(57)【要約】【課題】  骨切断具を支持するよう構成されている、金属ベアリングインサートと、このベアリングインサートに対して成形された本体と、を含む、整形外科用切断ブロックを含む整形外科用手術器具を提供する。【解決手段】  骨切断具を支持するよう構成されている、金属ベアリングインサートと、このベアリングインサートに対して成形された本体と、を含む、整形外科用切断ブロックを含む整形外科用手術器具。ベアリングインサートは、化学的にエッチングされた複数の孔を含み、本体は、化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるように、ベアリングインサートに対して成形される。整形外科用切断ブロックの本体は、患者の骨の一部と接触するよう適合された、骨に面した表面を含んでもよく、ベアリングインサートは、外科医がベアリングインサートを支持のために使用して、患者の骨上に切断を行うことができるよう配置されてもよい。整形外科用手術器具の製造方法も開示される。【選択図】  図１
2010155080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的にエッチングされた複数の孔を有する金属ベアリングインサートであって、前記ベアリングインサートは骨切断具を支持するよう構成されている、金属ベアリングインサートと、
前記ベアリングインサートに対して成形された本体であって、前記化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが前記本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるような、本体と、を含む、整形外科用切断ブロック。
【請求項２】
前記ベアリングインサートが、（ｉ）前記本体と接触する境界表面及び（ｉｉ）前記境界表面の反対側のガイド表面を有し、前記ガイド表面は、前記骨切断具を支持するよう構成されており、
前記化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが、前記ベアリングインサートの前記境界表面から前記ガイド表面まで延在する、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項３】
前記化学的にエッチングされたそれぞれの孔を少なくとも部分的に満たす前記本体の前記部分が、前記孔の容積の少なくとも半分を満たす、請求項２に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項４】
前記ベアリングインサートが、ブッシングを含み、前記ガイド表面が骨ドリルビットを支持するよう構成されている、請求項２に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項５】
前記ベアリングインサートが、非捕捉的な切断ガイドを含み、前記ガイド表面が骨鋸刃を支持するよう構成されている、請求項２に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項６】
前記本体が、患者の脛骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の脛骨上に近位切断を行うことができるよう配置される、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項７】
前記本体が、患者の大腿骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の大腿骨上に遠位切断を行うことができるよう配置される、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項８】
前記本体が、患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の大腿骨上に前部切断、後部切断及び面切断の少なくとも１つを行うことができるよう配置される、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項９】
前記本体が、患者の大腿骨の切除された前部表面と接触するよう適合された、骨に面した第１の表面と、前記患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した第２の表面と、を含み、
前記ベアリングインサートの前記ガイド表面が、内側に面した区分、外側に面した区分及び遠位に面した区分を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に切欠切断を行うことができるよう配置される、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【請求項１０】
前記本体が、射出成形されたポリマーを含む、請求項１に記載の整形外科用切断ブロック。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔技術分野〕
（関連する米国特許出願の相互参照）
同時係属の「化学的にエッチングされた金属インサートを有する整形外科用切断具及び製造方法」と題された、ジョン・エドワーズ（Jon Edwards）による米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人整理番号２６５２８０−２０７７８１、ＤＥＰ−６２００）に相互参照され、この出願は本願と同一の譲受人に譲渡され、本願と同時に出願され、また参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、一般に整形外科用手術器具に関し、より詳細には、化学的にエッチングされた孔を有する金属ベアリングインサートを備える整形外科用切断ブロックに関する。
【０００３】
〔背景技術〕
関節形成術は、疾患及び／又は損傷した天然関節を人工関節で置き換える周知の外科手技である。通常の人工関節は、中でも、人工膝関節、人工股関節、人工肩関節、人工足首関節及び人工手首関節を含む。天然関節を人工器官で置き換えることを容易にするために、整形外科医は、例えば鋸、ドリル、リーマー、やすり、穴ぐり器、切断ブロック、ドリルガイド、ミリングガイド及び他の手術器具等の様々な整形外科用手術器具を使用する。一般に、整形外科用手術器具は、例えば機械加工、旋盤細工及び穿孔等の伝統的な製造工程を用いて金属から加工され、また外科手技の間に滅菌を必要とする。
【０００４】
〔課題を解決するための手段〕
一局面において、整形外科用切断ブロックは、金属ベアリングインサートと、このベアリングインサートに対して成形された本体と、を含んでもよい。ベアリングインサートは、化学的にエッチングされた複数の孔を有してもよく、骨切断具を支持するよう構成されていてもよい。本体は、化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが、本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるように、ベアリングインサートに対して成形されてもよい。
【０００５】
いくつかの実施形態において、ベアリングインサートは、本体と接触する境界表面及びこの境界表面の反対側のガイド表面を有してもよい。ベアリングインサートのガイド表面は、骨切断具を支持するよう構成されていてもよい。ベアリングインサート内の化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれは、ベアリングインサートの境界表面からガイド表面まで延在してもよい。化学的にエッチングされた各孔を少なくとも部分的に満たす本体部分は、孔の容積の少なくとも半分を満たしてもよい。ベアリングインサートはブッシングとして具体化されてもよく、ガイド表面は骨ドリルビットを支持するよう構成されてもよい。ベアリングインサートは、非捕捉的な切断ガイドとして具体化されてもよく、ガイド表面は、骨鋸刃を支持するよう構成されてもよい。本体は、射出成形されたポリマーから形成されていてもよい。
【０００６】
整形外科用切断ブロックの本体は、患者の脛骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含んでもよく、ベアリングインサートは、外科医がベアリングインサートを支持のために使用して、患者の脛骨上に近位切断を行うことができるよう配置されてもよい。本体は、患者の大腿骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含んでいてもよく、ベアリングインサートは、外科医が、ベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に遠位切断を行うことができるよう配置されてもよい。本体は、患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した表面を含んでもよく、ベアリングインサートは、外科医がベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に前部切断、後部切断及び面切断の少なくとも１つを行うことができるよう配置されてもよい。本体は、患者の大腿骨の切除された前部表面と接触するよう適合された、骨に面した第１の表面と、患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した第２の表面と、を含んでもよく、ベアリングインサートのガイド表面は、内側に面した区分、外側に面した区分及び遠位に面した区分を含んでもよく、ベアリングインサートは、外科医がベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に切欠切断を行うことができるよう配置されてもよい。
【０００７】
別の局面において、整形外科用手術器具は、整形外科用切断ブロックとして具体化されてもよい。整形外科用手術器具は、第１の金属ベアリングインサート、第２の金属ベアリングインサート、並びに第１及び第２のベアリングインサートに対して成形された本体を含んでもよい。第１のベアリングインサートは、化学的にエッチングされた第１の複数の孔を有してもよく、骨切断具を支持するよう構成されていてもよい。第２のベアリングインサートは、化学的にエッチングされた第２の複数の孔を有してもよく、骨切断具を支持するよう構成されていてもよい。本体は、化学的にエッチングされた第１の複数の孔のそれぞれ及び化学的にエッチングされた第２の複数の孔のそれぞれが本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるように、第１及び第２のベアリングインサートに対して成形されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、第１のベアリングインサートは、本体と接触する第１の境界表面及びこの境界表面の反対側の第１のガイド表面を有してもよい。第１のガイド表面は、骨切断具を支持するよう構成されてもよい。化学的にエッチングされた第１の複数の孔のそれぞれは、第１のベアリングインサートの第１の境界表面から第１のガイド表面まで延在してもよい。第２のベアリングインサートは、本体と接触する第２の境界表面及びこの境界表面の反対側の第２のガイド表面とを有してもよい。第２のガイド表面は、骨切断具を支持するよう構成されていてもよい。化学的にエッチングされた第２の複数の孔のそれぞれは、第２のベアリングインサートの第２の境界表面から第２のガイド表面まで延在してもよい。第１のベアリングインサートは、第２のベアリングインサートとの間に間隙を有して第２のベアリングインサートと対向してもよい。第１及び第２のベアリングインサートは、骨鋸刃を支持するよう構成された捕捉的な切断スロットとして具体化されてもよい。
【０００９】
別の局面において、整形外科用手術器具を製造する方法を開示する。本方法は、金属ベアリングインサート内に複数の孔を化学的にエッチングすることを含んでもよい。本方法は、本体をベアリングインサートに対して成形して、整形外科用切断ブロックを形成することもまた含んでもよい。本方法は、ベアリングインサートの全厚を通して、複数の孔のそれぞれを化学的にエッチングすることを含んでもよい。本方法は、更に、ベアリングインサート内に溝を化学的にエッチングすることも含んでもよい。本方法は、本体をベアリングインサートに対して成形することに先立って、ベアリングインサートを溝に沿って屈曲させることも更に含んでもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態において、本方法は、ベアリングインサート上にマスクを形成することを含んでもよい。マスクは、ベアリングインサート上に複数の露出領域を画定することができる。本方法は、マスクを有するベアリングインサートを薬液槽内に配置し、それにより複数の露出領域が化学的にエッチングされて複数の孔となることを含んでもよい。本方法はまた、マスクを有するベアリングインサートを薬液槽から取り除くことと、ベアリングインサートからマスクを取り除くことと、を含んでもよい。本方法は、ベアリングインサートにフォトレジスト材料を塗布することと、パターン形成されたフォトマスクを使用して、フォトレジスト材料の一部を光源に選択的にさらすことと、現像液を使用して、フォトレジスト材料の一部を選択的に除去して、ベアリングインサート上に複数の露出領域を画定することと、を含んでもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態において、本方法は、ベアリングインサートを鋳型内に充填することを含んでもよい。ベアリングインサートは、鋳型の壁に接触してもよい。本方法は、ポリマーを鋳型内に射出することも含んでもよい。ベアリングインサートはポリマーによって鋳型の壁に対して押圧されてもよい。ポリマーは複数の孔を少なくとも部分的に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
詳細な説明は特に以下の図面に関する。
【図１】整形外科用切断ブロックの一実施形態の斜視図。
【図２】図１の整形外科用切断ブロックの部分的な分解組立斜視図。
【図３Ａ】化学的エッチングに先立つ、金属ベアリングインサートの断面図。
【図３Ｂ】化学的エッチング後の図３Ａの金属ベアリングインサートの一部の断面図。
【図３Ｃ】一実施形態による、本体と共に成形後の金属ベアリングインサートの一部の断面図。
【図３Ｄ】別の実施形態による、本体と共に成形後の金属ベアリングインサートの一部の断面図。
【図４】患者の骨に連結された図１の整形外科用切断ブロックの斜視図。
【図５】整形外科用切断ブロックの別の実施形態の部分的な分解組立斜視図。
【図６】患者の骨に連結された図５の整形外科用切断ブロックの斜視図。
【図７】整形外科用切断具の一実施形態の斜視図。
【図８】図７の整形外科用切断具の斜視図。
【図９】整形外科用切断具の別の実施形態の斜視図。
【図１０】図９の整形外科用切断具の一部の斜視図。
【図１１】整形外科用手術器具の製造方法の簡略化したフローチャート。
【図１２】金属インサートを化学的にエッチングする方法の簡略化したフローチャート。
【図１３】金属インサート上にマスクを形成する方法の簡略化したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔図面の詳細な説明〕
本開示の概念は、様々な修正及び別の形態の影響を受けるが、これらの特定の例示的な実施形態が図面で例として示され、本明細書に詳細が記載される。ただし、本開示の概念を開示される特定の形態に限定することを何ら意図するものではなく、その逆に、添付の「特許請求の範囲」において定義される発明の趣旨並びに範囲に包含される全ての改変物、均等物及び代替物を網羅することを意図するものである点を理解すべきである。
【００１４】
解剖学的参照を表す前部、後部、内側、外側、上、下等の用語は、本開示全体にて、本明細書に記載する整形外科用手術器具及び患者の天然の解剖学的構造の両方に関して使用することができる。これらの用語は、解剖学的構造の研究及び整形外科の分野の両方にて十分理解された意味を有する。明細書及び特許請求の範囲におけるこれらの解剖学的参照用語の使用は、特に言及しない限り、それらの十分理解された意味と一致することが意図される。
【００１５】
本開示は、一般に、１つ以上の金属インサートと、この金属インサートに対して成形された本体と、を含む、整形外科用手術器具に関する。金属インサートは、使用中、最大の力を受ける整形外科用手術器具の領域に、又はこの領域の近傍に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、本体は、射出成形されたポリマーであってもよい。金属インサートは、化学的にエッチングされた複数の孔を含む。化学的にエッチングされた孔は、独特な構造的特徴を有し、金属インサートと本体との間の接着を形成する。本開示の概念は、金属ベアリングインサートを使用する整形外科用切断ブロックと、金属切断インサートを使用する整形外科用切断具との両方に適用可能である。
【００１６】
概して図１〜図４を参照すると、本開示による整形外科用手術器具の例示的な一実施形態は、外科医によって、外科用骨鋸と共に使用されるための切欠ガイドとして機能するよう設計された整形外科用切断ブロック１００である。これら及び他の全ての図において、同様の構成要素は、同様の参照番号を使用して標識される。整形外科用切断ブロック１００は、数個の金属ベアリングインサート１１８、１２０と、このベアリングインサート１１８、１２０に対して成形された本体１０２と、を含む。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、整形外科用切断ブロック１００の本体１０２は、前部プレート１０４及び２つの遠位プレート１０６を含み、概して本体１０２に、側方から見た際に反転された「Ｌ」形を、上方から見た際に反転された「Ｕ」形を付与する。本体１０２は、内側に面した壁１１０、遠位に面した壁１１２及び外側に面した壁１１４により画定される中心切欠開口部１０８を更に含む。前部プレート１０４は、骨に面した表面１４２を含み、この表面は、患者の大腿骨１０の切除された前部表面と接触するよう適合されている。２つの遠位プレート１０６のそれぞれは、患者の大腿骨１０の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した表面１４４を含む。本体１０２は、６個のガイド孔１１６（そのうちの４個は図１及び図２のそれぞれに見ることができる）も含む。ガイド孔１１６の数及び配置は変動してもよく、また全ガイド孔１１６がベアリングインサート１１８を必要としなくてもよい。
【００１８】
本体１０２は、ベアリングインサート１１８、１２０に対して成形されてもよく、ポリマー及び樹脂を含むがこれらに限定されない任意の材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態において、本体１０２は、ベアリングインサート１１８、１２０よりも外力に耐える能力が低いが、より安価で、軽量で、並びに／又は複雑な形状により容易に加工される材料から形成されてもよい。本体１０２は、本来、異成分からなっていてもよく、又は複合材料であってもよい。例示的な一実施形態において、本体１０２は、射出成形されたポリマーから形成される。
【００１９】
金属ベアリングインサート１１８、１２０は一般に、使用中に最大の力を受ける整形外科用切断ブロック１００の領域又はこの領域の近傍に配置される。ベアリングインサートは、金属又は金属合金により形成されてもよく、例示的な一実施形態において、ベアリングインサート１１８、１２０は、タイプ３１６又はタイプ１７−４級のステンレス鋼により形成される。各ベアリングインサートは、本体と接触する境界表面１２２を含む（図２の部分的な分解組立図にて可視）。境界表面１２２の反対側にて、各ベアリングインサートは、骨切断具を支持するよう構成されているガイド表面１２４、１２６も含む。各ベアリングインサート１１８は、ガイド孔１１６の１つのためのブッシングとして機能する。したがって、ガイド孔１１６の１つを貫通するドリルビット又はピンは、ベアリングインサート１１８のガイド表面１２４のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体１０２とは接触しないであろう。ベアリングインサート１２０は、中心切欠開口部１０８のための非捕捉的な切断ガイドとして機能する。ガイド表面１２６は、内側に面した区分１２８、遠位に面した区分１３０及び外側に面した区分１３２を含み、これらはそれぞれ、本体１０２の内側に面した壁１１０、遠位に面した壁１１２及び外側に面した壁１１４に対応する。したがって、中心切欠開口部１０８に沿って切断する骨鋸刃１２（図４に示される）は、ベアリングインサート１２０のガイド表面１２６のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体１０２には接触しないであろう。別の実施形態では、単一の、多数に区分されたベアリングインサート１２０に代わって２つ又はそれ以上の別のベアリングインサートが使用されてもよい。
【００２０】
各ベアリングインサート１１８、１２０は、化学的にエッチングされた複数の孔１３４を含む。例示的な一実施形態において、化学的にエッチングされた複数の孔１３４のそれぞれは、ベアリングインサート１１８、１２０の境界表面１２２からガイド表面１２４、１２６まで延在する。化学的にエッチングされた孔１３４は、独特な構造的特徴を有し、この特徴は図３Ａ〜図３Ｄを参照して下記に更に説明され、ベアリングインサート１１８、１２０と本体１０２との間の接着を形成する。化学的にエッチングされた孔１３４は、様々な形状からなっていてもよく、またベアリングインサート１１８、１２０の表面上で多数のパターンにて配置されてもよいことが想定される。例示的な一実施形態において、化学的にエッチングされた孔１３４は、円形であり、約０．０５ｃｍ（１インチの１／５０）の直径を有する。ベアリングインサート１１８、１２０は、化学的にエッチングされた孔１３４に加えて、化学的にエッチングされた他の特徴部も含むことができる。例示的な一実施形態において、ベアリングインサート１２０は、化学的にエッチングされた１つ又はそれ以上の溝１３６並びに／又は、中でも、例えば基準マーキング、商標及び製品名又は番号等の化学的にエッチングされた印１３８を更に含んでもよい。
【００２１】
下記により詳細に説明するように、化学的にエッチングされた孔１３４、並びに化学的にエッチングされた溝１３６、化学的にエッチングされた印１３８及び他の特徴部は、金属ベアリングインサート１１８、１２０を、露出された金属を溶解する薬液槽内に配置することにより形成されてもよい。ベアリングインサート１１８、１２０は、図３Ａに示されるように、薬液槽内に配置することに先立って、ベアリングインサート１１８、１２０の周囲に、複数の露出領域１８を含むマスク１４を形成することによって、選択的にエッチングされて、化学的にエッチングされた複数の孔１３４等の特徴部を形成してもよい。マスク１４は、薬液槽により実質的に溶解されない任意の材料から形成されてもよい。
【００２２】
例示的な一実施形態において、マスク１４はポリマー性フォトレジスト材料であり、これをベアリングインサート１２０の周囲に形成するが、複数の露出領域１８を含んでいる（図３Ａ参照）。薬液槽から取り除かれた後で、ポリマー性フォトレジストマスク１４を除去することに先立つ、図３Ａのベアリングインサート１２０の断面が図３Ｂに示される。ベアリングインサート１２０の両側上の、薬液槽に露出された領域において得られた構造は、化学的にエッチングされた孔１３４である。化学的にエッチングされた孔１３４の独特な構造的特徴は、ウェット、即ち液体の化学エッチングの等方性の性質に一部起因する。図３Ｂで見られるように、薬液槽はベアリングインサート１２０の金属を垂直方向に溶解するにつれ、金属を垂直方向の約２０〜２５％の割合で水平方向にも溶解する。ベアリングインサート１２０の片側のみ薬液槽に露出された領域において、得られた構造は、化学的にエッチングされた溝１３６である。溝１３６は、ベアリングインサート１２０のガイド表面１２６の幅全体に延びてもよい。下記により詳細に説明するように、溝１３６は、本体１０２をベアリングインサート１２０に対して成形することに先立って、ベアリングインサート１２０が、ガイド表面１２６の内側に面した区分１２８と遠位に面した区分１３０との間、並びに遠位に面した区分１３０と外側に面した区分１３２との間で屈曲することを可能にする。
【００２３】
化学的にエッチングされた孔１３４は、図３Ｃに示されるように、ベアリングインサート１２０と本体１０２との間の接着を形成する。本体１０２がベアリングインサート１２０に対して成形されると、本体１０２の一部が、化学的にエッチングされた複数の孔１３４のそれぞれを少なくとも部分的に満たす。成形後、本体１０２は、境界表面１２２及び化学的にエッチングされた孔１３４の側壁で、ベアリングインサート１２０と接触するが、概ねガイド表面１２６とは接触せず、整形外科用切断具を支持するよう構成されている実質的に全ての金属ガイド表面１２６を提供する。例示的な一実施形態において、化学的にエッチングされた各孔１３４を少なくとも部分的に満たす本体１０２の一部は、それぞれの孔１３４の容積の少なくとも半分を満たすことができる。別の例示的な実施形態では、化学的にエッチングされた各孔１３４を少なくとも部分的に満たす本体１０２の一部は、各孔１３４の容積の７０〜８０％を満たしてもよい。
【００２４】
図３Ｄに示される別の例示的な実施形態において、ベアリングインサート１２０の化学的にエッチングされた孔１３４はベアリングインサート１２０の片側のみの領域を露出することによっても形成されるが、ベアリングインサート１２０はより長時間、薬液槽内に残留されることができる。これにより、テーパ形状の側壁１４０を含む、独特の区別される構造的特徴を有する化学的にエッチングされた孔１３４が形成される。ここでも、本体１０２の一部は化学的にエッチングされた各孔１３４を少なくとも部分的に満たすが、概ねガイド表面１２６と接触せず、整形外科用切断具を支持するよう構成されている実質的に全ての金属ガイド表面１２６を提供する。ベアリングインサート１２０及び図３Ａ〜図３Ｄに関して記載した特徴部のそれぞれは、ベアリングインサート１１８及びその化学的にエッチングされた孔１３４に等しく適用することができることに留意するべきである。更に、これら及び以後に開示される全ての別の実施形態に関して、化学的にエッチングされた複数の孔１３４は本体１０２の一部により少なくとも部分的に満たされるが、化学的にエッチングされた孔１３４の数個は全く満たされ得ないことが想定される。
【００２５】
手術中の患者の大腿骨１０の遠位端上の整形外科用切断ブロック１００の配置及び使用は、図４にて最良に見ることができる。一般に、外科医は、整形外科用切断ブロック１００を使用して切欠切断を行うことに先立って、患者の大腿骨１０上に前部及び遠位切断又は切除を行っているであろう。整形外科用切断ブロック１００は、前部プレート１０４の骨に面した表面１４２が、患者の大腿骨１０の切除された前部表面と接触し、２つの遠位プレート１０６の骨に面した表面１４４が、患者の大腿骨１０の切除された遠位表面と接触するよう配置される。整形外科用切断ブロック１００は、１つ又はそれ以上の（一般に、３つ又はそれ以上の）外科用ピン１６をガイド孔１１６を通して配置することにより患者の大腿骨１０に固定される。整形外科用切断ブロック１００が固定されると、外科医は、骨鋸刃１２を有する一般的な骨鋸を使用して、ベアリングインサート１２０を骨鋸刃１２を支持するために使用して切欠切断を実行することができる。
【００２６】
以下、概して図５及び図６を参照すると、本開示による整形外科用手術器具の別の例示的な実施形態は、外科医が外科用骨鋸と共に使用するための、当技術分野で４−ｉｎ−１切断ブロックとしても既知の、前部／後部／面切断ガイドとして機能するよう設計された整形外科用切断ブロック２００である。整形外科用切断ブロック２００は、数個の金属ベアリングインサート２１８〜２２６及びこのベアリングインサート２１８〜２２６に対して成形された本体２０２を含む。
【００２７】
整形外科用切断ブロック２００の本体２０２は、整形外科用切断ブロック１００に関して上記に説明した材料等の、ベアリングインサート２１８〜２２６に対して成形されてもよい任意の材料から形成されることができる。図５に示されるように、本体２０２は１対の本体構成要素２０４、２０６を含み、これらは組み合わされると、略立方形又は矩形平行６面体の外形を、整形外科用切断ブロック２００に与える。本体構成要素２０４及び本体構成要素２０６の両方は骨に面した表面２３８を含み、この表面は、患者の大腿骨１０の切除された遠位表面と接触するよう適合される。本体構成要素２０４は、本体構成要素２０４の内側と外側との間に引かれる想像線と略平行である細長い開口部２０８を更に含む。細長い開口部２０８は、本体構成要素２０４の遠位側に向かって開放する第１のテーパ状壁２１０の対と、本体構成要素２０４の近位側に向かって開放する第２のテーパ状壁の対（図示せず）とにより画定されている。第２のテーパ状壁の対は、図５に示されるように、本体構成要素２０６を受容するよう設計されている。本体２０２は、本体構成要素２０４及び本体構成要素２０６の両方上にガイド孔２１６も含んでもよい。ガイド孔２１６の数及び配置は、変更されてもよく、全てのガイド孔２１６がベアリングインサート２１８を必要としなくてもよい。
【００２８】
整形外科用切断ブロック１００のベアリングインサート１１８、１２０と同様、ベアリングインサート２１８〜２２６は金属又は金属合金から形成されてもよく、概して使用中、最大の力を受ける整形外科用切断ブロック２００の領域又はこの領域の近傍に配置される。それぞれのベアリングインサートは境界表面２３６を含み、この表面は本体２０２と接触する。境界表面２３６の反対側に、各ベアリングインサートは、骨切断具を支持するよう構成されているガイド表面２２８〜ガイド表面２３２（及び図示しないその他）も含む。各ベアリングインサート２１８は、ガイド孔２１６の１つのためのブッシングとして機能する。ガイド孔２１６の１つを貫通するドリルビット又はピンは、ベアリングインサート２１８のガイド表面のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体２０２とは接触しないであろう。ベアリングインサート２２０は、患者の大腿骨１０上に前部切断を行うための非捕捉的な切断ガイドとして機能する。整形外科用切断ブロック２００の前部側に沿って切断する骨鋸刃１２は、ベアリングインサート２２０のガイド表面２３２のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体２０２とは接触しないであろう。同様に、ベアリングインサート２２２は、患者の大腿骨１０上に後部切断を行うための非捕捉的な切断ガイドとして機能する。整形外科用切断ブロック２００の後部側に沿って切断する骨鋸刃１２は、ベアリングインサート２２２のガイド表面（図示せず）のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体２０２とは接触しないであろう。別の例示的な実施形態において、整形外科用切断ブロック２００の前部及び後部切断ガイドは、代替的に、非捕捉的な切断ガイドではなく、むしろ下記に記載するものと同様の捕捉的な切断スロットであってもよい。
【００２９】
整形外科用切断ブロック２００は、２つの捕捉的な切断スロットも含み、このスロットは、患者の大腿骨１０上に１対の面切断を行う際に骨鋸刃１２を支持することができる。上述したように、本体構成要素２０４は、細長い開口部２０８を含み、この開口部は第２のテーパ状壁の対により部分的に画定され、この壁は、本体構成要素２０４の近位側に向かって開いている。金属ベアリングインサートは、第２のテーパ状壁の対のそれぞれの上に配置されている：上部テーパ状壁上のベアリングインサート２２４、及び下部テーパ状壁上の他のベアリングインサート（図示せず）。本体構成要素２０６は、ベアリングインサート２２６も有する。ベアリングインサート２２６のガイド表面は、下方に面した区分２２８及び上方に面した区分２３０を含む。本体構成要素２０４と本体構成要素２０６とが取り付けられると、これらのベアリングインサートは２つの捕捉的な切断スロットを形成する。ベアリングインサート２２６の下方に面した区分２２８は、ベアリングインサート２２６との間に間隙を有してベアリングインサート２２４に対向し、下方に角をなす捕捉的な切断スロットを形成する。ベアリングインサート２２６の上方に面した区分２３０は、ベアリングインサート２２６との間に間隙を有して他のベアリングインサート（図示せず）に対向し、上方に角をなす捕捉的な切断スロットを形成する。捕捉的な切断スロットの１つを介して細長い開口部１０８に沿って切断する骨鋸刃１２（図６に示される）は、ベアリングインサート２２４、２２６のガイド表面のみ又は少なくとも大部分と接触し、本体２０２と接触しないであろう。別の実施形態では、２つ又はそれ以上の別個のベアリングインサートが、多数に区分されるベアリングインサート２２６に代わって使用されてもよい。尚別の実施形態では、任意の捕捉的な切断スロットは、１対の対向するベアリングインサートではなく、細長いブッシングとして機能する単一のベアリングインサートから形成されてもよい。
【００３０】
各ベアリングインサート２１８〜２２６は、化学的にエッチングされた複数の孔２３４を含み、この孔は、ベアリングインサート２１８〜２２６と本体２０２との間の接着を形成する。化学的にエッチングされた孔２３４は、整形外科用切断ブロック１００に関して上述され、また図３Ａ〜図３Ｄに示された化学的にエッチングされた孔１３４と同一の、独特な構造的特徴を有する。本体２０２がベアリングインサート２１８〜２２６に対して成形されると、本体２０２の一部が、化学的にエッチングされた孔２３４を少なくとも部分的に満たす。成形後、本体２０２は、ベアリングインサート２１８〜２２６に境界表面２３６及び化学的にエッチングされた孔２３４の側壁において接触するが、概してガイド表面には接触せず、整形外科用切断具を支持するよう構成されている実質的に全部が金属のガイド表面を提供する。
【００３１】
ベアリングインサート２１８〜２１６は、化学的にエッチングされた孔２３４に加えて、化学的にエッチングされた溝又は印等の他の化学的にエッチングされた特徴部も含んでもよい。例示的な一実施形態において、化学的にエッチングされた溝は、ベアリングインサート２２６の境界表面２３６の幅全体に延びていてもよい。この化学的にエッチングされた溝は、本体２０２をベアリングインサート２２６に対して成形することに先立って、ベアリングインサート２２６が下方に面した区分２２８と上方に面した区分２３０との間で屈曲することを可能にする。
【００３２】
手術中の、患者の大腿骨１０の遠位端上の整形外科用切断ブロック２００の配置及び使用は、図６にて最良に見ることができる。一般に、外科医は、整形外科用切断ブロック２００を使用して前部切断、後部切断又は面切断の１つ又はそれ以上を実行することに先立って、患者の大腿骨１０上に遠位切断又は切除を実行しているであろう。整形外科用切断ブロック２００は、本体構成要素２０４及び本体構成要素２０６の骨に面した表面２３８が、患者の大腿骨１０の切除された遠位表面上に静止するよう配置される。整形外科用切断ブロック２００は、本体構成要素２０４及び本体構成要素２０６のガイド孔２１６を介して１つ又はそれ以上の（通常、２つの）外科ピン１６の配置により、患者の大腿骨１０に固定される。整形外科用切断ブロック２００が固定されたら、外科医は、骨鋸刃１２を有する一般的な骨鋸を使用して、ベアリングインサート２２０を支持のために使用して（完了した所が示される）前部切除を行い、ベアリングインサート２２２を支持のために使用して（同様に完了した所が示される）後部切除を行い、又は図６に示されるように捕捉的な切断スロットを使用して２つの面切除を行うことができる。外科医が捕捉的な切断スロットの１つを使用する際、骨鋸刃１２はベアリングインサート２２４、２２６によりガイドされ、第１のテーパ状壁２１０の対を含む本体２０２との接触が回避される。
【００３３】
本開示による整形外科用手術器具は、上述したもの以外の更なる又は異なる整形外科用切断ブロックとして具体化してもよいことに留意するべきである。例示的な実施例として、大腿部遠位切断ブロックは、射出成形された本体と、化学的にエッチングされた複数の孔を有する金属ベアリングインサートと、を含んでもよく、外科医が、このベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に遠位切断を行うことができるよう配置される。更なる例示的な実施例として、脛骨近位切断ブロックは、射出成形された本体と、化学的にエッチングされた複数の孔を有する金属ベアリングインサートと、を含んでもよく、外科医が、このベアリングインサートを支持のために使用して、患者の脛骨上に近位切断を行うことができるよう配置される。実際に、本開示の原理が適用できない整形外科用切断具は、もし存在したとしても、僅かであると思われる。
【００３４】
以下、概して図７〜図８を参照すると、本開示による整形外科用手術器具の別の例示的な実施形態は、外科医により外科用骨ドリルと共に使用されるためのドリルビットとして機能するよう設計された整形外科用切断具３００である。整形外科用切断具３００は、複数の金属切断インサート３２２と、この複数の切断インサート３２２に対して成形された本体３０２と、を含む。
【００３５】
整形外科用切断具３００の本体３０２は、整形外科用切断ブロック１００に関して上述した材料等の、複数の切断インサート３２２に対して成形されてもよい任意の材料から形成することができる。例示的な一実施形態において、整形外科用切断具３００の本体３０２は、射出成形されたポリマーから形成されている。図７に示されるように、本体３０２は、略円筒形であり、長手方向軸Ｌを有する。本体３０２は、概ね中実の円筒であるか、又は場合により本体３０２の形成に使用される材料の量を減少させるために、図７に示されるような空所３１２を含んでもよい。本体３０２は切断セグメント３１４を含み、このセグメント上に複数の切断インサート３２２が配置されている。本体３０２は、長手方向軸Ｌに沿った切断セグメント３１４に反対側の末端部で、一体形成された連結特徴部３０４も含んでもよい。連結特徴部３０４は、より細い区分３０６、より太い区分３０８及び／又は非円筒形区分３１０を含んでもよく、一般的な外科用骨ドリル（図示せず）を整形外科用切断具３００に連結させる。
【００３６】
図８に詳細に示される整形外科用切断具３００の本体３０２の切断セグメント３１４は、複数の切断フルート３１６を含む。複数の切断フルート３１６は、整形外科用切断具３００の長手方向軸Ｌの周囲にて径方向外側に配置されている。チャネル３１８は隣接する切断フルート３１６の各対の間に位置して、整形外科用切断具３００により取り除かれた骨破片を患者の骨から退出させる。操作中、外科医は、整形外科用切断具３００を外科用骨ドリルに連結して、切断セグメント３１４を長手方向軸Ｌの周囲にて、図８に示される矢印Ｒの方向へ回転してもよい。本体３０２の切断セグメント３１４は、尖った先端３２０も含んで整形外科用切断具３００のガイドを補助してもよい。
【００３７】
整形外科用切断ブロック１００のベアリングインサート１１８、１２０と同様に、整形外科用切断具３００の切断インサート３２２は、金属又は金属合金から形成されていてもよい。複数の切断インサート３２２のそれぞれは、複数の切断フルート３１６の１つ上に配置され、上部にインサートが配置される切断フルート３１６の先導縁と概ね整合されている。複数の切断フルート３１６の数個（全部ではない）は、上部に配置された切断インサート３２２を有してもよいことが想定される。各切断インサート３２２は境界表面３２８を含み、この表面は本体３０２と接触する。境界表面３２８の反対側にて、各切断インサート３２２は加工表面３２４も含み、この加工表面は、整形外科用切断具３００が矢印Ｒの方向に回転中に、患者の骨の一部と接触しかつ取り除くように構成されている。
【００３８】
各切断インサート３２２は化学的にエッチングされた複数の孔３２６を含み、この孔は複数の切断インサート３２２と本体３０２との間の接着を形成する。化学的にエッチングされた孔３２６は整形外科用切断ブロック１００に関連して上記に記載し、また図３Ａ〜図３Ｄに示された化学的にエッチングされた孔１３４と同様、独特な構造的特徴を有する。本体３０２が切断インサート３２２に対して成形されると、本体３０２の一部が、化学的にエッチングされた複数の孔３２６のそれぞれを少なくとも部分的に満たす。成形後、本体３０２は、複数の切断インサート３２２と、境界表面３２８及び化学的にエッチングされた孔３２６の側壁で接触するが、概して加工表面３２４とは接触せず、患者の骨の一部を取り除くよう構成された実質的に全部が金属の加工表面３２４を提供する。
【００３９】
次に、概して図９〜図１０を参照すると、本開示による整形外科用手術器具の別の例示的な実施形態は、外科医が、患者の骨の一部を手動で除去する際に使用するためのやすりとして機能するよう設計された整形外科用切断具４００である。整形外科用切断具４００は、金属切断インサート４１２と、この切断インサート４１２に対して成形された本体４０２と、を含む。
【００４０】
整形外科用切断具４００の本体４０２は、整形外科用切断ブロック１００に関して上記に説明した材料等の、金属切断インサート４１２に対して成形されてもよい任意の材料から形成することができる。例示的な一実施形態において、整形外科用切断具４００の本体４０２は、射出成形されたポリマーから形成されている。図９に示されるように、本体４０２は切断セグメント４０４を含み、このセグメント上に切断インサート４１２が配置されている。本体４０２は、切断セグメント４０４の反対側の末端部に、一体的に形成されたハンドル４０６も含み、このハンドルは使用中、外科医に把持され得る。ハンドル４０４は、人間工学的な形状を有してもよく、本体４０２は、ハンドル４０６の末端部付近に膨らみ４０８を含んでもよく、それにより整形外科用切断具４００は外科医により、より容易に把持され得る。本体４０２は一般に中実であってもよく、又は場合により本体４０２の形成に使用される材料の量を減少さるために、図９に示されるような空所４１０を含んでもよい。
【００４１】
図１０に詳細に示す整形外科用切断具４００の本体４０２の切断セグメント４０４は、切断インサート４１２に対して成形される。整形外科用切断ブロック１００のベアリングインサート１１８、１２０と同様、整形外科用切断具４００の切断インサート４１２は、金属又は金属合金から形成されてもよい。切断インサート４１２は、境界表面４２２を含み、この表面は本体４０２と接触する。境界表面４２２の反対側にて、切断インサート４１２は加工表面４１４も含み、この表面は、整形外科用切断具４００が図１０に示す矢印Ｍの方向に移動される間、患者の骨の一部を除去するよう構成されている。操作中、外科医は整形外科用切断具４００をハンドル４０６にて把持してもよく、加工表面４１４を患者の骨と接触させて配置し、整形外科用切断具４００を矢印Ｍの方向にて相互に移動する。
【００４２】
切断インサート４１２は、化学的にエッチングされた複数の孔４１６を含み、この孔は、切断インサート４１２と本体４０２との間の接着を形成する。化学的にエッチングされた孔４１６は、整形外科用切断ブロック１００に関して上記に記載し、図３Ａ〜図３Ｄに示した化学的にエッチングされた孔１３４と同一の構造的特徴を有する。本体４０２が切断インサート４１２に対して成形されると、本体４０２の一部が、化学的にエッチングされた複数の孔４１６のそれぞれを少なくとも部分的に満たす。成形後、本体４０２は切断インサート４１２に境界表面４２２及び化学的にエッチングされた孔４１６の側壁において接触するが、概して加工表面４１４には接触せず、患者の骨の一部を除去するよう構成された実質的に全部が金属の加工表面４１４が提供される。
【００４３】
患者の骨の一部の除去を補助するために、切断インサート４１２の加工表面４１４は、化学的にエッチングされた複数の切歯４１８を含む。図１０に示す例示的な一実施形態において、化学的にエッチングされた複数の切歯４１８は、切断インサート４１２の加工表面４１４内にエッチングされて、患者の骨の一部を除去するよう構成された鋭利な略直角の縁を有する、２段からなる断面を有する。化学的にエッチングされた切歯４１８は、切断インサート４１２の幅全体に亘り、切断インサート４１２の長さに直交して配置される。加工表面４１４は、隣接する切歯４１２の各対の間に位置されたレリーフ表面４２０も含む。この実施形態では、化学的にエッチングされた複数の孔４１６は、切断インサート４１２の境界表面４２２からレリーフ表面４２０まで延在する。加工表面４１４は、単一のレリーフ表面４２０であって、このレリーフ表面４２０の上方に隆起され、かつ様々なパターンにて配置された化学的にエッチングされた複数の切歯４１８を備えた、単一のレリーフ表面４２０等の他の形態をとってもよいことが想定される。下記に説明するように、１つ又は多数のステップからなるエッチング工程にて、切断インサート４１２の片側又は両側を薬液槽に選択的に露出することにより、様々な形態の加工表面４１４を形成することができる。
【００４４】
本開示による整形外科用手術器具は、上述したものに加え、更なる又は異なる整形外科用切断具として具体化できることに留意するべきである。例示的な実施例として、整形外科用リーマーは、射出成形された本体と、化学的にエッチングされた孔を有し、かつ器具の刃先に配置された、複数の金属切断インサートと、を含んで、外科医が切断インサートを使用して長骨の骨髄管を拡孔することができるようにしてもよい。更なる例示的な実施例として、整形外科用穴ぐり器は、射出成形された本体と、化学的にエッチングされた孔及び切歯を有する金属切断インサートと、を含んで、外科医が股関節形成術中に大腿部構成要素配置のための大腿骨を準備できるようにしてもよい。実際に、本開示の原理が適用できない整形外科用切断具は、もし存在したとしても、僅かであると思われる。
【００４５】
次に、概して図１１〜図１３を参照すると、本開示による整形外科用手術器具の製造方法の例示的な実施形態が、簡略化した一連のフローチャートに示されている。製造工程５００は、整形外科用切断ブロックの加工に使用することができ、この場合、１つ又はそれ以上の金属ベアリングインサートが使用され、あるいは、整形外科用切断具の加工に使用することができ、この場合、１つ又はそれ以上の金属切断インサートが使用される。この方法の例示的な実施形態の記載において、修飾語句を有さない用語「インサート（複数）」は、１つ又はそれ以上の金属ベアリングインサート、あるいは１つ又はそれ以上の金属切断インサートのいずれかを意味するために使用されるものとする。製造工程５００は、図１１に示すような、多数の工程ステップ５０２〜５１２を含む。
【００４６】
製造工程５００は工程ステップ５０２から開始され、このステップにて整形外科用手術器具の形成に使用されるインサート（１つ又は複数）は、複数の孔及び任意の他の所望の特徴部を含むよう化学的にエッチングされる。化学エッチングは、塩酸、過硫酸アンモニウム及び塩化第二鉄を含むがこれらに限定されない、金属を溶解する化学物質を用いて行うことができる。図１２に関して下記により詳細に記載するように、工程ステップ５０２は、全ての実施形態においてインサート内に複数の孔を化学的にエッチングすることを含むが、いくつかの例示的な実施形態においては、溝、印、切歯及び／又はレリーフ表面を含む更なる特徴部をエッチングすることも含んでもよい。工程ステップ５０２は、単一の化学エッチング又は必要に応じて多数の化学エッチングを含んでもよい。
【００４７】
工程ステップ５０２の後、製造工程５００は、場合により工程ステップ５０４に進行し、ここでインサート（１つ又は複数）が、必要であれば整形外科用手術器具に必要な略形状に屈曲される。工程ステップ５０４は、単一のインサートが、完成した手術器具内の多数の面を占める場合に用いられることができる。例えば、整形外科用手術ブロック１００のベアリングインサート１２０及び整形外科用手術ブロック２００のベアリングインサート２２６は、工程ステップ５０６に先立って屈曲される。インサートの屈曲は、上記に記載され図３Ｂに示された溝１３６等の、化学的にエッチングされた１つ又はそれ以上の溝によって容易にすることができる。インサートは、下記に説明するように、工程ステップ５０８が更にインサートを正確な形状に形成するため、その略形状に屈曲されればよい。
【００４８】
工程ステップ５０２の後又は所望の工程ステップ５０４の後、製造工程５００は工程ステップ５０６に進行し、ここでインサート（１つ又は複数）は鋳型内に充填される。例示的な一実施形態において、インサートは、ガイド表面（ベアリングインサートの場合）又は加工表面（切断インサートの場合）が鋳型の壁（１つ又は複数）と接触するように、鋳型内に充填される。インサートは、重力、磁気又は他の力を含む多数の方法で鋳型内にて定位置に保持されることができる。
【００４９】
工程ステップ５０６の後、製造工程５００は工程ステップ５０８に進行し、ここで本体材料が鋳型内に射出される。上述したように、本体材料は、ポリマー及び樹脂を含むがこれらに限定されない、インサートに対して成形されることができる任意の物質であってよい。いくつかの例示的な実施形態において、本体材料は、金属インサートと比較して、より安価で、軽量で、かつ／又複雑な形状により容易に加工できる物質であってもよい。工程ステップ５０８は、本体材料を加熱して、この材料を鋳型内に射出するに好適なものとすることを含んでもよい。工程ステップ５０８では、鋳型内に射出される本体材料の力が、インサートを鋳型の壁に押圧し、任意の工程ステップ５０４中に屈曲されたインサートを、適切な形状に更に成形する。本体材料の一部は、工程ステップ５０２で化学的にエッチングされたインサート内の複数の孔を少なくとも部分的に満たしてもよい。いくつかの実施形態において、本体材料は、インサート内の全ての孔を実質的に満たすであろう。他の実施形態において、多数の又はほとんどの孔が満たされる一方、他は満たされない状態で残留するであろう。
【００５０】
工程ステップ５０８の後、製造工程５００は工程ステップ５１０に進行し、ここで本体材料は、その最終的な剛性の形態に固まることができる。工程ステップ５１０は、加熱された本体材料を、それが鋳型内に射出された時の温度よりも低い温度に冷却させることを含んでもよい。いくつかの例示的な実施形態において、本体材料は、工程ステップ５０８の射出中に鋳型の壁に到達し、ガイド表面（ベアリングインサートの場合）又は加工表面（切断インサートの場合）と同一平面を有するであろう。工程ステップ５１０中、本体材料は、図３Ｃ及び図３Ｄの断面に示されるように、固化中に僅かに後退して、本体の一部が部分的にのみ、孔を満たすこととなってもよい。
【００５１】
工程ステップ５１０の後、製造工程５００は工程ステップ５１２に進行し、ここで形成された本体及びインサート（１つ又は複数）が、鋳型から取り除かれる。この時点で、工程ステップ５０２に従って化学的にエッチングされた他の１つのインサート又はインサートのセットが、工程ステップ５０６に従って鋳型内に充填されてもよく、工程が反復されてもよい。製造工程５００はまた、更なる工程ステップを含んでもよいことが想定される。例えば、いくつかの実施形態では、工程ステップ５１２において、形成された本体及びインサート（１つ又は複数）が鋳型から取り除かれた後、整形外科用手術器具の更なる組み立てを必要としてもよい。
【００５２】
製造工程５００の工程ステップ５０２の例示的な一実施形態を、工程ステップ５２０〜５２６からなる化学エッチングのサブ工程として図１２に示す。全ての実施形態において、化学エッチングのサブ工程５０２は、インサート内に複数の孔を化学的にエッチングすることを含むであろう。いくつかの例示的な実施形態において、化学エッチングのサブ工程５０２は、インサート内に溝、印、切歯及び／又はレリーフ表面を含む更なる特徴部をエッチングすることも含んでもよい。これらの特徴部は、インサート内に孔と一緒に同時に、即ち化学エッチングのサブ工程５０２の単一反復の間に化学的にエッチングされてもよい。代替的に、工程ステップ５２０〜５２６は、必要に応じて反復されて、製造工程５００に戻る前に、化学的にエッチングされた適切な特徴部を形成してもよい。
【００５３】
化学エッチングのサブ工程５０２は工程ステップ５２０から開始し、ここでインサート（１つ又は複数）上にマスクが形成される。図３Ａの断面に示されるように、マスク１４は、化学的にエッチングされてインサートとされる金属の周囲に形成されるが、複数の露出領域１８を含む。マスクは、工程ステップ５２２の薬液槽により実質的に溶解されない任意の材料から形成することができる。図１３に関して下記により詳細に記載するように、工程ステップ５２０の例示的な一実施形態は、インサートの周囲に、エッチング中にマスクとして働くポリマー性フォトレジストの層を形成することを含んでもよい。マスクは、インサートの片側、両側の様々な位置上に、その位置での所望の形状に応じて形成されてもよく、又はいずれの側にも形成されなくてもよい。
【００５４】
工程ステップ５２０の後、化学エッチングのサブ工程５０２は工程ステップ５２２に進行し、ここでマスク（１つ又は複数）を有するインサート（１つ又は複数）は、薬液槽内に配置される。薬液槽は、塩酸、過硫アンモニウム及び塩化第二鉄を含むがこれらに限定されない、インサートの金属を溶解するが、マスク材料を実質的に溶解しない任意の化学物質を含んでもよい。工程ステップ５２２中、薬液槽はインサートの金属を、複数の露出領域１８において選択的に攻撃及び溶解する（図３Ａ）。ウェット、即ち液体の化学エッチングは、本来等方性であるため、薬液槽は、インサートの金属を水平方向に溶解すると共に垂直方向にも溶解し、図３Ｂ〜図３Ｄに示される構造を形成する。エッチングは、垂直方向の約２０〜２５％の速度で水平方向に生じる。
【００５５】
工程ステップ５２２の後、化学エッチングのサブ工程５０２は工程ステップ５２４に進行し、ここでマスク（１つ又は複数）を有するインサート（１つ又は複数）は、所定量の時間の後に薬液槽から取り除かれる。工程ステップ５２０にて適用されるマスクのパターンに加えて、インサートの形状は、工程ステップ５２２と工程ステップ５２４との間で経過した時間によっても決定されるであろう。化学エッチングが、インサートの厚さの半分を溶解するに必要な、おおよその時間だけ進行された場合、図３Ｂに示されるように、インサート両側上の薬液槽に露出された領域は、インサートの全厚を通して延在する孔となる一方、インサートの片側上のみ薬液槽に露出された領域は溝となるであろう。化学エッチングが、インサートの全厚を溶解するのに必要な大よその時間だけ進行された場合、インサートの片側上のみ薬液槽に露出された領域は、図３Ｄに示された構造と同様のテーパ形状の側壁を有する孔となるであろう。様々な他の断面の孔及び他の特徴部は、第１のマスクを使用して片側からインサート内に特定の距離を化学的にエッチングし、次に第２のマスクを使用して化学エッチングのサブ工程５０２を反復し、反対側からインサートの残りの厚さを化学的にエッチングすることにより形成されてもよいことが想定される。
【００５６】
工程ステップ５２４の後、化学エッチングのサブ工程５０２は工程ステップ５２６に進行し、ここで工程ステップ５２０にて適用されたマスクは、インサート（１つ又は複数）から取り除かれる。この時点で、化学エッチングのサブ工程５０２は、必要であれば反復されてもよく、あるいは製造工程５００は、工程ステップ５０４又は工程ステップ５０６の１つに進行してもよい。化学エッチングのサブ工程５０２は、１度に１つのインサートに適用されてもよく、又は複数のインサートが並行して化学的にエッチングされてもよいことに留意するべきである。例示的な一実施形態において、適切な厚さを有し、インサートの多数の行及び列を含む大きい金属シートが、化学エッチングのサブ工程５０２を経過してもよい。工程ステップ５２０で形成されるマスクは、インサートが化学エッチング中にシートから落ちるか、又は後に容易に取り除かれることができるように、各インサートの全部又は実質的に全部の周囲にて輪郭を含んでもよい。
【００５７】
化学エッチングのサブ工程５０２の工程ステップ５２０の例示的な一実施形態を、工程ステップ５３０〜５３６からなるマスク形成のサブ工程として図１３に詳細に示す。マスク形成のサブ工程５２０は、フォトリソグラフィ工程であり、ここで１つ又はそれ以上のパターン形成されたフォトマスクが使用されて、感光性材料を、インサート（１つ又は複数）上の複数の露出領域を有するマスクに形成する。
【００５８】
マスク形成のサブ工程５２０は工程ステップ５３０により開始され、ここでフォトレジスト材料がインサート（１つ又は複数）の外面を実質的に覆うように適用される。フォトレジスト材料は、紫外線（「ＵＶ」）光源への露出に応答してその構造を変化させるポリマー性物質である。フォトレジスト材料の皮膜は、ＵＶ光に露出された際により可溶性となるポジ型フォトレジストであってもよい。代替的に、フォトレジスト材料の皮膜は、ＵＶ光に露出された際に重合し、可溶性が低下するネガ型フォトレジストであってもよい。フォトレジスト材料のコーティングは、高速スピンコーティングを含む多数の方法で塗布することができる。フォトレジスト材料はまた、感光性となる前に、僅かに加熱される必要があってもよい。
【００５９】
工程ステップ５３０の後、マスク形成のサブ工程５２０は工程ステップ５３２に進行し、ここで第１のパターン形成されたフォトマスクが、ＵＶ光源と、フォトレジスト材料で覆われたインサートの第１の側との間に配置される。第１のパターン形成されたフォトマスクは、透明部分及び不透明部分の両方を含む。工程ステップ５３０にてポジ型フォトレジストが使用される場合、フォトマスクの透明部分が、マスク１４内の複数の露出領域１８に一致するであろう（図３Ａ）。工程ステップ５３０にてネガ型フォトレジストが使用される場合、フォトマスクの不透明部分が、マスク１４内の複数の露出領域１８に一致するであろう（図３Ａ）。
【００６０】
工程ステップ５３２の後、マスク形成のサブ工程５２０は工程ステップ５３４に進行し、ここでＵＶ光源が作動され、フォトレジスト材料の領域が、第１のパターン形成されたフォトマスクの透明部分を介して光源に選択的にさらされる。それに応答して、フォトレジストの露出領域の化学構造が変化し、使用されるフォトレジストの種類に応じて、可溶性が向上又は低下するであろう。工程ステップ５３０及び工程ステップ５３２は、必要であれば第２のフォトマスク及びインサートの第２の側を使用して反復されてもよい。代替的に、第１のフォトマスク及び第２のフォトマスクは、それぞれがそれ自体の光源を伴って同時に配置されてもよく、インサートの第１の側及び第２の側が同時にさらされてもよい。
【００６１】
工程ステップ５３４の後、マスク形成のサブ工程５２０は工程ステップ５３６に進行し、ここで現像液がインサートに適用されてフォトレジスト材料の領域を選択的に除去し、インサート上に複数の露出領域が画定される。現像液は、フォトレジスト材料の可溶性がより高い領域を溶解するが、可溶性がより低い領域を溶解しない化学溶液である。現像液は、高速スピンコーティングを含む多数の方法で塗布されることができる。現像後、残りのフォトレジスト材料は再度、加熱されて硬化され、薬液槽に耐え得るマスクとされる必要があってもよい。この時点で、マスク形成のサブ工程５２０は完了し、化学エッチングのサブ工程５０２は工程ステップ５２２に進行してもよい。
【００６２】
以上、図面及び上記の説明文において本開示内容を詳細に図示、説明したが、こうした図示、説明はその性質上、例示的なものとみなすべきであって、限定的なものとみなすべきではなく、あくまで例示的実施形態を示し、説明したにすぎないのであって、本開示の趣旨の範囲に含まれる変更並びに改変は全て保護されることが望ましい点は理解されよう。
【００６３】
本明細書に記載した装置及び方法の様々な特徴から発生する本開示の複数の利点が存在する。本開示の装置及び方法の代替実施形態は、記載された特性の全てを含んでいない場合もあるが、それでも依然としてこのような特性の利点の少なくともいくらかから恩恵を享受していることが留意される。当業者であれば、本発明の１つ以上の特徴を取り入れた、「特許請求の範囲」において定義される本開示の趣旨及び範囲に包含される装置及び方法を独自に実施することが容易に可能であろう。
【００６４】
〔実施態様〕
（１）  化学的にエッチングされた複数の孔を有する金属ベアリングインサートであって、前記ベアリングインサートは骨切断具を支持するよう構成されている、金属ベアリングインサートと、
前記ベアリングインサートに対して成形された本体であって、前記化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが前記本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるような、本体と、を含む、整形外科用切断ブロック。
（２）  前記ベアリングインサートが、（ｉ）前記本体と接触する境界表面及び（ｉｉ）前記境界表面の反対側のガイド表面を有し、前記ガイド表面は、前記骨切断具を支持するよう構成されており、
前記化学的にエッチングされた複数の孔のそれぞれが、前記ベアリングインサートの前記境界表面から前記ガイド表面まで延在する、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（３）  前記化学的にエッチングされたそれぞれの孔を少なくとも部分的に満たす前記本体の前記部分が、前記孔の容積の少なくとも半分を満たす、実施態様２に記載の整形外科用切断ブロック。
（４）  前記ベアリングインサートが、ブッシングを含み、前記ガイド表面が骨ドリルビットを支持するよう構成されている、実施態様２に記載の整形外科用切断ブロック。
（５）  前記ベアリングインサートが、非捕捉的な切断ガイドを含み、前記ガイド表面が骨鋸刃を支持するよう構成されている、実施態様２に記載の整形外科用切断ブロック。
（６）  前記本体が、患者の脛骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の脛骨上に近位切断を行うことができるよう配置される、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（７）  前記本体が、患者の大腿骨の前部側の一部を受容するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の大腿骨上に遠位切断を行うことができるよう配置される、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（８）  前記本体が、患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した表面を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、前記患者の大腿骨上に前部切断、後部切断及び面切断の少なくとも１つを行うことができるよう配置される、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（９）  前記本体が、患者の大腿骨の切除された前部表面と接触するよう適合された、骨に面した第１の表面と、前記患者の大腿骨の切除された遠位表面と接触するよう適合された、骨に面した第２の表面と、を含み、
前記ベアリングインサートの前記ガイド表面が、内側に面した区分、外側に面した区分及び遠位に面した区分を含み、
前記ベアリングインサートは、外科医が前記ベアリングインサートを支持のために使用して、患者の大腿骨上に切欠切断を行うことができるよう配置される、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（１０）  前記本体が、射出成形されたポリマーを含む、実施態様１に記載の整形外科用切断ブロック。
（１１）  （ｉ）化学的にエッチングされた第１の複数の孔を有する第１の金属ベアリングインサートであって、前記第１のベアリングインサートは骨切断具を支持するよう構成されている、第１の金属ベアリングインサート、（ｉｉ）化学的にエッチングされた第２の複数の孔を有する第２の金属ベアリングインサートであって、前記第２の金属ベアリングインサートは前記骨切断具を支持するよう構成されている、第２の金属ベアリングインサート、並びに（ｉｉｉ）前記第１及び第２のベアリングインサートに対して成形された本体であって、前記化学的にエッチングされた第１の複数の孔のそれぞれ及び前記化学的にエッチングされた第２の複数の孔のそれぞれが前記本体の一部により、少なくとも部分的に満たされるような、本体、を有する、整形外科用切断ブロックを含む、整形外科用手術器具。
（１２）  前記第１のベアリングインサートが、（ｉ）前記本体と接触する第１の境界表面及び（ｉｉ）前記第１の境界表面の反対側の第１のガイド表面を有し、前記第１のガイド表面は、前記骨切断具を支持するよう構成されており、
前記化学的にエッチングされた第１の複数の孔のそれぞれが、前記第１のベアリングインサートの前記第１の境界表面から前記第２のガイド表面まで延在し、
前記第２のベアリングインサートが、（ｉ）前記本体と接触する第２の境界表面及び（ｉｉ）前記第２の境界表面の反対側の第２のガイド表面を有し、前記第２のガイド表面は、前記骨切断具を支持するよう構成されており、
前記化学的にエッチングされた第２の複数の孔のそれぞれが、前記第２のベアリングインサートの前記第２の境界表面から前記第２のガイド表面まで延在する、実施態様１１に記載の整形外科用手術器具。
（１３）  前記第１のベアリングインサートが、前記第２のベアリングインサートとの間に間隙を有して前記第２のベアリングインサートに対向し、前記第１及び第２のベアリングインサートは、骨鋸刃を支持するよう構成された捕捉的な切断スロットを含む、実施態様１１に記載の整形外科用手術器具。
（１４）  整形外科用手術器具の製造方法であって、前記方法は、
金属ベアリングインサート内に複数の孔を化学的にエッチングすることと、
本体を前記ベアリングインサートに対して成形して、整形外科用切断ブロックを形成することと、を含む、方法。
（１５）  前記ベアリングインサート内に前記複数の孔を化学的にエッチングすることが、前記ベアリングインサートの全厚を通して、前記複数の孔のそれぞれを化学的にエッチングすることを含む、実施態様１４に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
（１６）  前記ベアリングインサート内に前記複数の孔を化学的にエッチングすることが、
前記ベアリングインサート上にマスクを形成することであって、前記マスクは複数の露出領域を画定する、マスクを形成することと、
前記マスクを有する前記ベアリングインサートを薬液槽内に配置し、それにより前記複数の露出領域が化学的にエッチングされて前記複数の孔となることと、
前記マスクを有する前記ベアリングインサートを前記薬液槽から取り除くことと、
前記ベアリングインサートから前記マスクを取り除くことと、を含む、実施態様１４に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
（１７）  前記ベアリングインサート上に前記マスクを形成することが、
前記ベアリングインサートにフォトレジスト材料を塗布することと、
パターン形成されたフォトマスクを使用して、前記フォトレジスト材料の一部を光源に選択的にさらすことと、
現像液を使用して、前記フォトレジスト材料の一部を選択的に除去して、前記ベアリングインサート上に前記複数の露出領域を画定することと、を含む、実施態様１６に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
（１８）  前記本体を前記ベアリングインサートに対して成形することが、
前記ベアリングインサートを鋳型内に充填することであって、前記ベアリングインサートが前記鋳型の壁に接触している、前記ベアリングインサートを充填することと、
ポリマーを前記鋳型内に射出し、前記ベアリングインサートが前記ポリマーにより、前記鋳型の前記壁に対して押圧され、前記ポリマーが前記複数の孔を少なくとも部分的に満たすことと、を含む、実施態様１４に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
（１９）  前記ベアリングインサート内に前記複数の孔を化学的にエッチングすることが、前記ベアリングインサート内に溝を化学的にエッチングすることを更に含む、実施態様１４に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
（２０）  前記本体を前記ベアリングインサートに対して成形することに先立って、前記ベアリングインサートを前記溝に沿って屈曲させることを更に含む、実施態様１９に記載の整形外科用手術器具の製造方法。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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