МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕЗАНИЯ КОСТНЫХ ТКАНЕЙ Российский патент 1997 года по МПК A61B17/14 A61B17/16 A61C3/12 

Изобретение относится к хирургическим и зубоврачебным пилам, но может также использоваться и в других областях медицины.

В настоящее время известны механизированные инструменты, позволяющие осуществить разрезание костных тканей.

Например, известен инструмент по авт. св. СССР N 1389764, А 61 В 17/14, 1978, содержащий подвижную пилу с хвостовиком, корпус и соединенный с корпусом двигатель, связанный с хвостовиком пилы преобразователем движения.

Главным недостатком этого устройства является выполнение преобразователя движения в виде пластинчатой пружины, снижающей рабочее усилие пилы, особенно при перекосах, заклинивании и т.д.

Другим примером механизированного инструмента для резания костных тканей может служить устройство по авт. св. СССР N 1153897, А 61 В 17/14, 1985, содержащее подвижную пилу с хвостовиком, корпус и соединенный с корпусом двигатель, связанный с хвостовиком пилы преобразователь движения, имеющий зафиксированный на оси подвижный эксцентриковый толкатель.

Эксцентриковый толкатель позволяет избежать недостатков, свойственных устройству по авт. св. СССР N 1389764, однако его торцевое взаимодействие с хвостовиком пилы обуславливает снижение эффективности резания кости из-за небольшой амплитуды движения.

Наиболее близким к предложенному изобретению и в связи с этим выбранным в качестве его прототипа является устройство для резания костных тканей по авт. св. СССР N 1816204, А 61 В 17/14, 1993, содержащее подвижную пилу с хвостовиком, корпус и соединенный с корпусом двигатель, связанный с пилой преобразователем движения, имеющим размещенный в пазу подвижный эксцентриковый толкатель на оси крепежным средством.

Это устройство не имеет недостатков, перечисленных выше в отношении других механизированных инструментов. Однако его преобразователь движения представляет собой усложненную конструкцию, включающую в себя ряд деталей, способствующих преобразованию вращательного движения в возвратно-поступательное, в то время как для такой передачи достаточно только части элементов, примененных в этой конструкции.

Сущность данного изобретения выражается в том, что механизированный инструмент для резания костных тканей, включающий подвижную пилу с хвостовиком, корпус и соединенный с корпусом двигатель, связанный с пилой преобразователем движения, имеющим размещенный в пазу подвижный эксцентричный толкатель, зафиксированный на оси крепежным средством, содержит паз, расположенный на хвостовике, а также эксцентричный толкатель, выполненный с продольным сечением, максимальная высота которого взаимосвязана с глубиной паза и максимальной высотой крепежного средства формулой: a b + c + d, где a глубина паза, b максимальная высота продольного сечения толкателя, c - максимальная высота крепежного средства, d гарантированный зазор, при этом величина эксцентриситета толкателя и ширина паза взаимосвязаны формулой
,
где l ширина паза, M крутящий момент на оси, g величина эксцентриситета, π = 3,14, [τ_cp] допускаемое напряжение на срез, S толщина рабочей стенки толкателя, K гарантированный зазор, обеспечивающий подвижное соединение, кроме того, продольное сечение толкателя может быть выполнено в виде ромба, прямоугольника или овала или в виде элемента с вогнутыми навстречу друг другу или выгнутыми боковыми сторонами и прямыми или закругленными торцами, или с прямыми или закругленными торцами.

Все вышеперечисленные признаки имеют причинно-следственную связь с достигаемым предлагаемым изобретением, заключающемся в создании упрощенной конструкции, имеющей улучшенное взаимодействие пилы с костными тканями.

Так выполнение паза на хвостовике пилы упрощает конструкцию и обеспечивает значительную амплитуду ее рабочего хода, улучшая взаимодействие режущего полотна с тканями.

Связь контактирующих между собой деталей инструмента упомянутых выше формулами обуславливает их наиболее рациональное выполнение с минимальным трением и габаритами, в том числе и когда крепежным средством является, например, прессовая посадка.

Возможное выполнение продольного сечения толкателя также способствует достижению снижения трения, так как ромб или овал контактируют со стенками паза по минимальной площади, также, как и элемент с закругленными торцами.

При этом возможное выполнение такого элемента с дополнительно вогнутыми или выгнутыми или только вогнутыми сторонами влияет на его массу.

Что же касается прямых торцев, то они могут использоваться при выполнении элемента и стенок паза из материалов, имеющих приемлемый для работы механизированного элемента коэффициент трения.

На чертеже изображен предлагаемый механизированный инструмент, продольный разрез.

Механизированный инструмент для резания костных тканей содержит подвижную пилу 1 с хвостовиком 2, корпус 3 и соединенный с корпусом 3 двигатель 4, связанный с пилой 1 преобразователем движения, имеющим размещенный в пазу 5 подвижный эксцентричный толкатель 6, зафиксированный на оси 7 крепежным средством 8.

Причем паз 5 расположен на хвостовике 2, а эксцентричный толкатель 6 выполнен с продольным сечением, максимальная высота которого взаимосвязана с глубиной паза 5 и максимальной высотой крепежного средства 8 формулой a b + c + d, где a глубина паза, b максимальная высота продольного сечения толкателя 6, c максимальная высота крепежного средства и d гарантированный зазор, при этом величина эксцентриситета толкателя 6 и ширина паза 5 взаимосвязаны формулой
,
где l ширина паза 5, M крутящий момент на оси 7, g величина эксцентриситета, π = 3,14, [τ_cp] допускаемое напряжение на срез, S толщина рабочей стенки толкателя 6, K гарантированный зазор, обеспечивающий подвижное соединение.

Как уже указывалось, продольное сечение толкателя 6 может быть выполнено в виде ромба, прямоугольника или овала или в виде элемента с вогнутыми навстречу друг другу или выгнутыми боковыми сторонами и прямыми или загнутыми торцами, или с прямыми или закругленными торцами.

Работает механизированный инструмент следующим образом: вращение от двигателя 4 передается оси 7 и соответственно подвижному эксцентричному толкателю 6, который начинает взаимодействовать со стенками паза 5. Поскольку паз 5 расположен на хвостовике 2 и имеет только две стенки, вращательное движение эксцентричного толкателя 6 преобразуется в возвратно-поступательное движение хвостовика 2 и передается непосредственно пиле 1, совершающей разрезание кости.

Расположение рабочего участка эксцентричного толкателя 6 в плоскости, перпендикулярной оси 7 и его прямое взаимодействие с хвостовиком 2 позволяют пиле 1 иметь значительную амплитуду движений, уменьшая время операции и снижая ее травматичность.

Эффективной работе механизированного инструмента также способствует выполнение его деталей с размерами, находящимися во взаимосвязях, определяемых приведенными формулами.

Например, глубина паза 5 должна превышать максимальную высоту крепежного средства 8, которое в случае развальцовки выступает над торцем эксцентричного толкателя 6, но излишняя глубина паза 5 ослабляет его стенки, а несоответствие ширины паза 5 и максимального размера рабочего участка эксцентричного толкателя 6 уменьшает амплитуду движения пилы 1.

При этом следует иметь в виду, что диапазоны приведенных в формулах величин должны соответствовать материалам, из которых выполняется та или иная деталь данного инструмента.

Использование: в хирургии и стоматологии, а также и в других областях медицины. Сущность изобретения: механизированный инструмент для резания костных тканей, включающий подвижную пилу 1 с хвостиком 2, корпус 3 и соединенный с корпусом 3 двигатель 4, связанный с пилой 1 преобразователем движения, имеющим размещенный в пазу 5 подвижный эксцентриковый толкатель 6, зафиксированный на оси 7 крепежным средством 8, содержит паз 5, расположенный на хвостике 2 и эксцентричный толкатель 6, выполненный с продольным сечением, максимальная высота которого взаимосвязана с глубиной паза 5 и максимальной высотой крепежного средства 8 формулой: a = b + c + d, где a - глубина паза, b - максимальная высота продольного сечения толкателя 6, c - максимальная высота крепежного средства 8, d - гарантированный зазор, при этом величина эксцентриситета толкателя 6 и ширина паза 5 взаимосвязаны формулой , где l - ширина паза 5, M - крутящий момент на оси 7, g - величина эксцентриситета, π = 3,14, (τ_cp) - допускаемое напряжение на срез, S - толщина рабочей стенки толкателя 6, K - гарантированный зазор, обеспечивающий подвижное соединение. В результате достигается упрочненная конструкция, имеющая улучшенное взаимодействие пилы 1 с костными тканями. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Механизированный инструмент для резания костных тканей, содержащий подвижную пилу с хвостовиком, корпус и соединенный с корпусом двигатель, связанный с пилой преобразователем движения, имеющим размещенный в пазу подвижный эксцентричный толкатель, зафиксированный на оси крепежным средством, отличающийся тем, что паз расположен на хвостовике, а эксцентричный толкатель выполнен с продольным сечением, максимальная высота которого взаимосвязана с глубиной паза и максимальной высотой крепежного средства формулой d b + c + d, где d глубина паза, b максимальная высота продольного сечения толкателя; c максимальная высота крепежного средства, d гарантированный зазор, при этом величина эксцентриситета толкателя и ширина паза взаимосвязаны формулой

где l ширина паза;
M крутящий момент на оси;
g величина эксцентриситета;
[τ_ср]- допускаемое напряжение на срез;
S толщина рабочей стенки толкателя;
K гарантированный зазор, обеспечивающий подвижное соединение. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что продольное сечение толкателя выполнено в виде ромба, прямоугольника или овала или в виде элемента с вогнутыми навстречу друг другу или выгнутыми боковыми сторонами и прямыми или закругленными торцами или с прямыми или закругленными торцами.