專利名稱：手術(shù)擴(kuò)鉸刀及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種骨組織切除裝置，具體涉及權(quán)利要求1之序言所限定的用于迅速擴(kuò)鉸髓線管的裝置，本發(fā)明還涉及骨組織切除的方法，具體涉及權(quán)利要求16之序言所限定的迅速擴(kuò)鉸髓線管的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中大量的切削與擴(kuò)鉸骨組織的裝置已眾所周知。這方面的例子包括授予Bonutti的美國(guó)專利No.5,269,785、授予Shutt的美國(guó)專利No.4,830,000和授予Davis的美國(guó)專利No.5,190,548中所作的介紹。通常，這些裝置或類似裝置使用一種旋轉(zhuǎn)切削刀具，該切削刀具類似于鉆頭，安裝在驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)端。用于擴(kuò)鉸髓線管的骨切削裝置通常使用柔性驅(qū)動(dòng)軸，因?yàn)楣撬杈€很少是直的，而通常具有某種曲率。絕大多數(shù)擴(kuò)鉸刀還具有穿過(guò)擴(kuò)鉸刀和驅(qū)動(dòng)軸的中心孔。此中心孔是用于容納一小直徑的長(zhǎng)引導(dǎo)銷或引導(dǎo)線，該引導(dǎo)線最初插入髓線管作為擴(kuò)鉸刀前進(jìn)的引導(dǎo)軌跡。
擴(kuò)鉸刀用于矯形手術(shù)中在各種手術(shù)工序中準(zhǔn)備骨髓線管。這類手術(shù)工序包括總體的髖部和膝部替換、插入穿釘以穩(wěn)定長(zhǎng)的骨折、內(nèi)髓線切開術(shù)以及為移植目的而進(jìn)行的骨獲取。
從機(jī)械和生物兩方面的觀點(diǎn)考慮，髓線擴(kuò)鉸在提高移植物的功能方面特別有利。特別是擴(kuò)鉸將髓線管擴(kuò)大，從而可插入較大直徑的移植物。這種較大直徑的移植物很少失效。事實(shí)上，某些骨折需要過(guò)量擴(kuò)鉸以便使用較大的移植物。如不進(jìn)行擴(kuò)鉸，外科醫(yī)生在選擇移植物的直徑時(shí)必須使用“最佳猜測(cè)”估計(jì)。醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中有大量的案例研究，報(bào)告了不準(zhǔn)確估計(jì)的不利后果。
擴(kuò)鉸保證對(duì)髓線管直徑的一種直接測(cè)量，因此允許選擇能與髓線管精確相配的移植物。結(jié)果，骨折部位的穩(wěn)定性，借助于能實(shí)現(xiàn)骨內(nèi)膜接觸而得到加強(qiáng)。當(dāng)移植物與髓線管不能良好配合時(shí)，移植物與骨之間的負(fù)載共同承擔(dān)就下降。這增加了傳遞至移植物上的負(fù)載，并促使移植物失效和骨的應(yīng)力屏蔽。
盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，負(fù)面后果也已伴生于髓線擴(kuò)鉸中。特別是現(xiàn)有擴(kuò)鉸髓線空腔的工序會(huì)導(dǎo)致溫度和壓力兩者的升高。像任何材料切除的工序一樣，擴(kuò)鉸導(dǎo)致熱的生成。此外，擴(kuò)鉸過(guò)程中在髓線空腔中形成大大超過(guò)血壓的液體壓力。擴(kuò)鉸刀在骨的空腔中起液壓活塞的作用，而如果髓線管中的內(nèi)含物包括髓線脂肪混合物、血、血凝塊和骨碎片進(jìn)入血液流，會(huì)導(dǎo)致栓塞。過(guò)熱已伴生外骨皮層無(wú)菌壞死發(fā)生頻率的增加，而血壓升高已伴生脂肪栓塞風(fēng)險(xiǎn)的增加。當(dāng)?shù)凸乐T如創(chuàng)傷、已有肺內(nèi)傷、多種外傷或原有肺損傷的存在，這些并發(fā)癥更可能發(fā)生。在這些情況下，由于其風(fēng)險(xiǎn)增加，所推薦的擴(kuò)鉸方法往往不能進(jìn)行。
降低擴(kuò)鉸過(guò)程所形成內(nèi)髓線壓力有各種裝置和方法。例如，在關(guān)節(jié)替換修復(fù)術(shù)中，一種遠(yuǎn)端排氣孔、一種大插入孔以及膠合劑插入的修正技術(shù)，已表明在降低血壓并可能降低脂肪栓塞的機(jī)會(huì)方面獲得一些成功。在骨中的排氣孔只有小的效果，因?yàn)榭椎闹睆揭话闾。跀U(kuò)鉸刀通過(guò)時(shí)的局部峰值必須掌握。與此類似，擴(kuò)鉸髓線空腔時(shí)較少不避免壓力升高的。事實(shí)上，即使對(duì)于小直徑擴(kuò)鉸刀，壓力也可能高。
另一種用于試圖降低溫度與壓力的技術(shù)是進(jìn)行多工步擴(kuò)鉸，各工步使用尺寸遞增的擴(kuò)鉸刀。結(jié)果，擴(kuò)鉸工序使用輕柔壓力而緩慢進(jìn)行，且需要多個(gè)工步。通常擴(kuò)鉸是以1mm的直徑遞增量進(jìn)行，直至到達(dá)骨皮層，然后以0.5mm的直徑遞增量進(jìn)行擴(kuò)鉸。在這方面，絕大多數(shù)擴(kuò)鉸裝置以緩慢的擴(kuò)鉸工藝，擴(kuò)鉸是以較小的擠壓力進(jìn)行，內(nèi)髓線壓力可容易地降低。為了縮短操作時(shí)間與降低醫(yī)療成本，需要使用更少的工步實(shí)現(xiàn)更快的擴(kuò)鉸工藝。
現(xiàn)有裝置和方法的另一個(gè)缺點(diǎn)在于擴(kuò)鉸刀的重復(fù)使用。因?yàn)楝F(xiàn)有方法要使用多個(gè)尺寸不同的擴(kuò)鉸刀以在髓線管制出大的開口，擴(kuò)鉸刀常常在以后的骨擴(kuò)鉸工序中重復(fù)使用。結(jié)果擴(kuò)鉸刀過(guò)一段時(shí)間可能變鈍，其繼續(xù)使用可能產(chǎn)生更大的內(nèi)髓線壓力并使骨皮層溫度升得更高。因此，外科醫(yī)生和手術(shù)人員的仔細(xì)注意、輕緩處理和在需要時(shí)更換擴(kuò)鉸刀是艱難而成本高的。為避免擴(kuò)鉸刀隨其使用時(shí)間增加而產(chǎn)生的變鈍所帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題的出現(xiàn)，希望使用一對(duì)一的專用擴(kuò)鉸刀。
現(xiàn)有裝置的另一缺點(diǎn)在于所使用的擴(kuò)鉸刀排屑槽淺而軸芯大。已經(jīng)證明，具有小軸芯而排屑槽深的擴(kuò)鉸刀在降低內(nèi)髓線壓力和溫度方面是更為有利的。
因此，需要一種能以更高速度擴(kuò)鉸髓線管的裝置和方法，而又不致在骨組織切削和切除中增加脂肪栓塞和熱壞死的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明解決了這一問(wèn)題，問(wèn)題的解決既是借助于一種骨組織切除裝置，特別是在加速髓線管的擴(kuò)鉸并具有權(quán)利要求1所述的特征的裝置，還借助于一種骨組織切除方法，特別在具有權(quán)利要求16所述特征加速髓線管擴(kuò)鉸的方法。
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)鉸骨髓線管的裝置，此裝置包括一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸的近端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件連接，驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)端與可旋轉(zhuǎn)的擴(kuò)鉸刀頭連接。擴(kuò)鉸刀頭具有管形柄，該管形柄與驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)端連接，切削頭與管形柄制成一體，切削頭上具有數(shù)個(gè)刀齒。排屑槽設(shè)置在相鄰刀齒之間。至少某些刀齒最好全部刀齒具有前切削部，該前切削部包括至少兩個(gè)平面。螺旋側(cè)切削部可設(shè)置在任一或全部刀齒上。最好至少五個(gè)刀齒，每一刀齒至少有三個(gè)平面。
在一實(shí)施例中，每一刀齒具有前切削刃，該前切削刃由刀齒內(nèi)壁和平面之一的交線限定。此前切削刃相對(duì)于管形柄的縱向軸線之夾角大約在30°至45°之間。在另一實(shí)施例中，螺旋側(cè)切削部還包括一側(cè)切削刃，該側(cè)切削刃由刀齒內(nèi)壁和刀齒外壁間的交線所限定。
驅(qū)動(dòng)軸和擴(kuò)鉸刀頭可各自設(shè)有中心孔。當(dāng)管形刀柄與驅(qū)動(dòng)軸連接時(shí)此兩中心孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，形成一中央通道。此中央通道的用途之一在于容納引導(dǎo)線，該引導(dǎo)線可用于在髓線管中引導(dǎo)本切削裝置。
本裝置還可包括一吸取管，用于排出由擴(kuò)鉸刀頭所生成的被切除材料。吸取管在其近端設(shè)有復(fù)式接頭組件，在其遠(yuǎn)端設(shè)有擴(kuò)鉸刀頭保持器，吸取管具有一管腔，其形狀及尺寸設(shè)計(jì)成可容納驅(qū)動(dòng)軸。最好中央通道與沖洗源流體連通以保證對(duì)切削頭的沖洗。復(fù)式接頭組件可包括與沖洗源連接的沖洗口，和與沖洗口流體連通的沖洗室。沖洗流體從沖洗室流經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸上的開口進(jìn)入中央通道。在一實(shí)施例中，擴(kuò)鉸刀頭大于吸取管，擴(kuò)鉸刀頭保持器具有本質(zhì)上為球形的外輪廓。
吸取管管腔的遠(yuǎn)端與擴(kuò)鉸刀頭的容屑槽流體連通，管腔的近端與吸取源流體連通。最好復(fù)式接頭組件包括一連接至吸取源的吸取口，以幫助移去被切削材料。
本發(fā)明還涉及一種用于從骨髓線管之一區(qū)域擴(kuò)鉸骨組織的方法。此方法包括下列步驟擴(kuò)鉸髓線管某一區(qū)域以切除材料；在擴(kuò)鉸的同時(shí)沖洗被切除的材料以降低所產(chǎn)生的熱，并從切削區(qū)排出被切削材料；和在擴(kuò)鉸的同時(shí)吸取被切除的材料，以在內(nèi)髓線管形成負(fù)壓，幫助排出被切除材料。
此方法還可包括在去除材料后將移植物插入髓線管的步驟。最好，擴(kuò)鉸使用一對(duì)一的專用擴(kuò)鉸裝置，而本裝置可用引導(dǎo)線引導(dǎo)至髓線管內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢茫撘龑?dǎo)線穿過(guò)本裝置的中心孔。在另一實(shí)施例中，本方法包括獲取被切除材料以用于移植的步驟。
本發(fā)明所推薦的特征在附圖中公開了，在各圖中類似的元件用類似的字符表示，其中

圖1A為根據(jù)本發(fā)明之?dāng)U鉸裝置一實(shí)施例從左側(cè)觀察的透視圖；圖1B為圖1A所示裝置從右側(cè)觀察的透視圖；圖2為圖1A和1B所示擴(kuò)鉸裝置的頂視圖；圖3為沿圖2中A-A線剖切的剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)軸組件一實(shí)施例的透視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明之?dāng)U鉸刀頭一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6為圖5所示擴(kuò)鉸刀頭的前視圖；圖7為圖5所示擴(kuò)鉸刀頭的后視圖；圖8為圖5所示擴(kuò)鉸刀頭的前視透視圖；圖9為圖5所示擴(kuò)鉸刀頭的后視透視圖；圖10為圖5所示側(cè)視圖的放大視圖；圖11為圖1A和1B所示擴(kuò)鉸刀放大比例的視圖，其中一部分為分解透視圖，一部分為剖視圖；圖12示出了一試驗(yàn)抽樣圖表，該圖表表示使用圖1所示擴(kuò)鉸刀、圖5所示擴(kuò)鉸刀頭和圖4所示驅(qū)動(dòng)軸組件所構(gòu)成的系統(tǒng)時(shí)的壓力-時(shí)間曲線；圖13為圖4驅(qū)動(dòng)軸組件一部分的透視圖，該驅(qū)動(dòng)軸組件具有插入驅(qū)動(dòng)軸中心孔的引導(dǎo)線；圖14為沿圖13中A-A線剖切的驅(qū)動(dòng)軸組件的剖面圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明擴(kuò)鉸裝置另一實(shí)施例的頂視圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明擴(kuò)鉸裝置另一實(shí)施例的前視透視圖；圖17為圖16所示擴(kuò)鉸刀頭放大比例的側(cè)視圖。
為方便起見，在附圖所示本發(fā)明不同實(shí)施例中，相同或等價(jià)的元件用相同的字符表示。此外，在下述說(shuō)明中無(wú)論取向與方向主要是從便于說(shuō)明考慮，并不意味著對(duì)本發(fā)明范圍有任何限制。
參看圖1-3，根據(jù)本發(fā)明之?dāng)U鉸刀10的第一實(shí)施例包括擴(kuò)鉸刀頭20，設(shè)置在擴(kuò)鉸刀10的遠(yuǎn)端，用于擴(kuò)鉸髓線管；柔性吸取管13，用于吸取并排出由擴(kuò)鉸刀頭20所生成的乳化骨及其它物質(zhì)；擴(kuò)鉸刀頭保持器14，用于將擴(kuò)鉸刀頭20安裝在吸取管13上，并同時(shí)允許擴(kuò)鉸刀頭20相對(duì)于吸取管13轉(zhuǎn)動(dòng)；復(fù)式接頭組件12，設(shè)置在擴(kuò)鉸刀10的近端。因此，正如在本中請(qǐng)中所采用的，術(shù)語(yǔ)遠(yuǎn)端是指接近擴(kuò)鉸刀頭20的端部或指向擴(kuò)鉸刀10前部的方向，而術(shù)語(yǔ)近端是指接近復(fù)式接頭組件12的端部或指向擴(kuò)鉸刀10后部的方向。術(shù)語(yǔ)縱向是指吸取管13中軸線的方向。
吸取管13為柔性管，因此可彎曲以適應(yīng)骨的曲率，該管最好用半透明材料制成以便觀察被吸取的物質(zhì)。復(fù)式接頭組件12具有沖洗口15和吸取口16，分別用于與沖洗源和吸取裝置連接。驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸器17設(shè)置在復(fù)式接頭組件12的近端。驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸節(jié)17可容易地在驅(qū)動(dòng)軸或其它用于使擴(kuò)鉸刀頭20旋轉(zhuǎn)的裝置上安裝與拆卸。
圖4示出了驅(qū)動(dòng)軸組件100，此驅(qū)動(dòng)軸組件可用于擴(kuò)鉸刀10，使擴(kuò)鉸刀頭20以足夠的速度旋轉(zhuǎn)以擴(kuò)鉸髓線管。驅(qū)動(dòng)軸組件100在擴(kuò)鉸刀10的使用(或在任何模塊化系統(tǒng)中的使用，其中驅(qū)動(dòng)裝置是包容在一個(gè)部件中，該部件獨(dú)立于擴(kuò)鉸刀)，允許驅(qū)動(dòng)軸組件100可重復(fù)用于驅(qū)動(dòng)多種不同的擴(kuò)鉸刀。這種模塊化是有利的，因?yàn)椴煌幕颊吆筒煌呐R床狀況將要求不同尺寸的擴(kuò)鉸刀頭。此外，是擴(kuò)鉸刀頭而不是驅(qū)動(dòng)裝置在經(jīng)受與所切削的骨組織之間摩擦而磨損。因此擴(kuò)鉸刀10可以是一對(duì)一的專用可拆卸部分，而驅(qū)動(dòng)軸組件100可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間。
驅(qū)動(dòng)軸組件100包括柔性驅(qū)動(dòng)軸102，該驅(qū)動(dòng)軸具有擴(kuò)鉸刀頭連接器104，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)端，以與擴(kuò)鉸刀頭20可拆卸地連接，于是，當(dāng)柔性驅(qū)動(dòng)軸102旋轉(zhuǎn)時(shí)擴(kuò)鉸刀頭20旋轉(zhuǎn)；動(dòng)力源連接器106，用于與動(dòng)力源連接以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸102旋轉(zhuǎn)；復(fù)式聯(lián)軸器108，設(shè)置在擴(kuò)鉸刀頭連接器104與動(dòng)力源連接器106之間，用于連接驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸節(jié)17。驅(qū)動(dòng)軸102的尺寸設(shè)計(jì)成可配合于吸取管13的管腔中。不過(guò)，正如將在后面詳細(xì)說(shuō)明的那樣，在驅(qū)動(dòng)軸102的外壁與吸取管13的內(nèi)壁之間有足夠的空間，允許被吸取物質(zhì)從擴(kuò)鉸刀頭20經(jīng)過(guò)吸取管13輸送至吸取口16。正如在吸取管13那樣，驅(qū)動(dòng)軸102是柔性的，可以適應(yīng)被擴(kuò)鉸骨的任何曲率。驅(qū)動(dòng)軸102具有中心孔110，用于容納引導(dǎo)線120。
如圖11、13和14所示，在中心孔110的內(nèi)壁和引導(dǎo)線120的外壁之間有足夠的空間，以允許沖洗流體從沖洗口15經(jīng)過(guò)中心孔110輸送至擴(kuò)鉸刀頭20。驅(qū)動(dòng)軸102具有開口126，該開口從驅(qū)動(dòng)軸102的外壁延伸至中心孔110。開口126設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸102上，因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸組件100連接在擴(kuò)鉸裝置10上時(shí)，開口126與沖洗口15流體連通以允許沖洗液流經(jīng)中心孔110。開口126具有曲線形壁128、130。曲線形壁128向外彎曲而具有外凸輪廓，曲線形壁130向內(nèi)彎曲而具有內(nèi)凹輪廓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸102旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲線形壁128、130的曲率有助于將水引入中心孔110(驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向在圖14中為逆時(shí)針?lè)较?。
任何用作可拆卸連接復(fù)式聯(lián)軸節(jié)108和驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸節(jié)17的合適裝置均可使用。最好使用一種快速連接裝置以快速安裝與拆卸。例如，復(fù)式聯(lián)軸節(jié)108可具有一種彈簧加載插栓機(jī)構(gòu)，諸如滾珠支承，該機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸節(jié)17上的槽連接。
與此類似，任何適合的動(dòng)力源和可靠地連接動(dòng)力源與驅(qū)動(dòng)軸組件100的裝置均可使用。由于氣動(dòng)工具被廣泛應(yīng)用于矯形手術(shù)，動(dòng)力源最好是空氣驅(qū)動(dòng)，正如賓西法尼亞州Paoli的Synthes(U.S.A)所生產(chǎn)的便攜式空氣驅(qū)動(dòng)裝置。
回來(lái)參看圖3，密封元件34和套筒軸承31設(shè)置在復(fù)式接頭組件12內(nèi)。密封裝置34和套筒軸承31限定了一沖洗室35，并保證密閉的密封，以防止在工作過(guò)程中沖洗流體從沖洗室35中泄漏至吸取口16，或流出擴(kuò)鉸刀裝置10近端之外。此外，套筒軸承31防止所吸取的乳化物質(zhì)進(jìn)入沖洗室35。
擴(kuò)鉸刀頭20在吸取管13的遠(yuǎn)端同軸地設(shè)置在擴(kuò)鉸刀頭保持器14內(nèi)。圖15示出了擴(kuò)鉸刀210，該擴(kuò)鉸刀具有外輪廓總體為球形的擴(kuò)鉸刀保持器14’。當(dāng)擴(kuò)鉸刀頭保持器14’隨擴(kuò)鉸刀頭20行進(jìn)時(shí)，擴(kuò)鉸刀頭保持器14’的形狀允許擴(kuò)鉸刀頭保持器14’掠進(jìn)髓線管壁，使吸取管13相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸102發(fā)生彎曲。因此，當(dāng)通過(guò)髓線管時(shí)、擴(kuò)鉸后撤回時(shí)以及在骨折部位時(shí)，擴(kuò)鉸刀頭保持器14’可平滑地運(yùn)動(dòng)。
擴(kuò)鉸刀頭20最好用不銹鋼制造，雖然任何適于加工骨組織的金屬、聚合物、陶瓷或復(fù)合材料均可使用。擴(kuò)鉸刀孔22從擴(kuò)鉸刀頭20的遠(yuǎn)端尖部延伸至近端(見圖7和8)。擴(kuò)鉸刀頭孔22與驅(qū)動(dòng)軸102的中心孔110對(duì)齊，從而使引導(dǎo)線可從驅(qū)動(dòng)軸102的近端延伸至擴(kuò)鉸刀頭20的遠(yuǎn)端。
盡管各種不同的擴(kuò)鉸刀頭可用于擴(kuò)鉸刀10、210，圖5-10示出了一實(shí)施例。正如在這些圖中所示，擴(kuò)鉸刀頭20包括與管形刀柄25制成一體的切削頭40。管形刀柄25的外周邊為圓柱形，并具有環(huán)繞外圓周的保持槽26，該保持槽容納擴(kuò)鉸刀頭保持器14內(nèi)部的擴(kuò)展部，并使擴(kuò)鉸刀頭在吸取管13的遠(yuǎn)端保持一固定的縱向位置的情況下，允許擴(kuò)鉸刀頭20旋轉(zhuǎn)。管形柄部25具有設(shè)置在近端的驅(qū)動(dòng)軸容座23，該容座的形狀設(shè)置成可容納驅(qū)動(dòng)軸102的擴(kuò)鉸刀頭連接器104，于是當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸102旋轉(zhuǎn)時(shí)擴(kuò)鉸刀頭20必須旋轉(zhuǎn)。盡管驅(qū)動(dòng)軸容座22可以是任何適合于容納擴(kuò)鉸刀頭連接器104外輪廓的形狀，最好是具有凹入六角形特征。
擴(kuò)鉸刀頭20的切削頭40具有數(shù)個(gè)刀齒41，刀齒數(shù)最好至少為五個(gè)，刀齒從擴(kuò)鉸刀孔22徑向向外延伸，以形成本質(zhì)上為螺旋線的刀齒。刀齒數(shù)與刀齒具體幾何參數(shù)及旋轉(zhuǎn)速度的相關(guān)性是有利的，以便在保證有效切削的同時(shí)允許適當(dāng)?shù)墓墙M織材料被排出。當(dāng)給定刀齒形狀使用過(guò)多的刀齒時(shí)，容屑槽變得很淺，結(jié)果排出的骨材料變少。當(dāng)所用刀齒數(shù)量不足時(shí)，擴(kuò)鉸刀頭不能有效地切削骨組織。事實(shí)上，在切削骨組織材料時(shí)擴(kuò)鉸刀頭可能堵塞。
每一刀齒41具有由多個(gè)角度表面構(gòu)成的遠(yuǎn)端部，該遠(yuǎn)端部具有直前切削刃42，該直前切削刃與螺旋側(cè)切削刃44連接。前切削刃42由刀齒內(nèi)壁45與第一主后平面51的交線限定，刀齒內(nèi)壁45與第一主后平面51間的夾角為銳角。第二后平面52與第一主后平面51相交，其夾角為鈍角以形成第一棱邊56。第三后平面53與第二后平面52相交，其夾角為鈍角以形成后棱邊58。側(cè)切削刃44由刀齒內(nèi)壁45與刀齒外壁46的交線所限定，并以縱向軸線為中心、半徑為常數(shù)、縱向沿螺旋線延伸。刀齒外壁46從側(cè)切削刃44徑向向內(nèi)沿弧線向另一相鄰刀齒的刀齒內(nèi)壁蝸旋延伸。相鄰刀齒之間的空間限定了容屑槽43，在切削過(guò)程中，此容屑槽起使被切削的髓線管物質(zhì)匯集至擴(kuò)鉸刀頭20近端的作用，以在真空作用下從骨腔經(jīng)過(guò)吸取管13排出。刀齒內(nèi)壁45和刀齒外壁46在擴(kuò)鉸刀頭40上延伸至肩部48的近端結(jié)束。肩部48與管形柄部25鄰近。
圖16和17示出了根據(jù)本發(fā)明之?dāng)U鉸刀頭20’的另一實(shí)施例。擴(kuò)鉸刀頭20’并不具有任何側(cè)切削刃，因此橫向擴(kuò)鉸穿透骨皮層的風(fēng)險(xiǎn)本質(zhì)上最小。每一刀齒41具有由多個(gè)角度表面構(gòu)成的遠(yuǎn)端部。前切削刃42由刀齒內(nèi)壁45與第一主后平面51的交線限定。刀齒內(nèi)壁45與第一主后平面51間的夾角為銳角。第二后平面52與第一主后平面51相交，其夾角為鈍角以形成第一棱邊56。刀齒外表面(即刀齒副后面)46從側(cè)切削刃44徑向向內(nèi)沿弧線向另一相鄰刀齒的刀齒內(nèi)壁蝸旋延伸。相鄰刀齒之間的空間限定了容屑槽43，在切削過(guò)程中，此容屑槽起使被切削的髓線管物質(zhì)匯集至擴(kuò)鉸刀頭20近端的作用，以在真空作用下從骨腔經(jīng)過(guò)吸取管13排出。
擴(kuò)鉸刀10可用于開式的、經(jīng)皮的以及其它任何最小侵害性的手術(shù)，對(duì)其使用將主要參考圖11進(jìn)行說(shuō)明。需要指出，擴(kuò)鉸刀210的使用類似于擴(kuò)鉸刀10的使用，擴(kuò)鉸刀10與擴(kuò)鉸刀210的主要區(qū)別在于，圖2所示擴(kuò)鉸刀頭14的保持器14’與圖15所示擴(kuò)鉸刀頭保持器14’具有不同的幾何特征。在進(jìn)入所將擴(kuò)鉸的骨中后，引導(dǎo)線120被插入骨124的髓線管122。插入引導(dǎo)線120的典型方式是使用熒光鏡，以保證正確地置放引導(dǎo)線120。設(shè)置有適當(dāng)切削部(諸如擴(kuò)鉸刀頭20或20’)的擴(kuò)鉸刀10，安裝并連接在驅(qū)動(dòng)軸100上，然后放在引導(dǎo)線上，于是，引導(dǎo)線120完全貫穿吸取管13，并保證在擴(kuò)鉸髓線管時(shí)擴(kuò)鉸刀10所跟隨的跡線。最好，與驅(qū)動(dòng)軸連接的擴(kuò)鉸刀10在插入髓線管122之前已經(jīng)連接至驅(qū)動(dòng)裝置。這樣，引導(dǎo)線120實(shí)際穿過(guò)驅(qū)動(dòng)軸102的中心孔110和擴(kuò)鉸刀頭20的孔22。
當(dāng)擴(kuò)鉸髓線管122時(shí)，沖洗和吸取是同時(shí)進(jìn)行的。沖洗本質(zhì)上冷卻擴(kuò)鉸刀頭20、髓線管122和骨組織124。以足夠流量和壓力輸送沖洗流體的較好的沖洗源是標(biāo)準(zhǔn)鹽水袋，該鹽水袋懸掛在沖洗口15上方一米處。還需要指出，除鹽水袋外，任何生物相容的溶液及其輸送系統(tǒng)均可用作沖洗源。沖洗流體從沖洗源進(jìn)入沖洗口15并進(jìn)入沖洗室35。沖洗流體沿尖頭I所示方向行進(jìn)，流經(jīng)空腔內(nèi)壁與引導(dǎo)線120之間空間的空腔110并流出擴(kuò)鉸刀頭20。
吸取減輕了內(nèi)髓線的壓力，并幫助從擴(kuò)鉸刀頭20除去乳化物質(zhì)。乳化物質(zhì)的去除不止可改善擴(kuò)鉸，而且提供了為移植目的而獲取乳化材料的可能性。由吸取源所形成的吸取作用沿圖中箭頭A所示方向起作用。具體說(shuō)，沖洗流體幫助將由擴(kuò)鉸刀頭20生成的乳化物質(zhì)形成液體流，經(jīng)過(guò)容屑槽43進(jìn)入驅(qū)動(dòng)軸102外壁和吸取管13內(nèi)壁之間的空間，將乳化物質(zhì)從擴(kuò)鉸刀頭20經(jīng)過(guò)擴(kuò)鉸刀頭保持器14、吸取管13和吸取口16，進(jìn)入合適的容器。
由擴(kuò)鉸刀10、210、擴(kuò)鉸刀頭20和驅(qū)動(dòng)軸組件構(gòu)成的系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，該系統(tǒng)具有在一個(gè)行程(一次走刀)中將髓線管擴(kuò)鉸至需要尺寸的可能性，即不用使用直徑遞增的多個(gè)擴(kuò)鉸刀頭直至獲得所希望的擴(kuò)鉸尺寸。在這方面，對(duì)擴(kuò)鉸刀頭20供給沖洗液而同時(shí)進(jìn)行抽取，并使用具有有效前切削部幾何參數(shù)的擴(kuò)鉸刀頭(以及任選的側(cè)切削部幾何參數(shù))，所產(chǎn)生的壓力和熱比現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)鉸裝置所產(chǎn)生的少。
圖12為實(shí)驗(yàn)樣本曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)在一動(dòng)物模型所獲得的壓力-時(shí)間曲線。區(qū)域I示出了當(dāng)在髓線管制出一進(jìn)入開口時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)致壓力增加。在II區(qū)壓力的增加是由于在髓線管獲取入口的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)所產(chǎn)生的結(jié)果。區(qū)域III示出了當(dāng)插入引導(dǎo)線時(shí)沒(méi)有導(dǎo)致壓力增加。由于與標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)鉸工藝相反，本發(fā)明降低或消除了內(nèi)髓線壓力。具體說(shuō)，綜合擴(kuò)鉸、沖洗和吸取功能，降低內(nèi)髓線壓力至低于0.1333巴(100mm汞柱)。事實(shí)上，如圖著區(qū)域IV所示，使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)負(fù)的內(nèi)髓線壓力。因?yàn)樵谒杈€管中脂肪栓塞和肺栓塞的生物閾限，已知是大于或等于0.2666巴(200mm汞柱)，脂肪栓塞和肺栓塞的發(fā)生率降低了。此外，由于在切削過(guò)程流體流的冷卻作用，皮層的熱壞死也得以消除。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的另一重要優(yōu)點(diǎn)。具體說(shuō)，髓線管擴(kuò)鉸(圖中區(qū)域IV)需要大約50秒鐘。相反，在相同動(dòng)物模型進(jìn)行傳統(tǒng)擴(kuò)鉸需要大約500秒鐘。擴(kuò)鉸時(shí)間降低為其十分之一意味著在臨床情況下擴(kuò)鉸時(shí)間可從30分鐘降低為3分鐘。因此，操作時(shí)間(以及成本)可顯著降低而沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)。
盡管對(duì)本發(fā)明的各種說(shuō)明已如上述，應(yīng)當(dāng)理解，其各種特征可單個(gè)使用或以任何組合使用。
因此，本發(fā)明并不局限于在此所述之具體推薦實(shí)施例。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于與本發(fā)明相關(guān)的本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明范圍內(nèi)各種方案與更改都可能發(fā)生。因此，適當(dāng)?shù)男薷目扇菀椎赜杀绢I(lǐng)域的技術(shù)人員從在此所公開本發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行，而這些修改均包括在本發(fā)明的其它實(shí)施例中。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)鉸骨髓線管的裝置，包括A)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(102)，具有近端和遠(yuǎn)端，其近端連接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)元件，用于使驅(qū)動(dòng)軸(102)旋轉(zhuǎn)；和B)擴(kuò)鉸刀頭(20；20’)，可旋轉(zhuǎn)地連接在驅(qū)動(dòng)軸(102)的遠(yuǎn)端，所述擴(kuò)鉸刀頭(20；20’)包括C)管形刀柄(25)，具有縱向軸線，并與驅(qū)動(dòng)軸(102)遠(yuǎn)端連接；和D)切削頭(40)，與柄部(25)制成一體，并具有數(shù)個(gè)刀齒(41)和刀齒之間的容屑槽，用于切削和擴(kuò)鉸骨組織，其特征在于E)至少某些刀齒(41)具有前切削部，該前切削部至少具有兩個(gè)平面(51；52；53)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，至少某些刀齒(41)具有前切削部和螺旋側(cè)切削部，該前切削部至少包括兩個(gè)平面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，每一刀齒(41)具有內(nèi)、外刀齒壁(45；46)；前切削部和螺旋側(cè)切削部，前切削部還包括前切削刃(42)，該前切削刃由內(nèi)刀齒壁(45)與平面(51；52；53)之一的交線所限定。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，前切削刃(42)相對(duì)于管形刀柄(25)縱向軸線的夾角大約為30°至45°。
5.如權(quán)利要求2至4其中之一所述的裝置，其中，螺旋側(cè)切削部還包括側(cè)切削刃(44)，該側(cè)切削刃由內(nèi)刀齒壁(45)與外刀齒壁(46)的交線所限定。
6.如權(quán)利要求1至5其中之一所述的裝置，其中，前切削部包括至少三個(gè)平面(51；52；53)
7.如權(quán)利要求1至6其中之一所述的裝置，其中，切削頭(40)具有至少五個(gè)刀齒。
8.如權(quán)利要求1至7其中之一所述的裝置，其中，驅(qū)動(dòng)軸(102)和擴(kuò)鉸刀頭(20)各具有一孔(22；110)，當(dāng)管形柄部(25)與驅(qū)動(dòng)軸(102)連接時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸孔(110)對(duì)準(zhǔn)擴(kuò)鉸刀頭的孔(22)，以形成貫穿擴(kuò)鉸裝置的中央通道。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括吸取管(13)，用于排出擴(kuò)鉸刀頭(20)加工所產(chǎn)生的被切下材料，吸取管(13)具有復(fù)式接頭組件(12)，設(shè)置在其近端；擴(kuò)鉸刀頭保持器(14；14’)，設(shè)置在其遠(yuǎn)端；管腔，管腔的形狀及其尺寸設(shè)計(jì)可以容納驅(qū)動(dòng)軸(102)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，中央通道與沖洗源流體連通，以保證沖洗切削頭(40)，幫助排出被切削材料。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中A)復(fù)式接頭組件(12)包括沖洗口(15)，與沖洗源連接；沖洗室(35)，與沖洗口(15)流體連通；和B)驅(qū)動(dòng)軸(102)具有開口(126)，從驅(qū)動(dòng)軸(102)的外表面至驅(qū)動(dòng)軸的中心孔(110)延伸，并設(shè)置在沖洗室(35)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，驅(qū)動(dòng)軸開口(126)具有曲線壁(128)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(102)旋轉(zhuǎn)時(shí)，從沖洗室(35)將沖洗流體吸入中央通道。
13.如權(quán)利要求9至12其中之一所述的裝置，其中，吸取管(13)的管腔與在遠(yuǎn)端的數(shù)個(gè)容屑槽流體連通，并與近端的吸取源流體連通。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，復(fù)式接頭組件(12)包括一吸取口(16)，可連接至吸取源。
15.如權(quán)利要求9至14其中之一所述的裝置，其中，擴(kuò)鉸刀頭保持器(14’)具有本質(zhì)上為球形的外輪廓。
16.一種從骨髓線管切除材料的方法，包括下列步驟A)擴(kuò)鉸髓線管之一區(qū)域以切除材料；B)在擴(kuò)鉸的同時(shí)沖洗被切除材料以減少所生成的熱，并將被切除材料從切削區(qū)移出；和C)在擴(kuò)鉸的同時(shí)吸取被切除材料，以在內(nèi)髓線管中形成負(fù)壓，幫助材料的排出。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在材料去除后在髓線管內(nèi)插入移植物的步驟。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中，擴(kuò)鉸是使用一對(duì)一的專用擴(kuò)鉸裝置進(jìn)行以減少擴(kuò)鉸時(shí)間。
19.如權(quán)利要求16至18其中之一所述的方法，其中，還包括使用引導(dǎo)線引導(dǎo)擴(kuò)鉸裝置進(jìn)入髓線管，該引導(dǎo)線穿過(guò)擴(kuò)鉸裝置的中心孔。
20.如權(quán)利要求16至19其中之一所述的方法，還包括獲取被排出材料供將來(lái)使用的步驟。
全文摘要
公開了一種加速骨髓線管擴(kuò)鉸的裝置和使用這種裝置的方法。此裝置包括一擴(kuò)鉸刀頭(20;20’),該擴(kuò)鉸刀頭連接在可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸(102)的遠(yuǎn)端。擴(kuò)鉸刀頭(20;20’)具有切削頭(40),該切削頭具有數(shù)個(gè)刀齒和刀齒之間的容屑槽。每一刀齒(41)具有前切削部。至少某些刀齒具有前切削部,該前切削部包括至少兩個(gè)最好至少三個(gè)后平面(51;52;53)。刀齒還可包括側(cè)切削部(44)。所公開的從骨髓線管去除材料的方法包括下列步驟:擴(kuò)鉸髓線管之一區(qū)域以切除材料;在擴(kuò)鉸的同時(shí)沖洗被切除材料以減少所生成的熱,并將被切除材料從切削區(qū)移出;和在擴(kuò)鉸的同時(shí)吸取被切除材料,以在內(nèi)髓線管中形成負(fù)壓,幫助材料的排出。
文檔編號(hào)A61B17/00GK1338912SQ00803440
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月3日
發(fā)明者詹姆斯·M·格林, 亞歷山大·N·佩里耶, 小斯坦利·J·克米克 申請(qǐng)人:庫(kù)爾斯恩蒂斯股份公司