手术器械的制作方法
【专利说明】手术器械
[0001]本申请要求2012年11月12日提交的美国临时申请序列号61/725，102的优先权，其教导通过引入结合于本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及手术器械。具体而言，本发明涉及具有用于切割、成形、研磨或磨削组织和/或骨中的可旋转部分(例如，刀片(blade)、钻)的手术器械。
【背景技术】
[0003]用于关节镜手术中的手术切割器械通常包括在外管状构件内可旋转的内管状构件。所述内管状构件具有设置在远端上的切削刃，并且外管状构件在其远端处包括开口，所述开口被定位成暴露内管状构件的切削刃并与之协作，以剪切或切割组织和/或骨。被切除的组织/骨靠通过内管状构件的内腔的抽吸来移除。
[0004]所述器械一般还包括将管状构件连接至具有电动机的机头(handpiece)的近端毂(hub)。在使用中，内管状构件以在500rpm和1000rpm之间的速度在固定的外管状构件内被可旋转地驱动(通过电机)，从而使切削刃旋转经过所述开口并切割组织。器械刀片能够具有多种配置，这将取决于待执行的手术过程。
[0005]这些管状构件一般由不锈钢形成，并且内管状构件的外直径与外管状构件的内直径是基本上相同的，但使得内管状构件能够以高速度自由地旋转。通常，在管状构件之间将存在介于0.01毫米和0.25毫米之间的空隙。
[0006]与这些类型的器械相关联的问题是，当内管状构件以高速度在外管状构件内旋转时，由金属对金属磨损引起的不锈钢颗粒的毛边或脱落的可能性。在极端情况下，那些颗粒能够沉积在手术部位中，从而导致金属污染、对组织的可能损害和缓慢的恢复或甚至手术失败。另外的问题在于这些颗粒还能引起器械表面的过早磨损和划伤，其能够导致器械的咬死(seizure)和故障。对此问题的一个解决方案是在内管状构件的外表面上、外管状构件的内表面上或这两个表面上涂覆银或锡镍合金的薄层。另一种解决方案是使用润滑剂(例如，硅树脂)在管状构件之间创建低摩擦表面。然而，由于这些涂层可能不是足够硬的或润滑的，所以这些解决方案仍能导致颗粒或润滑剂偶然脱落到手术部位中。此外，在制造期间添加润滑剂能够显著增加成本，并且能够产生制造过程复杂性。因此，如果克服了这些障碍，一种更方便的方法就能够具有优于已知器械的相当大的优势。
[0007]因此，将需要提供一种新的手术器械以及与其相关的方法。特别是将需要提供如下这样的手术器械和方法，即:与现有技术的装置相比，将基本上降低(若非消除)由金属对金属磨损引起的金属(例如，不锈钢)颗粒的毛边或脱落的可能性。还将需要提供如下这样的手术器械，即:与现有技术的装置相比，将基本上减少(若非消除)颗粒或润滑剂到手术部位中的偶然脱落。优选地，这样的手术器械装置与现有技术的手术器械相比使用和制造将不会更加复杂，并且与现有技术的手术器械相比，为了利用本发明的手术器械，这样的方法将不会需要具有显著提高的技能的使用者。
【发明内容】
[0008]根据本发明最广的方面，本发明特征在于一种手术器械，其包括协作地布置成在使用中切割组织的固定的管状构件和可驱动、可移动的细长管状构件，其中，所述器械包括一个或多个类金刚石碳支承表面。如本文所指示，术语“组织”包括人体的其它部分或结构，其包括但不限于软骨、肌肉、骨、骨性结构(例如，椎骨)以及韧带。如本文还指示的，术语“切”或“切割”包括用于对骨、软骨或组织进行手术工作的本领域中已知的若干技术或操作中的任何技术或操作，这样的技术包括但不限于骨或组织的修整、切除、研磨或磨削。
[0009]在实施例中，类金刚石碳(DLC)表面被设置成使得处于内管状构件和外管状构件之间。在另外的实施例中，DLC表面被形成在内管状构件的外表面上和/或外管状构件的内表面上。
[0010]根据本发明的一个方面，提供了一种手术切割器械，其包括:细长内管状构件和细长外管状构件，所述内管状构件可移动地接收在所述外管状构件内；设置在内管状构件的远端区域处的切削刃；以及外管状构件中的远端开口，所述开口被定位成暴露内管状构件的切削刃并与之协作，以允许剪切或切割。其中，手术切割器械包括布置成使得被设置在内管状构件和外管状构件之间的类金刚石碳支承表面。
[0011]合适地，所述细长内管状构件和所述细长外管状构件各自包括内表面和外表面，并且所述类金刚石碳支承表面包括所述内管状构件的外表面和/或所述外管状构件的内表面的至少一部分。优选地，所述支承表面是形成在所述器械的远端处的端部支承表面。在另外的实施例中，所述支承表面是周向支承表面。在又一些实施例中，所述支承表面是端部支承表面和周向支承表面二者。
[0012]在又一些实施例中，内管状构件被可旋转地接收在外管状构件内。
[0013]在又一些实施例中，支承表面具有在0.001微米和10.0微米之间的厚度。此外，支承表面的摩擦系数小于0.20。优选地，摩擦系数小于0.15 ;更优选为小于0.1o此外，支承表面合适地具有维氏硬度在1500和3500 (14-34GPa)之间的硬度。
[0014]在本发明的又一些实施例/方面中，类金刚石碳是SP3键合四面体非晶碳。优选地，基本上所有的类金刚石碳都是SP3键合四面体非晶碳。可替代地，类金刚石碳包括SP 2和SP3键合碳原子，并且可选地还包括填料，例如氢和金属。
[0015]根据本发明的另一方面，特征在于一种手术器械，其包括细长外管状构件和细长内管状构件，所述内管状构件可移动地接收在所述外管状构件内。这样的器械还包括设置成使得处于内管状构件和外管状构件之间的类金刚石碳支承表面。在本发明的一个实施例中，细长内管状构件具有外表面，且细长外管状构件具有内表面，并且类金刚石碳支承表面包括所述内管状构件的外表面的一部分和所述外管状构件的内表面的一部分中的至少一个。
[0016]在另外的实施例中，所述支承表面包括形成在所述器械的远端处的端部支承表面和/或周向支承表面。所述周向支承表面能够沿相应的内管状构件和/或外管状构件的长度延伸，以便包围包含外管状构件开口的区域和/或内管状构件的切削刃区域。可替代地，周向支承能够进一步沿相应的内构件和/或外构件的长度延伸。
[0017]在又一些实施例中，内管状构件被可旋转地接收在外管状构件内。此外，支承表面具有在0.0Ol微米和10.0微米之间的厚度和/或支承表面的摩擦系数小于0.20,0.15或0.1中的一个。另外，支承表面具有维氏硬度在1500和3500 (14-34GPa)之间的硬度。此夕卜，所述支承表面是使得具有上文提供的硬度和摩擦系数二者的支承表面。
[0018]在又一些实施例中，所述类金刚石碳包括以下之一:(a)基本上所有的SP3键合四面体非晶碳；(b) SP2和SP3键合碳原子；或者(C)基本上所有的SP3键合四面体非晶碳或SP2和SP3键合碳原子以及包括氢和/或金属中的至少一者的填料。
[0019]在又一些实施例中，这样的手术器械还包括:设置在内管状构件的远端区域处的切削刃；以及外管状构件中的远端开口，所述开口被定位成暴露内管状构件的切削刃并与之协作，以允许剪切或切割。
[0020]根据本发明的又一方面，特征在于一种关节镜器械，其包括提供了具有优异耐磨性的硬化表面的类金刚石碳涂层，并且其允许外科医生更精确地控制和实质上无污染地操作所述器械。已发现这样的涂层显示出减少热点的产生的低摩擦系数。此外，表面是化学惰性、耐腐蚀的，并且可不需要使用润滑剂。这些属性可以允许切割器械以更高的速度并且在每分钟20-40千转的区域中操作。
[0021]在本发明的另外的方面中，特征在于一种手术方法，其用于执行对于本领域技术人员而言