(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019521780
(43)【公表日】20190808
(54)【発明の名称】リーマの製造方法
(51)【国際特許分類】
   A61B 17/16 20060101AFI20190712BHJP
【FI】
   !A61B17/16
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】15
(21)【出願番号】2019500640
(86)(22)【出願日】20170711
(85)【翻訳文提出日】20190109
(86)【国際出願番号】IB2017054172
(87)【国際公開番号】WO2018011708
(87)【国際公開日】20180118
(31)【優先権主張番号】1656688
(32)【優先日】20160712
(33)【優先権主張国】FR
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】517155417
【氏名又は名称】ドゥヴェントリオ ソシエテ ア レスポンサビリテ リミテ
【住所又は居所】スイス連邦,1196 グラン,ルート デ アヴィヨン 14
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】グラデル,トーマス
【住所又は居所】フランス国 74970 マリニエ,リュ ドゥ クレ 27
【テーマコード(参考)】
4C160
【Fターム(参考)】
4C160LL08
4C160LL27
(57)【要約】
本発明は、穿孔した壁(3)を持つ実質的に半球状の中空カッターボディ(2)を有する、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とするバードリルのようなリーマ(1)の製造方法に関する。方法は、壁をプレス加工することによって少なくとも1つの歯(4)を形成するステップを含み、その間に、孔(10)に隣接する壁(3)の薄肉部分(8)の領域(8a)が、パンチ(5)とアンビル(7)との間で押圧される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
穿孔した壁を持つ実質的に半球状の中空カッターボディを有する、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とするミリングカッタのような、リーマの製造方法であって、前記方法は、少なくとも1つの歯が、前記壁に形成された孔から半径方向に且つ前記孔から離れて延びる前記壁の一部を塑性変形させるパンチを用いて前記壁をプレス加工することによって形成されるステップを含み、前記歯の前記プレス加工において、前記孔に隣接する前記壁の変形部分の領域が、薄くされ、アンビルに対して前記パンチによって押圧される、
製造方法。
【請求項2】
− 前記パンチは、設定された押圧面を持つ自由端を有し、
− 前記歯の形成の前記ステップにおいて、前記押圧面の母線は、前記孔のオリフィスによって規定される平面に対して傾斜している、
請求項1に記載の製造方法。
【請求項3】
− 前記アンビルは、設定された押圧面であって、前記押圧面の母線が前記孔の前記オリフィスによって規定される前記平面に対して傾斜している、設定された押圧面を有し、
− 前記歯の形成において、前記アンビルの前記押圧面の前記母線と前記孔の前記オリフィスによって規定される前記平面との間の角度は、前記パンチの前記押圧面の前記母線と前記孔の前記オリフィスによって画定される前記平面との間の角度よりも、好ましくは約2度、小さい、
請求項2に記載の製造方法。
【請求項4】
前記歯の形成の前記ステップまで、前記カッターボディは穿孔した平坦な金属ブランクの形態をとる、
請求項1に記載の製造方法。
【請求項5】
前記平坦な金属ブランクは、約0.4mmから約1mmの間の厚さを有する、
請求項4に記載の製造方法。
【請求項6】
前記歯の形成後、前記平坦なブランクは、切断されて、花弁部がそこから自由端まで延びる中央領域から半径方向に延び、半径方向の横方向スペースによって互いに分離された複数の穿孔され且つ歯付きの花弁部を得る、
請求項4に記載の製造方法。
【請求項7】
前記花弁部を形成するように前記平坦なブランクを切断した後:
− 前記平坦なブランクは半球のように成形され、
− 前記花弁部の前記自由端は、少なくとも部分的に円形のベースボディに加えられて固定される、
請求項6に記載の製造方法。
【請求項8】
前記カッターボディはステンレス鋼、好ましくは304Lまたは316Lグレードのステンレス鋼で作られる、
請求項1に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外科的股関節手術の間に患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とするミリングカッタのような、リーマを製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
穿孔した壁を持つ実質的に半球状の中空カッターボディを有する、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とするミリングカッタのような、リーマは、既知である。そのようなミリングカッタに歯を形成するために、以下の3つの連続するステップによって進行することが特許文献1から知られている:
− 第1のステップでは、舌部の輪郭を形成するためにカッターボディの壁に孔を形成し、
− 第2のステップでは、ミリングにより、基準エッジを正確に形成するとともに、前記舌部の自由端に切削エッジを、ミリングにより、正確に鋭くし、
− 第3のステップでは、刃先から離れて位置した領域の折り曲げを引き起こすことにより、パンチとアンビルの間の前記舌部の閉じ込めを通じて正確な角度で舌部を持ち上げる。
【0003】
カッターボディの壁に対して切削エッジを突出させるために舌部を持ち上げる前のステップで切削エッジを形成することは、製造方法を長くかつ高価にする。さらに、折り曲げられた舌部によって形成されたそのような歯は、弱い構造的剛性を有し、外科医によって力が加えられると変形する傾向がある。したがって、そのようなミリングカッタの切削特性は、経時的に信頼できるものでも耐久性のあるものでもない。
【0004】
特許文献2乃至5は、それらの部分に関して、以下のステップを含む製造方法を記載している:
− 壁に対して実質的に直角に穿孔方向にカッターボディの壁を穿孔し、
− 鋭い輪郭を有する切削エッジを形成するように、得られた孔の周囲を(ドリルまたはミリングカッタを用いて)機械加工することによって面取りし、
− 歯を形成するように、プレス加工によって、壁に形成された孔から半径方向に且つ孔から離れて延びる壁の一部を塑性変形させる。
【0005】
機械加工による面取り部の製造及びプレス加工による塑性変形のステップの順番は時には逆にされる。
【0006】
そのような方法では、切削エッジは、孔の周囲での壁の構成物質の一部の機械加工(除去)によって作られ、それは長くて費用がかかる。面取り部の傾斜面は、孔の周囲における半径方向の徐々の厚さの増加をもたらし、それからプレス加工作業は、この面取り部の一部が中空カッターボディの実質的に半球状の外面に対して突き出て、外科的股関節手術中に患者の寛骨臼空洞を削ることで骨質を切削する歯を得ることを可能にする。
【0007】
しかし、面取り部は必ずしも十分な切削能力を得ることを可能にするわけではないので、突出した面取り部の手動の鋭利化がしばしば行われる。この鋭利化は歯ごとに行われ、長い時間がかかる。したがって、製造コストは、健康施設における感染の危険性の低減のための使い捨てのリーマ方針を実施する可能性を排除する。
【0008】
さらに、比較的均一な切削特性を有する歯を得るために、鋭利化を担当するオペレータがある程度の器用さを有することが不可欠である。鋭利化の最後に歯が十分に均一な切削特性を有していない場合、骨に偏在する力が寛骨臼空洞の削り中に発生し、寛骨臼空洞に(円形ではなく)実質的に多角形である断面を与える可能性がある振動を生じる可能性がある。その場合、寛骨臼空洞へのカップの正しい設置および骨融合は危うくされることがある。
【0009】
最終的に、歯は急速に磨耗する傾向がある。したがって、リーマの切削特性は、時間が経つとかなり急速に(あまりにも早くさえ)減少する。それは、その取得コストを償却するために、リーマを複数回再使用する可能性を危うくする。
【0010】
特許文献2乃至5では、実際にはパンチのみが使用されていることが留意されるべきである。それに対して押圧を行うことができるアンビルの使用はどこにも説明されていない。
【0011】
特許文献6及び特許文献7は、請求項1の前段部に記載の製造方法を記載している。孔のエッジは、カッターボディの壁に突出した歯を形成するプレス加工の前または後に、鋭利化を受けない。したがって、特許文献6及び特許文献7の製造方法は、それほど高価ではない。しかし、歯の切削特性の経時的な耐久性および信頼性は比較的不十分である。歯の切削特性は、実際には歯ごとにかなり異なり、経時的に、特にリーマを何度か使用した後は、急速に劣化する傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】欧州特許出願公開第0879577号
【特許文献2】米国特許出願公開第2014/188116号
【特許文献3】国際公開第2016/071867号
【特許文献4】米国特許出願公開第2006/095041号
【特許文献5】米国特許出願公開第2003/132219号
【特許文献6】米国特許出願公開第2003/0181916号
【特許文献7】米国特許出願公開第2005/0113837号
【発明の概要】
【0013】
本発明が提示する1つの課題は、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とするミリングカッタのような、リーマを製造するための迅速かつ安価な方法を提案することである。
【0014】
同時に、本発明は、容易に自動化することができ、何度か使用した後でも、経時的により信頼性がありかつより耐久性のある切削特性を得ることを可能にする製造方法を提供することを目的とする。
【0015】
これらの目的および他の目的を達成するために、本発明は、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的とし、穿孔した壁を持つ実質的に半球状の中空カッターボディを有する、ミリングカッタのようなリーマの製造方法を提案し、方法は、少なくとも1つの歯が、壁に形成された孔から半径方向に且つ孔から離れて延びる壁の一部を塑性変形させるパンチを用いて壁をプレス加工することによって形成されるステップを含み;本発明によれば、歯のプレス加工において、孔に隣接する壁の変形部分の領域が、薄くされ、アンビルに対してパンチによって押圧される。
【0016】
プレス加工とそれに続く変形した壁部分の領域のパンチとアンビルとの間の押圧は、カッターボディの壁に突出した歯を形成するために延伸される壁の薄肉化をもたらす。この薄肉化は、適当に形成された歯の自由端に切削能力をもたらす。押圧力を適切に制御することによって、全ての歯の間のより均一な切削特性のためにより良く制御され且つ繰り返し可能な薄肉化が達成される。
【0017】
この薄肉化は、材料の除去によってではなく、延伸によって行われ、次いで応力をかけること及び挟み込む際のクリープによって行われる。このようにして、切削エッジはプレス加工で形成される。押圧(または挟み込み)において、その後、リーマの再使用中に、構造強度の増大および経時的な耐久性の向上をもたらす、ある種の歯の局所冷間加工(または材料の繊維配向)が生じる。
【0018】
歯の形成は容易に自動化されることができ、迅速であり、そして例えば後続ツールで容易に実施することができる。したがって、リーマの製造コストは大幅に削減される。
【0019】
好ましくは、以下が提供されることができる:
− 設定された押圧面を持つ自由端を有するパンチ、
− 歯の形成のステップにおいて、押圧面の母線は、孔のオリフィスによって規定される平面に対して傾斜している。
【0020】
そのようなパンチは、比較的単純且つ製造が安価である。
【0021】
好ましくは、以下が提供されることができる:
− その母線が孔のオリフィスによって規定される平面に対して傾斜している設定された押圧面を有するアンビル、
− 歯の形成において、アンビルの押圧面の母線と孔のオリフィスによって規定される平面との間の角度は、パンチの押圧面の母線と孔のオリフィスによって画定される平面との間の角度よりも小さい。
【0022】
この角度の差は、(歯の切削エッジを形成することを目的にした)歯の自由端の近くにおける材料の強い冷間加工または繊維配向を伴う良好な漸進的薄肉化を得ることを可能にする。他方で、より厚い材料の厚さは、切削エッジからおよび孔から離れるように移動することによって保持され、それは歯に良好な構造的剛性を与える。実際には、角度の差は、好ましくは約2度であり得る。
【0023】
有利には、歯を形成するステップまで、カッターボディが穿孔した平坦な金属ブランクの形態をとるようにすることが提供されることができる。したがって、複数の互いに平行なパンチの使用によって、いくつかの歯を同時に形成することが可能である。
【0024】
有利には、平坦な金属ブランクは、約0.4mmから約1mmの間の厚さを有することができる。
【0025】
好ましくは、歯の形成後、平坦なブランクは、切断されて、花弁部がそこから自由端まで延びる中央領域から半径方向に延び、半径方向の横方向スペースによって互いに分離された複数の穿孔した且つ歯付き花弁部を得ることができる。
【0026】
有利には、花弁部を形成するように平坦なブランクを切断した後、以下のことが可能である:
− 平坦なブランクを半球のように成形し、
− 花弁部の自由端を少なくとも部分的に円形のベースボディに加えて固定する。
【0027】
有利には、カッターボディはステンレス鋼、好ましくは304Lまたは316Lグレードのステンレス鋼で作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
本発明の他の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連して与えられる、特定の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【0029】
【図1】本発明によるリーマの例示的な実施形態の斜視図である。
【図2】後続ツールワークステーションの斜視図である。
【図3】パンチの正面図である。
【図4】図3のパンチの側面図である。
【図5】図3のパンチの斜視図である。
【図6】平坦な金属ブランクが歯を形成するためにプレス加工される第2のワークステーションの斜視図および断面図である。
【図7】平坦な金属ブランクが歯を形成するためにプレス加工される第2のワークステーションの斜視図および断面図である。
【図8】平坦な金属ブランクが歯を形成するためにプレス加工される第2のワークステーションの斜視図および断面図である。
【図9】図8の詳細な側面図である。
【図10】歯を形成するための平坦な金属ブランクのプレス加工後の図2のワークステーションの斜視図および断面図である。
【図11】歯を形成するためのプレス加工後の金属ブランクの斜視図である。
【図12】図1のリーマを製造するための方法を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図1は、患者の寛骨臼空洞を削ることを目的にしたミリングカッタであるリーマ1を示す。リーマ1は、穿孔した壁3を持つ実質的に半球状の中空カッターボディ2を有する。複数の歯4が、壁3の変形によって形成されている。以下、図2〜図12を用いて説明するように、それらの形成は、後続ツールにおけるプレス加工によって特に行われる。
【0031】
上記のプレス加工では、図3乃至5に示すようなパンチ5が使用される。パンチ5は、横断面が半径Rの円弧の形をしている設定押圧面5bを有する自由端5aを有する(図3)。パンチ5は、変形されることになる壁3が図6に示される平面P1内に配置されている間に、二重矢印6で示される軸方向III−IIIの二方向並進運動によって駆動されるように意図されている。歯4を形成するステップでは、押圧面5bの母線I−Iは平面P1に対して傾斜している(図9)。
【0032】
上記のプレス加工では、図2に示すようなアンビル7が同時に使用される。アンビル7は、半径Rよりもわずかに大きい半径の円弧の形の断面も有する設定押圧面7aを有する。図6において特に見えるように、アンビル7の押圧面7aの母線II−IIは、アンビル7と接触していない壁3の面が位置する平面P1に対して傾斜している。より具体的には、平面P1は、壁3に形成された孔10のオリフィス9によって規定される。
【0033】
押圧面5bおよび7aは異なる形状の断面を有することができる。例えば、特に第1および第3の半径が等しく且つ第2の半径より小さい、異なる半径の3つの円弧の連続からなる断面を想定することが可能である。その場合、押圧面5bは、(押圧面7aが底部を有する一方で)少し平らになった頂点を有する。
【0034】
歯4を形成する際のパンチ5とアンビル7との間の協働をより具体的に示す図9の詳細図において、アンビル7の押圧面7aの母線II−IIと平面P1との間の角度A2は、パンチ5の押圧面5bの母線I−Iと平面P1との間の角度A1より小さいことを見ることができる。この差は約2度である。
【0035】
図1のリーマ1の製造において、歯4を形成するステップまで、カッターボディ2は、図6に部分的に示されている平坦な金属ブランク11の形態をとる。この平坦な金属ブランク11は、オリフィス9を持つ孔を備える。この孔10は好ましくは、後続ツールの先行するワークステーション上で作り出され、その上にブランク11がプレス加工によって切断される。孔10は平面P1を規定し、これはここでは平坦な金属ブランク11の上面11aの平面と一致する。
【0036】
平坦な金属ブランク11は、約0.4mmから約1mmの間の厚さEを有する。平坦な金属ブランク11は、304Lまたは316Lグレードのステンレス鋼でできている。
【0037】
図6では、ブランク11は、面11bによってアンビル7に載って圧迫している。壁3の一部8は、壁3に形成された孔9から半径方向に且つ孔9から離れて延び、アンビル7の押圧面7aに対応するように配置されている。
【0038】
図7に示される次のステップにおいて、パンチ5は、平面P1に対して実質的に直角に軸方向III−IIIにアンビル7に向かって(矢印12で示されるように)変位させられる。
【0039】
この変位において、パンチ5は図8に示すように壁3の部分8を塑性変形させる。材料の保存の原理により、孔10に隣接する壁3の変形部分8の領域8aは、平坦なブランク11の面11bに対するその突出する変位のおかげで、薄肉化を被る。
【0040】
パンチ5の特定の行程の終わりに、孔10に隣接する壁3の変形部分8の領域8aが、パンチ5によってアンビル7に対して押圧される(図9)。
【0041】
プレス加工およびその後のパンチ5と壁3の変形部分8の領域8aのアンビル7との間の押圧は、歯4を形成するための壁3の延伸および薄肉化を提供する。この薄肉化は、適当に形成された歯4に自由端4aに切削能力を与える。押圧力を適切に制御することによって、全ての歯4に対して実質的に同一である切削特性のためのより良く制御されかつ繰り返し可能な薄肉化が達成される。
【0042】
パンチ5とアンビル7との間の挟み込みは、歯4の一種の局所冷間加工(または材料の繊維配向)を提供し、それは、強度の増大およびリーマ1の使用中の経時的なより良い耐久性を与える。
【0043】
ここでは、壁3の部分8の全てがパンチ5の押圧面5bとアンビル7の押圧面7aとの間に挟まれている。しかし、部分8の一部のみを挟むことが可能であり、その部分は、満足のいく切削特性および構造強度を与えることによって少なくとも歯4の自由端4aを形成するための孔10から延びる。
【0044】
図9に見られるように、角度A1とA2との間の差によって、歯4を形成する部分8の厚さは、歯4の自由端4aから離れるにつれて漸進的に増加する。
【0045】
次にパンチ5は、図7の矢印12によって示されるのとは逆である動きによってアンビル7から離れるように変位する。ブランク11は、その後、図10に示される構成になり、次いでイジェクタによってアンビル7から取り外される。
【0046】
図11は、面11bに突起部を形成する歯4を備えたブランク11を部分的に示す。
【0047】
全ての歯4が平坦な金属ブランク11に形成されると、平坦な金属ブランク11が切断されて、そこから花弁部13a−13hが自由端130a−130hまで延びる中央領域14から半径方向に延びる複数の穿孔した且つ歯付き花弁部13a−13hを得る。花弁部13a−13hは、半径方向の横方向スペースによって互いに分離されている(図12のステップa))。
【0048】
次に、ステップb)において、平坦なブランク11は半球に成形される。次に、ステップc)において、花弁部13a−13hの自由端130a−130hを少なくとも部分的に円形のベースボディ15上に加えて固定する。次いで、ブランク11は実質的に半球状のドーム形に保持されて、患者の寛骨臼空洞を削ることができるカッターボディ2を形成する。
【0049】
本発明は、明示的に説明された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲に含まれる様々な変形形態およびその一般化を含む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】