[发明专利]具有冷却液传导的超声波切割刀片

说明书

超声波手术工具包括具有一对相对的侧表面和切割刃的基本上平面的刀片主体。在远端侧与刀片主体连成一体的柄在近端侧设置有连接头以将刀片操作地连接至超声波机械振动源。刀片主体在至少一个侧表面设置有浅凹部，其几乎与该侧表面同延。刀片主体具有围绕并限定凹部的凸起边缘，所述边缘在凹部与切割刃之间的三个面上变窄。

技术领域

本发明涉及超声波工具。更具体地，本发明涉及超声波切割刀片。所述刀片特别用于手术应用以切割组织，如软骨和骨。本发明还部分地涉及相关的手术方法。

背景技术

在整形外科领域，活骨切割是许多程序的先决条件。这样的程序包括因意外而损伤的组织结构的重建、健康的骨向由疾病损伤的区域的移植、或先天性面部畸形像退缩的下巴线的矫正。在过去的几百年中，通过使用称为骨锯的装置来完成这些工作。

传统的骨锯分为几个基本类别。手动锯或钻头仅仅是要求操作者以类似于使用木工工具的方式来移动的手持装置。无论是电动的或气动的动力装置，均是往复式或旋转式类型。往复式装置使用平的、剑状刀片，其中通过电机代替手来提供往返运动。旋转式装置采用旋转电机来旋转钻头或刀片，所述刀片具有类似于台锯片的围绕其周边排列的齿。当前，在世界各地的医疗程序中均使用所有这些传统的骨锯。

虽然传统的锯有用，但存在许多缺点。例如，无论是带锯还是往复式锯，都不易于发动和引导切割。必须从边缘开始切割，或者必须使用启始孔。为了创建启始孔，将操作钻头或类似仪器钻入骨中。接着，将切割刀片插入所钻的孔中。然后，使用者可进行切割。或者，可使用旋转型刀片。然而，当使用旋转式刀片时，必须按照相对直的路径进行切割，以防止刀片在切口中粘结。对于所有刀片，产生弯曲的或混合角度切割的能力非常受限于所选择的刀片。相对厚的刀片具有宽的切口，导致在切割程序中丢失显著厚度的活骨。医师希望在大多数重建所需的程序中该厚度尽可能薄。

综上，结合切割所需的齿的常规骨锯刀片的相对慢的线性或切线速度，导致表现为热的高摩擦损失。如果骨温度达到47℃并超过几秒钟，热量将引起组织坏死。当组织坏死时，因为坏死的骨过度生长，在手术之后骨出现回落。在这样的自然手术后的组织发育期间，实际上增加了骨中的切口厚度。必须在可开始愈合之前完成骨退回程序。为了防止骨长度变短，用金属板和螺钉来在适当位置上固定骨片段。所有这些因素显然导致操作时间增加，并且更重要地，导致愈合时间显著增加，因为必须跨过较大的跨度来接合骨。一些研究表明，骨的强度也受到不利影响。

在选择性手术中切割上颌或下颌时，尤其非常需要干预传统锯的热影响以防止损伤。如果骨受损或没有快速愈合，则切割牙齿之间的颌将引起牙齿脱落。为了防止牙齿脱落，在术前一定要将牙齿分开；在开始操作前，往往强迫患者带牙套长达6个月。在这些情况下，成本和患者的不适显著增加。

为了限制组织温度升高以尝试减少坏死，一些传统手术锯向手术部位提供冷却液。例如参见，Brinckmann等的美国专利4,008,720。这些装置通常将冷却剂引入切割刃上的区段之间的空间，或依赖于用流体覆盖切割位点的喷雾方法。临床医生使用的另一种技术是制造非常轻的切口并增加工具切换之间的时间。结合区域冲洗，适度降低了骨温度上升。当然，该技术增加了操作时间和临床医生疲劳度。

一些研究者提出，使用超声波工具来进行骨分离。公知超声波手术仪器用于切割多种组织。虽然这些装置在一些方面优于传统锯，例如减小的切口尺寸、降低的噪声和制造复杂几何切口的优越能力，但是由于在刀片/组织接触面处的摩擦热，骨中的温度升高仍是显著问题。与传统的往复式锯相比，因为涉及了快速运动，使用超声波加剧了该问题。一些设计者试图通过修改切割刀片的横截面来减小发热。Idernoto的美国专利5,188,102、Loschilov的美国专利4,188,952和Hood的美国专利5,261,922均示出具有修改的横截面的切割设计以降低摩擦热。