JP7019677B2 - 表面硬化された切刃を有する超音波外科工具用のチップ及び該チップを製造する方法 - Google Patents
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Description
超音波チップのヘッドに被膜を施すことがチップの歯の硬度を増大させる最適な手段ではない別の理由がある。チップの振動の結果として、チップ及び被膜が互いに異なる周波数で振動する。その結果、被膜を形成する材料がチップから剥離する。チップのこれらの剥離片は、重力によって、処置が行われている開いた外科部位内に落下する。明らかに、外科プロセスの望ましくない結果が、患者の体内への望ましくない材料の落下をもたらすことになる。
関連すると考えられる背景技術の参考文献として、特許文献1(出願日:2005年8月11日)、特許文献2(出願日:2010年3月4日)、特許文献3(出願日:2012年6月14日)、特許文献4(出願日:2015年1月1日)、特許文献5(出願日:2000年10月10日)、及び特許文献6(出願日:2009年6月4日)が挙げられる。特許文献1は、縦-捩じれ共振器を備える捩じれ切除チップ及び使用の方法を記載している。この共振器は、遠位チップの捩じれ変位又は縦変位に最適化されたピッチの切断歯を有する遠位端に切断面を有している。特許文献2は、外面と、少なくとも1つの切刃と、遠位端とを有する本体を備える超音波外科ブレードを記載している。特許文献3は、金属ブレードと、ブレードと一体の弾性を有する生体適合性ポリマーコーティングとを備える超音波作動可能な外科用ブレードを記載している。特許文献4は、直線状の近位端部及び直線状の遠位端部を備えるプローブシャフトを有する超音波工具又は器具を記載している。直線状の近位端部及び直線状の遠位端部は、互いに傾斜して配置され、シャフトの曲げ部において互いに接合されている。特許文献5は、超音波変換器が内蔵されたハンドピースと、ハンドピースから前方に延在する細長のプローブとを備える超音波治療装置を記載している。細長のプローブは、超音波振動を伝搬させるために超音波変換器に接続されている。特許文献6は、近位端、遠位端、及び外面を有する本体を備える超音波外科用ブレードを記載している。潤滑被膜が、外面の少なくとも一部に固着されている。
Claims (23)
- 少なくとも1つのドライバ(54)を備える超音波ハンドピース(50)と共に用いられるチップ(70)を形成する方法であって、前記ドライバ(54)は、作動された時、前記ハンドピースに取り付けられた前記チップに振動を誘発する、方法において、
チップ(70)のシャフト(71)の少なくとも一部と、前記シャフトの遠位端のヘッド(86)と、前記ヘッドから外方に突出する少なくとも1つの歯(88)とを形成するように、前記チップを少なくとも部分的に形状加工するステップと、
前記チップの特性波長を決定するステップと、
硬化剤を前記チップの遠位部分内に拡散させるステップであって、前記硬化剤は、少なくとも前記少なくとも1つの歯(88)が表面硬化された外層(94)を有するように、少なくとも前記少なくとも1つの歯(88)内に拡散され、硬化剤を前記チップ内に拡散させる前記ステップにおいて、前記硬化剤は、前記チップの前記少なくとも1つの歯から近位側に延びるある長さに沿って拡散され、前記長さは、最大で前記チップの前記特性波長の長さの1/8の距離である、ステップと、
を含む方法。 - 硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップは、
前記チップを少なくとも部分的に形状加工する前記ステップの後、前記チップをチャンバ(110)内に配置することと、
前記チャンバ(110)内に前記硬化剤(112)のガス状態が形成されるように、前記チャンバの環境を設定することと、
前記硬化剤が拡散されるべき前記チップの前記遠位部分の外面を、前記硬化剤が前記チップ内に拡散する温度に選択的に加熱することと、
によって行われる、請求項1に記載のチップ(70)を形成する方法。 - 硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップは、
前記チップ(70)を少なくとも部分的に形状加工する前記ステップの後に、マスク(122)を前記硬化剤が拡散されない前記チップ(70)の部分を覆って形成することと、
前記チップをチャンバ(124)内に配置することと、
前記チャンバ内に前記硬化剤(112)のガス状態が形成されるように、前記チャンバ(124)の環境を設定することと、
前記チップの外面の温度が前記硬化剤が前記マスクによって被覆されていない前記チップの部分内に拡散するレベルまで上昇するように、前記チャンバの内部を加熱することと、
によって行われる、請求項1に記載のチップ(70)を形成する方法。 - 前記チップの前記少なくとも一部の歯を形成するように、前記チップを少なくとも部分的に形状加工する前記ステップは、
前記チップに標的エネルギー(134)を導き、前記少なくとも1つの歯が溶融状態にされるべき箇所において前記チップの表面を加熱することと、
前記チップの前記表面に標的エネルギーを導く前記ステップと同時に、ガス状態にある前記硬化剤を含む補助ガス(140)を前記溶融状態に加熱された前記チップの区域に導き、これによって、前記補助ガスが前記溶融状態の材料を前記チップから吹き飛ばし、前記溶融状態の材料が吹き飛ばされた後に残る前記チップの一部に前記ガス状態にある硬化剤の一部が拡散し、その結果、前記チップの前記少なくとも1つの歯を形成するように前記チップを少なくとも部分的に形状加工する前記ステップ及び前記硬化剤を前記少なくとも1つの歯に拡散させる前記ステップが、同時に行われることと、
によって行われる、請求項1に記載のチップ(70)を形成する方法。 - 硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップにおいて、前記硬化剤は、前記少なくとも1つの歯(88)のみに表面硬化された外面(94)が形成されるように、前記少なくとも1つの歯内にのみ拡散される、請求項1~4のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 前記チップを少なくとも部分的に形状加工する前記ステップにおいて、前記チップは、複数の歯(88)を有するように形状加工され、
硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップにおいて、前記硬化剤は、少なくとも前記複数の歯内に拡散される、
請求項1~5のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。 - 前記チップの前記特性波長を決定する前記ステップは、
前記チップの特性共振周波数を決定することと、
前記チップの前記特性波長を前記チップの前記特性共振周波数の関数として決定することと、
によって行われる、請求項1~6のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。 - 前記チップの特性共振周波数を決定する前記ステップは、前記硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップの対象となる特徴部を有するチップの前記特性共振周波数を決定することによって行われ、
前記チップの前記特性波長を決定する前記ステップは、前記硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップの対象となる前記特徴部を有する前記チップの前記特性共振周波数に基づいてなされる、
請求項7に記載のチップ(70)を形成する方法。 - 前記チップの前記特性共振周波数を決定する前記ステップは、前記チップの有限要素解析を行うことによって少なくとも部分的に行われる、請求項7又は8に記載のチップ(70)を形成する方法。
- 前記チップの前記特性共振周波数を決定する前記ステップは、前記チップの前記特性共振周波数を決定するために多数の異なる周波数で前記チップを振動させることによって少なくとも部分的に行われる、請求項7,8、又は9のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 前記チップに吸引孔(92)が形成されるように、前記チップを形成するステップを更に含む、請求項1~10のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 特徴部(78)を有する前記チップを形成するステップを更に含み、前記特徴部は、前記チップが前記少なくとも1つのドライバ(54)によって振動される時、前記少なくとも1つの歯(88)に複数の異なる振動を生じさせるようになっている、請求項1~11のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 前記チップは、単一片ユニットから形状加工される、請求項1~12のいずれか1つに記載のチップを形成する方法。
- 前記チップの前記シャフト(71)が直線形状を有するように、前記チップを形状加工するステップを更に含む、請求項1~13のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 前記チップを少なくとも部分的に形状加工する前記ステップにおいて、前記チップは、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、又は鉄合金から形状加工される、請求項1~14のいずれか1つに記載のチップを形成する方法。
- 前記硬化剤を前記チップの前記遠位部分内に拡散させる前記ステップにおいて、前記硬化剤の成分は、ボロン、炭素、及び窒素からなる群から選択される、請求項1~15のいずれか1つに記載のチップ(70)を形成する方法。
- 超音波ハンドピース(50)と共に用いられるチップ(70)であって、請求項1~16のいずれか1つに記載の方法によって製造される、チップ(70)において、
互いに向き合った近位端及び遠位端を有するシャフト(71)と、
前記シャフトを超音波ハンドピース(50)に離脱可能に連結するための前記シャフトの近位端における特徴部(72)であって、これによって、前記チップが前記ハンドピースの作動時に前記ハンドピースによって振動される、特徴部(72)と、
前記シャフト(71)の前記遠位端から延在するヘッド(86)であって、少なくとも1つの歯(88)を有するように形成されたヘッド(86)と、
を備えるチップ(70)において、
前記少なくとも1つの歯が、表面硬化された外層(94)を有することを特徴とする、チップ(70)。 - 前記少なくとも1つの歯には、前記ヘッド(86)から延在する複数の前記歯(88)が含まれる、請求項17に記載のチップ(70)。
- 前記シャフト(71)は、吸引孔(92)を備える、請求項17又は18に記載のチップ(70)。
- 前記シャフトは、前記チップが振動する時に少なくとも1つの歯(88)に複数の異なる振動を生じさせる特徴部(78)を有する、請求項17~19のいずれか1つに記載のチップ(70)。
- 前記チップは、単一片ユニットから形状加工されている、請求項17~20のいずれか1つに記載のチップ(70)。
- 前記シャフト(71)は、直線形状を有する、請求項17~21のいずれか1つに記載のチップ(70)。
- 前記シャフト(71)、前記ヘッド(86)、及び少なくとも1つの歯(88)は、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、又は鉄合金から形状加工されている、請求項17~22のいずれかに記載のチップ。
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