骨切割裝置的制造方法
【專利說明】骨切割裝置
【背景技術】
[0001] 諸如鉆、擴孔鉆、鑿和針的骨固定裝置通常由金屬制成，這樣裝置在應用于骨固定 工序中時才能經(jīng)受對其施加的力。一般來講，此類骨固定裝置不由植入級金屬制成，因為植 入級金屬的強度無法經(jīng)受在使用期間反復施加的力。因此，使用由植入級金屬制成的鉆和 擴孔鉆將導致對裝置造成損壞并且需要頻繁更換。
[0002] 通常，骨固定中使用的諸如鉆和擴孔鉆的工具由非植入級金屬制成。然而，如果此 類骨固定裝置在手術使用期間斷裂，碎片可能掉落到身體中。定位并移除此類非植入級金 屬碎片需要很長的時間，且可能超過執(zhí)行目標骨固定工序所需的時間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明涉及一種骨切割裝置，該骨切割裝置從近側(cè)端部延伸到遠側(cè)端部并且具有 鄰近遠側(cè)端部的尖銳切割表面，該切割表面的尺寸被設計為可進行骨切割，該骨切割裝置 由植入級材料制成并且骨切割裝置的外表面采用碳化或氮化處理。
【附圖說明】
[0004] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的擴孔鉆頭部的側(cè)視圖；
[0005] 圖2示出了圖1的擴孔鉆頭部的透視圖；
[0006] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的擴孔鉆頭部的側(cè)視圖；
[0007] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的擴孔鉆頭部的側(cè)視圖；
[0008] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的鉆頭的側(cè)視圖；
[0009] 圖6示出了圖5的鉆頭的透視圖；
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的骨固定元件；
[0011] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鉆頭的側(cè)視圖；
[0012] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鉆頭的側(cè)視圖；
[0013] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鉆頭的側(cè)視圖；
[0014] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鉆頭的側(cè)視圖；
[0015] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的鑿的側(cè)視圖；
[0016] 圖12示出了圖11的鑿的局部剖視圖；
[0017] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的鑿刀的透視圖；
[0018] 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的截骨術用鑿的側(cè)視圖；
[0019] 圖15示出了圖14的截骨術用鑿的放大圖；
[0020] 圖16示出了經(jīng)由用于標準分析的舍夫勒組織圖測試的常規(guī)材料組成的圖表；
[0021] 圖17示出了用于圖16的材料的舍夫勒組織圖；
[0022] 圖18示出了經(jīng)由用于標準分析的WRC-1992組織圖測試的常規(guī)材料組成的圖表；
[0023] 圖19示出了用于圖18的材料的WRC-1992組織圖；
[0024] 圖20示出了經(jīng)由用于標準分析的舍夫勒組織圖測試的根據(jù)本發(fā)明的示例性材料 組成的圖表；
[0025] 圖21示出了用于圖20的材料的舍夫勒組織圖；
[0026] 圖22示出了經(jīng)由用于標準分析的WRC-1992組織圖測試的根據(jù)本發(fā)明的示例性材 料組成的圖表；以及
[0027] 圖23示出了用于圖22的材料的WRC-1992組織圖。
【具體實施方式】
[0028] 參照以下描述和附圖可以進一步理解本發(fā)明，其中用相同的附圖標號指代類似的 元件。本發(fā)明涉及用于使斷裂或以其他方式損壞的骨準備好以接收骨固定設備（例如，骨 板、骨螺釘、髓內(nèi)釘?shù)龋┑难b置。具體地講，本發(fā)明涉及一種骨固定裝置（例如，擴孔鉆、鑿 刀、鉆、手術針等），該裝置由植入級材料制成，并且具有被配置為將其表面硬度增加到期望 水平的碳化或氮化外表面。植入級材料是適于在體內(nèi)永久植入的材料，即，如果長時間留在 體內(nèi)，不會對健康造成不利影響的材料。對碳化或氮化外表面的硬度進行選擇，使其比所治 療的骨的硬度更大。與由未經(jīng)表面處理的植入級材料形成并且通常在經(jīng)受鉆孔、開鑿或擴 孔力時彎曲或破裂的骨固定裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性骨固定裝置能夠承受更大的力 而不彎曲或以其他方式變形。根據(jù)本發(fā)明的示例性骨固定裝置形成有碳化或氮化的外表 面，在插入骨中的期間，所述碳化或氮化的外表面可避免螺紋磨出的毛邊或尖銳表面的變 鈍，從而能夠繼續(xù)使用相同的骨固定裝置而不必磨尖或更換。此外，本發(fā)明的示例性植入級 材料提供觸覺反饋以防止或抑制其破裂。具體而言，這樣形成的材料使得當向其施加過大 的力時，裝置將經(jīng)受一定程度的彎曲而非破碎。因此，外科醫(yī)生或其他使用者可對該彎曲作 出反應并且消除/減小對其施加的力以防止破裂。根據(jù)本發(fā)明的示例性碳化或氮化植入級 材料還具體更多優(yōu)點。此外，對本發(fā)明的植入級材料進行選擇，使得即使其小碎片不經(jīng)意地 進入身體，也不必移除，下文中將對此進行更詳細的描述。在裝置斷裂的情況下，根據(jù)本發(fā) 明的示例性材料處理使得與未處理的材料相比，斷裂部分的邊緣更光滑且更圓整，從而減 少對組織的創(chuàng)傷。與由植入級材料制成的未經(jīng)表面處理的骨固定裝置相比時，根據(jù)本發(fā)明 的示例性骨固定裝置提供增強的總強度，包括增強的屈服強度、極限拉伸強度和疲勞強度， 對此本領域的技術人員將能夠理解。應該指出的是，如本文所用的術語"近側(cè)"和"遠側(cè)"旨 在指朝向（近側(cè)）和遠離（遠側(cè)）裝置的使用者的方向。
[0029] 如圖1-圖6中所示，根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的擴孔鉆頭部100沿細長軸 104從能夠附接于擴孔鉆桿部（未示出）的近側(cè)端部102延伸到鄰近遠側(cè)端部108的頭部 106。在示例性實施例中，頭部106的外表面包括用于高效切割的多個尖銳邊緣110以及可 在擴孔工序期間最大程度減小堵塞情況的深凹槽112。頭部106還包括分布于其周圍的多 個開口 114,使得沖洗流體可流出擴孔鉆頭部100,從而冷卻頭部100并乳化骨髓以便于疏 散，對此本領域技術人員將能夠理解。延伸穿過擴孔鉆頭部100的中心縱向通道116使骨 髓和乳化骨可流經(jīng)其中并流出身體。在示例性實施例中，擴孔鉆頭部100為具有五個凹槽 112的12_頭部。然而，應當注意，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可設置任意直徑和數(shù)量的 凹槽112。
[0030] 擴孔鉆頭部100由如下植入級材料制成，包括但不限于植入物品質(zhì)奧氏體不銹鋼 (例如，316L、22-13-5、Biodur 108)、鈷合金諸如 CCM(C〇-28Cr-6Mo 合金）、MP35N、L605、 ASTM-F-1058以及埃爾吉洛伊非磁性合金（Elgiloy)和鈦及其合金（諸如Ti-6A1-4V、 Ti-6Al-7Nb和Ti-15Mo)。所選材料優(yōu)選地為非磁性的，使得即使破碎并留在體內(nèi)，患者也 可經(jīng)受磁共振成像（"MRI"）而不會受到不利影響，對此本領域技術人員將能夠理解并且由 外科醫(yī)生或其他使用者自行判斷。此外，所選材料的碳化或氮化處理導致破碎部分不包含 尖銳邊緣，從而防止對周圍組織造成創(chuàng)傷。雖然與常規(guī)裝置相比，擴孔鉆頭部100的所選材 料本質(zhì)上較軟，但增加碳化或氮化外表面使骨固定裝置的剛度增加到大于要在其內(nèi)采用骨 固定裝置的骨的剛度并且比常規(guī)擴孔鉆頭部大許多。具體而言，擴孔鉆頭部100可具有大 約68HRC或更大的表面硬度，對此本領域技術人員將能夠理解。在示例性實施例中，擴孔鉆 頭部100的硬度可為大約67-74HRC，更具體地講，可為67. 5-