Хирургическое сверло
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим сверлам. Сверло для выполнения трубчатого отверстия в кости содержит продольный корпус, главную режущую кромку, главную режущую поверхность и винтовую канавку. Продольный корпус проходит вдоль оси и имеет проксимальный конец и дистальный конец. Главная режущая кромка выполнена на дистальном конце корпуса. Главная режущая поверхность отходит от главной режущей кромки и образует передний угол. Винтовая канавка выполнена вокруг корпуса и проходит от главной режущей поверхности вдоль оси корпуса. Главная режущая кромка представляет собой единственную главную режущую кромку сверла. Винтовая канавка представляет собой единственную винтовую канавку сверла. Винтовая канавка образует угол спирали, который меньше переднего угла. Передний угол составляет по меньшей мере 25°. Использование изобретения позволяет свести к минимуму образование тепла во время сверления отверстия в кости. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к хирургическим сверлам согласно вводной части независимого пункта 1 формулы изобретения. Такие сверла, содержащие продольный корпус, расположенный вдоль оси, и имеющий проксимальный конец и дистальный конец, главную режущую кромку, выполненную на дистальном конце корпуса, главную режущую поверхность, отходящую от главной режущей кромки и образующую передний угол, и винтовую канавку, образованную вокруг корпуса и отходящую от главной режущей поверхности вдоль оси корпуса, можно использовать для создания трубчатого отверстия в кости.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Во многих хирургических вмешательствах или способах лечения бывает желательно получить одно или множество трубчатых отверстий в кости пациента. Например, внутричелюстные зубные имплантаты или кохлеарные имплантаты как правило устанавливают в отверстиях, выполненных в челюстных или других костях, где они прочно соединяются с костью. Или в ортопедических применениях часто опорные конструкции, такие как металлические пластины, или протезы, такие как искусственные суставы, и т. п. привинчивают к соответствующим костям, причем винты устанавливают в предварительно просверленные отверстия в кости. В других применениях бывает желательно сверлить отверстия в сосцевидных отростках височных костей.
Для получения отверстий в костях обычно используют хирургические сверлильные устройства. Такие сверлильные устройства обычно содержат главный прибор с приводом и ручной блок. Обычно ручной блок имеет зажим, в котором можно закрепить с возможностью вращения сверло. Такие сверла часто содержат продольный корпус с острым дистальным концом и проксимальным концом, выполненным в виде стержня. Для закрепления указанный стержень может быть зажат в зажиме ручного блока. На дистальном конце корпуса, как правило, сформированы несколько режущих поверхностей, переходящих в винтовые канавки, расположенные вокруг корпуса вдоль его оси. Хирургическое сверло известного уровня техники описано, например, в документе WO 2013/154686 A1.
При использовании для получения отверстия в кости выбирают подходящее сверло и закрепляют его в ручном блоке сверлильного устройства. Для выбора подходящего сверла как правило учитывают размер и геометрическую форму сверла, а также состояние костной ткани и будущего отверстия. Затем сверло вращают вокруг своей оси с помощью привода главного элемента сверлильного устройства, причем, в зависимости от вида отверстия, состояния кости и типа сверла, устанавливают подходящую скорость вращения. Сверло прикладывают к кости, подавая его вдоль своей оси вперед вершиной или режущей кромкой. Таким образом, режущая поверхность режет кость, а стружки, возникающие в процессе указанной резки, выводят из кости винтовые канавки.
Проблема обычных сверлильных устройств, использующих известные сверла, заключается в том, что тепло, образующееся во время сверления, может повредить костную ткань вокруг отверстия. В частности, такое тепло может вызвать обугливание костной ткани, которое может снизить качество костной ткани. Например, когда костную ткань нужно соединить или срастить с какой-либо другой деталью, например, имплантатом или винтом, такое обугливание препятствует быстрому заживлению кости, и таким образом, быстрому соединению кости с другой деталью.
Следовательно, существует потребность в сверлильном устройстве или сверле, позволяющем свести к минимуму образование тепла во время сверления отверстия в кости.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно изобретению, эта потребность удовлетворена сверлом, определенным признаками по независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В частности, данное изобретение относится к сверлу для создания трубчатых отверстий в кости. Указанное сверло содержит продольный корпус, расположенный вдоль оси, и имеющий проксимальный конец и дистальный конец. Кроме того, оно имеет главную режущую кромку, выполненную на дистальном конце корпуса, а также главную режущую поверхность, отходящую от главной режущей кромки. Главная режущая поверхность образует передний угол. Сверло содержит винтовую канавку, выполненную вокруг корпуса, и проходящую от главной режущей поверхности вдоль оси корпуса. Указанная главная режущая кромка представляет собой единственную режущую кромку сверла. Указанная винтовая канавка представляет собой единственную винтовую канавку сверла. Передний угол составляет по меньшей мере 25°.
Термин «сверло» в контексте данного документа может относиться к продольному вращающемуся элементу, приспособленному для установки в сверлильное устройство, и вращаемому им. Как правило, сверла имеют по существу форму стержня или цилиндра, окружность которого профилирована определенным образом. Часто они изготовлены из сравнительно твердого материала, такого как металл, например, нержавеющая сталь, карбид вольфрама, платина или керамика. Сверло может иметь покрытие, способствующее удалению стружки, или служащее для других целей. Такое покрытие может быть выполнено, например, из алмазоподобного углерода (DLC), нитрида титана (TIN) или других материалов и/или слоев.
Термин «трубчатое отверстие» в контексте данного изобретения может относиться к линейному или нелинейному каналу или глухому отверстию, имеющему круглое или аналогичное поперечное сечение.
Термин «главная» в отношении режущей кромки или режущей поверхности может относиться к основной режущей или основной фрезерной части сверла по сравнению с резкой или фрезерованием другими частями сверла. Как правило, главная режущая кромка направлена в сторону дистального конца корпуса, а главная режущая поверхность режет кость по существу в направлении дистального конца, то есть, в осевом направлении. Часто сверла имеют также боковую режущую кромку и боковую режущую поверхность, которые режут кость по существу в радиальном направлении.
Термин «передний угол» в контексте данного изобретения может относиться к углу главной режущей поверхности относительно обрабатываемой поверхности. В частности, он может относиться к углу, при использовании сверла по назначению, расположенному между участком обрабатываемого элемента, на котором действует сверло, и главной режущей поверхностью сверла. Таким образом, плоскость обрабатываемого элемента может представлять собой поверхность, которую должно создать сверло, то есть, предусмотренную новую поверхность. Другими словами, передний угол может находиться между плоскостью, перпендикулярной направлению фрезерования, или направлению, в котором главная режущая поверхность режет кость, и самой главной режущей поверхностью. Кроме того, передний угол может изменяться вдоль главной режущей поверхности таким образом, что он может уменьшаться в направлении центра сверла. В таких вариантах реализации изобретения термин «передний угол», используемый в связи с данным изобретением, относится к переднему углу на внешней граничной поверхности сверла, то есть, на периферическом или радиальном конце главной режущей поверхности.
Предпочтительно, передний угол, образованный между планируемой новой поверхностью кости, создаваемой сверлом, и главной режущей поверхностью сверла составляет менее 90°. Термин «планируемая новая поверхность» в связи со сверлением отверстия в кости может относиться к поверхности, получаемой путем вращения и прижима сверла к кости так, чтобы образовать новую поверхность кости. Как правило, указанная новая поверхность расположена или образуется перед режущей кромкой и режущей поверхностью относительно направления перемещения сверла.
Таким образом, планируемая новая поверхность кости предпочтительно представляет собой внутреннюю поверхность трубчатого отверстия. Термин «внутренняя поверхность» по отношению к трубчатому отверстию может относиться к цилиндрической периферической поверхности отверстия, а также к поверхности дна отверстия.
В соответствии с данным изобретением, единственная режущая кромка позволяет свести к минимуму область вокруг вершины или режущей кромки, в которой кость долбится, а не режется. Поскольку долбление кости может вызывать образование сравнительно большого количества тепла по сравнению с резанием кости, сведение к минимуму долбления в ходе процесса сверления позволяет уменьшить образование тепла.
Таким образом, благодаря сочетанию наличия единственной главной режущей поверхности и единственной винтовой канавки со сравнительно большим передним углом, сверло, соответствующее сверлу согласно данному изобретению, позволяет свести к минимуму образование тепла во время сверления отверстия в кости.
Предпочтительно, передний угол составляет менее 40° или менее 35°. Определив величину переднего угла в диапазоне от 25° до 40° или до 35°, можно достигнуть достаточной прочности профильного клина сверла, образующего режущую поверхность, с возможностью обеспечения соответствующего зазора между сверлом и костью во время сверления. В частности, на виде в разрезе указанный клин может образовывать угол клина и угол зазора. Таким образом, сумма переднего угла, угла клина и угла зазора составляет 90°.
Предпочтительно, винтовая канавка образует угол спирали, который меньше переднего угла. Таким образом, угол спирали может быть образован кромкой винтовой канавки и осью продольного корпуса. Винтовая канавка также может иметь множество переменных углов спирали вдоль указанной оси. Кроме того, где угодно вдоль указанной оси может существовать переход между передним углом и углом спирали. Наличие сравнительно небольшого угла спирали позволяет эффективно направлять костную стружку, получаемую в процессе сверления, из отверстия. В известных сверлах угол спирали как правило идентичен переднему углу, то есть, режущая поверхность плавно переходит в винтовую канавку. В сверле согласно данному изобретению главная режущая поверхность предпочтительно также переходит в винтовую канавку. Однако, в соответствии с данным изобретением, передний угол сравнительно велик, что при таком же угле спирали дало бы сравнительно плоскую винтовую канавку. Уменьшив угол спирали, в частности, до такой степени, чтобы он был меньше переднего угла, можно получить сравнительно глубокую винтовую канавку, имеющую возможность более прямой и эффективной подачи стружки вдоль винтовой канавки.
Предпочтительно, дистальный конец корпуса имеет передний профиль, перпендикулярный оси корпуса, а режущая кромка расположена поперек переднего профиля дистального конца корпуса. Таким образом, режущая часть режущей кромки может охватывать около половины указанного расстояния или половины ее выступающей части. Термин «поперек переднего профиля» в этой связи может относиться к направлению от одной стороны периферического конца переднего профиля к противоположной стороне периферического конца переднего профиля. Таким образом, указанные противоположные стороны не должны быть строго противоположными в смысле смещения на 180° друг от друга вокруг периферии переднего профиля. Однако, смещение противоположных сторон должно составлять по меньшей мере 90° или по меньшей мере 105°, например, около 135°. Такая режущая кромка позволяет во время сверления эффективно резать кость по существу по всей окружности отверстия или по существу по всему переднему профилю.
Предпочтительно, дистальный конец корпуса имеет вершину, расположенную на оси корпуса. Указанная вершина образует угол при вершине, важный для свойств центрирования сверла, в частности, на наклонных поверхностях. В частности, указанная вершина предпочтительно образует угол при вершине в диапазоне от около 70° до около 140°, а конкретнее, угол при вершине около 90°. Угол при вершине в таком диапазоне может быть сравнительно малым, так что вершина может быть сравнительно острой, что позволяет обеспечить упомянутые свойства центрирования.
Режущая кромка предпочтительно смещена от указанной вершины корпуса. Такая конструкция позволяет эффективно получить непрерывную режущую кромку и вершину параллельно. Таким образом, малый угол при вершине дает возможность минимизации указанного смещения, при этом также могут быть гарантированы функции вершины для центрирования сверла.
Таким образом, между вершиной корпуса и режущей кромкой предпочтительно выполнена коническая поверхность долота. Конус указанной поверхности долота может быть сравнительно крутым, поскольку передний угол сравнительно велик. Таким образом, вершина может быть сравнительно острой, что позволяет ей эффективно выполнять свои функции во время сверления.
Предпочтительно, корпус содержит стержень, отходящий от проксимального конца вдоль его оси. При реализации сверла с проксимальным стержнем может быть предусмотрена часть, эффективно соединяемая со сверлильным устройством. Таким образом, указанный стержень может иметь форму, подходящую для соединения со сверлильным устройством. Например, стержень может быть цилиндрическим или иметь неправильный профиль.
Таким образом, корпус предпочтительно содержит переходную часть между винтовой канавкой и стержнем, в которой винтовая канавка постепенно переходит в стержень. «Постепенный переход» в данном контексте может означать плавный переход, позволяющий уменьшить опасность поломки сверла. Наличие сверла с переходной частью позволяет непрерывно и эффективно направлять и удалять костную стружку, получаемую в процессе сверления.
Предпочтительно, винтовая канавка имеет дистальный конец, смежный с главной режущей поверхностью, и пологий проксимальный конец. Указанный пологий конец может быть расположен на стороне винтовой канавки, противоположной главной режущей поверхности. Такой пологий конец винтовой канавки позволяет предотвратить разрыв стружки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Сверло согласно данному изобретению более подробно описано ниже в данном документе с помощью типового варианта реализации изобретения и со ссылкой на приложенные графические материалы, в которых:
На Фиг. 1 изображен схематический вид спереди варианта реализации сверла согласно данному изобретению;
На Фиг. 2 изображен схематический вид сбоку сверла по Фиг. 1;
на Фиг. 3 изображен схематический вид поперечного сечения сверла по Фиг. 1 вдоль линии Z-Z по Фиг. 2 в процессе работы;
На Фиг. 4 показаны значения температуры для сравнительного испытания между стандартным сверлом и специальным сверлом, соответствующим дополнительному варианту реализации сверла согласно данному изобретению;
На Фиг. 5 показаны значения осевого усилия для сравнительного испытания по Фиг. 4; и
На Фиг. 6 показаны значения момента вращения для сравнительного испытания по Фиг. 4.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем описании некоторые термины использованы по соображениям удобства и не предназначены для ограничения данного изобретения. Термины «правый», «левый», «вверх», «вниз», «ниже» и «выше» относятся к направлениям на фигурах. Терминология включает явно упомянутые термины, а также их производные и термины с аналогичным значением. Термины пространственного отношения, такие как «внизу», «под», «нижний», «над», «верхний», «проксимальный», «дистальный» и тому подобное, могут быть использованы для описания положения одного элемента или характерной особенности относительно другого элемента или характерной особенности, проиллюстрированных на фигурах. Эти термины пространственного отношения включают различные положения и ориентации устройств во время использования или работы в дополнение к положениям и ориентациям, показанным на фигурах. Например, если устройство на фигурах изображено в перевернутом положении, то элементы, описанные как находящиеся «под» другими элементами или характерными особенностями или «ниже» них, будут находиться «над» другими элементами или характерными особенностями или «выше» них. Таким образом, типовой термин «ниже» может охватывать положения и ориентации как выше, так и ниже. Устройства могут быть ориентированы иначе (повернуты на 90 градусов или в другие ориентации), при этом применяемые в данном документе характеристики пространственного расположения интерпретируют соответствующим образом. Подобным образом, описания перемещения вдоль или вокруг различных осей включают различные особые положения и ориентации устройства.
Чтобы избежать повторений на фигурах и в описаниях различных аспектов изобретения и иллюстративных вариантов реализации изобретения, следует понимать, что многие характерные особенности являются общими для многих аспектов и вариантов реализации изобретения. Исключение аспекта изобретения в описании или на фигуре не подразумевает, что указанный аспект изобретения отсутствует в вариантах реализации изобретения, включающих этот аспект изобретения. Вместо этого указанный аспект изобретения может быть опущен для ясности, и чтобы избежать излишне многословного описания. В этом контексте к остальной части данного описания применяются следующие положения. Если для пояснения графических материалов фигура содержит ссылочные позиции, не объясненные в непосредственно связанной части описания, то они относятся к предшествующим или последующим разделам описания. Кроме того, по соображениям ясности, если в графических материалах не для всех элементов детали предусмотрены ссылочные позиции, они относятся к другим графическим материалам, показывающим ту же деталь. Одинаковые номера на двух или большем количестве фигур представляют одинаковые или аналогичные элементы.
На Фиг. 1 изображен вид дистального конца 22 корпуса 2 сверла 1 согласно данному изобретению. Таким образом, виден передний профиль 221 дистального конца 22, причем указанный передний профиль 221 расположен перпендикулярно оси (не видна на Фиг. 1) корпуса 2. Сверло 1 имеет постоянный диаметр по всей своей длине. Например, диаметр может находиться в диапазоне от около 1,5 мм до около 4 мм, или от около 2 мм до около 3 мм, или он может составлять около 2,5 мм.
Сверло 1 имеет искривленную главную режущую кромку 3 или лезвие, расположенную поперек переднего профиля 221 дистального конца 22 корпуса 2, которая может представлять собой острую кромку или закругленную кромку. В частности, главная режущая кромка 3 проходит от одной стороны периферии переднего профиля 221 до противоположной стороны периферии переднего профиля 221. Таким образом, главная режущая кромка 3 пересекает периферию переднего профиля 221 в двух различных местах так, что образуется периферическое смещение 222 режущей кромки приблизительно на 135°.
По центру или на конце оси (не видна на Фиг. 1) дистальный конец 22 корпуса 2 имеет вершину 223. Главная режущая кромка 3 проходит мимо вершины 223 поперек переднего профиля 221 так, что смещение 224 вершины определено как наиболее близкое расстояние между вершиной 224 и главной режущей кромкой 3. Смещение 224 вершины сравнительно мало. Например, для сверла 1 с диаметром около 2,5 мм оно находится в диапазоне от около 0,03 мм до около 0,1 мм, или от около 0,04 до около 0,08, или оно может составлять 0,05 мм. Указанный диапазон может отличаться для других диаметров.
Между вершиной 223 корпуса 2 и режущей кромкой 3 выполнена коническая поверхность 225 долота. Конус указанной поверхности 225 долота сравнительно крут, так что вершина 223 сравнительно остра. Сверло 1 дополнительно содержит боковую часть 6 и одну единственную винтовую канавку 5 или спиральную часть, способную удалять обрезки кости или стружку. Конструкция сверла 1 позволяет свести к минимуму диаметр поверхности 225 долота и включает минимальную асимметрию. Радиально от двух противоположных сторон боковой части 6 отходят две соответствующие грани 8. Указанные грани 8 могут иметь толщину в диапазоне от около 0,1 мм до 0,5 мм. Грани 8 уменьшают поверхность соприкосновения внешнего диаметра сверла и отверстия, которое сверлят. Сверло 1 может иметь также меньше или больше двух граней.
Как можно видеть на Фиг. 2, вершина 223 образует угол δ при вершине, важный для центрирования сверла 1, в частности, на наклонных поверхностях. Ось 21 корпуса 2 расположена в продольном направлении вдоль и по центру корпуса 2. Между кромкой 51 винтовой канавки 5, расположенной на внешнем диаметре сверла 1, и осью 21 корпуса 2 образован угол ε спирали. Указанный угол ε спирали находится в диапазоне от около 15° до около 35°, то есть, он сравнительно мал. Угол ε спирали определяет, как винтовая канавка 5 обернута вокруг оси 21 сверла 1. Он влияет на удаление стружки.
Начинающееся от главной режущей кромки 3 сверло 1 содержит главную режущую поверхность 4, переходящую в винтовую канавку 5. Расстояние перехода указанной режущей поверхности 4 в винтовую канавку 5 может находиться в диапазоне от около 1 мм до около 5 мм.
В направлении проксимального конца корпус 2 сверла 1 имеет стержень 71. Между стержнем 71 и проксимальным концом 52 спирали винтовой канавки 5 выполнена переходная часть 72. В переходной части 72 винтовая канавка 5 плавно переходит в стержень 71. Конструкция переходной части 72 предусматривает радиус, уменьшающий вибрацию и опасность поломки. Конструкция конца 52 спирали предусматривает плавный переход в пологое окончание. Стержень 71 имеет размеры, соответствующие соединительному механизму сверлильного устройства. Конкретнее, он имеет желаемые длину, диаметр и конструкцию, позволяющие соединение с желаемым ручным или электронным устройством, то есть, сверлильным устройством. Это устройство может быть настроено на любые желаемые параметры, такие как скорость вращения, скорость подачи и тому подобное.
На Фиг. 3 сверло 1 схематически показано, когда оно приложено к кости 9. Кость 9 имеет исходную или старую поверхность 93, представляющую собой поверхность, на которую не действовало сверло 1, и новую поверхность 92, представляющую собой поверхность, на которую уже действовало сверло 1. В одной плоскости с новой поверхностью 92 лежит планируемая новая поверхность 91, представляющая собой поверхность, создаваемую сверлом 1 при дальнейшем применении. Главная режущая поверхность 4 выше от главной режущей кромки 3 режет кость 9. При этом образуется стружка 94 кости 9, направляемая через винтовую канавку 5.
Сверло 1 имеет передний угол α, образованный между планируемой новой поверхностью 91 кости 9 и главной режущей поверхностью 4 менее 90°. Или другими словами, передний угол образован между плоскостью, перпендикулярной планируемой новой поверхности 91 кости 9, и главной режущей поверхностью 4. Указанный передний угол α находится в диапазоне от около 25° до около 35°, то есть, он сравнительно велик. Определив величину переднего угла α в таком диапазоне, можно достигнуть достаточной прочности профильного клина сверла 1, образующего режущую поверхность 4, с возможностью обеспечения соответствующего зазора между сверлом 1 и костью 9. В частности, на виде в разрезе по Фиг. 3 указанный клин может образовывать угол γ клина. Кроме того, боковая часть 6, расположенная под углом β зазора, создает зазор. Угол β зазора предотвращает царапанье материала на повышенной скорости подачи. Сумма переднего угла α, угла γ клина и угла β зазора составляет 90°. Угол β зазора находится в диапазоне от около 15° до около 25°. Поскольку передний угол α сравнительно велик, угол δ при вершине сравнительно мал, так что вершина 223 сравнительно остра.
Далее описано типовое исследование, в котором стандартное хирургическое сверло сравнивали со специальным хирургическим сверлом, таким как дополнительный вариант реализации сверла согласно данному изобретению. Оба сверла имели диаметр 2,5 мм. Специальное сверло было выполнено в соответствии с данным изобретением, обеспечивающим образование меньшего количества тепла, чем стандартное сверло производства компании Synthes, Johnson&Johnson, США. Была разработана новая экспериментальная модель для измерения усилий и моментов вращения при сверлении, а также двумерного (2D) поля распределения температур на любой глубине на расстоянии 0,5 мм до отверстия, которое сверлят, с помощью тепловой камеры высокого разрешения. Была установлена скорость вращения 1000 оборотов в минуту (RPM) и скорость подачи 0,5 мм/с. Глубина сверления составляла 25 мм, и была установлена интенсивность внешнего орошения 30 мл/мин. Материал для сверления представлял собой свежезамороженный кортикальный слой кости 4-летней коровы. Сверление выполняли с непрерывными интервалами по 0,5 мм с извлечением сверла между интервалами для промежуточного охлаждения кости. Эксперименты повторяли 8 раз и определяли максимальное увеличение температуры, усилия и момента вращения для каждого интервала по всей глубине сверления.
На Фиг. 4 проиллюстрировано максимальное увеличение температуры (y = температура [°C]) для стандартного сверла (x = 1) и специального сверла (x = 2). Эксперименты проводили при комнатной температуре (24°C) и определяли увеличение температуры для каждого интервала по всей глубине сверления. Максимальное увеличение температуры для специального сверла значительно ниже (>10°C) по сравнению со стандартным сверлом. Это важно по причине ограничения общего возрастания температуры до 34°C (ΔT ≈ 10°C от комнатной температуры). Это можно представить в виде температуры тела 37°C + 10°C = 47°C, что представляет собой пороговое значение повреждения тканей. Таким образом, специальным сверлом можно сверлить без повреждения окружающих костных и других чувствительных структур, таких как нервы и тому подобное. Со стандартным сверлом это невозможно.
На Фиг. 5 проиллюстрировано максимальное осевое усилие (y = усилие [Н]) для стандартного (x = 1) и специального сверла (x = 2). Можно увидеть, что увеличение указанного усилия у специального сверла ниже осевых усилий стандартного сверла.
На Фиг. 6 проиллюстрирован максимальный момент вращения (y = момент вращения [Нм]) стандартного (x = 1) и специального сверла (x = 2). Момент вращения специального сверла составляет около половины значения стандартного сверла. Таким образом, специальное сверло способно резать материал гораздо эффективнее, чем стандартное сверло, что объясняет значительно меньшее увеличение температуры.
Данное описание и приложенные графические материалы, иллюстрирующие аспекты и варианты реализации данного изобретения, нельзя рассматривать в качестве ограничений формулы изобретения, определяющей охраняемое изобретение. Другими словами, хотя данное изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на графических материалах и предшествующем описании, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать в качестве иллюстраций и примеров, а не ограничений. Различные механические, композиционные, конструкционные, электрические и функциональные изменения могут быть внесены без отступления от сущности и объема данного описания и формулы изобретения. В некоторых случаях общеизвестные схемы, конструкции и технологии были показаны без лишних подробностей, усложняющих понимание данного изобретения. Таким образом, следует понимать, что специалист может внести изменения и модификации в пределах объема и сущности следующей формулы изобретения. В частности, данное изобретение охватывает дополнительные варианты реализации изобретения с любыми комбинациями признаков различных вариантов реализации изобретения, описанных выше и ниже.
Данное изобретение охватывает также все дополнительные признаки, показанные на фигурах отдельно, хотя они могут не быть описаны в предшествующем или следующем описании. Кроме того, отдельные альтернативные варианты реализации изобретения, описанные на фигурах и в описании, и отдельные альтернативные их признаки могут быть исключены из объекта данного изобретения или из раскрытого объекта изобретения. Данное изобретение включает объект изобретения, состоящий из признаков, определенных в формуле изобретения или типовых вариантах реализации изобретения, а также объект изобретения, включающий указанные признаки.
Кроме того, в формуле изобретения слово «содержать» не исключает другие элементы или этапы, а единственное число не исключает множественного числа. Отдельный элемент или этап может выполнять функции нескольких признаков, указанных в формуле изобретения. Сам по себе факт, что конкретные средства упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих средств не может быть использована с выгодой. Термины «по существу», «около», «приблизительно» и тому подобные в сочетании с параметром или значением, в частности, также точно определяют указанный параметр или указанное значение, соответственно. Термин «около» в контексте указанного числового значения или диапазона относится к значению или диапазону, которые находятся, например, в пределах 20%, в пределах 10%, в пределах 5% или в пределах 2% от данного значения или диапазона. Компоненты, описанные как соединенные или связанные, могут иметь электрическое, непосредственное механическое или подобное соединение, или они могут быть соединены косвенно посредством одного или большего количества промежуточных компонентов. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничение ее объема.
1. Сверло (1) для выполнения трубчатого отверстия в кости (9), содержащее
продольный корпус (2), проходящий вдоль оси (21) и имеющий проксимальный конец и дистальный конец (22),
главную режущую кромку (3), выполненную на дистальном конце (22) корпуса (2),
главную режущую поверхность (4), отходящую от главной режущей кромки (3) и образующую передний угол (α), и
винтовую канавку (5), выполненную вокруг корпуса (2) и проходящую от главной режущей поверхности (4) вдоль оси (21) корпуса (2),
при этом
главная режущая кромка (3) представляет собой единственную главную режущую кромку (3) сверла (1),
винтовая канавка (5) представляет собой единственную винтовую канавку (5) сверла (1),
винтовая канавка (5) образует угол (ε) спирали, который меньше переднего угла (α), и
передний угол (α) составляет по меньшей мере 25°.
2. Сверло (1) по п. 1, отличающееся тем, что передний угол (α) составляет менее 40°.
3. Сверло (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что передний угол (α), образованный между планируемой новой поверхностью (91) кости (9), создаваемой сверлом (1), и главной режущей поверхностью (4) сверла (1), составляет менее 90°.
4. Сверло (1) по п. 3, отличающееся тем, что планируемая новая поверхность (91) кости (9) представляет собой внутреннюю поверхность трубчатого отверстия.
5. Сверло (1) по п. 1, отличающееся тем, что угол (ε) спирали образован между кромкой (51) винтовой канавки (5) и осью (21) продольного корпуса (2).
6. Сверло (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что главная режущая поверхность (4) переходит в винтовую канавку (5).
7. Сверло (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что дистальный конец (22) корпуса (2) имеет передний профиль (221), перпендикулярный оси (21) корпуса (2), а главная режущая кромка (3) проходит поперек переднего профиля (221) дистального конца (22) корпуса (2).
8. Сверло (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что дистальный конец (22) корпуса (2) имеет вершину (223), расположенную на оси (21) корпуса (2).
9. Сверло (1) по пп. 7 и 8, отличающееся тем, что главная режущая кромка (3) смещена от вершины (223) корпуса (2).
10. Сверло (1) по п. 9, отличающееся тем, что коническая поверхность (225) долота расположена между вершиной (223) корпуса (2) и главной режущей кромкой (3).
11. Сверло (1) по любому из пп. 8-10, отличающееся тем, что вершина (223) образует угол (δ) при вершине в диапазоне от 70° до 140°.
12. Сверло (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что корпус (2) содержит стержень (71), отходящий от проксимального конца вдоль оси (21).
13. Сверло (1) по п. 12, отличающееся тем, что корпус (2) содержит переходную часть (72) между винтовой канавкой (5) и стержнем (71), в которой винтовая канавка (5) постепенно переходит в стержень (71).
14. Сверло (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что винтовая канавка (5) имеет дистальный конец, смежный с главной режущей поверхностью (4), и пологий проксимальный конец (52).
