用于准备表面置换髋关节植入物的股骨骨骼的旋转刀具制造技术

一种具有主体的旋转刀具，该主体包括至少一个部分，该至少一个部分包括至少一个切削装置，所述刀具由单个金属部件提供，该单个金属部件通过增材制造来制造。

Rotary tool for preparing femoral bones for surface replacement of hip joint implants

A rotating tool having a body comprising at least one part including at least one cutting device provided by a single metal component manufactured by augmentation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于准备表面置换髋关节植入物的股骨骨骼的旋转刀具背景在髋关节表面置换手术中，保持股骨的头部并用带有与自然关节相似尺寸的球形支座的头部植入物来覆盖股骨的头部。股骨的头部用旋转刀具(rotarycutters)，并且有时用平锯切刀来成形，使得表面置换头部植入物的内部轮廓精确地贴合股骨骨骼。在粘结的头部植入物的情况下，骨骼被机械加工成尺寸稍小，因此植入物和骨骼之间有一均匀层的骨骼接合剂。对于多孔涂层(无接合剂)表面置换头部植入物的情况，需要小的过盈配合，使得头部植入物紧密配合在骨骼上，直到发生骨生长进入多孔表面以进一步加强固定。如果不存在过盈或存在较小过盈，则头部植入物最初可能不足够稳定，并且植入物可能失败。如果存在太多过盈，头部植入物将很难配合。因此，旋转刀具必须足够精确，以提供小间隙配合或更关键的小过盈配合。现有的表面置换头部植入物具有很大程度上为圆柱形的孔，其具有平坦的端部以及中间的倒角或拱顶侧。典型地，旋转刀具对应于这些形状，并且包括圆柱形刀具、平面刀具和倒角刀具以分阶段地使股骨的头部成形。但是，一些系统具有用于形成平坦平面切削的锯导引件，而一些系统具有用于对成形手术进行组合的刀具，例如组合的圆柱形刀具和倒角刀具或组合的倒角刀具和平面刀具。刀具在使用中通过预先放置在股骨骨骼中的中心导引杆以正确的角度和定向被导引。因此，旋转刀具包括切削端部特征部、配合在导引杆上的孔和用于附接到动力手术钻的标准驱动器特征部。一些还包括用于在使用中收集骨骼切屑的塑料附件。现有的表面置换器械是可重复使用的，因此它们必须在使用前以及每一次使用之间进行清洁和消毒。清洁可能需要数天的时间，因此如果医院只有少量的髋臼铰刀，这可能降低患者可以被治疗的速度，因为外科医生在可以治疗下一位患者之前必须等待因清洁而待返回的铰刀。一般来说，可重复使用的器械给患者带来更高的感染风险，因为存在它们将未被彻底清洁或未正确消毒的可能。具有骨切削功能的器械在使用中会严重受到骨骼和组织碎片的污染，并且特别难以清洁。此外，由于锋利的切削刃，它们对于涉及操作和清洁的人员是危险的。除了再加工可重复使用刀具的风险和困难之外，它们在数次使用和清洁周期后也变钝，并且需要更换或磨锋利。由于其复杂性和对典型地在多个制造阶段中形成的锋利切削齿的需求，旋转刀具制造起来是昂贵的。此外，一套刀具包括许多与头部植入物尺寸范围相对应的尺寸变型，因此制造起来也是昂贵的，它们在手术室占用大量空间。由于上面所讨论的困难，再加工和维护成本也很高。专利技术陈述为了克服这些困难，本专利技术提出了一种单次使用的旋转刀具，其具有切削装置，切削装置由单个金属部件提供，单个金属部件通过增材制造(AM)来制造。优点和描述在本专利技术的一个实施方案中，提供了一种旋转刀具，其优选地被设计成用于在髋关节表面置换手术期间使股骨骨骼成形，该旋转刀具具有主体，主体包括至少一个部分，该至少一个部分包括至少一个切削装置，所述刀具由单个金属部件来提供，该单个金属部件通过增材制造来制造。许多增材制造方法是本领域技术人员已知的。一种选择是使用直接金属激光烧结(DMLS)，以及另一种选择是电子束熔化(EBM)。刀具可以由任何合适的金属制成，例如钢(例如不锈钢)、钛或钴合金(例如钴铬合金)。刀具通常将由具有远侧端部和近侧端部的大致圆柱形主体界定。为了便于描述，本文中将远侧端部称为在使用中远离外科医生定位的端部。换句话说，该端部将首先接近骨骼。该远侧端部通常包括大体上圆柱形的区域。圆柱体由刀具的壁来界定，并且将是内部中空的。圆柱体的直径(从外壁到外壁，或可选择地从内壁到内壁所测量的)将根据待切削的骨骼的尺寸来选择。圆柱形部分内的空间(中空部)将在刀具在骨骼上被推动时，容纳骨骼。任选地，大体上圆柱形的区域可以包括一个或更多个孔口。这些孔口可用于允许骨碎片从刀具中排出。刀具的主体将通常还包括用于将刀具固定到保持器(下面更详细地描述)的部分。再次，为了在本文中便于参考，所述固定部分被认为界定了刀具的近侧部分(即，它将是接近保持器/外科医生的部分)。典型地，用于将所述刀具固定到保持器的部分的横截面具有比远侧圆柱形区域小的直径。在优选的实施方案中，存在将所述大体上圆柱形的远侧区域连接到所述近侧固定区域的锥形区域。根据刀具的预期用途，可以存在放置在刀具上的不同位置上的各种齿的布置。为了在股骨骨骼上执行圆柱形切削(cylindricalcut)，将存在周向地定位在主体的圆柱形区域的远侧端部处的切削齿。可以有任何数量的齿，但通常是将多于一个。例如，1、2、3、4、5、6、7、8个。优选地是8个。这些齿通常被设定轮廓使得当旋转刀具在骨骼上被推动时，延伸超过圆柱形部分的内直径的骨骼的任何部分被齿接合并被切除。通常，齿将具有与它们所形成的微小角度，以便实现有效的切削。除了上面所描述的齿之外还可以具有另一种齿的布置，其中切削齿定位在刀具的主体的内表面上。如果这些齿轴向地倾斜，例如定位在将圆柱形远侧部分与近侧固定部分连接一起的锥形区域的至少一部分上，则在使用中，它们将能够在刀具被推动以接合锥形区域处的骨骼时，在股骨骨骼上进行倒角切削(chamferedcut)。再次，这些齿可以以适合于在骨骼中造成均匀切削的任何方式来设定轮廓。如同本文中所描述的任何切削齿一样，齿不需要由单个平坦的切削刃形成。相反，它们可以包含锯齿状物或诸如此类的，以影响有效的切削。此外，在具有多于一个倾斜切削齿(例如2、3、4、5、6、7、8，优选是4个)的旋转刀具中，则存在于每个齿上的任何锯齿状物可以相对于彼此偏移，使得不存在具有由于其落入由锯齿状物引起的间隙的路径而未适当地被切削的骨骼上的周向区域的可能性。在需要刀具也能够在其平面上切削骨骼的情况下，刀具也将具有定位在刀具主体的内部使得它们大体上垂直于刀具的轴线定位的齿。在一些情况下，这些切削齿定位在其中的刀具主体的内部区域也可以形成固定部分的开始部分，其中刀具的固定装置从该平坦部分向近侧延伸。任选地，用于将所述刀具固定到保持器的刀具的部分包括至少一个腿部。任选地1、2、3、4、5或6个。优选地是4个。这些腿部设计成配合到保持器上的相应的接纳装置内。在一些情况下，该至少一个腿部还包括突出部，所述突出部构造成用于与所述保持器卡扣配合连接，其中所述保持器具有互补的凹部以容纳突出部。应该理解的是，凹部可以存在于该至少一个腿部中并且突出部可以存在于保持器中。为了在制造过程中获得规模效率(从而节省成本和材料)，在本专利技术的优选实施方案中，提供了(大体上圆柱形的远侧区域的)递减/递增直径的旋转刀具的嵌套。增材制造工艺能够在每个刀具之间留下小的间隙，使得它们各自可以从该嵌套中移除。这也提高了刀具的易于储存性。在嵌套中，用于将所述刀具中的每一个固定到保持器的相应部分各自具有大致相同的直径，使得当嵌套时由所述固定部分形成大体上圆柱形的区域。这可以允许在保持器上制造标准化的接纳部分尺寸。本专利技术的保持器被设计成在一端部处保持本专利技术的旋转刀具并且在另一端部处连接到驱动器装置，使得驱动器装置可以旋转刀具。保持器包括用于接纳所述旋转刀具的固定部分的接纳装置，所述接纳装置任选地包括与所述刀具的固定部分的至少一个腿部上的任何突出部互补的凹部。优选地，保持器通过增材制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转刀具，具有主体，所述主体包括至少一个部分，所述至少一个部分包括至少一个切削装置，所述刀具由单个金属部件提供，所述单个金属部件通过增材制造来制造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.06 GB 1519630.61.一种旋转刀具，具有主体，所述主体包括至少一个部分，所述至少一个部分包括至少一个切削装置，所述刀具由单个金属部件提供，所述单个金属部件通过增材制造来制造。2.根据权利要求1所述的旋转刀具，其中，所述刀具的所述主体包括界定所述刀具的远侧部分的大体上圆柱形的区域，任选地，其中所述大体上圆柱形的区域包括一个或更多个孔口。3.根据权利要求1或2所述的旋转刀具，其中，所述刀具的所述主体还包括用于将所述刀具固定到保持器的部分，所述固定部分界定所述刀具的近侧部分。4.根据权利要求3所述的旋转刀具，其中，用于将所述刀具固定到保持器的所述部分的横截面具有比所述远侧圆柱形区域小的直径。5.根据权利要求3或4所述的旋转刀具，其中，具有将所述大体上圆柱形的远侧区域连接到所述近侧固定区域的锥形区域。6.根据前述权利要求中任一项所述的旋转刀具，其中，所述至少一个切削装置包括周向地定位在所述主体的远侧端部处的切削齿。7.根据前述权利要求中任一项所述的旋转刀具，其中，所述至少一个切削装置包括定位在所述刀具的所述主体的内表面上的切削齿。8.根据权利要求7所述的旋转刀具，其中，所述齿的构造使得所述齿轴向地倾斜。9.根据权利要求8所述的旋转刀具，其中，所述齿定位在所述锥形区域的至少一部分上。10.根据权利要求7所述的旋转刀具，其中，所述齿的构造使得所述齿大体上垂直于所述刀具的轴线定位。11.根据权利要求3或从属于权利要求3的权利要求4-10所述的旋转刀具，其中，用于将所述刀具固定到保持器的所述部分包括至少一个腿部。12.根据权利要求11所述的旋转刀具，其中，所述至少一个腿部还包括突出部，所述突出部构造成与所述保持器卡扣配合连接。13.根据前述权利要求中任一项所述的旋转刀具，其中，两个或更多个不同尺寸的刀具在制造和/或储存期间在彼此中嵌套在一起。14.根据权利要求13所述的旋转刀具，其中，在所述嵌套中，用于将所述刀具中的每一个固定到保持器的相应部分各自具有大致相同的直径，使得当嵌套时由所述固定部分形成大体上圆柱形的区域。15.根据前述权利要求中任一项所述的旋转刀具，所述刀具是单次使用的。16...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·沃津克罗夫特，
申请(专利权)人：恩博迪骨科有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB