CN112955083A - 骨扩孔钻及其使用方法 - Google Patents

Abstract

骨扩孔钻包括具有第一端和第二端的轴。第二端用于连接至旋转电源。扩孔钻的头部包括连接至轴的第一端的后表面、相对于该后表面位于头部的相对侧的切削面以及具有内周直径和外周直径的周边部分。外周直径限定了后表面和切削面的外边界。扩孔钻的刀片构件设置在切削面上，并且至少横跨在周边部分的内周直径上。中心钻头设置在切削面上。钻头和切削刀片与扩孔钻的中心轴线同轴。

Description

骨扩孔钻及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请根据美国专利法35U.S.C第119条第(e)项要求于2018年9月16日提交的标题为“一次性关节盂扩孔钻”(Disposable Glenoid Reamer)的美国临时申请第62/731,962号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请主要涉及骨外科以及用于置换关节(如肩关节假体)中的关节表面的骨扩孔钻。更具体但非排他性地，本申请涉及用于肩关节置换术的关节盂扩孔钻及其使用方法。

背景技术

骨扩孔钻用于处理骨骼以接收骨科植入物。例如，外科医生可将骨扩孔钻的切削头放置在肩胛骨的关节盂凹处。外科医生会使用外部可旋转驱动源旋转扩孔钻，从而使切削齿旋转，以从关节盂表面去除骨头。由于切削头的直径基本固定和均匀，因此外科医生通常去除相对少量的骨头，并将切削头从关节盂表面移开以查看切削表面。如果必须去除额外的骨骼，则外科医生需要再次将切削头插入软组织中已形成的开口，并放置在要切削的关节盂表面。

现在，骨扩孔钻通常被制造成可互换的标准件，并且这些标准件以一系列直径套装出售。这些制成的扩孔钻工具套装带有若干个扩孔钻切削头，若干个扩孔钻切削头提供范围以0.5毫米为增量从约20毫米到约60毫米不等的若干钻孔尺寸，有时提供总计超过25个钻孔尺寸。由于需要实现贴切的假体匹配性，因此需要准备各种尺寸各异的钻孔工具，以提供最精确的切削和最佳的孔径。

过去，扩孔钻包括两个部件：整体式扩孔钻切削头和连接到扩孔钻头部组件的扩孔钻轴。整体式扩孔钻切削头是使用单块金属加工成的空心圆柱体，该圆柱体外表面有一系列突出的刀片。

现在，扩孔钻切削头通常由单块生物相容性金属制成。传统的扩孔钻切削头使用复杂的精密加工技术制造，该技术可形成中心圆柱体和一系列突出的扩孔钻刀片。该制造工艺耗时长且成本较高。

由于其制造工艺的高成本，传统的刀头通常会重复使用多次。久而久之，随着这些扩孔钻头的使用和重复使用，切削刀片会变钝。因此，需要对扩孔钻切削刀片进行锐化和/或更换。但是，锐化或更换会增加额外的成本。另外，重复使用的器件增加了感染的可能性。灭菌过程很可能无法去除所有可能的感染源，例如细菌等。

不幸的是，在使用和重复使用这些扩孔钻工具后，没有简单的方法可以评估其切削效果。很多时候，直到外科医生再次使用扩孔钻时，才意识到扩孔钻的切削不正确。在许多情况下，直到开始扩孔过程或甚至在完成扩孔过程后，才发现扩孔钻工具无效用、钝化或受污染。良好的手术效果很大程度上取决于是否使用了处于最佳状态的锋利、无菌扩孔钻。使用钝的或损坏的扩孔钻可能导致不良的手术结果，例如关节盂受损或破裂。

处理骨骼结构中的关节表面以接收骨科植入物通常需要至少包含两个步骤的(通常为三个步骤的)扩孔和钻孔工艺。这是因为许多骨科植入物具有多种骨骼固定件，该骨骼固定件用于牢固地接合到植入物所附着的骨结构。

此外，由于手术中暴露度有限，外科医生对骨扩孔钻头部的配置有不同的偏好。为了满足外科医生的不同偏好，用于进行骨扩孔的套件可能需要包括具有各种外部轮廓的若干骨扩孔钻，以解决暴露度问题和保证骨骼质量，其中每增加一个扩孔钻头部轮廓都会增加套件的成本。可替代地，可以提供多个套件，其中每个套件具有特定形状的扩孔钻构造，这也将增加每个套件的成本。

本领域需要一种低成本的一次性骨扩孔钻，其具有新颖的刀片和组装头部设计。而且，本领域中需要的骨扩孔钻能够在一个扩孔过程中处理骨骼。此外，本领域中需要的骨扩孔钻具有可调节的外部轮廓，其能够满足外科医生的不同偏好。

发明内容

本申请的方面提供了用于肩关节置换术的骨扩孔钻。本申请还提供了使用骨扩孔钻的方法。

一方面，本文提供了一种骨扩孔钻，其包括具有第一端和第二端的轴。第二端用于连接至电源。扩孔钻的头部包括连接至轴的第一端的后表面、相对于该后表面位于头部的相对侧的切削面，以及具有内周直径和外周直径的外周部分。外周直径限定了后表面和切削面的外边界。扩孔钻的刀片构件设置在切削面上，并且至少横跨在周边部分的内周直径上。刀片构件包括具有第一切削刃的第一刀片部分和具有第二切削刃的第二刀片部分。第一切削刃和第二切削刃设置在刀片构件的相对侧。扩孔钻的中心钻头被设置在刀片构件的第一切削刃和第二切削刃之间的切削面上。中心钻头和刀片构件与扩孔钻的中心轴线同轴。

另一方面，本文提供了一种骨扩孔钻，其包括具有第一端和第二端的轴。第二端被设置为连接至电源。扩孔钻的头部包括连接至轴的第一端的后表面、相对于该后表面位于头部的相对侧的切削面，以及具有内周直径和外周直径的外周部分。外周直径限定了后表面和切削面的外边界。周边部分还包括第一可移除构件。第一可移除构件包括第一端，该第一端具有连接到所述周边部分的相邻第一区段的易断连接部。所述第一端被设置为在向第一可移除构件施加预定扭矩时与第一部分脱离。第一可移除构件还包括第二端，该第二端与周边部分的相邻第二区段间隔开。周边部分的第二部分仅具有设置在头部的后表面和切削面之间的圆形表面。扩孔钻的刀片构件设置在切削面上，并且至少横跨在周边部分的内周直径上。刀片构件包括具有第一切削刃的第一刀片部分和具有第二切削刃的第二刀片部分。第一切削刃和第二切削刃设置在刀片构件的相对侧。

另一方面，本文提供了一种一次性手术套件，其包括骨扩孔钻，骨扩孔钻被设置为同时加工骨骼中的平滑的圆形表面和中心钻孔。骨扩孔钻包括具有第一端和第二端的轴。第二端被设置为连接至电源。骨扩孔钻的头部包括连接至轴的第一端的后表面、相对于该后表面位于头部的相对侧的切削面、以及具有内周直径和外周直径的周边部分。外周直径限定了后表面和切削面的外边界。扩孔钻的刀片构件设置在切削面上，并且至少横跨在周边部分的内周直径上。刀片构件包括具有第一切削刃的第一刀片部分和具有第二切削刃的第二刀片部分。第一切削刃和第二切削刃被设置在刀片构件的相对侧。扩孔钻的中心钻头被设置在刀片构件的第一切削刃和第二切削刃之间的切削面上。中心钻头和刀片构件与扩孔钻的中心轴线同轴。该套件中的销用于将骨扩孔钻正确放置在骨骼上。该套件中的植入物用于插入骨骼的平滑的圆形表面上和中心孔中。

另一方面，本文提供了一种通过手术将矫形外科植入物植入骨骼中的方法。该方法包括通过手术暴露骨骼的表面。从多个测定器(sizer)中选择一个测定器，每个测定器具有不同的尺寸。利用手柄将测定器抵靠在骨骼的一部分骨头上，以定位该骨骼的部分骨头的中心。将销插入手柄的通孔中，并抵靠在该骨骼的部分骨头的中心。将销敲进此骨骼的部分骨头的中心。将骨扩孔钻在销上滑动，以使骨扩孔钻与该骨骼的部分骨头的中心对齐。使用骨扩孔钻加工该骨骼的部分骨头，以在该骨骼的部分骨头上同时铰出平滑的圆形表面，钻出中心钻孔，并切出环形凹槽。上述中心钻孔、环形凹槽和圆形表面是同轴的。将试验件滑过销以测试植入物的匹配度。使用插入工具将植入物插入中心钻孔中和插入到圆形表面上。

下面结合附图详细描述了本申请的各个方面，这样，本申请的这些以及其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

附图被纳入说明书并构成说明书的一部分。附图示出了本申请的实施例，并且与本文的详细描述一起用于解释本申请。附图仅用于说明优选实施例，不应被解释为限制本申请。需要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以任意增加或减小。结合附图，下面详细地描述了本申请，这样可以清楚地得出本申请的前述和其他目的、特征和优点，具体附图如下：

图1示出了根据本申请的一个方面的骨扩孔钻的仰视透视图；

图2示出了根据本申请的一个方面的图1所示的骨扩孔钻的俯视透视图；

图3示出了根据本申请的一个方面的图1所示的骨扩孔钻的俯视图；

图4示出了根据本申请的一个方面的图1所示的骨扩孔钻的仰视图；

图5示出了根据本申请的一个方面的图1所示的骨扩孔钻的侧视图；

图6示出了根据本申请的一个方面的图1所示的骨扩孔钻的仰视透视图，其中去除了两个可移除构件以形成领结形的骨扩孔钻；

图7示出了根据本申请的一个方面的图6所示的骨扩孔钻的俯视透视图；

图8示出了根据本申请的一个方面的图6所示的骨扩孔钻的俯视图；

图9示出了根据本申请的一个方面的图6所示的骨扩孔钻的仰视图；

图10示出了根据本申请的一个方面的图6所示的骨扩孔钻的侧视图；

图11示出了根据本申请的一个方面的骨科植入物的俯视透视图。

图12示出了根据本申请的一个方面的图11所示的骨科植入物的仰视透视图；

图13示出了根据本申请的反向植入物的俯视透视图；

图14示出了根据本申请的图13所示的反向植入物的仰视透视图；

图15示出了根据本申请的一个方面，通过手术处理骨骼以接收骨科植入物的方法的框图；

图16示出了根据本申请的具有骨扩孔钻的各种测定器的套件的透视图；

图17示出了根据本申请的手柄的透视图；

图18示出了根据本申请的放置在患者关节盂凹处的手柄和测定器的透视图；

图19示出了根据本申请的销的透视图；

图20示出了根据本申请的插入到手柄的通孔中的销的透视图；

图21示出了根据本申请的在销上滑动并在适当的位置与关节盂凹处接合的骨扩孔钻的透视图；

图22示出了根据本申请的关节盂凹处的透视图，在该关节盂凹处，骨扩孔钻加工了同轴的平滑的圆形表面、圆形凹槽和中心钻孔；

图23示出了根据本申请的试验植入物的透视图，该试验植入物贯穿在销上以插入关节盂凹处；

图24示出了根据本申请的用于将试验植入物插入处理好的关节盂骨中的插入工具的透视图；

图25示出了根据本申请的完全插入到处理好的关节盂骨中的试验植入物的透视图；

图26示出了根据本申请的完全插入关节盂凹处的植入物的侧面透视图；和

图27示出了根据本申请的完全插入关节盂骨中的关节盂植入物的侧视图。

具体实施方式

本文主要公开了骨扩孔钻及其制造方法。此外，还讨论了使用骨扩孔钻的手术方法。

在该详细描述和所附权利要求中，词语“近侧”、“远侧”、“前侧”、“后侧”、“内侧”、“外侧”、“上侧”和“下侧”由其标准用法定义，用于根据自然骨骼的相对位置或引用的方位词来指示骨或植入物的特定部分。例如，“近侧”是指装置或植入物最靠近躯干的部分，而“远侧”是指装置或植入物最远离躯干的部分。对于方位词，“前侧”是指朝向身体前侧的方向，“后侧”是指朝向身体后侧的方向，“内侧”是指朝向身体中线的方向，“外侧”是指朝向身体侧面或远离身体中线的方向，“上侧”是指上方的方向，“下侧”是指另一物体或结构下方的方向。

如本文所使用的，词语“示例性”或“说明性”是指“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式不一定被解释为比其他实施方式优选或有利。此外，在本说明书中，术语“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生术语应与以每个实施例的第一个附图为方向的该申请相关联。

类似地，本文中使用的位置或方向可以参考解剖结构或表面。例如，本文描述的当前的骨扩孔钻、植入物、装置、系统和方法处理肩部骨骼时，描述扩孔钻、植入物、设备、系统和方法中涉及的表面、位置、方向或朝向可以基于肩膀和上臂的骨骼。此外，为了简洁起见，本文公开的骨扩孔钻、植入物、装置、系统和方法及其方面、部件、特征等是基于人体的一侧进行叙述的。但是，由于人体基于对称线(中线)相对对称或镜像，因此在不脱离本申请的精神和范围的情况下，为了相同或相似的目的，可以清楚预期本文说明或示出的骨扩孔钻、植入物、装置、系统和方法及其方面、部件、特征等可以改变、变化、修改、重新配置或以其他方式改变以适于处理或关联人体的另一侧。例如，本文中基于右肩所描述的骨扩孔钻、植入物、装置、系统和方法及其方面、部件、特征等可以被镜像到左肩，使得它们对左肩同样起作用，反之亦然。此外，为了简洁起见，本文公开的骨扩孔钻、植入物、装置、系统和方法，以及其方面、部件、特征等是基于肩部进行叙述的，但是应当理解，上述植入物、装置、系统和方法可以用于身体具有相似结构的其他骨骼，例如下肢，更具体地说，可以用于脚踝、足部和腿部的骨骼。

参照附图，相同的附图标记用于在多个视图中指示相同或相似的部件。特别地，图1-10示出了根据本申请的各个方面的骨扩孔钻100的各种视图。另外，图11-12示出了植入物200的各种视图，该植入物200被插入到由骨扩孔钻100形成的钻孔和圆形凹槽中。进一步地，图13-25示出了处理骨骼以用于接收骨科植入物的方法的各个步骤和方法中用到的装置。

根据本申请的各个方面，图1-5示出了一个具体实施例的骨扩孔钻100的仰视透视图(图1)、俯视透视图(图2)、俯视图(图3)、仰视图(图4)和侧视图(图5)。骨扩孔钻包括轴102和头部104。

轴102具有第一端106和第二端108。轴100的第二端108用于连接至电源(未示出)。在图1-5所示的实施例中，第二端108具有三个平坦表面110，这三个平坦表面110与钻夹头的钳口相配合。但是，可以使用若干其他配置来连接电源。例如，第二端108可以经由传输系统间接连接到远程电源。

轴102包括具有中空中心芯105(在图2和3中最为清楚)的圆柱形外壳103。中空中心芯105延伸贯穿扩孔钻100的整个长度。金属套筒107可以设置在轴102内的中空中心芯105内。金属套筒107为轴102提供结构支撑，可以由金属构成，如不锈钢。如将在本文更详细地解释的，金属套筒107和中空中心芯105的尺寸设置成可容纳销246滑动(参见图18和19)，该销246用于在关节盂处理过程中精确地定位扩孔钻100。

为了降低扩孔钻100的制造成本或使扩孔钻100在经济上可供一次性使用，外壳103可以仅由塑料/聚合物材料构成。此类材料可以是，例如尼龙、聚苯砜、聚砜、聚醚酰亚胺或聚碳酸酯。

头部104包括后表面112、切削面114和周边部分116。后表面112连接至轴102的第一端106。在该示例性情况下，后表面112与轴102一体连接。相对于后表面112切削面114设置在头部104的相对侧。

为了使扩孔钻100在经济上可供一次性使用，头部104可以仅由塑料/聚合物材料构成，例如尼龙，聚苯砜、聚砜、聚醚酰亚胺或聚碳酸酯。如上所述，扩孔钻100的中空中心芯105贯穿头部104，以使扩孔钻100能够在销246(参见图19)上滑动，从而在使用过程中精确地定位扩孔钻100。

周边部分116具有内周直径118和外周直径120(参见图3和图4)。外周直径120限定了后表面112和切削面114的外边界。另外，周边部分116的上表面是后表面112的一部分，同时周边部分116的下表面是切削面114的一部分。

刀片构件122设置在切削面114上。刀片构件122至少横跨在周边部分115的内周直径118上。但是，在图1-5所示的示例中，刀片构件122整个横跨在外周直径120上，使得刀片构件122与周边部分116的最外边界齐平。

刀片构件122被分成第一刀片部分124和第二刀片部分126，第一刀片部分124和第二刀片部分126从扩孔钻100的中心轴线128沿相反的方向延伸(参见图4)。第一刀片部分126与第一切削刃130成角度，第二刀片部分128与第二切削刃132成角度(参见图1和图4)。

第一切削刃130和第二切削刃132设置在刀片构件122的相对侧。这样，从仰视角观看，当骨扩孔钻100沿逆时针方向旋转时(如图4中方向箭头134所示)，两个切削刃130、132都作为刀片构件122的前缘旋转。扩孔钻100正是利用这些切削刃130、132在骨骼的一部分骨头中(例如肩胛骨的关节盂凹处)切削形成平滑的圆形表面252(参见图20)。

中心钻头136设置头部104的切削面114上，位于刀片构件122的第一切削刃130和第二切削刃132之间。中心钻头136和刀片构件122与扩孔钻100的中心轴线128同轴。在这种情况下，中心钻头136横跨刀片构件122的中心部分。骨扩孔钻100正是利用中心钻头136在骨骼的一部分(例如肩胛骨的关节盂凹处)上钻出中心钻孔256(在图20中看得最清楚)。

中心钻头136和刀片构件122均具有对齐的中心通孔，该中心通孔是扩孔钻100的中空中心芯105的一部分。中心轴线128穿过中空中心芯105的中心。如将在本文更详细地解释的，中空中心芯105的尺寸设置成可容纳销246(见图19)在其中滑动，销246用于在骨骼处理过程中精确地定位扩孔钻100。

有利地，刀片构件122和中心钻头136组合在一起，使扩孔钻100能够基本同时在一个处理步骤中切削出平滑的圆形表面252(参见图20)和钻出中心钻孔256(参见图20)。将铰孔和钻孔两个骨骼处理步骤合并成一个工序，可以减少处理时间并降低损坏骨骼的风险。此外，当两个步骤同时进行时，钻头136钻成的中心钻孔256将更精确地位于刀片构件122形成的平滑的圆形表面252的中心。

骨扩孔钻100还包括多个切削钉138(参见图4)，这些切削钉138围绕切削面114的内圆周140(见图4)对称设置。内圆周140与扩孔钻100的中心轴线128同轴，内圆周140的直径小于周边部分116的外周直径120。在所示的示例中，内圆周140的直径也小于周边部分116的内周直径118。

切削钉138的数量可以是至少两个。在图1-5所示的示例中，围绕内圆周140分布有6个钉138。然而，可以根据应用参数设置任何数量的钉138。

每个钉138具有大体上圆柱形的主体，该主体具有上端部分142(参见图1)，该上端部分远离头部104的切削面114延伸。每个钉138还包括一个钉切削刀片144，钉切削刀片144位于上端部分142上。骨扩孔钻100旋转时，钉切削刀片144可用于切削骨骼。骨扩孔钻100正是利用多个钉在骨骼的一部分(例如，肩胛骨的关节盂凹处)中钻出环形凹槽254(参见图20)。

有利地，刀片构件122、中心钻头136和钉138的组合使扩孔钻100能够基本上同时在一个步骤中切削出平滑的圆形表面252，钻出中心钻孔256并产生环形凹槽254。将三个骨骼处理步骤合并为一个工序，可以减少工序时间并降低损坏骨骼的风险。此外，当这三个步骤都在同一骨骼处理步骤中完成时，钻头136钻出的中心钻孔256和钉138切削的环形凹槽254将相对于彼此更精确地定位，并且定位在刀片构件122产生的平滑的圆形表面252的中心处。另外，比起中心钻孔256、环形凹槽254和平滑的圆形表面252在分开的步骤中分别被切削形成，示例中骨扩孔钻100对中心钻孔256、环形凹槽254和平滑的圆形表面252的定位可以使得彼此之间更加精确地同心。

头部104的周边部分116包括第一可移除构件146和第二可移除构件148(参见图3)。第一可移除构件和第二可移除构件可各自形成跨度在30度至90度之间的圆弧拱。然而，可以根据应用参数设置其他合适的圆弧拱大小。

如在图3中所见，第一可移除构件146包括第一端150，该第一端150具有易断连接部151，该易断连接部151连接到相邻的周边部分的第一区段152。向第一可移除构件146施加预定扭矩或力时，第一端150从第一区段152脱离。

在图1-5所示的示例中，易断连接部151包括形成于周边部分116的凹槽153，该凹槽153沿周边部分116的宽度方向部分地延伸，使得周边部分116的宽度减小。然而，也可以使用其他易断连接部。例如，易断连接部151可以包括沿周边部分116的宽度方向钻出的一个或多个小通孔。

第一可移除构件146还包括第二端154，该第二端154与相邻的周边部分116的第二区段156间隔开。周边部分116的第二区段156仅具有圆形表面158，圆形表面158设置在头部104的后表面112和切削面114之间。

周边部分116的第二可移除构件148包括第三端160，该第三端160具有易断连接部162，易断连接部162连接到相邻的周边部分116的第三区段164。与第一可移除构件146相同，向第二可移除构件148施加预定扭矩或力时，第三端160从第三区段164脱离。

在图1-5所示的示例中，易断连接部162包括形成于周边部分116的凹槽163，该凹槽163沿周边部分116的宽度方向部分地延伸，使得周边部分116的宽度减小。然而，也可以使用其他易断连接部。例如，易断连接部162可以包括沿周边部分116的宽度钻出的一个或多个小通孔。

周边部分116的第二可移除构件148还包括第四端166，第四端166与相邻的周边部分116的第四区段168间隔开。周边部分116的第四区段168仅具有圆形表面170，圆形表面170设置在头部104的后表面112和切削面114之间。

有利地，第一可移除构件146和第二可移除构件148可以从周边部分116折断以形成“半月”形扩孔钻或“领结”形扩孔钻(参见图6-10)，这取决于使用扩孔钻100的外科医生的偏好。从仰视角看，当骨扩孔钻100沿逆时针方向旋转时(如图4中方向箭头134所示)，裸露出的相邻区段156和166的圆形表面158和170作为周边部分116的前缘旋转。因此，圆形表面158、170的形状能够最小化切削、撕裂或以其他方式损坏任何周边软组织的风险。

此外，由于可移除构件146、148的折断，第一部分152和第三部分164的端部可能会出现锐化边角。从仰视角观看，骨扩孔钻100沿逆时针方向旋转时(如图4中方向箭头134所示)，第一区段152和第三区段164的端部作为周边部分116的后缘旋转。这也有助于避免损坏任何周围的软组织。

根据本申请的各个方面，图6-10示出了一个实施例的两个可移除构件146、148被移除后的骨扩孔钻100的仰视透视图(图6)、俯视透视图(图7)、俯视图(图8)、仰视图(图9)和侧视图(图10)。在图6-10所示的实施例中，两个可移除构件146、148均已被移除以形成扩孔钻100的领结形构造(参见图8和图9)。

图6-10所示的扩孔钻100的所有其他方面与图1-5所示的扩孔钻100保持相同。因此，与图1-5有关的讨论同样适用于图6-10，为简洁起见，在此不再重复。

随着第一可移除构件146的移除，形成了第一周边凹部174。随着第二可移除构件148的移除，形成了第二周边凹部176。在图6-10所示的示例中，第一凹部174和第二凹部176形成扩孔钻100的领结状构造。但是，如果可移除构件146、148仅有一个被移除，则单个周边凹部174、176将形成扩孔钻100的半月形构造。

更具体地参考图9，可以清楚地看到第二区段158的圆形表面158和第四区段168的圆形表面170。从仰视角观看，骨扩孔钻100沿逆时针方向旋转时(如图9中方向箭头172所示)，相邻区段156、168的外露的圆形表面158和170作为周边部分116的前缘旋转。因此，圆形表面158、170的形状能够最小化切削、撕裂或以其他方式损坏任何周边软组织的风险。

另外，其中由于可移除构件146、148的折断脱离，第一区段152和第三区段164的端部可能会出现锐化边角。从仰视角观看，骨扩孔钻100沿逆时针方向旋转时(如图9中方向箭头172所示)，第一区段152和第三区段164的端部作为周边部分116的后缘旋转。这也有助于避免损坏任何周围的软组织。

根据本申请的一个方面，图11和图12示出了与骨扩孔钻100一起使用的骨科植入物200的俯视透视图(图11)和仰视透视图(图12)。在该示例中，植入物200用作特定的关节盂植入物，以植入到处理好的关节盂骨中。然而，也可以使用植入物的其他结构。本申请范围内的植入物的几个示例公开在：于2019年7月29日提交的国际申请第PCT/US2019/043983号；于2019年7月29日提交的国际申请第PCT/US2019/043986号；和国际申请第PCT/US2019/043990号，其全部通过引用整体并入本文。

植入物200包括外侧部分202、中间环状部分204和内侧柱状部分206。外侧部分202具有凹形的上表面208，上表面208设置为与肱骨植入物的肱骨头部相匹配。外侧部分202还包括锥形下表面210，该锥形下表面210设置为接合于肩胛骨的关节盂凹处的平滑的圆形表面252(参见图20)。平滑的圆形表面252是由扩孔钻100在关节盂凹处处理形成的。外侧部分还包括第一边缘212和第二边缘214，第一边缘212和第二边缘214限定了设置其间的凹槽216。

中间环状部分204包括基部构件218，基部构件218与外侧部分202的锥形下表面210接触并朝远离锥形下表面210的方向延伸。一对翅片220围绕环状部分204的圆周延伸。本文示出一对翅片220，但是根据应用参数可以设置任意数量的翅片。翅片220被设置成嵌入并锁定接合到环形凹槽254，环形凹槽254由扩孔钻100在关节盂凹处切削形成。翅片220和基部218形成圆形凹入区域224，圆形凹入区域224具有凹入底面226。

内侧柱状部分206包括杆222，杆222延伸到凹入区域224中并且邻接环状部分204的底面226。柱状部分206还包括一个或多个翅片228，翅片228围绕杆222的圆周延伸。翅片228被设置为通过嵌入并锁定接合到关节盂凹处的由扩孔钻100钻出的中心钻孔256。

进一步考虑到，在使用反向肩部植入系统的情况下，扩孔钻100也可以用于处理关节盂凹处。更具体地，图13和图14示出了使用骨扩孔钻100处理的骨科植入物270的替代实施例的俯视透视图(图13)和仰视透视图(图14)。在该实施例中，矫形外科植入物是反向植入物270。反向植入物270包括基板272、中央螺钉274、盂球278和用于将盂球278连接至基板272的支柱280。中央螺钉274被设置为嵌入并锁定接合到关节盂凹处的由扩孔钻100钻成的中心钻孔256。至少一个外围螺钉276被设置为嵌入并锁定接合到关节盂凹处的由扩孔钻100制造的环形凹槽254。

根据本申请的一个方面，图15-27示出了通过手术将矫形外科植入物植入骨骼中的方法。在这种特定情况下，该方法将用于将矫形外科植入物植入肩胛骨的关节盂凹处。但是，该方法也可以用于将其他矫形外科植入物植入其他骨骼中。图15示出了根据本申请的方法步骤的框图。图16-27为支持该方法的各个步骤。

根据本申请，图16示出了选出的成套呈现的测定器230的透视图。通过手术患者(参见图13中的300)的关节盂凹处242(参见图16、18和19)的表面被露出之后，从多个测定器230A、B、C、D(统称为230)中选出测定器230(参见图13中的302)。测定器230通常是圆盘形的，尺寸范围可以从超小测定器230A到超大测定器230E。测定器230用于测量和查证患者的关节盂凹处242的尺寸。每个测定器230都具有中心孔238。

根据本申请，图17示出了手柄232的透视图。手柄232用于接合选出的测定器230。手柄包括以锐角弯曲的叉状末端部分234。末端部分234具有分叉236，分叉236用于匹配结合测定器230的中心孔238。

手柄还包括通孔240(参见图18)，当分叉236与测定器230的中心孔238接合时，通孔240与测定器230的中心孔238对准。

根据本申请，图18示出了放置在患者的关节盂凹处242的手柄232和测定器230的透视图。利用手柄232将选定的测定器230抵靠在患者的肩胛骨244的关节盂凹处242，以测量关节盂凹处242的尺寸并定位关节盂凹处242的中心243(图13中的304)。如果关节盂凹处242的尺寸与所选的测定器230不匹配，则从套件中选择其他测定器230，直到实现匹配为止。一旦实现匹配，测定器230的中心孔238与关节盂凹处242的中心243(参见图21)对齐。

根据本申请，图19示出了销246的透视图。销246包括尖端248，尖端248可操作地穿透关节盂凹处的骨骼。

根据本申请，图20示出了插入到手柄232的通孔240中的销246的透视图。接下来，将选定的销246插入到手柄232的通孔240中，并且尖端248抵靠在关节盂凹处242的中心243上(参见图15中的306)。然后将销246敲入肩胛骨244中(参见图15中的308)。尖端248在关节盂凹处242的中心243处穿透肩胛骨244，并在肩胛骨的颈部区域250向外突出。这样，此时销246被刚性固定到肩胛骨244上并与关节盂凹处242的中心对齐。

根据本申请，图21示出了骨扩孔钻100在销246上滑动并且在适当位置以接合关节盂凹处242的透视图。接下来，将手柄232和测定器230从销246上滑下。然后将扩孔钻100在销246上滑动(参见图15中的310)，以使扩孔钻与关节盂凹处242的中心243对准。

根据本申请，图22示出了关节盂凹处242的透视图，在该关节盂凹处，骨扩孔钻100加工了同轴的平滑的圆形表面252、环形凹槽254和的中心钻孔256。扩孔钻100同时切削出平滑的圆形表面252，钻出环形凹槽254并钻出中心钻孔256(参见图15中的312)。然后将扩孔钻100从销246上滑下来，露出处理好的关节盂凹处242。

根据本申请，图23示出了定位在销246上以插入关节盂凹处242的试验植入物258的透视图。试验植入物258被设置为具有与实际植入物200相同的几何结构和匹配度。但是，试验植入物258不能像植入物200那样锁定在环形凹槽254和中心钻孔256中。因此，试验植入物258可沿销246滑动并插入凹槽254和钻孔256中(参见图15中的314)，以测试实际植入物200与将要与其配合的肱骨头植入物(未示出)的匹配度和尺寸。通过使用销246，试验植入物258可以准确轻松地对准环形凹槽254和中心钻孔256。

根据本申请，图24示出了用于将试验植入物插入关节盂凹处的插入工具260的透视图。如图23所示，除了利用销246定位试验植入物258之外，还可以使用插入工具260来定位试验植入物。在该替代方法中，在使用插入工具260之前必须将销246从肩胛骨244中拔出。

根据本申请，图25示出了完全插入关节盂凹处的试验植入物258的透视图。一旦将试验植入物258插入关节盂空腔中后，就可以从肩胛骨244中移除销246。然后可以利用试验植入物258来测试关节盂植入物200与其将要接合的肱骨头(未示出)的匹配度。

根据本申请，图26和27示出了完全插入关节盂凹处242中的关节盂植入物200的侧视图(图26)和前视图(图27)。一旦试验植入物258核实了关节盂植入物200的匹配度后，就可以被移除，并将实际的关节盂植入物200插入到关节盂凹处242。在关节盂植入物200被植入时，可以使用与插入试验植入物258相同的插入工具260(参见图15中的316)。

有利地，通过利用扩孔钻100同时加工平滑的圆形表面252、环形凹槽254和中心钻孔256，关节盂植入物200可精确对准关节盂凹处242的中心243。这样，与分几个步骤完成的骨骼处理相比，可以更精确地实现对准。

用于将矫形外科植入物植入骨骼中的一次性手术套件可以使用本文所示的工具和装置组装。例如，该套件可包括骨扩孔钻100、销246和关节盂植入物200。该套件的骨扩孔钻100用于同时加工骨骼中的平滑的圆形表面252和中心钻孔256。骨扩孔钻100包括具有第一端106和第二端108的轴102。第二端108被设置为连接至电源。骨扩孔钻100的头部104包括后表面112、切削面114和周边部分116，后表面112连接至轴102的第一端106，切削面114相对于该后表面设置在头部的相对侧，以及周边部分116具有内周直径118和外周直径120。外周直径120限定了后表面和切削面的外边界。扩孔钻的刀片构件122设置在切削面上，并且至少横跨在周边部分的内周直径上。刀片构件包括具有第一切削刃130的第一刀片部分124和具有第二切削刃132的第二刀片部分126。第一切削刃和第二切削刃设置在刀片构件的相对侧。扩孔钻的中心钻头136设置在刀片构件的第一切削刃和第二切削刃之间的切削面上。中心钻头和刀片构件与扩孔钻的中心轴线128同轴。

套件中的销246用于将骨扩孔钻恰当地放置在骨骼上。套件中的植入物200用于插入到骨骼的平滑的圆形表面252上以及插入到中心孔256中。

手术套件还可以包括插入工具260，插入工具260用于将植入物200插入骨骼的中心孔256中。手术套件还可以包括用于将销246放置在骨骼内的测定器230和手柄232。手术套件还可以包括试验植入物258，用于测试关节盂植入物200在骨骼的平滑的圆形表面252和中心孔256内的匹配度。

手术套件还可以包括骨扩孔钻，该骨扩孔钻被设置为在骨骼中同时加工平滑的圆形表面252、中心钻孔256和环形凹槽254。在那种情况下，骨扩孔钻100还将包括至少两个切削钉138，这些切削钉138围绕切削面114的内圆周140对称分布。内圆周140与中心轴线128同轴并且内圆周140的直径小于周边部分116的外周直径120。

本领域普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，可以在不脱离本申请范围的情况下，对本申请的上述和其他实施例进行多种改变和修改。说明书以及随附的摘要和附图中所公开的部件(扩孔钻、植入物、装置)和/或系统，可以由可替代的部件或特征代替，例如在另一个实施例中所公开的，这些部件或特征可以起到本领域技术人员已知的相同、等同或相似目的，以通过此类替代部件或特征实现相同、等同或相似的结果，从而为预期目的提供相似的功能。另外，扩孔钻、植入物、装置和/或系统可包括比本文所描述和示出的实施例更多或更少的部件或特征。例如，扩孔钻100的部件和特征可以互换使用，并且可以以本领域技术人员可以修改或改变的替代组合使用。此外，与扩孔钻100相关的手术方法的步骤可以互换使用，并且可以以本领域技术人员可以修改或改变的替代组合使用。因此，当前优选实施例的详细描述用于说明本申请，而非限制本申请。

本申请所使用的术语仅是用于描述特定实施例，并不用于限制本申请。除非上下文另外明确指出，本申请所使用的单数形式(a,an,the)也包括复数形式。还可以理解：术语“包括”、“包含”(，“includes”和“including”、“contains”和“containing”)、“具有”(“has”和“having”)等都是开放式连接动词。因此，“包括”、“包含”、“具有”一个或多个步骤或元素的方法或设备拥有但不限于该一个或多个步骤或元素。同理，“包括”、“包含”、“具有”一个或多个特征的方法步骤或设备的元件具有但不限于该一个或多个特征。此外，以某种方式配置的设备或结构至少以这种方式配置，但也可以以未列出的方式配置。

本文结合优选实施例描述了本申请。应理解，本文描述可操作的实施例是用于为具有相同的一般特征、特性和一般系统操作的多个可能设置提供示例。在阅读并理解了前文的详细描述之后，其他人会想到进行修改和变更。所有这样的修改和变更可将被解释包含在本申请内。

Claims (20)

1.一种骨扩孔钻，包括：

轴，所述轴具有第一端和第二端，所述第二端用于连接电源；

头部，包括：

后表面，所述后表面连接到所述轴的第一端，

切削面，所述切削面相对于所述后表面位于所述头部的相对侧，以及

周边部分，所述周边部分具有内周直径和外周直径，所述外周直径限定了所述后表面和所述切削面的外边界；

刀片构件，所述刀片构件设置在所述切削面上并且至少横跨在所述周边部分的内周直径上，所述刀片构件包括：

具有第一切削刃的第一刀片部分，以及

具有第二切削刃的第二刀片部分，所述第一切削刃和所述第二切削刃被设置在所述刀片构件的相对侧；和

中心钻头，所述中心钻头设置在所述刀片构件的第一刀片部分和第二刀片部分之间的所述切削面上，所述中心钻头和所述刀片构件与所述扩孔钻的中心轴线同轴。

2.根据权利要求1所述的骨扩孔钻，包括：

至少两个切削钉，所述至少两个切削钉围绕所述切削面的内圆周对称分布，所述内圆周与所述中心轴线同轴并且所述内圆周的直径小于所述周边部分的外周直径。

3.根据权利要求2所述的骨扩孔钻，其中，所述至少两个切削钉中的每一个包括：

钉体，所述钉体具有远离所述头部的切削面延伸的上端部分；和

钉切削刀片，所述钉切削刀片设置在所述上端部分，所述钉切削刀片被设置为所述骨扩孔钻旋转时可操作为切削骨骼。

4.根据权利要求2所述的骨扩孔钻，其中，所述至少两个切削钉包括至少六个切削钉。

5.根据权利要求1所述的骨扩孔钻，其中，所述周边部分包括第一可移除构件，所述第一可移除构件包括：

第一端，所述第一端具有连接到所述周边部分的相邻第一区段的易断连接部，所述第一端被设置为在向所述第一可移除构件施加预定扭矩时从所述第一区段脱离；和

第二端，所述第二端与所述周边部分的相邻第二区段间隔开，所述周边部分的第二区段具有设置在所述头部的后表面和切削面之间的圆形表面。

6.根据权利要求5所述的骨扩孔钻，其中，所述周边部分包括第二可移除构件，所述第二可移除构件包括：

第三端，所述第三端具有连接到所述周边部分的相邻第三区段的易断连接部，所述第三端被设置为在向所述第二可移除构件施加预定扭矩时从所述第三区段脱离；和

第四端，所述第四端与所述周边部分的相邻第四区段间隔开，所述周边部分的第四区段具有设置在所述头部的后表面和切削面之间的圆形表面。

7.根据权利要求6所述的骨扩孔钻，其中，所述第一可移除构件和所述第二可移除构件各自形成跨度在30度至45度之间的圆弧拱。

8.根据权利要求1所述的骨扩孔钻，其中：

所述头部仅由聚合物材料组成；和

所述轴包括：

具有中空中心芯的圆柱形外壳，所述外壳仅由聚合物材料组成，以及

设置在所述中空中心芯内的金属套筒。

9.一种骨扩孔钻，包括：

轴，所述轴具有第一端和第二端，所述第二端用于连接电源；

头部，包括：

后表面，所述后表面连接到所述轴的第一端，

切削面，所述切削面相对于所述后表面位于所述头部的相对侧，以及

周边部分，所述周边部分具有内周直径和外周直径，所述外周直径限定了所述后表面和所述切削面的外边界，其中所述周边部分还包括第一可移除构件，所述第一可移除构件包括：

第一端，所述第一端具有连接至所述周边部分的相邻第一区段的易断连接部，所述第一端被设置为在向所述第一可移除构件施加预定扭矩时从所述第一区段脱离；和

第二端，所述第二端与所述周边部分的相邻第二区段间隔开，所述周边部分的第二区段具有设置在所述头部的后表面和切削面之间的圆形表面；和

刀片构件，所述刀片构件设置在所述切削面上并且至少横跨在所述周边部分的内周直径上，所述刀片构件包括：

具有第一切削刃的第一刀片部分，以及

具有第二切削刃的第二刀片部分，所述第一切削刃和所述第二切削刃设置在所述刀片构件的相对侧。

10.根据权利要求9所述的骨扩孔钻，其中，所述周边部分包括第二可移除构件，所述第二可移除构件包括：

第三端，所述第三端具有与所述周边部分的相邻第三区段的易断连接部，所述第三端被设置为在向所述第二可移除构件施加预定扭矩时从所述第三区段脱离；和

第四端，所述第四端与所述周边部分的相邻第四区段间隔开，所述周边部分的第四区段具有设置在所述头部的后表面和切削面之间的圆形表面。

11.根据权利要求10所述的骨扩孔钻，其中，所述第一可移除构件和所述第二可移除构件各自形成跨度在30度至45度之间的圆弧拱。

12.根据权利要求10所述的骨扩孔钻，包括：

中心钻头，所述中心钻头设置在所述刀片构件的第一切削刃和第二切削刃之间的所述切削面上，所述中心钻头和所述刀片构件与所述扩孔钻的中心轴线同轴。

13.根据权利要求10所述的骨扩孔钻，包括：

至少两个切削钉，所述至少两个切削钉围绕所述切削面的内圆周对称分布，所述内圆周与所述中心轴线同轴并且所述内圆周的直径小于所述周边部分的外周直径。

14.一种手术套件，包括：

一次性骨扩孔钻，所述一次性骨扩孔钻被设置为在骨骼中同时加工圆形表面和中心钻孔，所述骨扩孔钻包括：

轴，所述轴具有第一端和第二端，所述第二端用于连接电源，

头部，包括：

后表面，所述后表面连接到所述轴的第一端，

切削面，所述切削面相对于所述后表面被设置在所述头部的相对侧，以及

周边部分，所述周边部分具有内周直径和外周直径，所述外周直径限定了所述后表面和所述切削面的外边界，以及

刀片构件，所述刀片构件设置在所述切削面上并且至少横跨在所述周边部分的内周直径上，所述刀片构件包括：

具有第一切削刃的第一刀片部分，以及

具有第二切削刃的第二刀片部分，所述第一切削刃和第二切削刃被设置在所述刀片构件的相对侧，以及

中心钻头，所述中心钻头被设置在所述刀片构件的第一切削刃和第二切削刃之间的所述切削面上，所述中心钻头和所述刀片构件与所述扩孔钻的中心轴线同轴；

销，所述销用于将所述骨扩孔钻放置在骨骼上；和

植入物，所述植入物用于插入到所述骨骼的圆形表面上和中心钻孔中。

15.根据权利要求14所述的手术套件，还包括插入工具，所述插入工具用于将所述植入物插入所述骨骼的中心钻孔中。

16.根据权利要求14所述的手术套件，还包括至少一个测定器和用于将所述销放置在所述骨骼中的手柄。

17.根据权利要求14所述的手术套件，还包括至少一个试验件，所述试验件用于测试所述植入物在所述骨骼的圆形表面和中心钻孔内的尺寸。

18.根据权利要求14所述的手术套件，其中，所述骨扩孔钻被设置为在骨骼中同时加工圆形表面、中心钻孔和环形凹槽，所述骨扩孔钻包括：

至少两个切削钉，所述至少两个切削钉围绕所述切削面的内圆周对称分布，所述内圆周与所述中心轴线同轴并且所述内圆周的直径小于所述周边部分的外周直径。

19.一种通过手术将骨科植入物植入骨骼中的方法，包括：

通过手术暴露骨骼表面；

从多个测定器中选择一个测定器，每个测定器具有不同的外部轮廓；

利用手柄将所述测定器抵靠在所述骨骼的部分骨头上，以定位所述骨骼的所述部分骨头的中心；

将销插入所述手柄的通孔并抵靠在所述骨骼的所述部分骨头的中心；

将所述销敲进所述骨骼的所述部分骨头的中心；

将骨扩孔钻在所述销上滑动，以使所述骨扩孔钻与所述骨骼的所述部分骨头的中心对齐；

使用所述骨扩孔钻加工所述骨骼的所述部分骨头，以在所述骨骼的所述部分骨头上同时铰出圆形表面，钻出中心钻孔，并切出环形凹槽，所述中心钻孔、所述环形凹槽和所述圆形表面同轴；

将试验件滑过所述销以测试植入物的匹配度；和

使用插入工具将所述植入物插入所述中心钻孔中和插入到所述圆形表面上。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述骨骼的所述部分骨头是肩胛骨的关节盂凹处。

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