出谷部深さＲｖｋ、粗さ曲線から求められるコア部のレベル差Ｒｋおよび粗さ曲線から求められる突出山部高さＲｐｋの比Ｒｖｋ／（Ｒｖｋ＋Ｒｋ＋Ｒｐｋ）が０．４以下であってもよい。
ここで、突出谷部深さＲｖｋ、コア部のレベル差Ｒｋおよび突出山部高さＲｐｋは、ＪＩＳ Ｂ ０６７１−２（２００２）に規定されており、以下の定義による。まず、粗さ曲線の測定点の４０％を含む負荷曲線の中央部分において、負荷長さ率の差を４０％にして引いた負荷曲線の割線が、最も緩い傾斜となる直線を等価直線とする。次に、この等価直線が負荷長さ率０％と１００％との位置で縦軸と交わる２つの高さ位置の間をコア部とする。そして、コア部のレベル差Ｒｋとは、このコア部の上側と下側とのレベル差を示す指標である。また、粗さ曲線において、コア部の下にある突出した谷部の平均深さが突出谷部深さＲｖｋであり、コア部の上にある突出した山部の平均高さが突出山部高さＲｐｋである。
そして、このような構成を満足するならば、表面１ａにおいて突出した谷部の深さが浅く、加熱および冷却が繰り返されても、突出した谷部の底から亀裂が発生しにくいことから、本開示の電気メス用ヘッド１０は、より破損しにくくなる。
また、本開示の電気メス用ヘッド１０における表面１ａは、突出谷部深さＲｖｋが２μｍ以下であってもよい。このような構成を満足するならば、表面１ａにおいて突出した谷部の深さがより浅く、加熱および冷却が繰り返されても、突出した谷部の底から亀裂が発生しにくいことから、本開示の電気メス用ヘッド１０は、より破損しにくくなる。
ここで、セラミックスからなる部材１の表面１ａにおいて、実質的に突出谷部深さＲｖｋが０μｍとなることはないという観点からは、突出谷部深さＲｖｋの下限値は、例えば、０．２μｍである。また、表面１ａにおけるコア部のレベル差Ｒｋは、例えば、０．３μｍ以上６μｍ以下である。また、表面１ａにおける突出山部高さＲｐｋは、例えば、０．０５μｍ以上３μｍ以下である。
また、本開示の電気メス用ヘッド１０における表面１ａは、粗さ曲線から求められる凹凸の平均間隔ＲＳｍが１５μｍ以上であってもよい。ここで、凹凸の平均間隔ＲＳｍとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定されており、１つの山部およびそれに隣り合う１つの谷部に対応する中心線の長さの和を山部と谷部との間隔とした際、この間隔の平均値を示す指標である。
このような構成を満足するならば、表面１ａにおける大きな谷部の個数が少ないことから、加熱および冷却が繰り返されても、谷部から亀裂が発生するおそれが少なく、本開示の電気メス用ヘッド１０は、より破損しにくくなる。ここで、表面１ａにおける凹凸の平均間隔ＲＳｍに上限値を設定するならば、例えば、８０μｍ以下である。
また、本開示の電気メス用ヘッド１０における表面１ａは、粗さ曲線から求められる山部頂点の平均間隔Ｓが８μｍ以上であってもよい。ここで、山部頂点の平均間隔Ｓとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に規定されており、隣り合う山部の頂点同士の間隔の平均値を示す指標である。
そして、このような構成を満足するならば、表面１ａにおける大きな谷部だけでなく、小さな谷部の個数も少ないことから、加熱および冷却が繰り返されても、谷部から亀裂が発生するおそれが少なく、本開示の電気メス用ヘッド１０は、より破損しにくくなる。ここで、表面１ａにおける山部頂点の平均間隔Ｓに上限値を設定するならば、例えば、３０μｍ以下である。
ここで、本開示の電気メス用ヘッド１０の表面１ａにおける、スキューネスＲｓｋおよび凹凸の平均間隔ＲＳｍは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に準拠し、突出谷部深さＲｖｋ、コア部のレベル差Ｒｋおよび突出山部高さＲｐｋは、ＪＩＳ Ｂ ０６７１−２（２００２）に準拠し、山部頂点の平均間隔Ｓは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に準拠して測定することにより求めることができる。なお、測定条件としては、例えば、測定長さを４．８ｍｍ、カットオフ値を０．８ｍｍとし、触針半径が２μｍの触針の走査速度を１．０ｍｍ／秒に設定すればよい。そして、電気メス用ヘッド１０を切断等することによって、露出させた表面１ａにおいて、少なくとも３ヵ所以上測定し、その平均値を求めればよい。
以下、本開示の電気メス用ヘッド１０の製造方法について説明する。なお、ここでは、部材１が窒化珪素質セラミックスからなる場合を例に挙げて説明する。
まず、主原料の窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）粉末、焼結助剤としての酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）粉末および酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末を溶媒とボールとともにミルに入れて、所定の粒度となるまで粉砕し、スラリーを作製する。なお、焼結助剤として、酸化イットリウム粉末および酸化アルミニウム粉末以外に、酸化カルシウム（ＣａＯ）粉末、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）粉末および酸化タングステン（ＷＯ3）粉末等を添加しても構わない。
次に、得られたスリラーにバインダを添加した後、スプレードライヤーを用いて、噴霧乾燥を行なうことで顆粒を作製する。
次に、この顆粒と熱可塑性樹脂とワックス等とをニーダに投入し、加熱しながら混練して坏土を得る。そして、得られた坏土をペレタイザーに投入することにより、インジェクション成形（射出成形）用の原料となるペレットを得る。次に、得られたペレットをインジェクション成形機（射出成形機）に投入して射出成形することにより、電極棒２を挿入するための孔を有する成形体を得る。なお、流路３となる貫通孔を成形体に形成しておいても構わない。
このように、電極棒２を挿入するための孔を有する成形体を得るためには、一般的な射出成形法に基づいて、孔が得られる成形型を作製し、これをインジェクション成形機に設置して射出成形すればよい。そして、この成形型のうち孔を形成する箇所の表面性状が、孔の内面に転写されることとなるため、部材１における電極棒２に接触する表面１ａにおいて、スキューネスＲｓｋを正とするには、それに合わせた表面性状を有する成形型を使用し、成形体を作製すればよい。なお、表面１ａにおいて、突出谷部深さＲｖｋ、コア部のレベル差Ｒｋ、突出山部高さＲｐｋ、凹凸の平均間隔ＲＳｍおよび山部頂点の平均間隔Ｓを任意の値にする場合も同様である。
次に、得られた成形体を、窒素ガス雰囲気中において最高温度１７００℃以上１８００℃以下で０．５時間以上４時間以下保持して焼成することで、焼結体を得る。そして、得られた焼結体の表面をバレル研磨する。なお、焼成条件は、製品の形状および大きさにより変化するため、必要に応じて調整すればよい。
次に、焼結体の孔に電極棒２を嵌め込めば、本開示の電気メス用ヘッド１０を得ることができる。
なお、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
１：部材
１ａ：部材における電極棒に接触する表面
２：電極棒
３：流路
１０：電気メス用ヘッド
１ａ：部材における電極棒に接触する表面
２：電極棒
３：流路
１０：電気メス用ヘッド
Claims (6)
- セラミックスからなる部材と、
該部材内に少なくとも一部が位置する電極棒と、を備え、
前記部材における前記電極棒に接触する表面は、粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋが正である電気メス用ヘッド。 - 前記表面は、粗さ曲線から求められる突出谷部深さＲｖｋ、粗さ曲線から求められるコア部のレベル差Ｒｋおよび粗さ曲線から求められる突出山部高さＲｐｋの比Ｒｖｋ／（Ｒｖｋ＋Ｒｋ＋Ｒｐｋ）が０．４以下である請求項１に記載の電気メス用ヘッド。
- 前記表面は、粗さ曲線から求められる突出谷部深さＲｖｋが２μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の電気メス用ヘッド。
- 前記表面は、粗さ曲線から求められる凹凸の平均間隔ＲＳｍが１５μｍ以上である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気メス用ヘッド。
- 前記表面は、粗さ曲線から求められる山部頂点の平均間隔Ｓが８μｍ以上である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電気メス用ヘッド。
- 前記部材は、窒化珪素質セラミックスからなる請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電気メス用ヘッド。
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