KR20150126693A

KR20150126693A - 골 절삭 장치

Info

Publication number: KR20150126693A
Application number: KR1020157028672A
Authority: KR
Inventors: 케니 코아이; 로드 맥밀란; 리네 하그
Original assignee: 디퍼이 신테스 프로덕츠, 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-11-12
Also published as: WO2014158683A1; JP2016510667A; BR112015022352A2; CA2904843A1; KR102277616B1; US20140276843A1; EP2967583A1; CN109965935A; CA2904843C; BR112015022352B1; CN105050511A; EP2967583B1

Abstract

골 절삭 장치는 근위 단부로부터 원위 단부까지 연장되고, 원위 단부에 인접한 첨예화된 절삭 표면을 가지며, 절삭 표면은 골의 절삭을 허용하도록 치수설정되고, 골 절삭 장치는 임플란트 등급 재료로 형성되며, 골 절삭 장치의 외측 표면은 침탄되거나 질화된다.

Description

골 절삭 장치{BONE CUTTING DEVICE}

드릴, 리머(reamer), 끌(chisel) 및 니들(needle)과 같은 골 고정 장치(bone fixation device)는 그것이 골 고정 시술에 적용될 때 장치가 그것에 인가되는 힘을 견딜 수 있게 하도록 전형적으로 금속으로 형성된다. 일반적으로, 그러한 골 고정 장치는 임플란트 등급 금속(implant-grade metal)으로 구성되지 않는데, 그 이유는 임플란트 등급 금속이 사용 중에 반복적으로 인가되는 힘을 견디기에 충분히 강하지 않기 때문이다. 따라서, 임플란트 등급 금속으로 구성된 드릴 및 리머의 사용은 장치에 대한 손상을 야기하고 빈번한 교체를 필요로 할 것이다.

전형적으로, 드릴 및 리머와 같은 골 고정에 사용되는 공구는 비-임플란트 등급 금속으로 구성된다. 그러나, 그러한 골 고정 장치가 외과적 사용 중에 부서져 파쇄되는 경우, 파편이 신체 내에 박힐 수 있다. 그러한 비-임플란트 등급 금속 파편을 찾아내 제거하는 데 필요한 시간은 길고, 목표 골 고정 시술을 수행하는 데 필요한 시간을 초과할 수 있다.

본 발명은 골 절삭 장치(bone cutting device)로서, 골 절삭 장치는, 근위 단부(proximal end)로부터 원위 단부(distal end)까지 연장되고, 원위 단부에 인접한 첨예화된(sharpened) 절삭 표면을 가지며, 절삭 표면은 골의 절삭을 허용하도록 치수설정되고, 골 절삭 장치는 임플란트 등급 재료(implant grade material)로 형성되며, 골 절삭 장치의 외측 표면은 침탄되거나 질화되는, 골 절삭 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 리머 헤드(reamer head)의 측면도.
도 2는 도 1의 리머 헤드의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 리머 헤드의 측면도.
도 4는 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 리머 헤드의 측면도.
도 5는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 드릴 비트(drill bit)의 측면도.
도 6은 도 5의 드릴 비트의 사시도;
본 발명의 대안적인 실시예에 따른 골 고정 요소.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드릴 비트의 측면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드릴 비트의 측면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드릴 비트의 측면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드릴 비트의 측면도.
도 11은 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 끌의 측면도.
도 12는 도 11의 끌의 부분 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 끌 날의 사시도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절골술 끌(osteotomy chisel)의 측면도.
도 15는 도 14의 절골술 끌의 확대도.
도 16은 표준 분석을 위해 셰플러 다이어그램(Schaeffler diagram)을 통해 시험된 종래의 재료 조성의 차트.
도 17은 도 16의 재료에 대한 셰플러 다이어그램.
도 18은 표준 분석을 위해 WRC-1992 다이어그램을 통해 시험된 종래의 재료 조성의 차트.
도 19는 도 18의 재료에 대한 WRC-1992 다이어그램.
도 20은 표준 분석을 위해 셰플러 다이어그램을 통해 시험된 본 발명에 따른 예시적인 재료 조성의 차트.
도 21은 도 20의 재료에 대한 셰플러 다이어그램.
도 22는 표준 분석을 위해 WRC-1992 다이어그램을 통해 시험된 본 발명에 따른 예시적인 재료 조성의 차트.
도 23은 도 22의 재료에 대한 WRC-1992 다이어그램.

본 발명은 하기의 설명 및 첨부 도면을 참조하여 추가로 이해될 수 있으며, 첨부 도면에서 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지시된다. 본 발명은 골 고정 장치(예를 들어, 골판, 골 스크류, 골수내 못 등)를 수용하도록 골절되거나 달리 손상된 골을 준비하는 데 사용되는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 임플란트 등급 재료로 형성되고, 표면 경도를 원하는 수준으로 증가시키도록 구성된 침탄되거나 질화된 외측 표면을 갖는 골 고정 장치(예를 들어, 리머, 끌 날, 드릴, 외과용 니들 등)에 관한 것이다. 임플란트 등급 재료는 신체 내에의 영구 이식에 적합한 재료 - 즉, 장기간 동안 신체 내에 남아 있더라도 건강에 악영향을 미지치 않을 재료 - 이다. 침탄되거나 질화된 외측 표면은 치료되는 골의 경도보다 큰 경도를 갖도록 선택된다. 비-표면 처리된 임플란트 등급 재료로 형성되고 드릴링, 치즐링(chiseling) 또는 리밍(reaming) 힘을 받을 때 흔히 좌굴되거나 파단되는 골 고정 장치와는 대조적으로, 본 발명에 따른 예시적인 골 고정 장치는 좌굴되거나 달리 변형됨이 없이 증가된 수준의 힘을 견딜 수 있다. 본 발명에 따른 예시적인 골 고정 장치에는 침탄되거나 질화된 외측 표면이 형성되는데, 이 외측 표면은 골 내로의 삽입 동안에 나삿니의 버링(burring) 또는 첨예화된 표면의 무뎌짐(dulling)을 방지하여, 첨예화 또는 교체 없이 동일한 골 고정 장치의 지속적인 사용을 허용한다. 또한, 본 발명의 예시적인 임플란트 등급 재료는 그것의 파단을 방지하거나 억제하기 위해 촉각적 피드백을 제공한다. 구체적으로, 재료는, 과도한 힘이 그것에 인가될 때, 장치가 파쇄되는 대신에 소정 정도의 굽힘을 겪도록 형성된다. 따라서, 외과의 또는 다른 사용자가 굽힘에 반응하여 그것에 인가되는 힘을 제거/감소시켜 파단을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 예시적인 침탄되거나 질화된 임플란트 등급 재료는 추가의 이점을 제공한다. 또한, 본 발명의 임플란트 등급 재료는, 그것의 작은 파편이 우연히 신체 내로 들어갈지라도, 이하에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이 제거가 필요하지 않도록 선택된다. 장치가 파쇄되는 경우에, 본 발명에 따른 예시적인 재료 처리는 파쇄된 부분의 에지를 비-처리된 재료에 비해 더 매끄럽고 더 둥글게 하여, 조직에 대한 외상을 감소시킨다. 본 발명에 따른 예시적인 골 고정 장치는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 임플란트 등급 재료로부터 형성된 비-표면 처리된 골 고정 장치와 비교할 때, 증가된 항복 강도, 최대 인장 강도 및 피로 강도를 비롯한 증가된 전체 강도를 제공한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "근위" 및 "원위"가 장치의 사용자를 향하는 방향(근위) 및 사용자로부터 멀어지는 방향(원위)을 지칭하도록 의도된다는 것에 유의해야 한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 리머 헤드(100)는 리머 로드(reamer rod)(도시되지 않음)에 부착가능한 근위 단부(102)로부터 긴 샤프트(104)를 따라 원위 단부(108)에 인접한 헤드(106)까지 연장된다. 예시적인 실시예에서, 헤드(106)의 외측 표면은 효율적인 절삭을 위한 복수의 첨예한 에지(110) 및, 리밍 시술 동안 막힘을 최소화하기 위한 깊은 종홈(flute)(112)을 포함한다. 헤드(106)는 또한, 당업자가 이해하는 바와 같이, 헤드(100)를 냉각하고 용이한 배출을 위해 골수를 유화시키기 위해서 리머 헤드(100) 밖으로의 관류액(irrigation fluid)의 유동을 허용하도록 그것의 주위에 분포된 복수의 개구(114)를 포함한다. 리머 헤드(100)를 통해 연장되는 중심 종방향 채널(116)은 골수 및 유화된 골이 그것을 통해 그리고 신체 밖으로 유동하도록 허용한다. 예시적인 실시예에서, 리머 헤드(100)는 5개의 종홈(112)을 갖는 12 mm 헤드이다. 그러나, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 직경 및 개수의 종홈(112)이 제공될 수 있음에 유의한다.

리머 헤드(100)는 임플란트 품질 오스테나이트 스테인레스강(예를 들어, 316L, 22-13-5, 바이오듀어(Biodur) 108), 코발트 합금, 예를 들어 CCM(Co-28Cr-6Mo 합금), MP35N, L605, ASTM-F-1058 및 엘질로이(Elgiloy), 및 티타늄 및 그것의 합금, 예를 들어 Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb 및 Ti-15Mo를 포함하지만 이로 제한되지 않는 임플란트 등급 재료로 형성된다. 선택된 재료는 바람직하게는, 파편화되어 신체 내에 남아 있더라도, 당업자가 이해하는 바와 같이 그리고 외과의 또는 다른 사용자의 재량으로, 환자가 부작용을 겪음이 없이 자기 공명 영상("MRI")을 받을 수 있도록 비-자성이다. 또한, 선택된 재료의 침탄/질화 처리는 첨예한 에지를 포함하지 않는 파편화된 부분을 생성하여, 주위 조직에 대한 외상을 방지한다. 리머 헤드(100)의 선택된 재료는 종래의 장치와 비교할 때 상당히 연질이지만, 침탄되거나 질화된 외측 표면의 부가는 그것의 강성을, 그것이 채용될 골의 강성보다 크고 종래의 리머 헤드보다 상당히 더 큰 수준으로 증가시킨다. 구체적으로, 리머 헤드(100)는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 대략 68 HRC 이상의 표면 경도를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 리머 헤드(100)의 경도는 대략 67 내지 74 HRC, 그리고 보다 구체적으로 67.5 내지 70.3 HRC일 수 있다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 이러한 구성은 장기간의 사용 후에 첨예한 에지(110)의 무뎌짐을 방지하면서 또한 예시적인 리밍 시술에 따른 골 내로의 리머 헤드(100)의 삽입을 용이하게 한다. 수술 동안, 리머 헤드(100)의 침탄되거나 질화된 외측 표면은 첨예함의 상실 또는 시징(seizing) 없이 골 및/또는 금속을 통해 절삭하는 것을 돕는다. 리머 헤드(100)의 예시적인 침탄되거나 질화된 외측 표면은 다수의 골 고정 시술에서 반복적인 사용을 허용한다. 대조적으로, 종래의 골 고정 장치는 1회 또는 제한된 횟수의 사용 후에 교체되어야 한다. 또한, 본 발명의 침탄되거나 질화된 재료는 장치를 확대시키거나 그것의 기하학적 구조를 달리 변화시켜야 함이 없이 골 고정 장치에 증가된 강성을 제공한다.

본 발명에 따른 예시적인 재료는 저온 침탄을 사용하여 처리되는데, 이는 다른 처리 방법과는 대조적으로 탄화물의 형성을 최소화한다. 그 개시내용 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는, 발명의 명칭이 "저온 표면 경화 공정(Low Temperature Case Hardening Process)"인 미국 특허 제6,464,448호가 산업용 부품 및 조립체를 위한 철계 재료의 저온 침탄을 기술하고 있다. 그러나, 이들 공정은 이전에는 임플란트 등급 의료 장치 또는 임플란트에 적용되지 않았다. 본 출원은 외과용 기구에 사용하기에 충분한 내식성 재료를 제공하기 위해 강철 또는 다른 재료의 저온 침탄을 적용한다. 즉, 본 발명에 따른 예시적인 시스템 및 방법은, 예를 들어 산화물을 형성하는 데 이용가능한 대신에 탄화물에 대한 크롬의 결합에 의해 부분적으로 부식이 야기될 수 있는 당업계에 알려진 다른 재료에 비해, 증가된 내식성을 갖는 장치를 형성하도록 임플란트 등급, 페라이트 무함유(ferrite free) 재료를 침탄/질화시키는 새로운 기술을 적응시킨다. 본 발명에 따른 재료 내의 보다 높은 수준의 몰리브덴은 그것의 내식성을 추가로 증가시킨다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 본 명세서에 기술된 장치들 중 임의의 것을 형성하기 위해 어닐링(annealing)과 냉간 가공(cold-working)의 조합이 사용될 수 있다. 생성된 재료는 탄소가 침입형 탄소(interstitial carbon)의 형태로 매트릭스를 과포화시킨 확산 구역을 포함한다. 이러한 과포화의 효과는 개선된 경도, 내마모성 및 내식성이다. 본 발명의 예시적인 재료가 하기에 더 상세히 기술된다.

당업자가 이해하는 바와 같이, 철의 3가지 주 입방 형태, 즉 오스테나이트(FCC), 마르텐사이트(BCT) 및 페라이트(BCC)가 존재한다. 마르텐사이트 및 페라이트 둘 모두는 자성인 반면, 오스테나이트는 그렇지 않다. 따라서, 종래의 임플란트 품질 316L 스테인레스강은 주조된 그대로의 상태에서도 완전히 오스테나이트계이도록 의도적으로 평형이 맞추어져, MRI 자기장과의 의료 장치의 상호작용을 최소화하거나 제거한다. 이는 주조된 그대로의 평형이 오스테나이트 영역 내에 있는 것을 보장하는 방식으로 오스테나이트 안정화 원소와 페라이트 안정화 원소의 평형을 맞춤으로써 수행된다. 소정 원소가 오스테나이트 또는 페라이트를 안정화시킨다는 것이 잘 알려져 있다. 몰리브덴 및 크롬과 같은 페라이트 안정화 원소들 중 많은 것이 또한 내식성을 증진시키기 때문에, 이들은 오스테나이트 형성 원소를 증가시킴으로써 평형이 맞추어져야 하거나, 합금은 오스테나이트와 함께 페라이트를 함유할 것이다. 규격 범위가 너무 넓은 것으로 보일 수 있지만, 소정의 상 평형을 생성할 필요성을 비용을 최소화하면서 내식성을 최대화할 필요성과 평형을 맞출 때, 실제 화학적 성질이 규격이 암시하는 것보다 훨씬 더 작은 범위 내에서 변할 것임이 명백하게 된다. 316L의 종래의 산업용 버전에서, 페라이트가 용접부에서의 고온 균열을 감소시키는 것으로 알려져 있기 때문에, 합금의 용접 특성을 개선하기 위해 소정량의 페라이트가 합금 내에 의도적으로 존재한다. 제강업자에 대해, 이는 용융 및 주조 동안에, 특히 연속 주조 동안에 고온 균열의 유사한 감소를 제공한다. 전형적인 상업용 316L 재료는 작은 백분율의 페라이트와 함께 대부분의 오스테나이트를 함유하는 합금이다. 이는 주조된 그대로의 상태에서 그리고 또한 바아(bar), 와이어, 시트 및 판과 같은 완성된 그대로의 가공 제품에서 그러하다.

다른 한편으로는, 임플란트 품질 316L은 페라이트가 합금 내에 존재하지 않도록 화학적으로 평형이 맞추어진다. ASTM F 138과 같은 규격에서 주어지는 화학적 범위가 페라이트를 생성할 수 있지만, 이러한 규격은 최종 제품이 페라이트를 함유하지 않을 것을 요구한다. 이를 성취하기 위해, 제조자는 실제 화학적 성질을 100% 오스테나이트 영역 내로 평형을 맞춘다. 스테인레스강에서 오스테나이트-페라이트 평형을 예측하기 위한 많은 방법이 있다. 가장 흔한 방법들 중 2가지는 셰플러 다이어그램 및 WRC-1992 다이어그램이다. 이들 기술 각각에서, 크롬 당량, 니켈 당량 및 상 평형 사이에서 상관관계가 이루어졌다. 크롬 및 니켈 당량들은, 크롬 및 니켈의 기본 원소에 관하여, 존재하는 페라이트 또는 오스테나이트 형성 원소들의 총량을 그것들의 안정화 효과와 관련시킨다. 침탄은 대략 20 :m 내지 35 :m 두께인 장치의 외부 표면 층 부근의 작은 영역만이 침탄되는 확산 제어식 공정이다. 페라이트 그레인(grain)이 이 영역 내에 존재하는 상태로 유지되면, 그것은 침탄되지 않아, 침탄된 층만큼 내식성이지 않을 비-침탄된 영역을 형성할 것이다. 이들 영역에서 부식 터널링 효과(corrosion tunneling effect)가 발생하여, 부식이 물품의 중심부로 침투하게 하여서, 잠재적으로 파국적 고장(catastrophic failure)을 초래할 수 있다.

본 발명에 따른 예시적인 재료는 임플란트 품질 316L이 어떠한 페라이트도 함유하지 않기 때문에 침탄을 위해 이를 이용하여서, 침탄된 층을 방해하는 페라이트 입자의 존재의 위험을 완화시킨다. 페라이트를 형성하는 경향을 보여주기 위해, 하기의 것이 비교되었다: (1) ASTM F138, ASTM F 139 및 ISO 5832-1의 요건을 충족시키는, 신쎄스(Synthes)에서 입수한 임플란트 품질 316L. 샘플 크기 ― 1366개 샘플, 및 (2) ASTM A 276의 요건에 따라 공급자에 의해 제조된 산업용 품질 316L. - 샘플 크기 ― 3,556개 샘플. 하기의 표에 나타낸 바와 같이, 셰플러 방법 및 WRC-1992 방법을 사용하여 페라이트 함량을 결정하기 위해 각각의 평균 화학적 성질이 플로팅(plotting)되었다:

도 16 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 위에 개시된 재료들의 비교는, 임플란트 품질 316L이 100% 오스테나이트 영역 내로 평형이 맞추어지는 반면, 산업용 품질 316L이 대략 7 내지 8% 페라이트에서 평형이 맞추어진다는 것을 보여준다. 이 기술들 각각은 또한 규격 범위에 기초하여 가능한 % 페라이트 대역을 보여준다. 구체적으로, 도 17은 도 16의 다양한 유형의 종래의 산업용 강도 미세구조체의 용접 특성에 관한 정보를, 미세구조체가 함유하는 합금 원소의 함수로서 제공한다. 도 17의 차트는 하기의 재료 조성에 대한 표준 분석의 범위에 대한 셰플러 다이어그램에 해당한다. 도 19는 도 18의 다양한 유형의 종래의 산업용 강도 미세구조체의 용접 특성에 관한 정보를, 미세구조체가 함유하는 합금 원소의 함수로서 제공한다. 도 19의 차트는 하기의 재료 조성에 대한 표준 분석의 범위에 대한 WRC-1992 다이어그램에 해당한다. 도 20 내지 도 23은 본 발명에 따른 예시적인 임플란트 등급 재료에 대한 동일한 데이터를 제공하는데, 여기서 도 21은 도 20의 데이터의 셰플러 다이어그램에 해당하고, 도 23은 도 22의 데이터의 WRC-1992에 해당한다. 상기에 비추어, 본 발명에 따른 예시적인 재료가 100% 오스테나이트 영역 내에서 평형이 맞추어지는 임플란트 등급 재료를 제공하여, 종래의 재료에서 흔히 생성되는 페라이트를 제거한다는 것이 명백하다.

본 명세서에 기술된 예시적인 구성이 리머 헤드(100)에 관한 것이지만, 본 발명의 개념은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 다른 골 고정 장치에 채용될 수 있다. 그러한 골 고정 장치는 톱 날, 스크류드라이버, 절골도(osteotome), 끌, 드릴 비트, 봉합 니들, 시린지 니들 및 다른 절삭 또는 천공 장치를 포함하지만 이로 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 리머 헤드(100')를 도시한다. 리머 헤드(100')는 이하에 언급된 것을 제외하고는 리머 헤드(100)와 실질적으로 유사하게 형성된다. 리머 헤드(100')의 외측 표면은 근위 단부(102)로부터 원위 단부(108)까지 그것을 따라 연장되는 복수의 종홈(112')을 포함한다. 첨예화된 절삭 에지(110')가 조직을 가르는 것을 돕기 위해 원위 단부(108)에 인접하게 제공된다.

당업자가 이해하는 바와 같이, 리머 헤드(100')는 실질적으로 원통형이며, 당업계에 공지된 리머 로드에 부착되도록 구성된다. 리머 헤드(100')의 재료 및 전체 강성은, 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 리머 헤드(100)의 재료 및 전체 강성과 실질적으로 유사하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 리머 헤드(100")를 도시한다. 리머 헤드(100")는 이하에 언급된 것을 제외하고는 리머 헤드(100, 100')와 실질적으로 유사하게 형성된다. 리머 헤드(100")의 외측 표면은 실질적으로 매끄럽고, 관통 연장되는 제1 및 제2 개구(114")를 포함하며, 제1 및 제2 개구의 개구 축선은 서로 정렬되고, 리머 헤드(100")의 종축에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된다. 리머 헤드(100")는 조직을 가르는 것을 돕기 위해 원위 단부(108)에 인접한 첨예화된 절삭 에지(110")를 포함한다. 리머 헤드(100")의 재료 및 전체 강성은, 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 리머 헤드(100)의 재료 및 전체 강성과 실질적으로 유사하다. 리머 헤드(100, 100', 100") 중 임의의 것이, 당업자가 이해하는 바와 같이, 그것을 통한 골 및/또는 골 스크류, 드릴 비트의 회수를 허용하기 위해 실질적으로 중공형일 수 있음에 유의한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 대안적인 실시예에 따른 예시적인 드릴 비트(200)를 도시한다. 드릴 비트(200)는, 리머 헤드(100)에 관해 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 침탄되거나 질화된 외측 표면을 갖는 임플란트 등급 재료로 형성된다. 드릴 비트(200)는 근위 단부(202)로부터 긴 원통형 샤프트(204)를 따라 복수의 종홈(208)을 갖는 원위 단부(206)까지 연장되며, 복수의 종홈 각각은 각자의 외측 절삭 표면(210)을 갖는다. 드릴 비트(200)는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 그것의 삽입 깊이를 나타내기 위해 샤프트(204)를 따른 에칭(212)부를 포함할 수 있다. 근위 단부(202)는 당업계에 공지된 드릴링 메커니즘에 대한 그것의 부착을 허용하는 부착 부분(214)을 포함할 수 있다. 리머 헤드(100)에서와 같이, 드릴 비트(200)는 첨예함을 상실하거나 손상됨이 없이 임의의 복수의 시술에 사용될 수 있다. 드릴 비트(200)가 손상된 경우, 임플란트 등급 재료는 그것의 임의의 버링된 부분을 신체로부터 제거하는 것이 필요하지 않는 것을 허용한다.

드릴 비트(200)가 특정 기하학적 구조를 갖는 것으로 도시되지만, 본 명세서에 개시된 본 발명의 개념은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 크기 또는 형상을 갖는 임의의 드릴 비트에 적용될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 도 7 내지 도 10은 다양한 기하학적 구조를 갖는 드릴 비트(220, 230, 240, 250)를 개시하며, 이들 모두는 본 발명의 예시적인 침탄되거나 질화된 임플란트 등급 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 드릴 비트(230, 240, 250)는 드릴 비트로부터 원위방향으로 연장되는 돌출부(260)를 포함할 수 있으며, 돌출부(260)는 드릴 비트(230, 240, 250)의 근위 부분의 직경에 비해 감소된 직경을 갖는다. 종홈(208)이 돌출부(260) 위로 연장될 수 있다. 이들 예는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아님에 유의한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 끌(300)을 도시하며, 끌(300)은 근위 단부(302)로부터, 긴 샤프트(304)를 따라, 증가된 폭의 패들 부분(paddle portion)(308)을 갖는 원위 단부(306)까지 연장된다. 패들 부분(308)의 원위 단부는 골을 치즐링하도록 구성된 첨예화된 절삭 표면(312)을 갖는 리세스 부분(recess portion)(310)을 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 패들 부분(308)은 샤프트(304)에 대해 대략 38Ε만큼 경사질 수 있지만, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 다른 각도가 사용될 수 있다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 끌(300)의 근위 길이부가 손잡이(314)를 통해 형성된 대응하는 개구 내로 삽입될 수 있고, 공지된 부착 수단(예를 들어, 마찰 끼워맞춤, 접착제 등)을 사용하여 그것에 고정될 수 있다. 끌을 그것 내에 추가로 고정하기 위해, 스크류 또는 핀(pin)(316)이 끌(300)의 근위 부분 및 손잡이(314)를 통해 횡방향으로 연장될 수 있다. 예시적인 끌(300)은, 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 침탄되거나 질화된 임플란트 등급 재료로 형성된다. 작동 구성에서, 첨예화된 절삭 표면(312)은 무뎌지거나 파쇄됨이 없이 골 내로 절삭하는 데 사용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 끌 날(400)을 도시한다. 끌 날(400)은 근위 단부(402)로부터 긴 몸체(404)를 따라 첨예화된 원위 단부(406)까지 연장된다. 증가된 폭의 부착 부분(408)은, 당업자가 이해하는 바와 같이, 그것의 조작을 돕기 위해 손잡이(도시되지 않음)의 맞닿음 부분(도시되지 않음)과 맞물리도록 관통 연장되는 개구(410)를 포함할 수 있다. 끌 날(400)은, 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 침탄되거나 질화된 임플란트 등급 재료로 형성된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 끌 날의 도시된 기하학적 구조는 단지 예시적인 것이며, 기하학적 구조에 있어서의 임의의 변형이 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이, 예를 들어 특정 시술의 요건을 만족시키기 위해 적용될 수 있다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절골술 끌(500)을 도시한다. 끌(500)은 근위 단부(502)로부터, 긴 몸체(504)를 따라, 제1 및 제2 리세스된 부분(508)에 의해 한정되는 첨예화된 원위 팁(distal tip)(506)까지 연장된다. 몸체(504)는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 골 내로의 끌(500)의 삽입 깊이의 시각적 안내를 제공하는 복수의 마킹(marking)(510)을 포함한다. 끌(500)의 근위 단부는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 작동 구성에서, 골 내로 치즐링하기 위해 해머 또는 다른 충격 공구를 통해 충격될 수 있는 증가된 폭의 부분(512)을 포함한다. 끌(500)은, 앞서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 침탄되거나 질화된 임플란트 등급 재료로 형성된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 끌의 도시된 기하학적 구조는 단지 예시적인 것이며, 기하학적 구조에 있어서의 임의의 변형이 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이, 예를 들어 특정 시술의 요건을 만족시키기 위해 적용될 수 있다.

본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명의 구조 및 방법론에 있어서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 변형 및 변경이 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내에 있다면 이들을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims

골 절삭 장치(bone cutting device)로서, 상기 골 절삭 장치는, 근위 단부(proximal end)로부터 원위 단부(distal end)까지 연장되고, 상기 원위 단부에 인접한 첨예화된(sharpened) 절삭 표면을 가지며, 상기 절삭 표면은 골의 절삭을 허용하도록 치수설정되고, 상기 골 절삭 장치는 임플란트 등급 재료(implant grade material)로 형성되며, 상기 골 절삭 장치의 외측 표면은 침탄되거나 질화되는, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 골 절삭 장치는 임플란트 품질 오스테나이트 스테인레스강, 코발트 합금들, 예를 들어 CCM(Co-28Cr-6Mo 합금), MP35N, L605, ASTM-F-1058 및 엘질로이(Elgiloy), 및 티타늄 및 티타늄의 합금들, 예를 들어 Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb 및 Ti-15Mo 중 하나로 형성되는, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 임플란트 등급 재료는 페라이트 무함유(ferrite free)인, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 골 절삭 장치의 경도는 67 내지 74 HRC의 범위인, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 골 절삭 장치는 리머 헤드(reamer head)이며, 상기 리머 헤드는 상기 리머 헤드의 외측 표면을 따라 분포된 복수의 종홈(flute)들을 갖는, 골 절삭 장치.
제5항에 있어서, 각각의 종홈은 상기 종홈의 외측 부분 상에 대응 절삭 표면을 포함하는, 골 절삭 장치.
제5항에 있어서, 상기 장치를 통해 연장되는 관류 개구(irrigation opening)로서, 상기 관류 개구를 통해 그리고 목표 절삭 영역으로 관류액(irrigation fluid)의 유동을 지향시키기 위한, 상기 관류 개구를 추가로 포함하는, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치를 통해 연장되는 채널을 추가로 포함하는, 골 절삭 장치.
제5항에 있어서, 상기 절삭 표면은 상기 종홈들 각각의 원위 단부 상에 제공되는, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 골 절삭 장치는 긴 드릴 비트(drill bit)인, 골 절삭 장치.
제10항에 있어서, 상기 드릴 비트의 근위 부분은 골 내로의 상기 드릴 비트의 삽입 깊이를 나타내는 마킹(marking)을 포함하는, 골 절삭 장치.
제10항에 있어서, 상기 드릴 비트는 실질적으로 원통형인, 골 절삭 장치.
제12항에 있어서, 상기 드릴 비트의 원위 팁(distal tip)은 상기 드릴 비트로부터 원위방향으로 연장되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부의 직경은 상기 드릴 비트의 근위 부분의 직경보다 작은, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 골 절삭 장치는 끌(chisel)인, 골 절삭 장치.
제14항에 있어서, 상기 절삭 표면은 상기 끌의 원위 에지(distal edge) 상에 형성되는, 골 절삭 장치.
제14항에 있어서, 상기 절삭 표면은 실질적으로 만곡된, 골 절삭 장치.
제14항에 있어서, 상기 원위 단부에 인접한 증가된 직경의 패들 부분(paddle portion)을 추가로 포함하며, 상기 패들 부분은 상기 끌의 샤프트 부분에 대해 경사진, 골 절삭 장치.
제15항에 있어서, 상기 원위 절삭 표면은 상기 원위 단부에서 수렴하는 제1 및 제2 대향 경사 벽들에 의해 한정되는, 골 절삭 장치.
제14항에 있어서, 상기 골 절삭 장치는 절골술 끌(osteotomy chisel)인, 골 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 어닐링(annealing)과 냉간 가공(cold-working)의 조합을 통해 형성되는, 골 절삭 장치.
골을 치료하기 위한 방법으로서,
골 절삭 장치를 사용하여 예시적인 골 고정 시술에 따라 골의 일부분을 절삭 제거하는 단계로서, 상기 골 절삭 장치는, 근위 단부로부터 원위 단부까지 연장되고, 상기 원위 단부에 인접한 첨예화된 절삭 표면을 가지며, 상기 절삭 표면은 골의 절삭을 허용하도록 치수설정되고, 상기 골 절삭 장치는 임플란트 등급 재료로 형성되며, 상기 골 절삭 장치의 외측 표면은 침탄되거나 질화되는, 상기 절삭 제거 단계를 포함하는, 골을 치료하기 위한 방법.