手術(shù)器械的制作方法
【專利說明】手術(shù)器械
[0001]本申請要求2012年11月12日提交的美國臨時(shí)申請序列號(hào)61/725，102的優(yōu)先權(quán)，其教導(dǎo)通過引入結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及手術(shù)器械。具體而言，本發(fā)明涉及具有用于切割、成形、研磨或磨削組織和/或骨中的可旋轉(zhuǎn)部分(例如，刀片(blade)、鉆)的手術(shù)器械。
【背景技術(shù)】
[0003]用于關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的手術(shù)切割器械通常包括在外管狀構(gòu)件內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)管狀構(gòu)件。所述內(nèi)管狀構(gòu)件具有設(shè)置在遠(yuǎn)端上的切削刃，并且外管狀構(gòu)件在其遠(yuǎn)端處包括開口，所述開口被定位成暴露內(nèi)管狀構(gòu)件的切削刃并與之協(xié)作，以剪切或切割組織和/或骨。被切除的組織/骨靠通過內(nèi)管狀構(gòu)件的內(nèi)腔的抽吸來移除。
[0004]所述器械一般還包括將管狀構(gòu)件連接至具有電動(dòng)機(jī)的機(jī)頭(handpiece)的近端轂(hub)。在使用中，內(nèi)管狀構(gòu)件以在500rpm和1000rpm之間的速度在固定的外管狀構(gòu)件內(nèi)被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)(通過電機(jī))，從而使切削刃旋轉(zhuǎn)經(jīng)過所述開口并切割組織。器械刀片能夠具有多種配置，這將取決于待執(zhí)行的手術(shù)過程。
[0005]這些管狀構(gòu)件一般由不銹鋼形成，并且內(nèi)管狀構(gòu)件的外直徑與外管狀構(gòu)件的內(nèi)直徑是基本上相同的，但使得內(nèi)管狀構(gòu)件能夠以高速度自由地旋轉(zhuǎn)。通常，在管狀構(gòu)件之間將存在介于0.01毫米和0.25毫米之間的空隙。
[0006]與這些類型的器械相關(guān)聯(lián)的問題是，當(dāng)內(nèi)管狀構(gòu)件以高速度在外管狀構(gòu)件內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由金屬對金屬磨損引起的不銹鋼顆粒的毛邊或脫落的可能性。在極端情況下，那些顆粒能夠沉積在手術(shù)部位中，從而導(dǎo)致金屬污染、對組織的可能損害和緩慢的恢復(fù)或甚至手術(shù)失敗。另外的問題在于這些顆粒還能引起器械表面的過早磨損和劃傷，其能夠?qū)е缕餍档囊?seizure)和故障。對此問題的一個(gè)解決方案是在內(nèi)管狀構(gòu)件的外表面上、外管狀構(gòu)件的內(nèi)表面上或這兩個(gè)表面上涂覆銀或錫鎳合金的薄層。另一種解決方案是使用潤滑劑(例如，硅樹脂)在管狀構(gòu)件之間創(chuàng)建低摩擦表面。然而，由于這些涂層可能不是足夠硬的或潤滑的，所以這些解決方案仍能導(dǎo)致顆?；驖櫥瑒┡既幻撀涞绞中g(shù)部位中。此外，在制造期間添加潤滑劑能夠顯著增加成本，并且能夠產(chǎn)生制造過程復(fù)雜性。因此，如果克服了這些障礙，一種更方便的方法就能夠具有優(yōu)于已知器械的相當(dāng)大的優(yōu)勢。
[0007]因此，將需要提供一種新的手術(shù)器械以及與其相關(guān)的方法。特別是將需要提供如下這樣的手術(shù)器械和方法，即:與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，將基本上降低(若非消除)由金屬對金屬磨損引起的金屬(例如，不銹鋼)顆粒的毛邊或脫落的可能性。還將需要提供如下這樣的手術(shù)器械，即:與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，將基本上減少(若非消除)顆粒或潤滑劑到手術(shù)部位中的偶然脫落。優(yōu)選地，這樣的手術(shù)器械裝置與現(xiàn)有技術(shù)的手術(shù)器械相比使用和制造將不會(huì)更加復(fù)雜，并且與現(xiàn)有技術(shù)的手術(shù)器械相比，為了利用本發(fā)明的手術(shù)器械，這樣的方法將不會(huì)需要具有顯著提高的技能的使用者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明最廣的方面，本發(fā)明特征在于一種手術(shù)器械，其包括協(xié)作地布置成在使用中切割組織的固定的管狀構(gòu)件和可驅(qū)動(dòng)、可移動(dòng)的細(xì)長管狀構(gòu)件，其中，所述器械包括一個(gè)或多個(gè)類金剛石碳支承表面。如本文所指示，術(shù)語“組織”包括人體的其它部分或結(jié)構(gòu)，其包括但不限于軟骨、肌肉、骨、骨性結(jié)構(gòu)(例如，椎骨)以及韌帶。如本文還指示的，術(shù)語“切”或“切割”包括用于對骨、軟骨或組織進(jìn)行手術(shù)工作的本領(lǐng)域中已知的若干技術(shù)或操作中的任何技術(shù)或操作，這樣的技術(shù)包括但不限于骨或組織的修整、切除、研磨或磨削。
[0009]在實(shí)施例中，類金剛石碳(DLC)表面被設(shè)置成使得處于內(nèi)管狀構(gòu)件和外管狀構(gòu)件之間。在另外的實(shí)施例中，DLC表面被形成在內(nèi)管狀構(gòu)件的外表面上和/或外管狀構(gòu)件的內(nèi)表面上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種手術(shù)切割器械，其包括:細(xì)長內(nèi)管狀構(gòu)件和細(xì)長外管狀構(gòu)件，所述內(nèi)管狀構(gòu)件可移動(dòng)地接收在所述外管狀構(gòu)件內(nèi)；設(shè)置在內(nèi)管狀構(gòu)件的遠(yuǎn)端區(qū)域處的切削刃；以及外管狀構(gòu)件中的遠(yuǎn)端開口，所述開口被定位成暴露內(nèi)管狀構(gòu)件的切削刃并與之協(xié)作，以允許剪切或切割。其中，手術(shù)切割器械包括布置成使得被設(shè)置在內(nèi)管狀構(gòu)件和外管狀構(gòu)件之間的類金剛石碳支承表面。
[0011]合適地，所述細(xì)長內(nèi)管狀構(gòu)件和所述細(xì)長外管狀構(gòu)件各自包括內(nèi)表面和外表面，并且所述類金剛石碳支承表面包括所述內(nèi)管狀構(gòu)件的外表面和/或所述外管狀構(gòu)件的內(nèi)表面的至少一部分。優(yōu)選地，所述支承表面是形成在所述器械的遠(yuǎn)端處的端部支承表面。在另外的實(shí)施例中，所述支承表面是周向支承表面。在又一些實(shí)施例中，所述支承表面是端部支承表面和周向支承表面二者。
[0012]在又一些實(shí)施例中，內(nèi)管狀構(gòu)件被可旋轉(zhuǎn)地接收在外管狀構(gòu)件內(nèi)。
[0013]在又一些實(shí)施例中，支承表面具有在0.001微米和10.0微米之間的厚度。此外，支承表面的摩擦系數(shù)小于0.20。優(yōu)選地，摩擦系數(shù)小于0.15 ;更優(yōu)選為小于0.1o此外，支承表面合適地具有維氏硬度在1500和3500 (14-34GPa)之間的硬度。
[0014]在本發(fā)明的又一些實(shí)施例/方面中，類金剛石碳是SP3鍵合四面體非晶碳。優(yōu)選地，基本上所有的類金剛石碳都是SP3鍵合四面體非晶碳?？商娲?，類金剛石碳包括SP 2和SP3鍵合碳原子，并且可選地還包括填料，例如氫和金屬。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，特征在于一種手術(shù)器械，其包括細(xì)長外管狀構(gòu)件和細(xì)長內(nèi)管狀構(gòu)件，所述內(nèi)管狀構(gòu)件可移動(dòng)地接收在所述外管狀構(gòu)件內(nèi)。這樣的器械還包括設(shè)置成使得處于內(nèi)管狀構(gòu)件和外管狀構(gòu)件之間的類金剛石碳支承表面。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長內(nèi)管狀構(gòu)件具有外表面，且細(xì)長外管狀構(gòu)件具有內(nèi)表面，并且類金剛石碳支承表面包括所述內(nèi)管狀構(gòu)件的外表面的一部分和所述外管狀構(gòu)件的內(nèi)表面的一部分中的至少一個(gè)。
[0016]在另外的實(shí)施例中，所述支承表面包括形成在所述器械的遠(yuǎn)端處的端部支承表面和/或周向支承表面。所述周向支承表面能夠沿相應(yīng)的內(nèi)管狀構(gòu)件和/或外管狀構(gòu)件的長度延伸，以便包圍包含外管狀構(gòu)件開口的區(qū)域和/或內(nèi)管狀構(gòu)件的切削刃區(qū)域。可替代地，周向支承能夠進(jìn)一步沿相應(yīng)的內(nèi)構(gòu)件和/或外構(gòu)件的長度延伸。
[0017]在又一些實(shí)施例中，內(nèi)管狀構(gòu)件被可旋轉(zhuǎn)地接收在外管狀構(gòu)件內(nèi)。此外，支承表面具有在0.0Ol微米和10.0微米之間的厚度和/或支承表面的摩擦系數(shù)小于0.20,0.15或0.1中的一個(gè)。另外，支承表面具有維氏硬度在1500和3500 (14-34GPa)之間的硬度。此夕卜，所述支承表面是使得具有上文提供的硬度和摩擦系數(shù)二者的支承表面。
[0018]在又一些實(shí)施例中，所述類金剛石碳包括以下之一:(a)基本上所有的SP3鍵合四面體非晶碳；(b) SP2和SP3鍵合碳原子；或者(C)基本上所有的SP3鍵合四面體非晶碳或SP2和SP3鍵合碳原子以及包括氫和/或金屬中的至少一者的填料。
[0019]在又一些實(shí)施例中，這樣的手術(shù)器械還包括:設(shè)置在內(nèi)管狀構(gòu)件的遠(yuǎn)端區(qū)域處的切削刃；以及外管狀構(gòu)件中的遠(yuǎn)端開口，所述開口被定位成暴露內(nèi)管狀構(gòu)件的切削刃并與之協(xié)作，以允許剪切或切割。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，特征在于一種關(guān)節(jié)鏡器械，其包括提供了具有優(yōu)異耐磨性的硬化表面的類金剛石碳涂層，并且其允許外科醫(yī)生更精確地控制和實(shí)質(zhì)上無污染地操作所述器械。已發(fā)現(xiàn)這樣的涂層顯示出減少熱點(diǎn)的產(chǎn)生的低摩擦系數(shù)。此外，表面是化學(xué)惰性、耐腐蝕的，并且可不需要使用潤滑劑。這些屬性可以允許切割器械以更高的速度并且在每分鐘20-40千轉(zhuǎn)的區(qū)域中操作。
[0021]在本發(fā)明的另外的方面中，特征在于一種手術(shù)方法，其用于執(zhí)行對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言