组织移除装置的制造方法_3

文档序号:8448156阅读:来源:国知局
谓的前路手术。
[0142]弯曲传动轴特别易于受热,容易过早断裂。在柔性传动轴中,弯曲会使得传动轴以一定旋转速率前后揉动,这会引起受热,并会造成断裂。
[0143]脊柱组织切割时使用的一种柔性传动轴设计为细的,(例如)1-5_范围内。这种细的传动轴工作转速很高,如本文别处所述,且以一定弯曲度工作,如本文别处所述,这是一个很细的传动轴,工作时受到多个应力,这都会引起断裂。传动轴的尺寸可使应力集中在很小的半径内。设置一种安全机构是很有用的,它可防止刀头有力地从装置内飞出的,或者,甚至从装置内掉落,特别是在考虑了在人体内会引起损伤,特别是在脊柱或其它关节,例如,肩部、髋部、膝部等。
[0144]值得注意的是,在使用本发明的实施方式来处理脊柱之外的关节时,可选择地对一些特性进行改动。例如,下面一些非限定性示例:
[0145]细长轴的长度可以达30cm,且在治疗髋部关节时,甚至可更长。
[0146]细长轴的轴尖曲度直径可以达60mm,在治疗髋部和肩部时,直径可以甚至更大。
[0147]在一些实施方式中,例如非限定性示例,关节镜手术,其内腔可选择用于吸收而不是冲洗。
[0148]在一些实施方式中,刀头转动速度可以低于本文别处所述。
[0149]在一些实施方式中,可以使用一种适合切割较软组织(如非限定性示例,韧带)的刀头。
[0150]根据本发明的一个方面,提供了一种从诸如受试人的受试对象体上切割组织的装置。如本文在一些实施方式中所使用的那样,术语“切割”系指通过刀头转动而对组织进行切除。根据切割类型,所引起的组织碎片会留在体内或使用人们已知方式来取出,如吸取或机械提取。使用本发明实施方式或使用专门的组织切割装置来进行切除,诸如(例如非限定性不例,Kerrison Rongeurs) ¢: www.0rthomedinc.com/wp-content/up loads/2013/04/18-0-Spinal-Rongeurs-and-Pu nches.pdf.中所介绍的。
[0151]本发明装置的一些实施方式包括一种带弯曲远端部分的细长装置体。一部分细长装置体在本文中也称之为轴,或细长轴,或细长轴体。
[0152]如本文进一步所述,细长装置体及其弯曲远端部分可以使刀头精确抵靠在腔内表面上和/或撞击神经纤维的组织的上。
[0153]细长装置体可以是(例如)30-250mm长(例如104mm),弯曲远端部分(例如)49-269mm长(例如,根据用途,可以是123mm或116mm),曲度半径(例如)4_12mm(例如9_)。这种曲度半径在弯曲部分和细长装置体平直部分之间形成夹角,该夹角(例如)90-160度,例如105和135度(取决于型号)。
[0154]细长装置体可选择地带有圆形或椭圆形横截面,外部直径(例如)2_5mm,例如3.2_。细长装置体的直径和/或横截面形状可沿其长度为恒定的,或者可以是变化的,例如,近端直径较大,远端直径较小,反之亦然。
[0155]细长装置体可以采用手术器械中使用的任何材料制成,包括(例如)不锈钢、钛、复合材料等。各种装置部件都可使用人们所熟知的方法来制造,例如,铸造、挤压、机加工等。
[0156]在一些实施方式中,细长装置体包括至少一个腔,该腔从装置本体近端延伸到刀头,该刀头固定到细长装置体的远端。该腔可选择地与细长装置体曲度相同,直径为(例如)1-4(例如,2.8mm),其可用于紧紧地容纳传动轴(例如,比柔性传动轴直径大30-100%),确保传动轴的至少柔韧部分不会在腔内扭结或弯曲。装有传动轴的腔可选择位于细长装置体的中央。传动轴从电动机处延伸到刀头处,所述电动机可选择地位于手柄内,而手柄则可选择固定到装置本体近端,并且,传动轴可选择地将旋转(可选择双向)和选择正向/反向运动传递至刀头。传动轴可选择包括大体刚性部分,该刚性部分连接到(机械地,通过压接,或通过焊接)大体柔韧部分,或与大体柔韧部分邻接。刚性部分可选择横穿细长装置体的至少一部分直部,而柔韧部分则横穿弯曲部分,并且可选择地横穿一些直部分。如本文进一步介绍的,传动轴可以包括压接在柔韧多层线缆端部上的刚性管子。
[0157]多层线缆可用于高扭转刚性和低弯曲刚性,可使线缆以高速转动,同时又以较小曲度半径弯曲。高扭转刚性和低弯曲刚性有利于弯曲形式使用。低弯曲刚性可允许低弯曲相关应力,并可较好地抗由于高转速和/或高转动扭矩而形成的疲劳。这种线缆可以编织、卷绕,或从内层处扭结,用来保持高结构整体性,并可选择地具有低扭转刚性,而外层用来保持高扭转刚性。多层线缆包括至少一个内层,可选择多个内层,和至少一个外层,可选择多层。为了进一步加强线缆能够向刀头传输扭矩但又不会出现磨损和/或弯折和/或断裂,上述每层都可布置成在邻近层方向相反的方向上具有机械特性。应该指出的是,多层线缆的典型失效形式,特别是当作为组织切割装置组成部分使用时,线缆各股最终会断裂或割断。失效模式一般都是动态失效(dynamic failure) ο
[0158]线缆芯可以采用(例如)七根304V不锈钢线(每个线的直径例如0.084mm)扭结成线绳而制成。几层线圈(例如,3层)然后围绕线绳芯子而缠绕。每个连续线卷可选择地沿其前方一个线圈的相反方向缠绕。内线卷(靠近线绳芯子最近的)包括(例如)五根线(每个直径例如0.12mm),中间线卷包括(例如)五根线(每个直径例如0.14mm)以及外线卷包括(例如)五根线(每个直径例如0.16mm)。
[0159]这种线缆能够以抗疲劳方式以本文别处所述角度沿弯曲路径传输旋转运动和纵向运动,即扭矩和转速和轴向力和转速。然而,应该指出的是,这种路径是固定的,正如在一些实施方式中,弯曲的刀尖可以是刚性的或者是可变的,在组织切割前和/或切割期间,刀尖可以接收多个角度或曲度,正如本发明者在先前专利申请中所述,即PCT公开的专利申if WO 2012/004766。
[0160]在一些实施方式中,柔性传动轴(诸如,上述线缆)的直径例如为0.3mm到5mm,例如,0.5mm 或 1.5mm 或 3mm。
[0161]细长装置体可选择地包括至少一个附加腔。该附加腔可选择为偏离中央腔,或者可以是中央腔,以及可用于输送和吸入冲洗流体,和/或用于输送药物(例如,类固醇、麻卡因等),和/或用于冷却。
[0162]如本文所述,细长装置体近端可固定到手柄上,手柄内装有传动机构和选择装有电动机以及电路。手柄可以供用户操纵装置并可操作电动刀头。在这方面,手柄的形状大体上为倒锥体形,长度例如75_105mm,近端直径例如20_30mm,远端直径例如5_15mm。手柄可以做成一种壳体,其包括一个或多个铸件、加工件或注塑成形件。手柄可包括一种用户接口,用来操作电动机,设定电动机参数(例如,转速和转动方向等),设定切割时间、操作和设定冲洗参数以及控制辅助装置,诸如神经刺激设备。
[0163]此外,手柄可以设计和布置成这样的,S卩外科医生沿装置保持清晰的视线,帮助外科医生监视进展情况并同时切割一些组织,避免切割别的组织。
[0164]用户接口还可包括显示器,用来显示各种与电动机或冲洗相关的参数,以及与刀头和柔性传动轴相关的信息,诸如温度、机械整体性、刀头位置等,以及与手术期间使用的辅助装置(例如,神经监测电极)相关的信息。
[0165]正如本文所述,本装置包括带有组织切割部分的刀头。组织切割部分可以用(例如)17-4pH(沉淀硬化)不锈钢制成;例如OD (外径)2.5mm,例如带有4个螺旋槽(前置角例如26度,深例如0.75mm,宽例如0.8mm),每个带有刃口,构成刀片。刀头可选择带有成型刀尖,用于钻孔,例如球形,在此种情况下,刀片为穹顶形状,与刀头顶端相匹配。刀头可选择(例如)外径Imm的轴,轴的一侧带有平面,用来传输刀具与柔韧轴连接部分的扭转和轴向完整性。组织切割部分的外径可以例如为1.(例如2.5mm),球面半径0.2mm_l.25mm,(例如1.25mm)。组织切割部分长度取决于用途,在2mm-15mm之间(例如3.45-6.25mm,包括球面;2.2_5mm不包括球面)。
[0166]由于在一些脊柱手术中使用的切割方向性和要处理的一些区域受病理约束并包括敏感组织(例如,神经纤维),组织切割部分的长度的一部分可采用由复合材料或合金制成的护板在一侧或多侧给予覆盖。例如,这种护板可以覆盖组织切割部分周缘的90-270度,并可固定在预定位置(例如,沿弯曲部分的外曲线)或可围绕刀头转动。
[0167]在一些实施方式中,刀头限制构件固定到护板上和/或嵌入到护板中。
[0168]在一些实施方式中,刀头限制构件固定到轴细长本体上,而不是固定到护板上。
[0169]如本文所述,本发明者发现,在硬组织(骨头)切割期间刀头上的受力会引起柔性传动轴的失效。当用在可能危险的手术时,诸如椎板切除术,刀头与传动轴的脱离会造成周围神经纤维的损伤并可能会引起并发症,即使刀头实际上并没有脱离装置(例如,刀头可能在壳体内振动和/或断裂)。
[0170]本发明者发明了一种机构,如果刀头与传动轴脱离时,该机构可将刀头保持固定在装置内并防止刀头意外振动和颤动等。
[0171]这种机构(下面将更详细地介绍)可使传动轴的机械失效,和/或传动轴的断裂,不会引起刀头与装置的脱离或不会引起刀头的其它意外行为。
[0172]在一些实施方式中,固定机构多数采用不锈钢制成,通过例如机加工、激光切割、挤压成形、照相光刻工艺(photo-etching)等方式形成预期的形状。
[0173]固定机构的一些示例实施方式的特性允许刀头正向钻孔。这些实施方式的刀头在其基部都固定到传动轴上,并可在正向刃口处自由动作。正向钻孔在狭窄情况下是非常重要的,因为此时装置不能进入到狭窄空间内,诸如脊柱关节中的神经和骨头之间,因为这种间隙并不存在。在这种情况下,正向钻孔可让外科医生为了引入组织切割装置需要切口一个初始空间。
[0174]组织切割部分的远端可以是平滑的和/或涂有金刚石的,以减少对诸如硬膜囊等软组织的撞击。
[0175]在组织切割部分上进行金刚石涂覆会使组织分化,组织切割部分切割硬物质诸如骨头且不会伤害软组织。
[0176]下面参照图1介绍,该图是本发明示例实施方式所制作的一种装置10的侧面剖视图,不出了手柄12、细长轴体30和刀头50。
[0177]装置10包括手柄12,其内装有电动机14,后者选择包括电机壳体16、电机轴18、轴承20和选择用来密封电机轴18的垫片22。电机14选择带有与手柄12方便连接和与其方便断开的连接部分(电机叉)。电机14可以是直接传动的电气或气动电机,能够以每分钟(例如)10000至70000转的速度转动并可提供(例如)3-10Ncm的扭矩。
[0178]电机14还可以选择包括一根围绕电机轴18的弹簧24。弹簧24可以是电机连接机构的一部分并选择使电机叉轴向移动直至与电机轴18正确结合为止。手柄12还可选择包括孔口 26,用来进入到冲洗腔(本文所述)。
[0179]手柄12的外表面选择包括用户接口,用来控制电机14和可选择地用来控制流过孔口 26。
[0180]手柄12可以连接到细长轴体30上,后者包括大体线性部分(A),其与弯曲部分(B)毗连或连接到弯曲部分(B)上。细长轴体3
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