(57)【要約】  加工する組織に対して実質的に同一の力が加えられることを最小限に抑える特徴部を有するバー（３０）である。これらの特徴部は、変化する螺旋角が形成された刃溝（４２〜５６）、すくい面（６２）の長さに沿って変化するすくい角が形成された刃溝、楕円の断面形状をバーヘッドにもたらすように形成された横断切込み（７０）、非対称に配置された遠位端溝（８２）、および／またはバーヘッドの周囲の全体にわたって一定ではない輪郭を有するチップ（３４）を含んでいる。
2015527153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科／医療に用いられるバー（３０）であって、
互いに向き合った近位端および遠位端を有するシャフト（３６）であって、前記シャフトは、前記近位端に隣接する近位区域を有しており、前記近位区域は、前記シャフトを回転させることができる外科用ハンドピースに連結されるべく形作られているシャフト（３６）と、
前記シャフト（３６）の前記遠位端に取り付けられたヘッド（３２）であって、前記ヘッドの前記最遠位部分であるチップ（３４）と、前記バーヘッドを通って前記チップから近位側に延在する長軸と、複数の刃溝（４２〜５６）であって、各刃溝がすくい面（６２）およびクリアランス面（６６）を有しており、前記すくい面および前記クリアランス面が切刃（６４）で会合するようになっている複数の刃溝（４２〜５６）とを有しているヘッド（３２）と、
を備えており、
一組の溝が、前記ヘッドの最も広い部分の遠位側前方に位置する前記刃溝に形成されており、前記一組の溝は、少なくとも１つの溝（８２）からなっており、前記一組の溝を構成する前記溝は、前記バーヘッドの前記長軸を中心として非対称に配置されていることを特徴とする、バー。
【請求項２】
前記バーヘッドは、複数の刃溝を含む第１の組の刃溝（４２，５０）および複数の刃溝を含む第２の組の刃溝（４４，４６，４８，５２，５４，５６）を有するように形成されており、前記第２の組の刃溝の少なくとも１つの刃溝は、前記第１の組の各対の円弧的に隣接する刃溝間に位置しており、前記第１の組の刃溝（４２，５０）は、前記バーヘッドチップから遠位側に延在するクリアランス面を有するように形作られており、前記第２の組の刃溝は、前記第１の組の刃溝を形成する前記刃溝から延在するクリアランス面を有しており、前記第２の組の刃溝は、前記第１の組の刃溝を構成する前記刃溝が近位側後方に延出する前記バーヘッドに沿った箇所の近位側に位置する前記バーヘッドに沿った箇所から近位側後方に延在しており、
前記一組の溝は、前記第１の組の刃溝（４２，５０）を構成する前記刃溝に配置されている、請求項１に記載の外科用バー。
【請求項３】
前記バーヘッドは、前記一組の溝が単一の前記溝（８２）からなるように形成されている、請求項１または２に記載の外科用バー。
【請求項４】
前記バーヘッドは、前記一組の溝が複数の溝からなり、前記複数の溝が前記バーヘッドの周りに非対称に配置され、かつ等角に離間しないように形成されている、請求項１または２に記載の外科用バー。
【請求項５】
少なくとも１つの前記刃溝（４２〜５６）は、前記刃溝を横切って延在する横断切込み（７０）を有するように、形成されており、前記横断切込みは、前記一組の溝の近位側に位置するように、前記バーヘッドに沿って配置されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項６】
横断切込み（７０）を有するように形成された前記少なくとも１つの刃溝は、前記一組の溝の前記溝の１つが形成されている前記刃溝の１つである、請求項５に記載の外科用バー。
【請求項７】
前記バーヘッドは、前記刃溝（４２〜５６）が前記バーヘッド（３２）に沿って遠位側―近位側に進むにつれて、前記刃溝が螺旋状に延在するように、さらに形成されており、前記螺旋は、前記刃溝に沿って変化する螺旋角を有しており、前記刃溝の前記すくい面は、前記刃溝に沿って変化するすくい角を前記刃溝に沿って有している、請求項１〜６のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項８】
前記バーヘッド（３２）は、球状、ドングリヘッド、バレルヘッド、銃弾ヘッド、卵状、梨状、またはドラム状からなる群の１つからなる形状を有している、請求項１〜７のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項９】
外科／医療に用いられるバー（３０）において、
互いに向き合った近位端および遠位端を有するシャフト（３６）であって、前記シャフトは、前記近位端に隣接する近位区域を有しており、前記近位区域は、前記シャフトを回転させることができる外科用ハンドピースに連結されるべく形作られているシャフト（３６）と、
前記シャフト（３６）の前記遠位端に取り付けられたヘッド（３２）であって、前記ヘッドは、複数の刃溝（４２〜５６）を有しており、各刃溝がすくい面（６２）およびクリアランス面（６６）を有しており、前記すくい面およびクリアランス面が切刃（６４）において会合するようになっているヘッド（３２）と、
を備えており、
前記刃溝は、前記バーヘッドに沿って螺旋状に遠位側−近位側に延在するように形成されており、前記刃溝は、前記刃溝に沿って変化する螺旋角を有する螺旋に沿って延在しており、前記刃溝の前記すくい面は、前記刃溝に沿って変化するすくい角を前記刃溝に沿って有していることを特徴とする、外科用バー。
【請求項１０】
前記バーヘッドは、前記バーヘッドの直径が赤道から前記シャフトに向かって近位側にテーパが付されるような可変直径を有しており、
前記刃溝は、前記バーヘッド上に前記バーヘッドの刃溝のない環状区域を画定するようにさらに形成されており、前記環状区域は、前記シャフト（３６）から半径方向外方に延在しており、前記赤道における前記バーヘッドの直径の最大２５％の半径幅を有している、請求項９に記載の外科用バー。
【請求項１１】
複数の前記刃溝（４２〜５６）は、前記刃溝を横切って延在する横断切込み（７０）を有するようにさらに形成されている、請求項９または１０に記載の外科用バー。
【請求項１２】
複数の円弧的に互いに隣接する刃溝が、前記刃溝を横切って延在する横断切込みを有するようにさらに形成されており、前記横断切込みは、前記円弧的に互いに隣接する刃溝の少なくとも２つにおける前記横断切込みが前記バーヘッドの前記長軸に沿って長手方向において互いに離間するように配置されている、請求項９または１０に記載の外科用バー。
【請求項１３】
外科／医療に用いられる外科用バー（３０）であって、
互いに向き合った近位端および遠位端を有するシャフト（３６）であって、前記シャフトは、前記近位端に隣接する近位区域を有しており、前記近位区域は、前記シャフトを回転させることができる外科用ハンドピースに連結されるべく形作られているシャフト（３６）と、
前記シャフト（３６）の前記近位端に取り付けられたヘッド（３２）であって、前記ヘッドは、複数の刃溝（４２〜５６）を有しており、各刃溝がすくい面（６２）およびクリアランス面（６６）を有しており、前記すくい面およびクリアランス面が切刃（６４）において会合するようになっているヘッド（３２）と、
を備えており、
前記刃溝は、少なくとも複数の刃溝に前記刃溝を横切って延在する横断切込み（７０）が形成されるようにさらに形成されており、前記横断切込みは、面（７２）によって画定されており、前記面は、前記面が形成される前記刃溝の前記すくい面から前記クリアランス面に延在しており、さらに具体的には、前記面は、前記バーヘッドの前記長軸に向かって内方に延出しながら、前記バーヘッドの回転によって前記バーが押し付けられる組織に衝突する次の刃溝に向かって円弧状に延在するようになっていることを特徴とする、外科用バー。
【請求項１４】
前記バーは、前記横断切込み（７０）の基面をなす前記面（７２）が、前記面が延在するすくい面（６２）から離れる方に湾曲するようにさらに形成されている、請求項１３に記載の外科用バー。
【請求項１５】
複数の前記横断切込み（７０）が、前記刃溝に形成されており、前記複数の横断切込みは、互いに異なる刃溝における少なくとも２つの横断切込みが前記バーヘッド（３２）の前記長軸に沿った互いに異なる位置に配置されるように形成されている、請求項１３または１４に記載の外科用バー。
【請求項１６】
複数の前記横断切込み（７０）が、前記刃溝に形成されており、前記複数の横断切込みは、円弧的に互いに隣接する刃溝における前記横断切込みが前記バーヘッドの前記長軸に沿った互いに異なる位置に配置されるように形成されている、請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項１７】
前記刃溝は、前記バーヘッド（３２）の前記長軸と直交する横断面において、少なくとも２つの円弧的に隣接する刃溝（４２および４４，５０および５２）が前記バーヘッド長軸から外方に互いに異なる半径距離にわたって延在し、これによって、前記横断面において、前記バーヘッドが非円形の形状を有するように形成されている、請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項１８】
外科／医療用途に用いられる外科用バー（３０）であって、
互いに向き合った近位端および遠位端を有するシャフト（３６）であって、前記シャフトは、前記近位端に隣接する近位区域を有しており、前記近位区域は、前記シャフトを回転させることができる外科用ハンドピースに連結されるべく形作られているシャフト（３６）と、
前記シャフト（３６）の前記遠位端に取り付けられたヘッド（３２）であって、前記ヘッドは、複数の刃溝（４２〜５６）を有しており、各刃溝がすくい面（６２）およびクリアランス面（６６）を有しており、前記すくい面およびクリアランス面が切刃（６４）で会合するようになっており、前記刃溝は、複数の刃溝を含む第１の組の刃溝（４２，５０）および複数の刃溝を含む第２の組の刃溝（４４，４６，４８，５２，５４，５６）を含んでおり、前記第２の組の刃溝の少なくとも１つの刃溝は、前記第１の組の刃溝の１対の円弧的に隣接する刃溝間に配置されているヘッド（３２）と、
を備えており、
前記第１の組の刃溝（４２，５０）は、前記バーヘッドチップ（３４）から遠位側に延在するクリアランス面を有するように、形作られており、前記第２の組の刃溝（４４，４６，４８，５２，５４，５６）は、前記第１の組の刃溝を構成する前記刃溝から延在するクリアランス面を有しており、前記第２の組の刃溝は、前記第１の組の刃溝を構成する前記刃溝が近位側後方に延出する前記バーヘッドに沿った箇所の近位側に位置する前記バーヘッドに沿った箇所から近位側後方に延在していることを特徴とする、外科用バー。
【請求項１９】
前記バーヘッド（３２）の回転方向において、前記第１の組の刃溝（４２，５０）を構成する前記刃溝（４２，５０）の各々の前方に位置する先行する刃溝（４４，５２）が存在しており、前記バーヘッド（３２）を通る前記長軸に対して、前記先行する刃溝は、前記第１の組の刃溝（４２，５０）を構成する前記刃溝よりもさらに半径方向外方に延在している、請求項１８に記載の外科用バー。
【請求項２０】
前記バーヘッドは、前記バーヘッドの長さに沿って変化する前記バーヘッドの前記長軸と直交する横断面直径を有しており、前記先行する刃溝は、前記バーヘッドの前記横断面直径が最大である箇所において、前記第１の組の刃溝（４２，５０）を構成する前記刃溝よりもさらに半径方向外方に延在している、請求項１９に記載の外科用バー。
【請求項２１】
前記第１の組の刃溝の少なくとも１つの刃溝（４２）に、前記刃溝を横切って延在する溝（８２）が形成されている、請求項１８〜２０のいずれか１つに記載の外科用バー。
【請求項２２】
前記１つの刃溝のみに、前記刃溝を横切って延在する前記溝が形成されている、請求項２１に記載の外科用バー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、外科用バーに関する。さらに詳細には、本発明は、刃溝を備える外科用バーであって、該刃溝は、バーが外科部位に作用したときに生じるビビリを低減させるために、不均一な形状を有すると共に変化する刃溝間距離を有している、外科用バーに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術を行うために用いられる１つの切削付属品が、バーである。バーは、一般的に、多数の刃溝を有するように形作られた剛性材料、典型的には、金属から形成されたヘッドからなっている。刃溝は、切刃を画定するように形成されている。さらに詳細には、刃溝は、典型的には、硬質組織、例えば、骨または軟骨を切除するように設計されている。シャフトが、ヘッドから後方に延在している。多くの場合、シャフトの近位端は、電動式ハンドピースへのシャフトの係止を容易にする特徴部を有している。ハンドピースの作動によって、バーの回転が生じることになる。外科手術中、バーヘッドは、外科部位に押し付けられ、この外科部位において、組織の一部が除去されることになる。回転する切刃が、外科部位から組織を切除する。種々の形状および大きさのバーが、整形外科、神経および脊椎外科、耳、鼻、および喉外科のような手術、および付随的手術が組織の一部を選択的に除去するようになっている他の外科手術に用いられている。
【０００３】
バーは、それらの設計目的に対して良好に機能している。にもかかわらず、いくつかのバーに付随して生じる１つの問題が、ビビリである。ビビリは、バーヘッドが押し付けられる表面に対するバーヘッドの前後振動である。ビビリは、バーヘッドが押し付けられた組織に対して、バーの個々の切刃が繰返し押し込まれる結果として生じる。
【０００４】
ビビリを最小限に抑えるために、種々の形状を有するバーおよび種々の刃溝間距離を有するバーが提案されてきている。本発明者が譲受人の２００９年２月１９日に公開された特許文献１、２０１２年６月１３日に公開された特許文献２、および２０１２年６月２１日に公開された特許文献３は、バー振動を最小限に抑えるように形作られかつ配置された刃溝を有するバーを開示している。これらの文献の各々は、参照することによって、本願に含まれることを理解されたい。
【０００５】
前述のバーは、場合によってはバー振動を最小限に抑えるように機能する特徴部を有している。しかし、多くのバーが軟質または硬質組織に押し付けられたときに依然として感知できるほどに振動するいくつかの用途が、今もなお存在している。
【０００６】
また、手術によっては、バーを用いる外科医が、除去されるべき組織に対してバーを後退させながら押し付けることを望むことがある。ここで、「後退」という用語は、外科医が、バーを自身から離れる方または側方、すなわち、バーの長軸に対して横方向に移動させる力を加える代わりに、バーを自身に向かって後方に引き込むことを意味すると理解されたい。この種の操作は、除去されるべき組織がバーを前方向または側方向に単に押し込むことによって除去することが困難な場合に、用いられる。この種の手術を行うために一部のバーを用いる場合の課題は、それらのバーの刃溝が、それらのバーの赤道、すなわち、バーの最大直径の面の近位側後方に長い距離にわたって延在していないことである。例えば、多くの周知のバーは、赤道の近位側においてバー自体の直径の１／２に略等しい直径を有する円で終端する刃溝を有している。これは、この円の近位側において、バーが刃溝を有していないことを意味している。その結果、バーヘッドのこの近位部分を組織に対して押し込んでも、バーのこの部分が押し付けられた組織を除去するように機能しないことになる。
【０００７】
従って、場合によっては、バーヘッドの刃溝のある近位部を除去されるべき組織に対して後方に移動させるために、外科医は、必然的に、バーヘッドの刃溝のない区域を除去されるべき組織に押し込まねばならないことになる。組織に対してバーヘッドのこの刃溝のない区域を擦ることによって、この組織を摩擦加熱させる。この摩擦加熱によって、（バーを用いる手術において理想的には生じるべきではない）組織の熱的壊死をもたらすことがある。
【０００８】
バーヘッドが延出するシャフトの近くまで近位側後方に延在する刃溝を備えるバーを提供する努力が払われてきている。これによって、一回転で外科医が除去することを望むよりも多くの組織を除去するバーが得られている。この種のバーは、「強引切除バー（overly aggressive bur）」と呼ばれることもある。さらに、これらのバーは、これらのバーを制御し、かつ位置決めする外科医の能力に悪影響を与える程度の振動をもたらす傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００４８６０２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／０１５０２０９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１５８０２８号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、新規の有益な外科用バーに関する。本発明のバーは、刃溝であって、該刃溝が一体化されているバーヘッドの振動を最小限に抑えるように形作られている、刃溝を備えている。
【００１１】
本発明のバーの１つの特徴は、刃溝は、該刃溝が突出するヘッドの周りに螺旋パターンで配置されていることである。さらに詳細には、刃溝は、各刃溝がヘッドの周りに螺旋状に延在し、該螺旋が、変化する螺旋角を有すると共に変化するすくい角を有するすくい面を備えるように、形作られている。螺旋角およびすくい角は、いずれも、刃溝が半径方向外方に延出するヘッドの長さによって、変化している。本発明の多くの態様では、バーの中点の近位側において、刃溝のすくい角が減少している。
【００１２】
本発明のバーのさらに他の特徴は、刃溝の全てではないにしても少なくともいくつかに横断切込みが形成されていることである。本発明の多くの態様では、横断切込みは、負のすくい角を有する基面を有している。本発明のいくつかの態様では、１つまたは複数の刃溝に複数の横断切込みが形成されている。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴では、少なくとも１つの刃溝に切屑破断部として機能するギャッシュが形成されている。さらに詳細には、１つまたは複数の切屑破断ギャッシュは、バーヘッドの遠位端チップに対して非対称に配置されている。
【００１４】
本発明のさらなる特徴は、横断切込みは、角度的に互いに隣接する刃溝における横断切込みがバーヘッドの長軸に沿って互いに離間するように、配置されていることである。
【００１５】
本発明のバーのさらに付加的な特徴は、刃溝の形状設定によって、バーヘッドの遠位端チップが、回転中、バーヘッドが固定された面内において回転するにつれて変化する角度を画定するようになっていることである。
【００１６】
本発明のバーは、前述の特徴の１つ、２つ以上、または全てを有するように構成することができる。
【００１７】
本発明は、請求項において詳細に規定されている。本発明の上記の特徴およびさらなる特徴は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を参照することによって、さらによく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によって構成された外科用バーの側面図である。
【図２】本発明のバーのヘッドの斜視図である。
【図２Ａ】図２の刃溝に形成された切込みの拡大斜視図である。
【図３】バーヘッドの正面図である。
【図４】図１の線４−４に沿って切断されたバーヘッドを通る長軸と直交する面におけるバーヘッドの横断面図である。
【図５】バーヘッドの拡大側面図である。
【図５Ａ】図５の紙面に沿って切断された図５のバーのチップの断面図である。
【図６】図５に示されている方位から長軸を中心として９０°回転させたバーヘッドの拡大側面図である。
【図６Ａ】図６の紙面に沿って切断された図６のバーのチップの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明によって構成された外科用バー３０を示している。バー３０は、バーの遠位端を形成するヘッド３２を有している。（「遠位側」は、バーが押し付けられる外科部位に向かう方を意味すると理解されたい。「近位側」は、外科医部位から離れる方を意味している。）バーヘッド３２は、バー３０の最前部である遠位端チップ３４を有している。シャフト３６が、バーヘッド２２から近位側後方に延在している。シャフト３０とヘッド３２との間に延在するテーパ付きネックには、部番が付されていない。このネックには、シャフトから遠位側に進むにつれて、ネックの外径が増大するように、テーパが付されている。
【００２０】
本発明の多くの態様では、バー３０は、神経外科手術、ＥＮＴ外科手術、脊椎または整形外科手術を行うように設計されている。従って、本発明の多くの態様では、バーヘッド３２は、１５ｍｍ以下の最大外周を有している。本発明の他の態様では、バーヘッド３２の最大外周は、１０ｍｍ以下である。
【００２１】
シャフト３６の近位端は、連結特徴部３８を備えている。連結特徴部３８は、連結アセンブリへのシャフト３６の取外し可能な係合を容易にする幾何学的特徴部であり、該連結アセンブリは、バー３０が用いられる電動式外科用ハンドピース（図示せず）の回転シャフトと一体になっている。このハンドピースは、場合によっては、ドリルまたは工具と呼ばれることもある。例示されている連結特徴部３８は、シャフト３６の外径に対して凹んだ凹面である。これらの面の配置のパターンは、２０１０年３月１１日に公開された米国特許出願公開第２０１０／０６３５５２４号において検討されている。この文献の内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。保持特徴部の代替的な幾何学的形状および配置は、１９９９年３月３０日に刊行された米国特許第５，８８８，２００号および２００３年５月１３日に刊行された米国特許第６，５６２，０５５号に記載かつ図示されている。これらの文献は、参照することによって、ここに含まれるものとする。連結特徴部のこれらの幾何学的形状は、例示にすぎず、制限するものではないことを理解されたい。本発明の代替的態様では、これらの連結特徴部は、例えば、ネジが切られているとよい。代替的に、シャフト３６の外面から外方に突出するタブが、連結特徴部として機能するようになっていてもよい。本発明のいくつかの態様では、連結特徴部３８は、単純に滑らかな壁付きシャフトの区域であってもよく、該区域に対して、工具チャックのフィンガーがバー３０を工具に対して保持するようになっていてもよい。従って、連結特徴部の正確な幾何学的形状は、本発明の構造に関連するものではない。
【００２２】
図２，３に最もよく示されているように、円弧的に互いに離間した多数の刃溝４２〜５６が、バーヘッド３２の中心から半径方向外方に延在している。各刃溝４２〜５６は、すくい面６２およびクリアランス面６６を有するように形作られており、図４では、１つの刃溝のすくい面およびクリアランス面にのみ符号が付されている。バーヘッドおよび刃溝が回転する方向、すなわち、図４の矢印６１の方向において、すくい面６２が先行面であり、クリアランス面６６がすくい面６２に続く刃溝の面である。刃溝のすくい面６２およびクリアランス面６６が会合する縁が、刃溝の切刃６４である。
【００２３】
本発明の外科用バー３０は、刃溝が螺旋形状を有するように、形成されている。詳細には、これは、刃溝４２〜５６が近位側に、具体的には、チップ３４から近位側に進むにつれて、すくい面およびクリアランス面は、切刃６４がバーヘッド３２の外面の周りに沿って曲線を描きながら長手方向に進むように、形成されていることを意味している。さらに具体的には、バー３０は、刃溝の切刃６４の螺旋角が刃溝の長さに沿って変化するように、設計されている。切刃６４の螺旋角は、バーの長軸に対する切刃の区域の鋭角であると理解されたい。バーの長軸は、バーヘッド３２の遠位端チップ３４から近位端に延在する軸である。各刃溝４２〜５６の遠位端チップに隣接する箇所において、螺旋角は、本質的に０°である。チップ３４から遠位側に進むと、螺旋角は増大する。本発明の一態様では、螺旋角は、４５°から６５°の間、さらに一般的には、５０°から６０°の間の最大値まで増大するようになっている。刃溝の螺旋角は、バーヘッド３２の赤道に隣接する箇所において最大である。この赤道は、バーヘッドの長軸と直交するバーヘッド直径が最大の面であると理解されたい。本発明のバー３０は、赤道の近位側において、刃溝４２〜５６の螺旋角が減少するように、さらに形成されている。本発明のいくつかの態様では、この減少は、最大螺旋角に対して５°から３０°の間である。本発明のさらに他の態様では、この減少は、最大螺旋角に対して１０°から２０°の間である。
【００２４】
各刃溝は、すくい角も有している。すくい角は、バーヘッドの長軸から刃溝の切刃に延在する半径線に対するすくい面３２の角度である。この半径線は、バーヘッド３２の長軸と直交する面内に位置すると理解されたい。本発明のバー３０は、すくい角が刃溝４２〜５６の長さに沿って変化するように、さらに形成されている。さらに具体的には、本発明の多くの態様では、すくい角は、刃溝がチップ３４から近位側に離れる方に進むにつれて、より負になっている。（もしすくい面がバーヘッドの長軸からの半径線と真っ直ぐに並んでいるなら、すくい角は、中立（neutral）、すなわち、０°である。もしすくい面がバーヘッドの長軸からの半径線の前方に延在しているなら、すくい角は、「負（negative）」（＜０°）である。もしすくい面がバーヘッドの長軸からの半径線から後方に延在しているなら、すくい角は、「正（positive）」である。（＞０°））本発明のいくつかの態様では、バーは、遠位端チップ３４に隣接する箇所において、すくい角が−１０°から１０°の間、さらに具体的には、−５°から５°の間にあるように、形成されている。すくい角は、バーヘッドの近位端に隣接する箇所において、すくい角がー７０°から−２０°の間、さらに一般的には、ー５６°からー４０°の間にあるように、減少している。
【００２５】
本発明のバー３０を形成するいくつかの方法では、加工品が、ヘッド付きシャフト３６の形状を有するように、形成される。前述のバーのためのこのヘッドは、実質的に球形状を有している。このヘッドの直径は、仕上げられたバーヘッド３２の直径と少なくとも同じ大きさを有している。次いで、砥石車がバーヘッドに向かって下降する。多くの場合、この砥石車は、この加工品のヘッドの赤道に対して下降するようになっている。
【００２６】
回転している砥石車は、加工品のヘッドに対して螺線経路に沿って移動する。従って、砥石車は、第１の刃溝のクリアランス面６６および該クリアランス面が形成される刃溝に隣接する刃溝のすくい面を形成することになる。
【００２７】
砥石車が加工品のヘッドの表面に沿って移動するにつれて、このヘッドの中心に対する砥石車の位置が変化することをさらに理解されたい。さらに具体的には、ヘッドの赤道に隣接する箇所では、砥石車は、加工品のこのヘッドの中心の近くに位置している。この赤道の近位側および遠位側の両方において、砥石車の表面と加工品のヘッドの中心との間の距離は、減少する、従って、本発明のいくつかの態様のさらなる特徴として、刃溝深さ、すなわち、すくい面６２の半径高さは、バーヘッドの赤道において最大になる。すくい面の高さ、すなわち、刃溝の深さは、刃溝がこの赤道を通る面に対して近位側および遠位側に進むにつれて減少する。
【００２８】
バー３０は、各刃溝４２−５６が、典型的には少なくとも１つの横断切込み７０を有するように、さらに形成されている。横断切込み７０は、切刃６４を互いに異なる区域に分割するための刃溝に形成された隙間である。さらに具体的には、砥石車が各刃溝に押し付けられ、これによって、該刃溝のすくい面６２からクリアランス面６６に延在する面７２が形成される。面７２は、バーヘッドの長軸に向かって内方に延出すると共に、バーヘッドの回転方向においてバーが押し付けられる組織と衝突する次の刃溝に向かって円弧的に延出するように、すくい面から延在している。この面７２が、横断切込み７０の基面を画定することになる。
【００２９】
本発明の多くの態様では、バーヘッド３２には、当初、バーヘッド３２に沿った連続的な特徴部として延在する刃溝４２−５６が形成される。いったんこれらの刃溝が形成されたなら、個々の面７２を形成するために、砥石車が各刃溝を横切って押し付けられる。さらに具体的には、この砥石車は、螺旋経路に沿って各刃溝を横切って移動する。この螺旋の曲線は、刃溝４２〜５６の該面が形成される区域の曲線の方向と逆向きである。その結果、面７２は、該面が延出するすくい面の区域から離れる方に円弧状に延在し、具体的には、すくい面から円弧的に隣接する刃溝のすくい面に向かってかつ内方に湾曲し、これによって、該面が形成される刃溝の切刃６４から半径方向内方に湾曲することになる。本発明の図示されている態様では、さらに具体的に、刃溝は、各刃溝が２つの横断切込み７０を有するように、形成されている。
【００３０】
さらに、本発明のバー３０は、円弧的に互いに隣接する２つの刃溝４２〜５６の互いに最近接している２つの横断切込みが、バーヘッド３２を通る長軸と交差する同一の横断面において位置ずれするように、形成されている。すなわち、図３に示されているように、刃溝４６に形成された最遠位横断切込み７０は、円弧的に隣接する刃溝４８に形成された最遠位横断切込み７０の遠位側前方に離間している。また、偶数の刃溝を備える本発明の態様では、１つの刃溝に形成された横断切込みは、正反対に位置する刃溝に形成された横断切込みと遠位端チップ３４から同じ距離の位置にある。すなわち、刃溝４４に形成された最遠位横断切込みは、反対側の刃溝、すなわち、刃溝５４に形成された最遠位横断切込みと遠位端チップ３４から同じ距離の位置に配置されている。
【００３１】
バー３０は、２つの対称的な刃溝、ここでは、刃溝４２および５０の遠位端がバーヘッドの長軸に沿ってチップ３４に最近接する位置を始端とするように、さらに設計されている。さらに具体的には、図６Ａに示されているように、刃溝４２および５０のそれぞれのクリアランス面６６〜４２および６６〜５０は、各々、バーヘッド３２の長軸に対して第１の鋭角、すなわち、角度αＬで傾斜している。クリアランス面６６〜４２および６６〜５０は、縁を形成するように会合していないことが、図からさらに明らかである。代わって、これらの面は、互いに離間している。従って、クリアランス面６６〜４２および６６〜５０間において、バーヘッドは、心出部３５と呼ばれる矩形の突出部を有している。心出部３５の最遠位面は、バーヘッド３２の遠位端チップ３４である。
【００３２】
残りの刃溝、すなわち、刃溝４４，４６，４８，５２，５４，５６は、クリアランス面６６〜４２および５５〜５０から離れる方に向かって本質的にテーパが付されたそれぞれのクリアランス面を有するように、形成されている。さらに具体的には、刃溝４４，４６，４８のそれぞれのクリアランス面は、クリアランス面６６〜５０から離れる方に向かってテーパが付されている。刃溝５２，５４，５６のそれぞれのクリアランス面は、クリアランス面６６〜４２から離れる方に向かってテーパが付されている。従って、刃溝４４，４６，４８，５２，５４、５６のそれぞれのクリアランス面は、バーヘッドの長軸に対して、クリアランス面６６〜４２および６６〜５２の角度よりも小さい鋭角に沿って配置されている。例を挙げると、図５Ａは、クリアランス面６６〜４４および６６〜５２、すなわち、刃溝４４，５２にそれぞれ付随するクリアランス面を示している。各クリアランス面６６〜４４および６６〜５２は、バーヘッドを通る長軸に対して鋭角αＴに沿って配向されている。角度αＴは、角度αＬよりも小さい。
【００３３】
前述したように、本発明のバーを形成するために、加工品のヘッドは、刃溝４２〜５６を形成するように研磨される。刃溝４２，５０が円弧的に隣接する先行刃溝の角度αＴよりも大きい角度αＬで配置されるように刃溝を形成するには、円弧的に隣接する先行刃溝を、最も広い位置における該刃溝が隣接する刃溝の半径方向外方に突出するように、形成する必要がある。ここで、「円弧的に隣接する先行」刃溝は、バーヘッドが回転するとき、対象となる刃溝が組織に衝突する直前に組織に衝突する刃溝であると理解されたい。この刃溝４４は、刃溝４２よりも円弧的に先行している。また、刃溝５２は、刃溝５０よりも円弧的に先行している。
【００３４】
前述のようにバーヘッドを形成する必要があることによって、刃溝４４，５２の半径方向外方部分は、周囲刃溝の外方にいくらか半径方向に突出する。具体的には、刃溝４４は、周囲刃溝、すなわち、刃溝４２，４６の外方にいくらか半径方向に突出し、刃溝５２は、周囲刃溝、すなわち、刃溝５０，５４の外方にいくらか半径方向に突出する。その結果、赤道に沿って、バーヘッドは、円断面というよりもむしろ楕円断面を有することになる。本発明の極端な設計では、この形状は、卵形に近くなる。
【００３５】
本発明のバー３０の他の特徴は、刃溝８２の少なくとも１つに溝８２が形成されることである。本発明の図示されている態様では、刃溝４２のみに溝８２が形成されている。各溝８２は、近位側−遠位側に延在する長軸と直交する面に沿って延在している。溝８２が形成される１つまたは複数の刃溝は、溝８２の長軸が刃溝の切刃６４に対して８０°から１００°の間にあるように、形成されている。横断切込み７０は、関連する刃溝の切刃に対してこの関係を有していない。横断切込み７０および溝８２の両方が存在する本発明の態様では、溝８２は、横断切込み７０よりもバーヘッドチップ３４の近くに配置されることを理解されたい。さらに、１つまたは複数の溝８２が存在するとき、これらの溝は、バーヘッドチップとバーヘッドの本体の赤道との間に配置されている。
【００３６】
少なくとも１つの溝８２が存在する本発明の態様では、１つまたは複数の溝は、バーヘッドの長軸を中心として非対称に配置されている。従って、もし本図面に示されているように、単一の溝８２が存在するなら、該溝は、バーヘッドに本質的に非対称に配置されていることになる。もし複数の溝が存在するなら、これらの溝は、バーヘッドの長軸を中心として対称に配置されていないのに加えて、それらの長軸が互いに等角に離間しないようになっている。
【００３７】
典型的には、溝８２は、先行面７４の１つに形成されている。本発明のいくつかの態様では、単一の溝しかバーヘッドに形成されていない。複数の溝８２が存在する本発明の態様では、該溝は、チップ３２の遠位側の互いに異なる距離の位置に配置されている。
【００３８】
本発明のバー３０は、バーをハンドピースに取り付けることによって、使用が容易になる。ハンドピースに一体化された連結アセンブリは、バーの保持特徴部３８に係合する特徴部を有している。この係合の結果として、バー３０は、バーシャフト３６がハンドピース内のモータに接続された出力シャフトと一体で回転するように、ハンドピースに保持されることになる。従って、ハンドピースモータが作動されると、バーシャフト３６、従って、バー３０の全体が、ハンドピースの出力シャフトと一体で回転することになる。
【００３９】
バー３０は、組織、典型的には、骨のような硬質組織に押し付けられ、該組織を選択的に除去するものである。組織を除去するために、バーヘッド３２の側面が該組織に押し付けられると、刃溝４２〜５６が連続的に組織に対して回転することになる、さらに具体的には、各すくい面６２および切刃が、組織に対して押し付けられる。各刃溝が、該刃溝の長さに沿って、すなわち、すくい面とこの面および相補的な切刃６４が押し付けられる組織との界面の長さに沿って、螺旋角が変化する螺旋形状を有していると共にすくい角が変化するすくい面を有していることによって、組織に押し付けられる力が変化する。これらの力の変化によって、組織に加えられる再生力の蓄積が低減する。組織に加えられるこれらの再生力の出力を低減させることによって、組織、すなわち、骨がバーヘッドに加える反力の出力が、同様に低減する。これらの反力の低減によって、本発明のバーヘッドがビビリ、すなわち、前後振動を生じる程度が、低下することになる。
【００４０】
また、変化する螺旋角度および変化するすくい角を有する刃溝を形成するために用いられる研磨プロセスによって、バーヘッドが延出するネックに極めて近い位置でこれらの刃溝の近位端が終端するように、刃溝４２〜５６を形成することができる。その結果、バーの近位端において、バーの刃溝のない区域の半径幅が比較的小さくなる。ここで、「半径幅」という用語は、バーヘッドがその隣接するシャフトまたはネックから現れる箇所から刃溝４２〜５６がバーヘッド３２の外方に現れ始める箇所に至るバーヘッドのこの区域を横切る長さであると理解されたい。本発明の多くの態様では、シャフト３６またはネックにごく隣接するバーヘッド３２の刃溝のない環状区域は、バーの最大直径の２５％未満の半径幅を有している。さらに一般的には、バーヘッドのこの刃溝のない環状区域の半径幅は、バーヘッドの最大直径の２０％以下である。バー３０が後退切削に用いられる可能性が大きい本発明の態様において、バーヘッドのこの刃溝のない環状区域は、バーヘッドの最大直径の最大１７％の半径幅を有している。
【００４１】
本発明のこの特徴の利点は、本発明のバー３０を用いる外科医が後退動作によってバーを作用させたとき、組織に対して押し付けられたバーの近位区域の実質的に全てに刃溝が形成されていることにある。これは、外科医がバーをこの後退動作によって作用させたとき、バーが除去することを意図する組織に対してのみ本質的に押し付けられるように、バーヘッドを位置決めすることができることを意味している。これによって、バーを用いる加工がもたらす（このバーを用いる加工によって生じるべきではない）意図されない組織の熱的壊死の程度が低減されることになる。
【００４２】
本発明のバーの近位区域が実質的に刃溝を有している一方、刃溝４２〜５６が前述の螺旋角およびすくい角を赤道の遠位区域、すなわち、赤道の前方区域に有していることによって、バーは、組織に対して前方または側方に押し付けられたとき、組織を強引に除去せず、従って、過剰に振動しないことになる。
【００４３】
さらに、横断切込み７０の存在によって、各刃溝４２〜５６が組織に加える（剪断力と呼ばれることもある）切削力が、該刃溝の長さに沿って組織に加えられないことになる。これによって、刃溝が組織に加える切削力、従って、組織が刃溝に逆に加える反力の全体が低減する。これらの力の低減によって、バーがビビリを生じる程度がさらに低下することになる。
【００４４】
前述したように、本発明の他の特徴は、刃溝がバー３０の長軸から外方に向かって互いに異なる半径距離にわたって延在することによって、バーヘッド３２が円形というよりもむしろ楕円形または卵形の形状を有することである。本発明のこの特徴によっても、同様に、組織に加えられる力が変化する。前述した理由から、これらの力が時間経過と共に変化することによって、バーヘッドのビビリを生じる反力の生成が低下することになる。
【００４５】
さらに、場合によっては、バーヘッド３２が組織に対して押し付けられるとき、バーがバーヘッドの長軸と組織の面との間の鋭角が３０°から９０°の間になるように配向されることが意図されている。これらの場合、バーヘッドの最遠位部分、すなわち、バーヘッドの赤道の遠位側のバーヘッドの部分が組織に押し付けられることになる。バーヘッドのこれらの使用において、１つまたは複数の溝８２が形成されている刃溝４２〜５６の区域が組織に対して回転する。これらの１つまたは複数の溝の非対称な配置によっても、同様に、組織に対して同等の力が加えられることが低減される。これによって、ビビリを生じる反力の蓄積がさらに低下することになる。
【００４６】
バーヘッドと組織の面との間の鋭角は、６０°未満、さらに典型的には、３０°未満であり、本質的に、刃溝４２〜５６の側部が組織と接触する刃溝の部分である。また、バーヘッド長軸が組織の面と平行（本質的に、０°の角度）のときに接触する刃溝の区域もある。バーがこのように用いられるとき、この区域は、前述したように、横断切込み７２が組織に対して回転する刃溝４２〜５６の区域である。
【００４７】
同じように、本発明のバー３０が、本質的に孔形成ドリルビットとして機能するように組織に対して作用する場合もある。バーが組織にこのように作用するとき、バーと組織の面との間の長軸は、略６０°から９０°の間である。このような場合、バーが押し付けられる組織の特定面は、最初、角度２αＬで互いに離間した切刃６４に晒される。このとき、組織は、第１の力を受ける。この直後、組織の同じ部分が、角度２αＴで互いに離間した切刃に晒される。このとき、組織は、第１の力と異なる第２の力を受ける。これによって、組織は、可変力を受ける。これらの力が、実質的に同等ではなく、変動するので、これらの力の印加が反力を生じるビビリの生成をもたらす程度が低減されることになる。
【００４８】
前述の説明は、本発明のバーの特定の一態様に向けられていることを理解されたい。本発明によって構成される代替的なバーも可能である。
【００４９】
例えば、本発明の全てのバーが必ずしも全ての特徴を有していなくてもよい。すなわち、本発明のバーは、変化する螺旋角が形成された刃溝；すくい面の長さに沿って変化するすくい角が形成された刃溝；バーヘッドに楕円の断面形状をもたらすように形成された横断切込み；非対称に配置された遠位端溝；またはバーヘッドの周囲の全体にわたって一定でない輪郭を有するチップを備えていなくてもよい。
【００５０】
本発明の開示された態様は、８つの刃溝を有するバーヘッドを含んでいる。これは、単なる例示にすぎず、制限するものではないことを理解されたい。すなわち、最小限に抑えた場合、本発明の少なくともいくつかの特徴を有するために、バーヘッドは、２つの刃溝のみを有していればよい。バーが本発明のさらなる特徴を有するには、バーヘッドは、多くの場合、３つ以上の刃溝を有していなければならない。同様に、本発明のバーは、必ずしも偶数の刃溝を備えている必要がない。本発明のいくつかのバーは、９つ以上の刃溝を有していてもよい。
【００５１】
本発明の開示された態様では、溝８２は、該溝が形成される刃溝４２の幅の実質的に全体にわたって延在している。しかし、これは、単なる例示にすぎず、制限するものではない。本発明のいくつかの態様では、溝は、すくい面から延在し、相補的なクリアランス面に達する前に終端していてもよい。同様に、本出願は、横断切込み７０または溝８２のいずれかの深さを制限すると解釈されるべきでない。本発明のいくつかの態様では、横断切込みまたは２つ以上の刃溝の一方または両方は、空洞が形成される刃溝の本質的に完全な高さと等しい深さを有していてもよい。さらに、本発明のいくつかの態様では、溝８２は、バーヘッドチップから種々の距離の位置に配置されていてもよい。同様に、本発明のいくつかの代替的構成では、単一の刃溝に複数の溝が形成されていてもよい。本発明の刃溝は、溝の近位側に、１つまたは複数の横断切込みを有していてもよい。
【００５２】
さらに、本発明の全ての態様において、各刃溝は、必ずしも横断切込みを備えている必要がない。また、横断切込みが刃溝に形成されるとき、各刃溝が２つの横断切込みを有していてもよい。いくつかの刃溝が単一の横断切込みを有し、他の刃溝が３つ以上の横断切込みを有していてもよい。
【００５３】
同様に、本発明のバーは、略球面形状のヘッドを必ずしも有している必要がない。代替的実施形態では、ヘッド３２は、ドングリヘッド、バレルヘッド、銃弾ヘッド、卵状、梨状またはドラム状を含む代替的な形状を有していてもよい。
【００５４】
従って、添付の請求項の目的は、本発明の真の精神および範囲を包含するこのような全ての変更形態および修正形態を含むことにある。
【図１】
2015527153.tif 000003
【図２】
2015527153.tif 000004
【図２Ａ】
2015527153.tif 000005
【図３】
2015527153.tif 000006
【図４】
2015527153.tif 000007
【図５】
2015527153.tif 000008
【図５Ａ】
2015527153.tif 000009
【図６】
2015527153.tif 000010
【図６Ａ】
2015527153.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月8日(2015.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のさらに他の特徴は、少なくとも１つの刃溝に切屑破断部として機能する溝が形成されていることである。さらに詳細には、１つまたは複数の切屑破断溝は、バーヘッドの遠位端チップに対して非対称に配置されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明のバー３０の他の特徴は、刃溝の少なくとも１つに溝８２が形成されることである。本発明の図示されている態様では、刃溝４２のみに溝８２が形成されている。各溝８２は、近位側−遠位側に延在する長軸と直交する面に沿って延在している。溝８２が形成される１つまたは複数の刃溝は、溝８２の長軸が刃溝の切刃６４に対して８０°から１００°の間にあるように、形成されている。横断切込み７０は、関連する刃溝の切刃に対してこの関係を有していない。横断切込み７０および溝８２の両方が存在する本発明の態様では、溝８２は、横断切込み７０よりもバーヘッドチップ３４の近くに配置されることを理解されたい。さらに、１つまたは複数の溝８２が存在するとき、これらの溝は、バーヘッドチップとバーヘッドの本体の赤道との間に配置されている。
【国際調査報告】
2015527153.tif 000012
2015527153.tif 000013
2015527153.tif 000014
2015527153.tif 000015