KR20180038000A

KR20180038000A - 세라믹 뼈 절단기

Info

Publication number: KR20180038000A
Application number: KR1020187006161A
Authority: KR
Inventors: 하인리히 베커; 안드레아스 렘프; 마테우즈 유스치크
Original assignee: 세람테크 게엠베하
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2018-04-13
Also published as: EP3331457A1; CN107847237A; DE102016214313A1; RU2018107744A; WO2017021433A1; BR112018001982A2; US20180228499A1

Abstract

본 발명은, 수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구(1)에 관한 것으로, 회전 축선(2)을 중심으로 회전하는 본체 부분(3)을 포함하고, 본체 부분(3)은, 회전 공구 지지부 상에 고정하기 위한 것이며, 본체 부분(3)에 견고하게 연결되는 적어도 하나의 날(4)을 포함한다. 본 발명의 목적은, 브로칭 공구를 사용할 때 조직이 반응하는 것을 방지하고, 따라서 감염의 증가된 위험을 방지하며, 뼈에 대한 열 부하를 방지하고, 브로칭 공구의 내부에 뼈 재료를 수용하며, 뼈 재료를 외부 디바이스에 배출하는 것이다. 이는, 본체 부분(3)이 원통 형상을 갖고, 중공형이며, 제1 공동(5)을 둘러싸는 것으로 달성된다. 날(4) 또는 날들(4) 모두는 본체 부분(3)과 일체형으로 형성되고, 본체 부분(3)의 단부면(6)으로부터 소정 거리에 본체 부분(3)의 회전 축선(2)의 방향으로 연장되며, 제2 공동(7)을 둘러싼다. 절단된 뼈 재료를 수용하고 운반하기 위해, 제1 공동(5)은 제2 공동(7)에 연결되고, 그리고 브로칭 공구(1)는 소결된 세라믹 재료로 만들어진다.

Description

세라믹 뼈 절단기

본 발명은, 수술 중에 환자로부터 뼈 재료(bone material)를 얻기 위한 절단 브로칭 공구(cutting broaching tool)에 관한 것으로, 회전 축선을 중심으로 회전하는 본체 부분(main part)을 포함하고, 본체 부분은, 회전 공구 지지부 상에 고정하기 위한 것이며, 본체 부분에 견고하게 연결되는 적어도 하나의 날(blade)을 포함한다.

인체에 대한 외과 수술들 동안의 특정 응용 경우들에서, 환자 자신의 뼈조각들(bone chips)로 알려진 뼈 재료가 요구된다. 이를 위해, 그 자신의 회전 축선을 중심으로 회전하는 본체 부분을 포함하는 금속 브로칭 공구가 사용되는 것이 공지되어 있고, 본체 부분은, 회전 공구 지지부 상에 고정하기 위한 것이며, 본체 부분에 견고하게 연결되는 적어도 하나의 날을 포함한다.

공지된 브로칭 공구들의 단점은, 브로칭 공구와의 조직 반응들(tissue reactions)이 발생할 수 있고 이로 인해 감염들의 증가되는 위험이 존재하며, 절단 동안의 마찰에 기인하여 뼈에 대한 열적 부하가 야기될 수 있다는 점이다. 또한, 브로칭 공구는 멸균 후에 재사용 가능해야 한다.

본 발명의 목적은, 표시된 단점들을 방지하는, 청구항 제1 항의 일반 용어에 따른 절단 브로칭 공구를 제안하는 것이다. 게다가, 브로칭 공구는 뼈 재료를 내부에 수용해야 하고, 또한, 뼈 재료를 외부 디바이스로 운반하는 가능성을 가져야 한다.

본 발명의 목적에 따르면, 이러한 작업은 청구항 제1 항의 특징들에 따른 절단 브로칭 공구에 의해 달성된다.

본체 부분은 원통 형상을 갖고, 중공형(hollow)이며, 제1 공동(cavity)을 둘러싸기 때문에, 날 또는 날들 모두가 본체 부분과 일체형으로 형성되고, 본체 부분의 단부면(end face)으로부터 소정 거리에 본체 부분의 회전 축선의 방향으로 연장되며, 제2 공동을 둘러싸기 때문에, 절단된 뼈 재료를 수용하고 운반하기 위해, 제1 공동이 제2 공동에 연결되기 때문에, 그리고 브로칭 공구는 소결된(sintered) 세라믹 재료로 만들어지기 때문에, 소결된 세라믹 재료들이 불활성(inert)이기 때문에, 조직 반응들이 방지된다. 감염의 위험은 금속 브로칭 공구들과 비교하여 상당히 적다. 세라믹 표면들은 멸균을 용이하게 하여, 브로칭 공구가 재사용될 수 있는 것을 보장한다. 서로 병합되는(merge) 2개의 내부 공동들을 갖는 브로칭 공구의 실시예는, 뼈 재료 또는 뼈조각들을 제거하는 것을 가능하게 한다. 특히, 이는 뼈 재료의 증가된 체적의 경우에 유리하다.

소결된 세라믹 재료들을 사용하는 것은, 공지된 금속 브로칭 공구들과 비교하여, 브로칭 공구의 경도(hardness)를 극적으로 증가시킨다. 이는, 날의 더 긴 서비스 수명 및 깔끔한(clean) 절단을 초래한다. 제한된 마찰은 뼈에 대한 감소된 열 부하를 초래한다. 조직 반응들이 배제된다.

브로칭 공구는 바람직하게, 소결된 산화물 또는 질화물 세라믹으로 구성된다. 이는, 관절 수술(joint surgery)에서 그 가치를 입증했다.

더 쉬운 절개를 용이하게 하도록, 뼈 속에 잠기기 위해, 날들 중 적어도 하나는 회전 축선을 넘어 연장되고 그래서 회전 축선을 넘어 절단한다.

일 실시예에서, 날 또는 날들 모두는 횡단 보어(transverse bore)를 갖는 환형 팁(tip) 내로 개방되고, 횡단 보어는 제2 공동과 연결된다. 환형 팁은 날들에 필요한 안정성을 주고, 날이 회전 축선을 넘어 절단하는 것을 용이하게 한다.

절단할 때 균일한 절개를 보장하고, 절단할 때 날 대 날의 급작스런 맞물림이 발생하지 않는 것을 보장하기 위해, 날들은 브로칭 공구의 회전 방향으로 만곡되고, 따라서 오직, 날들 모두의 섹션만이 동시에 절단한다. 날들 모두는 동일한 곡률을 갖는다. 날들 모두는 동일한 윤곽을 갖는다.

본체 부분을 공구 지지부에 고정시키기 위해, 교차 보어(cross bore)가 본체 부분에 배열된다.

일 실시예에서, 브로칭 공구는 4개의 날들로 구성된다. 4개의 날들은 특히 균일한 절단을 가능하게 한다. 그러나, 개별 응용에 따라 1 내지 6개의 날들이 유리하다.

보강 영역들은 바람직하게, 회전 방향으로 날들의 절단 에지들 뒤에 배열된다.

브로칭 공구는 하나 또는 그 초과의 날들을 사용하여, 상이한 밀도들의 뼈들을 절단한다. 생성되는 뼈조각들의 두께는 날들의 기하형상(geometry)에 의해 설정된다. 이 경우, 조작 변수들은 날 높이 및 날 길이이다. 브로칭 공구는 절단된 뼈조각들을 내부에 수용하고, 공구와 연결된 호스형(hose-like) 요소에 의해 이들을 방출할 수 있다.

브로칭 공구는 높은 경도, 높은 강성, 및 생체적합성으로 특징지어진다. 이는, 소결된 세라믹 재료들, 바람직하게 산화물 및 질화물 세라믹을 사용하여 제조되어야 한다.

브로칭 공구는, 중공형이고 공구 지지부에 대한 인터페이스로서 설계되는 원통형 본체 부분을 포함한다. 날 영역의 바람직한 실시예는 원뿔형 입구(중공형)이다. 일 실시예에서, 팁은, 일 지점까지 협소한 날들 및 횡단 보어를 포함한다.

이하에서, 본 발명은, 본 발명의 목적인 브로칭 공구의 바람직한 실시예를 사용하여 더 설명된다.

도 1은, 본 발명의 목적인 브로칭 공구의 외부도를 도시하고,
도 2는, 회전 축선(2)의 관점으로부터를 의미하는 평면도를 도시한다.

브로칭 공구(1)는, 제1 공동(5)을 둘러싸는 원통형 본체 부분(3)을 포함한다. 본체 부분(3)은 상부 및 하부가 개방된다. 횡단 보어(10)는, 도면에 도시되지 않은 공구 지지부 상의 고정을 위해, 본체 부분의 벽에 배열된다.

날들(4)은, 본체 부분(3)의 단부면(6) 상에서, 본체 부분(3)의 일 측 상에 배열되고, 본체 부분(3)과 일체형으로 형성된다. 도면에 도시된 실시예에서, 본체 부분(3)의 회전 축선(2) 방향으로, 본체 부분(3)의 단부면들(6) 중 하나로부터 소정 거리에 연장되고, 제2 공동(7)을 둘러싸는 것은 4개의 날들(4)이다. 본체 부분(3)의 제1 공동(5)은 날들(4) 내의 제2 공동(7)에 연결된다. 도면에 도시된 실시예에서, 절단된 뼈 재료를 수용하고 운반하기 위해, 공동들(5, 7) 둘 모두는 서로의 내부로 개방된다.

만곡된 슬롯(11)이 날들(4) 사이에 배열되고, 슬롯의 길이방향 측들은 날들(4)에 의해 형성된다. 날들(4)은 모두 동일하게 설계되고, 여기서, 뼈 속에 잠기기 위해, 날들(4) 중 하나는 회전 축선(2)을 넘어 연장되고 그래서 회전 축선(2)을 넘어 절단한다.

브로칭 공구(1)는 소결된 세라믹 재료로 구성되고, 바람직하게, 소결된 산화물 또는 질화물 세라믹으로 구성된다.

날들(4) 모두는, 횡단 보어(9)를 포함하는 환형 팁(8) 내로 개방된다. 이 실시예에서, 이 횡단 보어(9)는 제2 공동(7)과 연결되거나, 제2 공동(7) 내로 개방된다. 회전 축선(2)으로의 날들(4)의 방사상 거리는, 단부면(6)으로부터 팁(8)까지 연속적으로 협소하고, 이로써, 날들(4)은 대략 원뿔형 실시예를 갖는다.

날들(4)은 브로칭 공구(1)의 회전 방향으로 만곡되고, 따라서, 오직 뼈의 하나의 섹션만이 날들 모두에 의해 동시에 절단된다.

도면에 도시된 실시예에서, 보강 영역들(13)은 회전 방향으로 날들(4)의 절단 에지들 뒤에 배열된다.

Claims

수술 중에 환자로부터 뼈 재료(bone material)를 얻기 위한 절단 브로칭 공구(cutting broaching tool; 1)로서,
회전 축선(2)을 중심으로 회전하는 본체 부분(main part; 3)을 포함하고, 상기 본체 부분(3)은, 회전 공구 지지부 상에 고정하기 위한 것이며, 상기 본체 부분(3)에 견고하게 연결되는 적어도 하나의 날(blade; 4)을 포함하고,
a. 상기 본체 부분(3)은 원통 형상을 갖고, 중공형(hollow)이며, 제1 공동(cavity; 5)을 둘러싸고,
b. 상기 날(4) 또는 날들(4) 모두는 상기 본체 부분(3)과 일체형으로 형성되고, 상기 본체 부분(3)의 단부면(end face; 6)으로부터 소정 거리에 상기 본체 부분(3)의 회전 축선(2)의 방향으로 연장되며, 제2 공동(7)을 둘러싸고,
c. 절단된 뼈 재료를 수용하고 운반하기 위해, 상기 제1 공동(5)은 상기 제2 공동(7)에 연결되고, 그리고
d. 상기 브로칭 공구(1)는 소결된(sintered) 세라믹 재료로 만들어지는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항에 있어서,
상기 브로칭 공구(1)는 소결된 산화물 또는 질화물 세라믹으로 구성되는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
뼈 속에 잠기기 위해, 상기 날들(4) 중 적어도 하나는 상기 회전 축선(2)을 넘어 연장되고 그래서 상기 회전 축선(2)을 넘어 절단하는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 날(4) 또는 날들(4) 모두는 횡단 보어(transverse bore; 9)를 갖는 환형 팁(8) 내로 개방되고, 상기 횡단 보어(9)는 상기 제2 공동(7)과 연결되는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 날들(4)은 상기 브로칭 공구(1)의 회전 방향으로 만곡되고, 따라서, 오직, 상기 날들(4) 모두의 섹션만이 동시에 절단하는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
횡단 보어(10)는, 상기 공구 지지부의 고정을 위해, 상기 본체 부분(3)에 배열되는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브로칭 공구(1)는 4개의 날들(4)로 구성되는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
보강 영역들(13)은 회전 방향으로 상기 날들(4)의 절단 에지들 뒤에 배열되는,
수술 중에 환자로부터 뼈 재료를 얻기 위한 절단 브로칭 공구.