Хирургическое сверло Советский патент 1992 года по МПК A61B17/16 

#te/

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для обработки костей во время выполнения хирургических операций.

Известно ступенчатое хирургическое сверло, содержащее хвостовик и двуступен- чатый рабочий элемент. Этим сверлом можно изготавливать цилиндрические каналы переменного диаметра в любых соотношениях его крайней и средней частей вдоль оси.

К недостаткам сверла можно отнести ограниченную область применения (изготовление только ступенчатых каналов в кости), сложность конструкции рабочего элемента, а так-же необходимость изготовления целей гаммы ступенчатых рабочих элементов для всех возможных сочетаний типоразмеров ступенчатых каналов.

Известно также устройство для обработки кости, выполненное в виде спирально закрученного сверла с увеличивающейся от вершины сверла к хвостовику стружкоотво- дящей канавкой.

Недостатками устройства являются повышенная травматичность при обработке кости вследствие плохого теплоотвода из зоны резания, сложность конструкции и нетехнологичность в изготовлении.

Известно устройство для получения отверстий в костных тканях, в котором режущий инструмент выполнен в виде четырех лепестков со сферической формой поверхности с зубчиками на рабочей части.

Недостатком устройства является ограниченная область применения (сферические разрезы в костной коробке в основном на затылочной и лобных частях), а также сложность конструкции (сферическая форма лепестков, необходимость обеспечения складывания лепестков и тщательного подбора пружин для создания усилия резания), что затрудняет тиражирование разработки. Известно также устройство для костных операций, выполненное в виде спирально закрученного сверла с увеличивающейся от его вершины к хвостовику стружкоотводящей канавкой, при этом рабочая часть представляет собой спиральное перо, выполненное из инструментального материала, и две спинки сектороидального профиля, выполненные из более теплопроводного и теплоемкого материала, чем материал пера, например из меди. Сверло состоит из двух главных и одной поперечной режущих кромок, передней и задней поверхностей и ленточки. При этом задняя поверхность образована одновременной заточкой под одно целое как пера, так и спинки.

При работе сверла костная стружка выходит в канавки, а для охлаждения сверла в перерывах между работой его погружают в физраствор или спирт.

Однако значительная сложность конструкции (наличие спирального пера и двух спинок сектороидального профиля) требует для изготовления специального технологического оборудования - точных

делительных устройств, фрез со специальным профилем режущей части, а также точной синхронизации формообразующих движений шпиндельной бабки и делительного устройства.

Отвод костной стружки только через спиральные канавки, не эффективен, поскольку мелкие элементы стружки, хаотично перемещаясь в зоне резания, частично остаются в просверливаемом отверстии. Кроме

того, попадая в пространство между задней поверхностью сверла и стенками отверстия, они приводят к дополнительному травматизму кости.

При работе сверла значителен также и

контакт его поверхностей со стенками отверстия, что приводит к дополнительным тепловым воздействиям на кость и к повышению ее травматичное™.

Отмеченные недостатки наряду с необходимостью выполнения дополнительных мероприятий для охлаждения сверла, например окунания физраствор, создают препятствия к применению данного сверла на практике при проведении операции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является хирургическое сверло, содержащее трубчатый корпус с режущим элементом на рабочем торце со сквозными окнами, при этом корпус снабжен элементами базирования, равномерно размещенными по его окружности. Элементы базирования выполнены в виде трубок, а их количество равно трем.

Однако значительные сложности представляют изготовление элементов базирования в виде трубок, подбор материалов для их изготовления, а также для заполнения специальными наполнителями, обладающими низкой теплопроводностью. И тем не

менее, контакт элементов базирования с обработанной поверхностью сохраняется по трем линиям, что не уменьшает неизбежно выделяющееся при резании тепло (поскольку поверхность контакта достаточно протяженная).

При сборке и дальнейшей эксплуатации сверла неизбежны также деформации элементов базирования, изготовленных из алюминиевых сплавов.

Установлено также, что не вся образующаяся при резании стружка попадает во внутреннюю полость корпуса. Происходит это из-за удаленного расположения главных режущих кромок от торца корпуса, недостаточно протяженной передней поверхности (служащей для направления движения сходящей стружки). В результате часть стружки, оставаясь в зоне резания, защемляется между задней поверхностью инструмента и поверхностью обработки, повышает травматизм костной ткани.

Цель изобретения - снижение травма- тичности путем улучшения условий теплообмена и отвода стружки.

Поставленная цель достигается тем, что в хирургическом сверле, содержащем трубчатый корпус с режущим элементом на рабочем торце со сквозными окнами, причем корпус снабжен элементами базированиа, последние выполнены в виде шариков, установленных в корпусе с возможностью вращения, а режущий элемент выполнен в виде съемного конического пустотелого колпачка с пояском и режущими зубьями, при этом сквозные окна расположены между передней и задней поверхностями смежных зубьев, сами окна выполнены треугольной формы с вершиной, расположенной в центре колпачка, а задняя поверхность каждого зуба в поперечном сечения выполнена по спирали Архимеда.

На фиг,1 изображено предлагаемое хирургическое сверло; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.5.

Хирургическое сверло имеет изготовленный из меди трубчатый корпус 1 и режущий элемент в виде съемного конического пустотелого колпачка 2. Колпачок 2 имеет поясок 3 для сопряжения с одноименной поверхностью рабочего торца корпуса 1 (характер сопряжения - посадка с натягом Н8/р7), главные режущие зубья 4 и поперечную режущую кромку 5 (перемычку). Между ориентированной под передним углом у передней поверхностью 6 и ориентированной под задним углом а спинкой 7 смежного зуба расположены сквозные окна 8, выполненные треугольной формы с вершиной, расположенной в центре 9 колпачка.

При этом колпачок 2 изготовлен из инструментальной быстрорежущей стали, например Р6М5 или Р9К10, угол наклона р главный режущих зубьев 4 составляет 2 (р 90...110°, высота конической поверхности режущей части колпачка Hi, а задняя поверхность каждого зуба в поперечном сечении выполнена по спирали Архимеда.

Элемент базирования сверла в отверстии кости выполнен в виде стальных шари- 5 ков 10, установленных с возможностью вращения на наружной поверхности корпуса 1 рядами в несколько уровней. Количество шариков в каждом ряду равно трем и они равномерно расположены по длине окруж0 ности, а количество уровней определяется глубиной сверления в кости (Н2 - высота расположения шариков 10 вдоль корпуса 1 сверла). Причем шарики установлены в корпусе таким образом, что соотношение диа.5 метров di/d2, где di - диаметр наиболее выступающей кромки режущей грани колпачка 2; d2 - диаметр по наружным кромкам шариков, находится в пределах 1,05...1,10. Наличие трех элементов базирования 0 шариков в каждом ряду и их равномерное расположение по длине окружности, а также многоуровневое расположение улучшает базирование сверла по всей глубине отверстия в кости, повышает его виброустойчи5 вость, а выполнение задней поверхности каждого зуба по спирали Архимеда обеспечивает постоянство геометрических параметров режущей части зуба, а значит, и условий резания после переточек.

0 Хирургическим сверлом работают следующим образом.

В процессе резания кости тонкие слои костной ткани срезаются главными режущими зубьями 4 и, перемещаясь по передним

5 поверхностям 6, попадают через окна 8 во внутренние полости колпачка 2 и корпуса 1. После врезания сверла на полную глубину резания вершина сверла проникает в тело кости на глубину не менее Н i, а со стенками

0 отверстия в кости соприкасаются шарики первых 2...3 уровней. При этом значительная часть образующегося при резании кости тепла через колпачок 2 передается корпусу 1 сверла. Изготовление корпуса 1 из мате5 риала с высокой теплопроводностью позволяет вывести тепло через корпус зоны резания, и, наоборот, изготовление шариков 10 из материала с пониженной теплопроводностью не позволяет распространяться теп0 лу в кость.

Выполнение элементов базирования в виде шариков локализуют контакт с костью, уменьшая ее травматизм.

Предлагаемое сверло просто в изготов5 лении. Так, например, для формирования формы задней поверхности каждого зуба используются затыловочные станки. Комплектующие детали сверла изготовлены из распространенных материалов - меди, быстрорежущей инструментальной стали.

При использовании предлагаемого сверла значительно уменьшается время на проведение операции в целом, поскольку отпадает необходимость его вывода из отверстия для дополнительного охлаждения. Формула изобретения 1. Хирургическое сверло, содержащее трубчатый корпус с режущим элементом на рабочем торце со сквозными окнами и элементами базирования, равномерно размещенными по окружности корпуса, отличающееся тем, :что, с целью снижения травматичное™ путем улучшения условий теплообмена и отвода стружки, элементы базирования выполнены в виде шариков,

5

установленных в корпусе с возможностью вращения, а режущий элемент - в виде съемного конического пустотелого колпачка с пояском и режущими зубьями, при этом сквозные окна расположены между передней и задней поверхностями смежных зубьев.

2.Сверло по п. 1,отличающееся тем, что окна выполнены треугольной формы с вершиной, расположенной в центре колпачка.

3.Сверло, по п.2, от личающееся тем, что задняя поверхность каждого зуба в поперечном сечении выполнена по спирали Архимеда.

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - снижение Травматичное™ путем улучшения условий теплообмена и отвода стружки. Хирургическое сверло имеет трубчатый корпус 1 с режущим элементом в виде съемного конического пустотелого колпачка 2 со сквозными окнами, расположенными между передней и задней поверхностями смежных зубьев, а также элементы базирования 10. Слои костной ткани при резании, перемещаясь по передней поверхности, попадаю/г через окна во внутреннюю полость колпачка 2 и корпуса 1.2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Вид А

/1

(риг,2

rrffffept/ymo

фиг. 4

Г-Г

фиг. 5

120

д-л

(риг 6