TWI638645B - 骨鑽削刀具 - Google Patents

Abstract

一種骨鑽削刀具，用以解決傳統鑽頭鑽削時骨屑易流失及骨組織溫升過高的問題。該骨鑽削刀具包含一柄桿及一鑽頭，該鑽頭由一基部一體連接於該柄桿的一端；該鑽頭另具有數個側牆、一緩衝部及一切削部，該數個側牆呈相互間隔地環狀排列於該基部的另一端，以於該數個側牆的內部形成一集屑室，且該集屑室在任二相鄰的側牆之間形成一與外部連通之開口，該緩衝部的二端分別連接該數個側牆及該切削部。

Description

骨鑽削刀具

本發明係關於一種鑽削刀具，尤其是一種用以鑽削骨組織，且具有骨屑收集功能之骨鑽削刀具。

一般而言，無論是老化或意外撞擊等因素導致牙齒缺損，若未針對缺損的牙齒加以修補復形，將影響咬合及咀嚼功能，嚴重者甚至造成後牙往前傾倒、骨萎縮及臉形改變等後遺症。在多種修補牙齒缺損的方法中，「人工植牙」具有不傷害兩側健康自然牙、易清潔、不造成異物感及植入後美觀度佳等優點，使得選由人工植牙方式修補牙齒缺損的患者有逐年增多的趨勢。

所謂「人工植牙」，係指將由醫療級材料(例如：鈦金屬或陶瓷等)製成的牙科植入物，透過手術植入患者的齒槽骨中，待骨整合後再進行牙冠的安裝，使患者恢復原有牙齒，以滿足咀嚼及美觀功能等需求。而目前的植牙手術中，若患者須植牙的部位具有骨質量不足的問題時，就須進行補骨手術以增加植牙部位的骨質量，以利植入該牙科植入物，及確保該牙科植入物能穩固定位於患者的齒槽骨中；其中，補骨手術所使用的骨粉來源大致上可分為患者自體骨(autogenous bone)、異體骨、動物骨及合成骨等，而患者自體骨因具有較佳的骨引導性及骨誘導性，且無免疫原性，故為補骨手術之最佳骨粉選擇。

在早期的補骨手術中，大部分自體骨取得方式都是在患者的 口腔中進行取骨，如此一來不但多了一道手術流程，亦將造成患者口腔產生額外的傷口，使患者的傷口癒合時間變長，並增加患者術後的不適感。是以，後有業者研發牙科手術用之切削鑽，能在針對患者欲植牙的部位進行鑽孔的同時，將切削下來的自體骨收集起來以供補骨手術使用，故該等習知的切削鑽可將取骨步驟與標準植牙流程中的鑽削過程結合，不但能解決前述問題，還能減少一道手術流程而提升手術效率；舉例而言，美國公告第5556399號「Bone-harvesting drill apparatus and method for its use」及第7214059號「Bone collecting device」等專利文獻所揭示之切削鑽，即屬於此類具有骨屑收集功能的骨鑽削刀具。

然而，使用該二習知骨鑽削刀具完成取骨步驟後，都須將該骨鑽削刀具拆解，甚至還要配合額外的推桿才可將骨屑取出，故操作便利性不佳；又，由於該二習知骨鑽削刀具係屬於組合式的刀具，故過多的零件亦增加器械消毒的困難度。

另，請參閱第1圖，其係美國公開第2006/0111724號「Bone harvesting drill bit for oral surgery」所揭示的另一種具有骨屑收集功能的習知骨鑽削刀具9，該習知的骨鑽削刀具9包含一體相連之一鑽頭91及一柄桿92；該鑽頭91具有一環牆911，該環牆911的內部呈中空且側端設有一長型缺口，以形成一呈開放狀的集屑槽912，該鑽頭91在該環牆911的端緣處設有一導斜面913，該鑽頭91的前端設有二刀刃914、915，該二刀刃914、915的方向不同，並分別具有一第一端914a、915a及一第二端914b、915b，該二刀刃914、915的第二端914b、915b相連接以形成一尖端916，且其中一刀刃914的第一端914a與該導斜面913相連接。據此，該習知的骨鑽削刀具9可由該尖端916鑽入患者的齒槽骨，並由該二刀刃914、915切削骨組織，及由該導斜面913將骨屑導引至該集屑槽912中收集；完成鑽孔後，可直接從開放狀的集屑槽912中倒出骨屑，故相較前述二種組合 式的習知骨鑽削刀具，該骨鑽削刀具9具有提升操作便利性及易於消毒等功效。

惟，由於該習知的骨鑽削刀具9之其中一刀刃914的第一端914a與該導斜面913相連接，故於進行鑽孔作業時，該環牆911及導斜面913將過於靠近尚未被切碎的骨組織，而與齒槽骨之間具有相當大的接觸面積，如此將增加鑽削過程中所產生的摩擦熱能，導致鑽削溫升過高，影響骨癒合能力。再者，該習知的骨鑽削刀具9僅於該環牆911的側端設有一長型缺口，以形成所述呈開放狀的集屑槽912，因此被切碎的骨組織只能從該缺口進出該集屑槽912，不但難以提升骨屑收集量，單一出口也容易形成死角而使骨屑不易被取出，造成操作不便及降低手術效率等缺點。

基於上述原因，習知的骨鑽削刀具仍有加以改善的必要。

本發明之目的係提供一種骨鑽削刀具，係可減少與骨組織之間的接觸面積，以降低鑽削過程中所產生的摩擦熱能。

本發明之次一目的係提供一種骨鑽削刀具，係具有數個可供骨屑進出集屑室的開口，以提升骨屑收集量及使骨屑易於取出。

為達到前述目的，本發明所運用之技術內容包含有：一種骨鑽削刀具，包含一柄桿及一鑽頭，該鑽頭一體連接於該柄桿的一端；其中，該鑽頭具有一基部、數個側牆、一緩衝部及一切削部，該鑽頭由該基部的一端連接該柄桿，該數個側牆呈相互間隔地環狀排列於該基部的另一端，以於該數個側牆的內部形成一集屑室，且該集屑室在任二相鄰的側牆之間形成一與外部連通之開口，該緩衝部的二端分別連接該數個側牆及該切削部，使該切削部與該數個側牆保持預設間距。

其中，在該鑽頭的軸向上，該緩衝部及切削部分別具有一第一最大軸向高度及一第二最大軸向高度，該第一最大軸向高度與該第二最 大軸向高度的比值約為0.5~3；又，該第一最大軸向高度與該第二最大軸向高度的比值較佳為2。

其中，該切削部具有對應於該側牆數量之切削刃，各該切削刃具有一第一端及一第二端，該數個切創刃的第一端相連接以形成一尖端，該數個切削刃的第二端分別與該緩衝部相連接。

其中，該數個側牆的徑向弧長總和約大於或等於該基部之徑向截面的二分之一周長，而小於或等於該基部之徑向截面的三分之二周長。

其中，該側牆及切削刃的數量可以為二個，各該側牆呈軸向延伸的二相對端面之間形成一夾角，該夾角為95~145度；或者，該側牆及切削刃的數量可以為三個，各該側牆呈軸向延伸的二相對端面之間形成一夾角，該夾角為65~115度。又，該鑽頭之基部的徑寬為2.8~6mm，且該切削部的厚度為1mm。

其中，各該側牆設有一導斜面，該導斜面具有一第一端及一第二端，該導斜面的第一端及第二端分別與該二呈軸向延伸的端面相接，該緩衝部連接於該數個側牆之導斜面。

其中，各該導斜面至該基部的最短距離從該第二端向該第一端遞減，該緩衝部可以連接於各該側牆之導斜面的第二端。

其中，該數個側牆可以呈等距地環狀排列於該基部的端面。

其中，該數個側牆分別沿該鑽頭的軸向延伸，各該側牆具有相對的一外側面及一內側面。

其中，各該側牆的內側面可以呈凹弧狀，該數個側牆的內側面之間形成所述集屑室。

其中，各該側牆的外側面可以與該基部的外環周面共平面。

據由前述結構，本發明之骨鑽削刀具，可減少與骨組織之間的接觸面積，以降低鑽削過程中所產生的摩擦熱能，從而能夠避免鑽削時 使骨組織的溫升過高，據以降低對骨癒合能力的影響。

此外，本發明之骨鑽削刀具，係具有數個可供骨屑進出集屑室的開口，有助提升骨屑收集量及使骨屑更易於取出，可達到提升使用便利性及手術效率等多重功效。

〔本發明〕

1‧‧‧柄桿

11‧‧‧卡掣部

12‧‧‧防轉部

2‧‧‧鑽頭

21‧‧‧基部

22‧‧‧側牆

221‧‧‧外側面

222‧‧‧內側面

223‧‧‧端面

224‧‧‧導斜面

224a‧‧‧第一端

224b‧‧‧第二端

23‧‧‧集屑室

231‧‧‧開口

24‧‧‧緩衝部

25‧‧‧切削部

251‧‧‧切削刃

251a‧‧‧第一端

251b‧‧‧第二端

252‧‧‧尖端

θ₁、θ₂‧‧‧夾角

H1‧‧‧第一最大軸向高度

H2‧‧‧第二最大軸向高度

〔習用〕

9‧‧‧骨鑽削刀具

91‧‧‧鑽頭

911‧‧‧環牆

912‧‧‧集屑槽

913‧‧‧導斜面

914‧‧‧刀刃

914a‧‧‧第一端

914b‧‧‧第二端

915‧‧‧刀刃

915a‧‧‧第一端

915b‧‧‧第二端

916‧‧‧尖端

92‧‧‧柄桿

第1圖：習知的骨鑽削刀具的結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例的立體結構示意圖。

第3圖：本發明第一實施例的側視結構示意圖。

第4圖：本發明第一實施例的俯視結構示意圖。

第5圖：本發明第二實施例的立體結構示意圖。

第6圖：本發明第二實施例的側視結構示意圖。

第7圖：本發明第二實施例的俯視結構示意圖。

第8圖：以轉速100rpm、進給速率0.6mm/s之操作條件下，使用習知骨鑽削刀具及本發明骨鑽削刀具進行骨屑收集實驗所得之被鑽削骨組織溫升趨勢圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參閱第2、3圖，其係本發明之第一較佳實施例，本發明之骨鑽削刀具大致上包含有一體相連的一柄桿1及一鑽頭2，以由柄桿1連接一驅動器(圖未繪示)，藉以帶動該鑽頭2旋轉，使該骨鑽削刀具能對骨組織進行鑽孔作業；其中，本發明之骨鑽削刀具所適用的鑽孔對象並不限 制，可以施用於人骨或獸骨之任意部位的骨組織，以下茲舉適用於對齒槽骨鑽孔的骨鑽削刀具為例進行說明，但並不以此為限。

該柄桿1設有一卡掣部11及一防轉部12，使該柄桿1可由該卡掣部11結合定位於上述驅動器的預設位置，及由該防轉部12使該柄桿1可確實地被驅動旋轉，而不會與該驅動器產生相對的旋轉；在本實施例中，該卡掣部11可例如為一自該柄桿1之外環周面呈凹陷狀的環槽，該防轉部12可例如為一自該柄桿1之外環周沿軸向延伸的缺槽，使該柄桿1在設有該防轉部12處能具有非圓形的徑向截面，該驅動器則可例如為一植牙手機。

該鑽頭2係一體連接於該柄桿1的一端，該鑽頭2具有一基部21，該鑽頭2由該基部21的一端連接該柄桿1；其中，該基部21較佳與該柄桿1共軸，以防止該柄桿1帶動該鑽頭2旋轉時因偏心而產生晃動。該基部21的另一端則設有數個相互間隔的側牆22，該數個側牆22可以呈等距地環狀排列於該基部21的端面，該數個側牆22可分別沿該鑽頭2的軸向延伸，且各該側牆22具有相對的一外側面221及一內側面222；在本實施例中，各該側牆22的外側面221可以與該基部21的外環周面共平面，使各該側牆22與該基部21的連接處可呈連續且光滑，以減少卡垢且便於清潔消毒，同時也更便於製造。

另一方面，該數個側牆22的內側面222彼此相向，以於該數個側牆22的內側面222之間形成有一開放式的集屑室23，而可容置切削下來的骨屑；即，該集屑室23可以在任二相鄰的側牆22之間形成一開口231，使該集屑室23可與外部連通以便取出骨屑。

更詳言之，請配合參閱第4圖，該數個側牆22的徑向弧長總和較佳大於或等於該基部21之徑向截面的二分之一周長，而小於或等於該基部21之徑向截面的三分之二周長，且各該側牆22的內側面222可選擇 呈凹弧狀，以於該鑽頭2產生高速旋轉時，能將大部分落入該集屑室23中的骨屑都予以保留，避免骨屑之流失，同時也可兼具該鑽頭2停止旋轉時能順利倒出骨屑的效果。舉例而言，本實施例中可選擇使側牆22的數量為二個，各該側牆22具有呈軸向延伸的二相對端面223，故各該側牆22的二端面223之間可形成一夾角θ₁；較佳者，當該鑽頭2之基部21的徑寬約為2.8~6mm，且該切削部25的厚度約為1mm時，該夾角θ₁可以為95~145度；其中，該夾角θ₁係會隨該鑽頭2之基部21的徑寬改變而有些微誤差，此乃本領域中具有通常知識者所能理解並予以調整，容不再此贅述之。

又，請參閱第2、4圖，各該側牆22還可以設有一導斜面224，該導斜面224具有一第一端224a及一第二端224b，該導斜面224的第一端224a及第二端224b分別與該二呈軸向延伸的端面223相接，且該導斜面224至該基部21的最短距離從該第二端224b向第一端224a遞減；如此一來，該鑽頭2即可藉由該導斜面224之設置，使該集屑室23的端部開口變大，令骨屑更容易被導入該集屑室23中，從而達到提升骨屑收集量的功效。

此外，請參閱第2、3圖，該鑽頭2另包含一緩衝部24及一切削部25，該緩衝部24的二端分別連接該數個側牆22之導斜面224及該切削部25；在本實施例中，該緩衝部24可選擇連接於各該側牆22之導斜面224的第二端224b，即連接於各該側牆22的最高處，使各該導斜面224能發揮較佳的導引骨屑效果。該切削部25具有對應於該側牆22數量之切削刃251，該數個切削刃251的方向不同，並分別具有一第一端251a及一第二端251b，該數個切削刃251的第一端251a相連接以形成一尖端252，該數個切削刃251的第二端251b則分別與該緩衝部24相連接。

據由前述結構，使用本發明第一實施例之骨鑽削刀具對骨組 織(例如：齒槽骨)進行鑽孔作業時，該骨鑽削刀具可由該鑽頭2的尖端252鑽入骨組織，並由該數個切削刃251切削骨組織，及由該數個導斜面224將切削下來的骨屑導引至該集屑室23中收集；完成鑽孔後，可直接從開放狀的集屑室23中倒出骨屑。其中，由於本發明之骨鑽削刀具，其該切削部25與該數個側牆22之間還設有該緩衝部24，使該切削部25能與該數個側牆22保持預設間距，令該數個側牆22及導斜面224不會過於靠近尚未被切碎的骨組織，可減少與骨組織之間的接觸面積，以降低鑽削過程中所產生的摩擦熱能，從而能夠避免鑽削時使骨組織的溫升過高，據以降低對骨癒合能力的影響。

請參閱第3圖，在該鑽頭2的軸向上，該緩衝部24及切削部25分別具有一第一最大軸向高度H1及一第二最大軸向高度H2；在本實施例中，該第一最大軸向高度H1與該第二最大軸向高度H2的比值約為0.5~3，其中尤以該第一最大軸向高度H1與該第二最大軸向高度H2的比值為2時，可達到較佳的控制溫升效果。

除此之外，由於本發明之骨鑽削刀具，其數個側牆22係呈相互間隔設置，使該集屑室23能具有形成在任二相鄰的側牆22之間的數個開口231，以於鑽削過程中形成供骨屑進入該集屑室23的入口，有助提升骨屑收集量；又，該數個開口231也可以在停止鑽削時形成出口，以供骨屑從該集屑室23中被倒出，且出口數量多而不易形成死角，使該集屑室23中的骨屑能較容易地被取出，可提升操作之便利性，從而提升手術效率。

請參照第5、6圖，其係本發明之第二實施例，該實施例大致上同於前述之第一實施例，其差異主要在於：本發明之第二實施例係選擇使側牆22及切削刃251的數量變更為三個，以提升整體骨鑽削刀具切削骨組織的效率。

更詳言之，該三個側牆22可以呈等距地環狀排列於該基部21 的端面，各該側牆22具有相對的一外側面221及一內側面222，以及呈軸向延伸的二相對端面223與一斜向延伸導斜面224；請配合參閱第7圖，該三個側牆22的徑向弧長總和較佳大於或等於該基部21之徑向截面的二分之一周長，而小於或等於該基部21之徑向截面的三分之二周長，且各該側牆22的內側面222可選擇呈凹弧狀，故各該側牆22的二端面223之間可形成一夾角θ₂；較佳者，當該鑽頭2之基部21的徑寬約為2.8~6mm，且該切削部25的厚度約為1mm時，該夾角θ₂可以為65~115度。據此，本發明第二實施例之骨鑽削刀具，其鑽頭2產生高速旋轉時，能將大部分落入該集屑室23中的骨屑都予以保留，避免骨屑之流失，同時也可兼具該鑽頭2停止旋轉時能順利倒出骨屑的效果。

此外，請參閱第5、6圖，本發明第二實施例之骨鑽削刀具，其鑽頭2同樣包含有一緩衝部24及一切削部25，該緩衝部24的二端分別連接該三個側牆22之導斜面224及該切削部25；該三個切削刃251的方向不同，並分別具有一第一端251a及一第二端251b，該三個切削刃251的第一端251a相連接以形成一尖端252，該三個切削刃251的第二端251b則分別與該緩衝部24相連接。

由於本發明第二實施例之骨鑽削刀具，其該切削部25與該三個側牆22之間同樣設有該緩衝部24，使該切削部25能與該三個側牆22保持預設間距；因此，使用該骨鑽削刀具對骨組織進行鑽孔作業時，可以令該三個側牆22及導斜面224不會過於靠近尚未被切碎的骨組織，可減少與骨組織之間的接觸面積，以降低鑽削過程中所產生的摩擦熱能，從而能夠避免鑽削時使骨組織的溫升過高，據以降低對骨癒合能力的影響。另，本發明第二實施例之骨鑽削刀具同樣能藉由具有數個開口231之集屑室23，達到提升骨屑收集量，以及使該集屑室23中的骨屑能便於取出以提升操作便利性等功效。

承上所述，請參閱第8圖，其係於轉速100rpm、進給速率0.6mm/s之操作條件下，使用前述習知骨鑽削刀具9及本發明骨鑽削刀具進行骨屑收集實驗所得之被鑽削骨組織溫升趨勢圖。由該實驗結果可知，使用習知骨鑽削刀具9的最高骨組織溫升值約為39℃，而使用本發明骨鑽削刀具的最高骨組織溫升值僅約36℃；另一方面，該習知骨鑽削刀具9在該骨屑收集實驗中所收集到的骨屑量為0.087g(體積約為37.8mm³)，本發明骨鑽削刀具的骨屑量則可高達0.163g(體積約為70.8mm³)。是以，本發明的骨鑽削刀具顯然具有「降低骨組織溫升值」及「提升骨屑收集量」等功效。

綜上所述，本發明之骨鑽削刀具，可藉由在切削部與數個側牆之間設有緩衝部，使該數個側牆不會過於靠近尚未被切碎的骨組織，據以減少與骨組織之間的接觸面積，以降低鑽削過程中所產生的摩擦熱能，從而能夠避免鑽削時使骨組織的溫升過高，藉此降低對骨癒合能力之影響。

本發明之骨鑽削刀具，係具有數個可供骨屑進出集屑室的開口，有助提升骨屑收集量及使骨屑更易於取出，可達到提升使用便利性及手術效率等多重功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (14)

1. 一種骨鑽削刀具，包含：一柄桿；及一鑽頭，一體連接於該柄桿的一端；其中，該鑽頭具有一基部、數個側牆、一緩衝部及一切削部，該鑽頭由該基部的一端連接該柄桿，該數個側牆呈相互間隔地環狀排列於該基部的另一端，以於該數個側牆的內部形成一集屑室，且該集屑室在任二相鄰的側牆之間形成一與外部連通之開口，該緩衝部的二端分別連接該數個側牆及該切削部，使該切削部與該數個側牆保持預設間距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之骨鑽削刀具，其中，在該鑽頭的軸向上，該緩衝部及切削部分別具有一第一最大軸向高度及一第二最大軸向高度，該第一最大軸向高度與該第二最大軸向高度的比值為0.5~3。
3. 如申請專利範圍第2項所述之骨鑽削刀具，其中，該第一最大軸向高度與該第二最大軸向高度的比值為2。
4. 如申請專利範圍第1項所述之骨鑽削刀具，其中，該切削部具有對應於該側牆數量之切削刃，各該切削刃具有一第一端及一第二端，該數個切削刃的第一端相連接以形成一尖端，該數個切削刃的第二端分別與該緩衝部相連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之骨鑽削刀具，其中，該數個側牆的徑向弧長總和大於或等於該基部之徑向截面的二分之一周長，而小於或等於該基部之徑向截面的三分之二周長。
6. 如申請專利範圍第5項所述之骨鑽削刀具，其中，該側牆及切削刃的數量為二個，各該側牆呈軸向延伸的二相對端面之間形成一 夾角，該夾角為95~145度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之骨鑽削刀具，其中，該側牆及切削刃的數量為三個，各該側牆呈軸向延伸的二相對端面之間形成一夾角，該夾角為65~115度。
8. 如申請專利範圍第6或7項所述之骨鑽削刀具，其中，該鑽頭之基部的徑寬為2.8~6mm，且該切削部的厚度為1mm。
9. 如申請專利範圍第6或7項所述之骨鑽削刀具，其中，各該側牆設有一導斜面，該導斜面具有一第一端及一第二端，該導斜面的第一端及第二端分別與該二呈軸向延伸的端面相接，該緩衝部連接於該數個側牆之導斜面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之骨鑽削刀具，其中，各該導斜面至該基部的最短距離從該第二端向該第一端遞減，該緩衝部連接於各該側牆之導斜面的第二端。
11. 如申請專利範圍第1項所述之骨鑽削刀具，其中，該數個側牆呈等距地環狀排列於該基部的端面。
12. 如申請專利範圍第1項所述之骨鑽削刀具，其中，該數個側牆分別沿該鑽頭的軸向延伸，各該側牆具有相對的一外側面及一內側面。
13. 如申請專利範圍第12項所述之骨鑽削刀具，其中，各該側牆的內側面呈凹弧狀，該數個側牆的內側面之間形成所述集屑室。
14. 如申請專利範圍第12項所述之骨鑽削刀具，其中，各該側牆的外側面與該基部的外環周面共平面。