(57)【要約】  骨（９）内に管状穴を作成するためのドリルビット（１）は、軸（２１）に沿って延在し、近位端及び遠位端（２２）を有する長手方向本体（２）と、本体（２）の遠位端（２２）に形成された主切削縁（３）と、主切削縁（３）から延在し、すくい角（α）を規定する主切削面（４）と、本体（２）の周りに形成され、本体（２）の軸（２１）に沿って主切削面（４）から延在するねじれ溝（５）とを備える。主切削縁（３）は、ドリルビット（１）のただ１つの主切削縁（３）である。ねじれ溝（５）は、ドリルビットのただ１つのねじれ溝（５）である。すくい角（α）は、少なくとも２５°である。本発明によるドリルビット（１）は、骨内に穴を穿孔するときの熱生成を最小化することを可能にする。【選択図】図２
2019503794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨（９）内に管状穴を作成するためのドリルビット（１）であって、
軸（２１）に沿って延在し、近位端及び遠位端（２２）を有する長手方向本体（２）と、
前記本体（２）の前記遠位端（２２）に形成された主切削縁（３）と、
前記主切削縁（３）から延在し、すくい角（α）を規定する主切削面（４）と、
前記本体（２）の周りに形成され、前記本体（２）の前記軸（２１）に沿って前記主切削面（４）から延在するねじれ溝（５）とを備えたものにおいて、
前記主切削縁（３）は、前記ドリルビット（１）のただ１つの前記主切削縁（３）であり、
前記ねじれ溝（５）は、前記ドリルビット（１）のただ１つのねじれ溝（５）であり、
前記すくい角（α）は、少なくとも２５°であることを特徴とする、ドリルビット（１）。
【請求項２】
前記すくい角（α）は、４０°より小さい、請求項１に記載のドリルビット（１）。
【請求項３】
前記すくい角（α）は、前記ドリルビット（１）によって生成される前記骨（９）の意図される新しい表面（９１）と９０°より小さい前記ドリルビット（１）の前記主切削面（４）との間で規定される、請求項１または２に記載のドリルビット（１）。
【請求項４】
前記骨（９）の意図される前記新しい表面（９１）は、管状穴の内側表面である、請求項３に記載のドリルビット（１）。
【請求項５】
前記ねじれ溝（５）は、前記すくい角（α）より小さいねじれ角（ε）を規定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項６】
前記ねじれ角（ε）は、前記ねじれ溝（５）のランド（５１）と前記長手方向本体（２）の前記軸（２１）との間で規定される、請求項５に記載のドリルビット（１）。
【請求項７】
前記主切削面（４）は、前記ねじれ溝（５）になるようパスオーバする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項８】
前記本体（２）の前記遠位端（２２）は、前記本体（２）の前記軸（２１）に直交する前プロファイル（２２１）を有し、前記主切削縁（３）は、前記本体（２）の前記遠位端（２２）の前記前プロファイル（２２１）を横切って延在する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項９】
前記本体（２）の前記遠位端（２２）は、前記本体（２）の前記軸（２１）上に位置する先端（２２３）を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項１０】
前記主切削縁（３）は、前記本体（２）の前記先端（２２３）からオフセットする、請求項８または９に記載のドリルビット（１）。
【請求項１１】
円錐チゼル面（２２５）は、前記本体（２）の前記先端（２２３）と前記主切削縁（３）との間に配置される、請求項１０に記載のドリルビット（１）。
【請求項１２】
前記先端（２２３）は、約７０°〜約１４０°の範囲内の先端角（δ）を規定する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項１３】
前記本体（２）は、前記軸（２１）に沿って前記近位端から延在するシャフト（７１）を備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【請求項１４】
前記本体（２）は、前記ねじれ溝（５）と前記シャフト（７１）との間の移行部分（７２）を備え、前記移行部分（７２）において、前記ねじれ溝（５）は連続的に前記シャフト（７１）になるようパスオーバする、請求項１３に記載のドリルビット（１）。
【請求項１５】
前記ねじれ溝（５）は、前記主切削面（４）に隣接する遠位端及び浅い近位端（５２）を有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のドリルビット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１のプリアンブルによる手術用ドリルビットに関する。こうしたドリルビットは、軸に沿って延在し、近位端及び遠位端を有する長手方向本体と、本体の遠位端に形成された主切削縁と、主切削縁から延在し、すくい角を規定する主切削面と、本体の周りに形成され、本体の軸に沿って主切削面から延在するねじれ溝とを備え、骨内に管状穴を作成するために使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
多くの外科処置または手術において、患者の骨内に１つまたは複数の管状穴を設けることが所望される。例えば、歯科インプラントまたは蝸牛インプラントは、通常、顎または他の骨内に設けられる穴内にセットされ、そこで、インプラントは骨にしっかりと接続される。または、整形外科用途において、しばしば、金属板等の支持構造または人工関節等の置換物は、関連する骨にねじ込まれ、ねじは、骨内の予め穿孔した穴内に設けられる。または、他の用途において、側頭骨の乳様突起内に穴を穿孔することが所望される。
【０００３】
骨に対して穴を設けるために、手術用ドリルが一般に使用される。こうしたドリルは、通常、ドライブ及びハンドピースを有する主装置を備える。通常、ハンドピースは、ドリルビットがそれに対して回転可能に取付けられ得るコネクタを有する。こうしたドリルビットは、しばしば、シャフトとして形成された鋭利遠位端及び近位端を有する長手方向本体を備える。取付けるために、シャフトは、ハンドピースのコネクタにクランプされ得る。本体の遠位端において、本体の周りでその軸に沿って延在するねじれ溝になるようパスオーバする複数の切削面が、通常、形作られる。当技術分野の手術用ドリルビットは、例えば、ＷＯ２０１３／１５４６８６Ａ１に記載される。
【０００４】
使用時、骨内に穴を設けるために、適したドリルビットが、選択され、ドリルのハンドピースに取付けられる。適切なドリルビットを選択するために、ドリルビットのサイズ及び幾何形状ならびに骨組織及び予想される穴の状態が、通常、考慮される。ドリルビットは、その後、ドリルの主ピースのドライブによってその軸の周りに回転され、穴の種類、骨の状態、及びドリルビットのタイプに応じて、適切な回転速度が調整される。ドリルビットは、その先端またはチップが前方にある状態で、その軸に沿って前進させることによって骨に適用される。それにより、切削面は、骨を切削し、該切削によって生成した切りくずは、ねじれ溝によって骨から送出される。
【０００５】
知られているドリルビットを使用する従来のドリルの問題は、穿孔によって生成される熱が、穴の周りの骨組織を損傷し得ることである。特に、こうした熱は、骨組織の炭化を誘起する可能性があり、それは、骨組織の品質を低下させる場合がある。例えば、骨組織が、任意の他の部分、インプラントまたはねじに対して接続されるまたは成長すると、こうした炭化は、骨の迅速な治癒、したがって、他の部分に対する骨の迅速な接続を妨げる。
【０００６】
したがって、骨内に穴を穿孔するときに、熱生成を最小にすることを可能にするドリルまたはドリルビットが必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、この必要性は、独立請求項１の特徴によって規定されるドリルビットによって解決される。好ましい実施形態は従属請求項の主題である。
【０００８】
特に、本発明は、骨内に管状穴を作成するためのドリルビットを扱う。ドリルビットは、軸に沿って延在し、近位端及び遠位端を有する長手方向本体を備える。ドリルビットは、本体の遠位端に形成された主切削縁ならびに主切削縁から延在する主切削面を更に有する。主切削面はすくい角（ｒａｋｅ  ａｎｇｌｅ）を規定する。ドリルビットは、本体の周りに形成され、本体の軸に沿って主切削面から延在するねじれ溝を備える。主切削縁は、ドリルビットのただ１つの主切削縁である。ねじれ溝は、ドリルビットのただ１つのねじれ溝である。すくい角は、少なくとも２５°である。
【０００９】
本明細書で使用される用語「ドリルビット」は、穿孔デバイスによって取付けられ回転させられるように適合される長手方向回転可能ピースに関し得る。通常、ドリルビットは、本質的にロッド様のまたは円筒状の形態を有し、外周は特定の方法で輪郭作成される。しばしば、ドリルビットは、金属等の比較的硬質の材料、例えば、ステンレス鋼、炭化タングステンもしくはプラチナ、またはセラミックで作られる。ドリルビットは、切りくず排出を支援するために、または他の目的でコーティングされる場合がある。こうしたコーティングは、例えば、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、窒化チタン（ＴＩＮ）、または他の材料及び／もしくは層であり得る。
【００１０】
本発明の文脈における用語「管状穴」は、円状または同様の断面を有する直線状もしくは非直線状ダクトまたはブラインド穴に関し得る。
【００１１】
切削縁及び切削面に関する用語「主」は、ドリルビットの他の部分による切削またはミリングと比較して、ドリルビットの主要な切削または主要なミリング部分に関し得る。通常、主切削縁は、本体の遠位端を対象とし、主切削面は、本質的に遠位端の方向に、すなわち、軸方向に切削する。しばしば、ドリルビットは、同様に、本質的に半径方向に骨を切削する、側方切削縁及び側方切削面を有する。
【００１２】
本発明の文脈における用語「すくい角」は、ワークに対する主切削面の角度に関し得る。特に、すくい角は、ドリルビットの意図される動作において、ドリルビットが作用する加工品の領域とドリルビットの主切削面との間に延在する角度に関し得る。それにより、加工品の平面は、ドリルビットによって生成される表面、すなわち、意図される新しい表面であり得る。換言すれば、すくい角は、ミリングの方向または主切削面が骨を切削する方向に垂直な平面と、主切削面それ自体との間であり得る。更に、すくい角は、主切削面に沿って変動する場合があり、例えば、すくい角は、ドリルビットの中心に向かって減少する場合がある。こうした実施形態において、本発明に関連して使用される用語「すくい角」は、ドリルビットの外側境界における、すなわち、主切削面の周辺または半径方向端におけるすくい角に関する。
【００１３】
好ましくは、すくい角は、ドリルビットによって生成される骨の意図される新しい表面と９０°より小さいドリルビットの主切削面との間に規定される。骨内に穴を穿孔することに関連する用語「意図される新しい表面」は、骨の新しい表面が生成されるように、ドリルビットを骨内に入るように回転させ押込むことによって生成される表面に関し得る。通常、新しい表面は、ドリルビットの移動方向に関して切削縁及び切削面の前に存在するまたは生成される。
【００１４】
それにより、骨の意図される新しい表面は、好ましくは、管状穴の内側表面である。管状穴に関する用語「内側表面」は、穴の円筒周辺表面ならびに穴の底部表面に関し得る。
【００１５】
本発明によれば、単一切削縁は、骨がそこで切削されるのではなくチゼル処理される先端またはチップの周りのエリアを最小にすることを可能にする。骨をチゼル処理することは、骨を切削することと比較してかなり高い熱生成を伴い得るため、穿孔プロセス内でチゼル処理を最小にすることは、熱生成を低減することを可能にする。
【００１６】
そのため、単一主切削面及び比較的大きなすくい角を有する単一ねじれ溝の装備を組合せることによって、本発明のドリルビットは、骨内に穴を穿孔するときに熱生成を最小にすることを可能にする。
【００１７】
好ましくは、すくい角は、４０°より小さいまたは３５°より小さい。すくい角を２５°〜４０°または２５°〜３５°の範囲内に大きさ決定することによって、切削面を形成するドリルビットの断面くさびが十分に硬く、依然としてドリルビットと骨との間の適切な逃げが穿孔中に設けられることが達成され得る。特に、断面図において、くさびは、くさび角及び逃げ角を規定し得る。それにより、すくい角、くさび角、及び逃げ角は総計９０°になる。
【００１８】
好ましくは、ねじれ溝は、すくい角より小さいねじれ角（ｈｅｌｉｘ  ａｎｇｌｅ）を規定する。それにより、ねじれ角は、ねじれ溝のランドと長手方向本体の軸によって規定されることができる。ねじれ溝は、同様に、軸に沿って複数の変動するねじれ角を有し得る。同様に、すくい角とねじれ角との間の移行は、軸に沿ういずれの場所でも起こり得る。比較的小さなねじれ角を設けることは、穿孔プロセスによって生成された骨切りくずを穴の外に効率的に送出することを可能にする。知られているドリルビットにおいて、ねじれ角は、通常、すくい角と同一である、すなわち、切削面は、ねじれ溝になるよう一様にパスオーバする。同様に、本発明によるドリルビットにおいて、主切削面は、好ましくは、ねじれ溝になるようパスオーバする（ｐａｓｓ  ｏｖｅｒ  ｉｎｔｏ）。しかし、本発明によれば、すくい角は、比較的大きく、そのことは、ねじれ角が同じであった場合、比較的平坦なねじれ溝をもたらす。ねじれ角を、特に、すくい角より小さくなる程度まで減少させることによって、ねじれ溝が、比較的急峻であり、それにより、切りくずが、ねじれ溝に沿ってより直接的にかつ効率的に送出され得ることが達成され得る。
【００１９】
好ましくは、本体の遠位端は、本体の軸に直交する前プロファイルを有し、切削縁は、本体の遠位端の前プロファイルを横切って延在する。それにより、切削縁の切削部分は、距離の半分またはその伸長部の半分の周りを覆い得る。これに関連する用語「前プロファイルを横切って」は、前プロファイルの周辺端の一方の側から前プロファイルの周辺端の対向する側までの進路に関し得る。それにより、対向する側は、前プロファイルの周辺の周りで互いから１８０°オフセットしているという意味で厳密に対向する必要はない。しかし、対向する側のオフセットは、少なくとも９０°または少なくとも１０５°、例えば、約１３５°とすべきである。こうした切削縁は、穿孔時に、穴の本質的に完全な外周または本質的に完全な前プロファイルにわたって骨を効率的に切削することを可能にする。
【００２０】
好ましくは、本体の遠位端は、本体の軸上に位置する先端を有する。先端は、特に斜め表面上でのドリルビットの芯出し特性にとって重要である先端角を規定する。特に、先端は、好ましくは、約７０°から約１４０°の範囲内の先端角、及びより詳細には、約９０°の範囲内の先端角を規定する。こうした範囲内に先端角を有することによって、先端角は、先端が比較的鋭利であるように比較的小さくすることができ、言及した芯出し特性を提供することを可能にする。
【００２１】
切削縁は、好ましくは、本体の先端からオフセットする。こうした配置構成は、連続した切削縁及び先端を平行して効率的に提供することを可能にする。それにより、小さな先端角は、オフセットを最小にすることを可能にし、ドリルビットを芯出しするための先端の機能は依然として保証され得る。
【００２２】
それにより、円錐チゼル面は、本体の先端と切削縁との間に形成される。チゼル面の円錐は、すくい角が比較的大きいため、比較的急峻であり得る。そのため、先端は比較的鋭利であり得、そのことは、穿孔中にその機能を効率的に提供することを可能にする。
【００２３】
好ましくは、本体は、軸に沿って近位端から延在するシャフトを備える。ドリルビットを近位シャフトと統合するによって、ドリルデバイスに効率的に接続される部分が設けられ得る。それにより、シャフトは、ドリルに接続されるように、適切に形作られ得る。例えば、シャフトは、円筒状であり得るまたは不規則に輪郭作成され得る。
【００２４】
それにより、本体は、ねじれ溝とシャフトとの間の移行部分を備え、移行部分において、ねじれ溝はシャフトになるよう連続的にパスオーバする。この文脈における「連続的にパスオーバする」は、ドリルビットの破断のリスクを低減することを可能にするスムーズな移行を意味し得る。ドリルビットに移行部分を設けることは、穿孔プロセスによって生成された骨切りくずを連続的にかつ効率的に送出し取除くことを可能にする。
【００２５】
好ましくは、ねじれ溝は、主切削面に隣接する遠位端及び近位の浅い端を有する。浅い端は、主切削面に対向するねじれ溝の側にあり得る。ねじれ溝のこうした浅い端は、切りくずが破断することを防止することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明によるドリルビットは、例示的な実施形態によってまた添付図面を参照して以下でより詳細に述べられる。
【図１】本発明によるドリルビットの一実施形態の概略正面図を示す。
【図２】図１のドリルビットの概略側面図を示す。
【図３】動作中の、図２のラインＺ−Ｚに沿う図１のドリルビットの概略断面図を示す。
【図４】標準的なドリルビットと本発明によるドリルビットの更なる実施形態としてのカスタムドリルビットとの間の試験比較の温度結果を示す図である。
【図５】図４の試験比較の推進力結果を示す。
【図６】図４の試験比較のトルク結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の説明において、幾つかの用語が、便宜のために使用され、本発明を制限することを意図されない。用語「右」、「左」、「ｕｐ（上）」、「ｄｏｗｎ（下）」、「ｕｎｄｅｒ（下に）」、及び「ａｂｏｖｅ（上に）」は、図において方向を指す。専門用語は、明示的に述べられる用語ならびにその派生物及び同様な意味を有する用語を含む。同様に、「ｂｅｎｅａｔｈ（下に）」、「ｂｅｌｏｗ（下に）」、「ｌｏｗｅｒ（下側の）」、「ａｂｏｖｅ（上に）」、「ｕｐｐｅｒ（上側の）」、「近位の」、「遠位の」等の空間的に相対的な用語は、図に示すように、別の要素または特徴に対する１つの要素または特徴の関係を述べるために使用することができる。これらの空間的に相対的な用語は、図に示す位置及び配向に加えて、使用または動作中のデバイスの異なる位置及び配向を包含することを意図される。例えば、図のデバイスがひっくり返される場合、他の要素または特徴の「ｂｅｌｏｗ（下に）」または「ｂｅｎｅａｔｈ（下に）」あるものとして述べられる要素は、他の要素または特徴の「ａｂｏｖｅ（上に）」または「ｏｖｅｒ（上に）」あることになる。そのため、例示的な用語「ｂｅｌｏｗ（下に）」は、上及び下の位置及び配向を共に包含し得る。デバイスは、その他の方法で（９０度回転してまたは他の配向で）配向することができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、相応して解釈されることができる。同様に、種々の軸に沿うまた軸の周りの移動の記述は、種々の特別なデバイス位置及び配向を含む。
【００２８】
種々の態様及び例証的な実施形態の図及び説明における反復を回避するため、多くの特徴が多くの態様及び実施形態に共通であることが理解されるべきである。説明または図からの或る態様の省略は、その態様が、その態様を組込む実施形態から抜けていることを示唆しない。代わりに、本態様は冗長な説明を避け明確にするために省略されていることがある。これに関連して、以下は、この説明の残りの部分に当てはまる：図面を明確にするため、図が、説明の直接関連する部分において説明されない参照符号を含む場合、前のまたは後の説明の章が参照される。更に、明快にするために、或る図面において、或る部分の全ての特徴が参照符号を備えているわけではない場合、同じ部分を示す他の図面が参照される。２つ以上の図における同じ数字は、同じまたは同様な要素を示す。
【００２９】
図１は、本発明によるドリルビット１の本体２の遠位端２２に関する図を示す。それにより、遠位端２２の前プロファイル２２１を見ることができ、前プロファイル２２１は、本体２の軸（図１では見えない）に直交して延在する。ドリルビット１は、その全長にわたって一定である直径を有する。例えば、直径は、約１．５ｍｍ〜約４ｍｍまたは約２ｍｍ〜約３ｍｍの範囲内にあり得る、あるいは、約２．５ｍｍであり得る。
【００３０】
ドリルビット１は、湾曲した主切削縁３または切削リップを有し、それは、本体２の遠位端２２の前プロファイル２２１を横切って延在し、鋭利縁または丸みのある縁であり得る。特に、主切削縁３は、前プロファイル２２１の周辺の一方の側から前プロファイル２２１の周辺の対向する側まで延びる。それにより、主切削縁３は、約１３５°の周辺切削縁オフセット２２２が規定されるように、２つの異なる場所で前プロファイル２２１の周辺に交差する。
【００３１】
中心にまたは軸の端に（図１では見えない）、本体２の遠位端２２は先端２２３を有する。主切削縁３は、先端オフセット２２４が先端２２４と主切削縁３との間の最も近い距離であるとして規定されるように、前プロファイル２２１を横切って先端２２３のそばを通過する。先端オフセット２２４は比較的小さい。例えば、約２．５ｍｍの直径を有するドリルビット１の場合、先端オフセット２２４は、約０．０３ｍｍ〜約０．１ｍｍまたは約０．０４〜約０．０８の範囲内である、または、０．０５ｍｍであり得る。範囲は、他の直径のために変動する場合がある。
【００３２】
本体２の先端２２３と切削縁３との間で、円錐チゼル面２２５が形成される。チゼル面２２５の円錐は、先端２２３が比較的鋭利になるように比較的急峻である。ドリルビット１は、フランク部分６、及び、切削済みの骨または切りくずの排出を可能にする１つだけのねじれ溝５またはヘリックス部分を更に備える。ドリルビット１の設計は、チゼル面２２５の直径を最小にすることを可能にし、最小の非対称性を含む。フランク部分６の２つの対向する側から半径方向に、２つの対応するマージン８が延在する。マージン８は、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲内の厚さを有し得る。マージン８は、ドリルビット外径と被穿孔穴の接触表面を減少させる。ドリルビット１は、同様に、２つより少ないまたは多いマージンを有し得る。
【００３３】
図２を見てわかるように、先端２２３は、特に斜め表面上でのドリルビットの芯出し特性にとって重要である先端角δを規定する。本体２の軸２１は、本体２に沿って長手方向にかつ本体２を通って中心に延在する。ドリルビット１の外径に存在するねじれ溝５のランド５１と本体２の軸２１との間に、ねじれ角εが規定される。ねじれ角εは、約１５°〜約３５°に範囲内にあり、比較的小さい。ねじれ角εは、ねじれ溝５がドリルビット１の軸２１にどのように巻付くかを規定する。ねじれ角εは切りくず排出に影響を及ぼす。
【００３４】
主切削縁３で始めて、ドリルビット１は、ねじれ溝５になるようパスオーバする主切削面４を備える。ねじれ溝５になるようパスオーバする切削面４の距離は約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内にあり得る。
【００３５】
近位端に向かって、ドリルビット１の本体２はシャフト７１を有する。シャフト７１とねじれ溝５の近位ヘリックス端５２との間に、移行部分７２が形成される。移行部分７２において、ねじれ溝５は、シャフト７１になるようスムーズにパスオーバする。移行部分７２は、振動及び破断のリスクを低減する半径を有するように設計される。ヘリックス端５２は、スムーズ移行式の浅い末端を有するように設計される。シャフト７１は、ドリルの接続手段に嵌合するように寸法決定される。より詳細には、シャフト７１は、所望の手動または電子デバイス、すなわち、ドリルデバイスに対する結合を可能にするために所望の長さ、直径、及び設計を有する。このデバイスは、回転速度、送り量等の任意の所望のパラメータにセットされ得る。
【００３６】
図３において、ドリルビット１は、骨９に適用されながら概略的に示される。骨９は、ドリルビット１が作用していない表面である元のまたは古い表面９３、及び、ドリルビット１が実際に既に作用した表面である新しい表面９２を有する。新しい表面２を有する１つの平面内に更に適用されると、ドリルビット１によって生成される表面である意図される新しい表面９１が存在する。主切削縁３から上方の主切削面４は骨９を切削する。それにより、骨９の切りくず９４が生成され、ねじれ溝５を通して送出される。
【００３７】
ドリルビット１は、骨９の意図される新しい表面９１と９０°未満の主切削面４との間に規定されるすくい角αを有する。または、換言すれば、すくい角は、骨９の意図される新しい表面９１に垂直な平面と主切削面４との間に規定される。すくい角αは、約２５°〜約３５°の範囲内にあり、比較的大きい。すくい角αをこうした範囲内に大きさ決定することによって、切削面４を形成するドリルビット１の断面くさびが十分に硬く、依然としてドリルビット１と骨９との間の適切な逃げが設けられることが達成され得る。特に、図３の断面図において、くさびは、くさび角γを規定し得る。更に、逃げは、フランク部分６が逃げ角βで傾斜することによって形成される。逃げ角βは、上昇した送り量で材料に傷がつくのを防ぐ。すくい角α、くさび角γ、及び逃げ角βの和は９０°になる。逃げ角βは、約１５°〜約２５°の範囲内にある。すくい角αが比較的大きいため、先端角σは、先端２２３が比較的鋭利であるように比較的小さい。
【００３８】
以下において、例示的な調査が述べられ、その調査では、標準的な手術用ドリルビットが、本発明によるドリルビットの更なる実施形態としてのカスタムドリルビットと比較された。両方のドリルビットは２．５ｍｍの直径を有する。カスタムドリルビットは、Ｓｙｎｔｈｅｓ，Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎ，ＵＳＡによって製造された標準的なドリルビットより少ない熱を発生するよう本発明に従って設計された。新しい実験セットアップが開発されて、高解像度熱カメラを使用して、被穿孔穴に対して０．５ｍｍの距離の任意の深さにおいて、穿孔力及びトルクならびに２次元（２Ｄ）温度場を測定した。回転速度は１，０００回転／分に、送り量は０．５ｍｍ／秒にセットされた。穿孔深さは２５ｍｍであり、外部灌流量は３０ｍｌ／分にセットされた。被穿孔材料は、４歳の牛からの新たに冷凍された皮質骨であった。０．５ｍｍの連続する間隔が穿孔され、骨の断続的な冷却を可能にするためその間隔の間でドリルビットが引抜かれた。実験は８回繰返され、最大の温度上昇、各間隔の力及びトルクが、全穿孔深さにわたって抽出された。
【００３９】
図４は、標準的なドリルビット（ｘ＝１）及びカスタムドリルビット（ｘ＝２）についての最大温度上昇（ｙ＝温度［℃］）を示す。実験は室温（２４℃）で行われ、温度上昇は、全穿孔深さにわたって各間隔について抽出された。カスタムドリルビットの最大温度上昇は、標準的なドリルビットに比較して有意に低い（＞１０℃）。これは、全体の温度上昇を３４℃に制限するため重要である（室温からΔＴ≒１０℃）。これは、組織損傷の閾値である身体温度３７℃＋１０℃＝４７℃に変換され得る。したがって、周囲の骨または神経等の他の脆弱な構造を損傷することなく、カスタムドリルビットによって穿孔することが可能である。これは、標準的なドリルビットの場合、可能でない。
【００４０】
図５において、標準的なドリルビット（ｘ＝１）及びカスタムドリルビット（ｘ＝２）の最大軸方向推進力（ｙ＝力［Ｎ］）が示される。カスタムドリルビットの力上昇が標準的なドリルビット推進力より小さいことが見てわかる。
【００４１】
図６は、標準的なドリルビット（ｘ＝１）及びカスタムドリルビット（ｘ＝２）の最大トルク（ｙ＝トルク［Ｎｍ］）を示す。カスタムドリルビットのトルクは、標準的なドリルビットの値の約半分である。したがって、カスタムドリルビットは、標準的なドリルビットより一層効率的に材料を切削することができ、そのことは、著しく低い温度上昇を説明する。
【００４２】
この説明ならびに本発明の態様及び実施形態を示す添付図面は、保護される発明を規定する特許請求の範囲を限定するものとして考えられるべきでない。換言すれば、本発明は、図面及び先の説明において詳細に示され述べられるが、こうした図及び説明は、限定的ではなく、例証または例示と考えられる。種々の機械的、構成的、構造的、電気的、及び動作的変更を、この説明及び特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。幾つかの事例において、よく知られている回路、構造、及び技法は、本発明を曖昧にしないために、詳細に示されていない。そのため、変更及び修正を、以下の特許請求の範囲及び趣旨内で当業者によって行うことができることが理解されるであろう。特に、本発明は、上述及び後述の異なる実施形態からの特徴の任意の組合せを有する更なる実施形態を包含する。
【００４３】
本開示は、同様に、図に示す全ての更なる特徴を個々に包含するが、それらの特徴は、先のまたは後続の説明において述べられていない場合がある。同様に、図及び説明において述べられる実施形態の単一の代替物ならびにその特徴の単一の代替物は、本発明の主題からまたは開示される主題から請求権を放棄され得る。本開示は、特許請求の範囲または例示的な実施形態において規定される特徴からなる主題、ならびに、該特徴を含む主題を含む。
【００４４】
更に、特許請求の範囲において、単語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を排除しない。単一ユニットまたはステップは、特許請求の範囲において挙げられる幾つかの特徴の機能を果たすことができる。或る対策が互いに異なる従属請求項において挙げられるという単なる事実は、これらの対策の組合せを、有利に使用することができないということを示さない。属性または値に関連する用語「ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ（本質的に）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（ほぼ）」等は、特に同様に、まさしくその属性をまたはまさしくその値をそれぞれ規定する。所与の数値または数値範囲の文脈における用語「ａｂｏｕｔ（約）」は、例えば、所与の値または範囲の２０％以内、１０％以内、５％以内、または２％以内にある値または範囲を指す。結合されたまたは接続されたとして述べられるコンポーネントは、電気的にまたは機械的に直接結合することができる等である、または、コンポーネントは、１つまたは複数の中間コンポーネントを介して間接的に結合することができる。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、その範囲を限定するものと解釈されるべきでない。
【図１】
2019503794.tif 000003
【図２】
2019503794.tif 000004
【図３】
2019503794.tif 000005
【図４】
2019503794.tif 000006
【図５】
2019503794.tif 000007
【図６】
2019503794.tif 000008
【国際調査報告】
2019503794.tif 000009
2019503794.tif 000010