(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルの回転軸に沿って軸穴が形成され、該軸穴には骨に刺入されるガイド部材が摺動可能に挿通されるように構成された骨穿孔用ドリルであって、該軸穴内面からドリル外側面まで貫通する横穴が形成され、該横穴の前記軸穴内面側の開口部の少なくとも一部が、ドリル先端からドリル後端に向かって前記軸穴の直径の３倍以内の位置に存在するとともに、前記横穴の前記軸穴内面側の開口部の径が、前記軸穴の直径の０．５〜２倍の範囲であることを特徴とする骨穿孔用ドリル。
【請求項２】
リーマの回転軸に沿って軸穴が形成され、該軸穴には骨に刺入されるガイド部材が摺動可能に挿通されるように構成された骨穿孔用リーマであって、該軸穴内面からリーマ外側面まで貫通する横穴が形成され、該横穴の前記軸穴内面側の開口部の少なくとも一部が、リーマ先端からリーマ後端に向かって前記軸穴の直径の３倍以内の位置に存在するとともに、前記横穴の前記軸穴内面側の開口部の径が、前記軸穴の直径の０．５〜２倍の範囲であることを特徴とする骨穿孔用リーマ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整形外科、口腔外科、歯科等の外科手術において、インプラント用の孔を穿孔する際に用いられる骨穿孔用ドリルおよび骨穿孔用リーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
整形外科、口腔外科、歯科等の医療分野で用いられる、骨折治療用部材、人工骨、人工関節、人工歯根等のインプラントは、一般に外科手術によって体内の骨（生体骨）に取り付けられる。
【０００３】
例えば、骨折治療用部材として、骨折部位の骨を圧着固定するねじ部材であるスクリューが用いられ、また人工骨、人工関節、人工歯根等のインプラントを生体骨に取り付けるのにもねじ部材であるスクリューが用いられるが、手術時に所定の位置にスクリューをねじ込むのは至難の業である。
【０００４】
そこで、スクリューを所定の位置にねじ込むため、一般的には、先ずドリルやリーマを使用して骨に下穴を開け、次いでタップでこの下穴にねじ山を加工形成し、最後にスクリューをねじ込むという手順が採用されるが、スクリューの長さが長い場合やねじ込み位置を正確にしたい場合などには、下穴を開ける前にガイドピンやガイドワイヤ等（以下、「ガイド部材」と総称する。）を骨に刺し入れて、予めスクリューのねじ込み位置を決定しておく方法が用いられる。
【０００５】
ガイド部材はスクリューに比べ細径のものが用いられるので簡単に骨に刺入でき、かつ刺入位置の修正も容易であり、Ｘ線撮影により観察しながら刺入を行えるので刺入位置を正確に決定できる。
【０００６】
このようにして骨に刺入したガイド部材の、骨に埋没していない後端側から、ドリルの回転軸に沿ってガイド部材が挿通できる軸穴を有するドリルを、その軸穴をガイド部材に合わせて差し込み、ガイド部材をガイドにして該ドリルを摺動させつつ骨を穿孔する（図３参照）。ドリルによる穿孔後、上記ドリルと同様のガイド部材が挿通できる軸穴を有するリーマやタップを用いて前記穿孔された孔を順次加工して雌ねじを形成し、ガイド部材を取り除いた後、スクリューをねじ込むことにより、スクリューが所定位置に正確に取り付けられる。
【０００７】
ところが、上記ガイド部材を用いてドリルで穿孔を行う場合、図３に示すように、骨Ａの切削屑である骨片や骨粉（以下、「骨粉等」という。）Ｂがドリル先端１ａからガイド部材２とドリル１の軸穴１１の隙間１２に次々と侵入し、ドリルの回転により圧密されてやがてその隙間１２を詰まらせ、ガイド部材２とドリル１とを固着させてしまう場合がある。ガイド部材２とドリル１とが固着するとドリル１の回転によりガイド部材２もドリル１と一緒に回転してしまうためガイド部材２が所定位置からさらに刺入したり、ドリル１を抜くときにドリル１とともに抜けてしまい、以後のリーマやタップによるねじ切り時のガイドとしての機能を失ってしまう。また、ガイド部材２の所定位置からのさらなる刺入は、骨Ａを突き破って体内の危険部位への刺入の可能性もある。
【０００８】
なお、ドリルによる穿孔後、リーマにより当該孔の仕上げ加工を行う際にも上述と同様の問題が生じる可能性がある。
【０００９】
このような固着の問題を避けるために、ドリル（またはリーマ）の軸穴径を従来品より大きくしてガイド部材との隙間を広げることも考えられるが、そうするとドリル（またはリーマ）の回転軸のぶれが増加して穿孔精度が低下する問題があり採用できない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、ガイド部材を用いて骨に穿孔する際に、切削屑である骨粉等によるガイド部材とドリル（またはリーマ）との固着を防止する構造のドリル（またはリーマ）を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ドリルの回転軸に沿って軸穴が形成され、該軸穴には骨に刺入されるガイド部材が摺動可能に挿通されるように構成された骨穿孔用ドリルであって、該軸穴内面からドリル外側面まで貫通する横穴が形成され、該横穴の前記軸穴内面側の開口部の少なくとも一部が、ドリル先端からドリル後端に向かって前記軸穴の直径の３倍以内の位置に存在するとともに、前記横穴の前記軸穴内面側の開口部の径が、前記軸穴の直径の０．５〜２倍の範囲であることを特徴とする骨穿孔用ドリルである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、リーマの回転軸に沿って軸穴が形成され、該軸穴には骨に刺入されるガイド部材が摺動可能に挿通されるように構成された骨穿孔用リーマであって、該軸穴内面からリーマ外側面まで貫通する横穴が形成され、該横穴の前記軸穴内面側の開口部の少なくとも一部が、リーマ先端からリーマ後端に向かって前記軸穴の直径の３倍以内の位置に存在するとともに、前記横穴の前記軸穴内面側の開口部の径が、前記軸穴の直径の０．５〜２倍の範囲であることを特徴とする骨穿孔用リーマである。
【００１６】
〔作用〕
請求項１に記載の発明によれば、ドリル先端部からガイド部材とドリルの軸穴との隙間に侵入した骨粉等は、ドリル後端部に向かって押し込まれ、やがて上記横穴の位置に達すると、上記横穴を通って順次ドリルの外側面に排出されるため、骨粉等は上記隙間に滞留して圧密されることがなく、ガイド部材とドリルとの固着が防止される。
【００１７】
また、ドリル先端から前記横穴までの距離を過剰としていないことから、ドリル先端から侵入した骨粉等が前記隙間であまり圧密されないうちに前記横穴に到達し容易に排出されるので、固着防止がより確実に行える。
【００１８】
さらに、前記横穴の径を上記所定の範囲としたことにより、ドリル自身の強度を過度に低下させない範囲で、骨粉等の排出を容易に行える。
【００１９】
また上記の作用効果は、ドリルの替わりにリーマに置き換えても同様に奏されることが明らかであるから、請求項２に記載の発明により、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る骨穿孔用ドリルの実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。（なお、上述したように、骨穿孔用リーマは骨穿孔用ドリルと同様の作用効果を奏するものであるので、実施の形態の説明は、骨穿孔用ドリルで代表させる。）図１は本発明の実施の一態様である、横穴を有する骨穿孔用ドリルを、ガイド部材としてのガイドピンと組み合わせて用いた場合における骨粉等の挙動を説明する模式図であり、図２はドリル軸穴とガイドピンとの隙間内部におけるドリル長手方向の粉体圧力の分布を示すイメージ図であり、（ａ）は従来の横穴を有しないドリルを用いた場合、（ｂ）は本発明の横穴を有するドリルを用いた場合である。
【００２１】
本実施の形態のドリルには、図１に示すように、ドリル先端１ａから所定の距離離れた位置に、軸穴１１の内面１１ｂからドリル１の外側面１ｂまで貫通する所定直径を有する円柱状の横穴１３が、ドリル回転軸に直角にドリル回転軸に関して対象の位置に２個形成されている。ドリル１による切削により生じた骨粉等Ｂは、ドリル先端１ａから隙間１２に侵入してくるが、順次横穴１３から排出されるため、隙間１２内における粉体圧力は図２（ｂ）に示すように、ドリル先端１ａから少し後端寄りの位置で最大となるものの横穴１３の開口部で当該圧力が開放されるため、一定値以上には上昇せず固着には至らない。これに対して従来の横穴１３を有しないドリルを用いた場合には、骨粉等Ｂの逃げ道がないため時間とともに圧密されて粉体圧力が上昇し、ついには図２（ａ）に示すように、最大圧力が固着が発生する圧力を超えてしまう。
【００２２】
横穴１３の位置は、ドリル先端１ａからあまり離しすぎると骨粉等Ｂの排出がし難くなるので、軸穴１１径の３倍程度以内の位置に少なくとも横穴１３の一部が存在するように形成することが好ましい。軸穴１１径の３倍程度以内とする理由は、従来の横穴を有しないドリルで穿孔したときに隙間１２に固着物が生成する位置がドリル先端１ａから軸穴１１径の３倍程度までの位置となることが多く（後述の実施例参照）、この位置までに骨粉等Ｂを排出することが望ましいからである。なお、横穴１３の位置はドリル先端１ａに近いほど骨粉等Ｂがすぐに排出されるので固着防止の観点からは望ましいが、あまり先端１ａに近いとドリル先端の刃先が破損しやすくなるので先端１ａから適度に離して形成することが好ましい。
【００２３】
横穴１３の径は、大きいほど骨粉等Ｂが排出されやすいので好ましいが、大きすぎるとドリル１の強度が過度に低下するので、軸穴１１直径の０．５〜２倍程度の範囲から選択することが推奨される。
【００２４】
横穴１３の形状は特に限定されるものではなく、本実施の形態の円柱状の他に、楕円柱状、多角柱状でもよく、また、軸穴内面１１ｂからドリル外側面１ｂに向かって断面が拡大するテーパ状とすることも骨粉等が横穴に詰まりにくいので好ましい。また、横穴１３の方向も特に限定されるものではなく、本実施の形態のドリル回転軸に直角方向に形成する他、軸穴内面１１ｂからドリル外側面１ｂに向かってドリル先端１ａから遠ざかる方向に斜めに形成することも隙間１２から横穴１３への骨粉等の流れがスムーズになるので好ましい。
【００２５】
横穴１３の個数も特に限定されるものではなく、本実施の形態の２個の他、１個でも３個以上でもよく、横穴１３の径や形状と組合せて適宜選択しうるものである。また、本実施の形態の場合はドリル先端１ａから同一長さの位置において円周方向に対向させて２個配置した例であるが、ドリル先端１ａから異なった長さの位置に設けて複数となるようにしてもよく、さらにそれぞれの位置で円周方向に複数個ずつ設けてもよい。
【００２６】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、ガイド部材であるガイドピンとの組み合わせで骨穿孔を行うのに用いられるドリルおよびリーマの従来品の刃部先端近傍の外側面に横穴を形成したものを本発明例とし、横穴を形成しない従来品を比較例として、それぞれのドリルまたはリーマを用いて豚の大腿骨を穿孔し、ドリルまたはリーマの軸穴とガイドピンとの固着の有無を調査する試験を実施した。
【００２７】
試験に用いた穿孔用工具であるドリルおよびリーマの仕様と試験結果を表１に示す。なお、ドリルおよびリーマの刃部外径はすべて同じ８ｍｍ、軸穴径は３．６ｍｍ、ガイドピンの径は３．２ｍｍのものを用いた。また横穴は、ドリルまたはリーマの回転軸に直角の円柱状で、横穴中心がドリルまたはリーマの刃部先端から８ｍｍの位置になるように形成した。
【００２８】
表１に示すように、横穴を設けないＮｏ．１のドリルを用いた場合には、４回の繰り返し試験のうち１回にドリルとガイドピントとの固着が発生し、また、横穴を設けないＮｏ．４のリーマを用いた場合には、４回の繰り返し試験のうち２回にリーマとガイドピンとの固着が発生した。固着発生後のドリルまたはリーマとガイドピンとの隙間に形成された骨粉等の固着物は、ドリルまたはリーマ先端近くでは比較的柔らかいが後端側へ行くほど硬くなり、その長さは５〜１０ｍｍ程度であった。
【００２９】
一方、横穴を設けたＮｏ．２およびＮｏ．３のドリル、Ｎｏ．４のリーマを用いた場合には、いずれもガイドピンとの固着には至らなかった。試験後のドリルまたはリーマとガイドピンとの隙間を観察した結果、ドリルまたはリーマ先端から横穴までの部分にはやや硬い骨粉等の塊が認められたものの、横穴から後端側の部分には骨粉等はほとんど存在せず、存在しても非常に柔らかいもののみであった。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
以上の試験結果から、横穴を設けない従来品（比較例）の場合には、ガイド部材であるガイドピンとの固着が発生する場合があるが、横穴を設けた本発明例のドリルまたはリーマを用いることによりガイド部材であるガイドピンとの固着を防止できることが確認された。
【００３２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、簡単な構造でドリル（またはリーマ）とガイド部材との固着が確実に防止でき、より安全に正確な骨穿孔が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の骨穿孔用ドリルをガイド部材（ガイドピン）と組み合わせて用いた場合における骨粉等の挙動を説明する模式図である。
【図２】ドリル軸穴とガイド部材（ガイドピン）との隙間内部におけるドリル長手方向の粉体圧力の分布を示すイメージ図である。
【図３】従来の骨穿孔用ドリルをガイド部材（ガイドピン）と組み合わせて用いた場合における骨粉等の挙動を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…ドリル、１ａ…先端、１ｂ…外側面
２…ガイド部材（ガイドピン）
１１…軸穴、１１ｂ…内面
１２…隙間
１３…横穴
Ａ…骨
Ｂ…骨粉等
【図１】
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【図２】
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【図３】
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