骨植入物用钻头 |
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| 申请号 | CN201510014034.0 | 申请日 | 2015-01-12 | 公开(公告)号 | CN105411645B | 公开(公告)日 | 2017-09-05 |
| 申请人 | 财团法人金属工业研究发展中心; | 发明人 | 蔡东霖; 陈一雄; 潘柏玮; 王珮骅; | ||||
| 摘要 | 一种 骨 植入物 用 钻头 ，用以改善目前骨植入物用钻头使用时易产生高温的问题。本 发明 的骨植入物用钻头包括一个套筒、一个 轴承 、一个传动杆、一个钻削杆及一个弹性件；该传动杆具有一个杆件及一个传动件，该杆件贯穿该轴承，该传动件设于该杆件的一端并位于该套筒中，该杆件的另一端穿出该套筒；该钻削杆具有一个 定位 件及一个 啮合 件，该啮合件位于该套筒中；该弹性件设于该套筒中，该弹性件的一端套于该啮合件外并抵接该定位件，该弹性件的另一端套于该传动件外并抵接该轴承，该传动件及该啮合件可相互啮合，或由该弹性件撑开而分离。 | ||||||
| 权利要求 | 1. 一种骨植入物用钻头，其特征在于，其包括： 一个套筒； 一个轴承，该轴承设于该套筒中； 一根传动杆，该传动杆具有一个杆件及一个传动件，该杆件贯穿该轴承，该传动件设于该杆件的一端并位于该套筒中，该传动件的自由端设有多个第一啮齿，该杆件的另一端穿出该套筒； 一个钻削杆，该钻削杆具有一个切削刃、一个定位件及一个啮合件，该切削刃及该啮合件分别设于该钻削杆的二端，该定位件位于该切削刃及该啮合件之间，该啮合件位于该套筒中，该啮合件的自由端设有能够与该多个第一啮齿相啮合的多个第二啮齿； |
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| 说明书全文 | 骨植入物用钻头技术领域[0001] 本发明涉及一种钻头，尤其是一种适用于骨植入物且可结合至钻削机以进行骨植入物钻孔作业的钻头。 背景技术[0002] 按，在植牙（dentalimplant）手术中，施术者需先以钻头在患者的齿槽骨（alveolarbone）钻出一个孔洞，才能将植体（implant）紧密地植入齿槽骨中。其中，进行上颚植牙手术时，若遇到患者上颚骨脊高度不足的情况，则需先将患者的鼻窦粘膜撑高，进行补骨后再植入植体，避免植体穿破鼻窦粘膜，此手术称之为鼻窦增高术。 [0003] 常见的鼻窦增高术有侧边开窗法及骨凿法二种，且一般以齿槽骨剩余高度来决定所选择的手术形式；即，齿槽骨剩余高度小于5mm，须采用治疗时间较长的侧边开窗法，而齿槽骨剩余高度等于或大于5mm，则可采用骨凿法来进行。 [0004] 具体而言，骨凿法是使用槌子敲击骨凿，将最后一层皮质骨借助敲击的力道形成鼻窦窦底骨折穿孔，并利用骨凿顶端凹面的边缘将周围的骨头刮下送入鼻窦腔内，借助骨屑的保护在撑高鼻窦时使鼻窦粘膜不易造成撕裂穿孔；同时，自体骨也有利于新生骨的生成，无须再另外取骨，减少自体骨流失，也无需植入人工骨以降低成本。 [0005] 为避免患者的鼻窦粘膜被骨凿打穿，施术者会先进行电脑断层作术前规画，检查骨质高度与密度。然而，骨凿法的操作十分依赖施术者的经验与手感，临床上常因敲击力道过大，导致患者头晕，甚至产生脑震荡等后遗症。 [0006] 为此，请参照图1，其为一种现有的骨植入物用钻头9，该现有的骨植入物用钻头9包括一个柱体91、一个传动轴92、一个弹性元件93及一个密封元件94。该柱体91的一端为一切削刃911，另一端则为一咬合座912。该传动轴92的一端为一传动座921，该传动座921可与该咬合座912以齿部相互啮合；该传动轴92的另一端则可供连接一个电动的牙科手机H（handpiece），以驱动该传动轴92转动。该弹性元件93的两端分别连接该咬合座912及该传动座921。该密封元件94包围该咬合座912、该弹性元件93及该传动座921。 [0007] 据此，当该切削刃911受到阻力时，该传动座921可压缩该弹性元件93以与该咬合座912相啮合，进而连动该柱体91同步旋转。当该柱体91的切削刃911穿透皮质骨时，施于该切削刃911的阻力将瞬间消失，以由该弹性元件93立即将该传动座921与该咬合座912分离，使该传动轴92不再连动该柱体91旋转，从而有效避免该切削刃911继续钻削而伤及患者的鼻窦粘膜。该现有的骨植入物用钻头9的一实施例已公开于中国台湾公告第I437977号「鼻窦增高装置」专利案当中。 [0008] 然而，该现有的骨植入物用钻头9是将该弹性元件93的两端直接抵接在该咬合座912及该传动座921的内部，因此，在该弹性元件93将该传动座921与该咬合座912分离的瞬间，停止转动的该柱体91，将与仍随该传动轴92高速旋转（转速通常高达2000rpm以上）的该弹性元件93产生转速差，从而在该弹性元件93的端部与该咬合座912之间摩擦生热，使直接接触骨细胞的该柱体91易呈现高温状态；若接触温度超过60℃，将容易造成骨疽热而导致骨坏死的现象，即便搭配喷水降温，该柱体91的外部虽会低于60℃，但该柱体91的切削刃 911处仍有温度过高的风险。 [0009] 另一方面，摩擦所产生的高温还会降低该弹性元件93的弹力，影响弹开效果；因此，受前次操作高温影响而降低弹力的该弹性元件93，在下一次操作时，将无法在该柱体91的切削刃911穿透皮质骨的瞬间，确实地将该传动座921与该咬合座912分离，致使该柱体91仍持续转动，而由该切削刃911伤及患者的鼻窦粘膜。故该现有的骨植入物用钻头9无法连续操作，使用便利性不佳。 [0010] 此外，由于该弹性元件93的内部并无任何支撑物，致使该弹性元件93易产生扭曲变形，而无法确实地将该传动座921与该咬合座912分离，甚至由扭曲变形的该弹性元件93勾到该传动座921的齿部，使该柱体91无法在该切削刃911穿透皮质骨的瞬间停止转动，同样会造成患者鼻窦粘膜受伤的情况。 [0011] 再者，该柱体91与该弹性元件93之间的转速差，经长期使用后，也容易对该咬合座912造成磨耗，或造成该弹性元件93的毁损，影响该现有的骨植入物用钻头9的使用寿命。 [0012] 有鉴于此，现有的骨植入物用钻头确实仍有加以改善的必要。 发明内容[0013] 本发明提供一种骨植入物用钻头，其弹性件不会与旋转中或已停止旋转的构件相互磨耗，能延长各构件的使用寿命，且运作时不会产生恼人的噪音，也不会使接触被钻削物的构件升温。 [0014] 本发明提供一种骨植入物用钻头，其弹性件能维持良好的弹力，使该骨植入物用钻头的安全机制确实发挥效用，并可连续操作使用。 [0015] 本发明提供一种骨植入物用钻头，其弹性件不易产生扭曲变形。 [0016] 本发明的骨植入物用钻头，包括：一个套筒；一个轴承，该轴承设于该套筒中；一根传动杆，该传动杆具有一个杆件及一个传动件，该杆件贯穿该轴承，该传动件设于该杆件的一端并位于该套筒中，该传动件的自由端设有多个第一啮齿，该杆件的另一端穿出该套筒；一钻削杆，该钻削杆具有一个切削刃、一个定位件及一个啮合件，该切削刃及该啮合件分别设于该钻削杆的两端，该定位件位于该切削刃及该啮合件之间，该啮合件位于该套筒中，该啮合件的自由端设有能够与该多个第一啮齿相啮合的多个第二啮齿；及一个弹性件，该弹性件设于该套筒中，该弹性件的一端套于该啮合件外并抵接该定位件，该弹性件的另一端套于该传动件外并抵接该轴承。 [0017] 其中，该轴承具有可相对旋转的一个外环及一个内环，该外环位于该内环的外周，该杆件贯穿结合于该内环以同步旋转，该弹性件抵接该外环。 [0018] 其中，该传动件的径宽大于该杆件的径宽，以在该传动件连接该杆件处形成一抵靠肩部，该抵靠肩部抵接于该轴承的内环，且不抵接该轴承的外环。 [0019] 该骨植入物用钻头可另包括一个限位环圈，该传动杆的杆件贯穿结合于该限位环圈以同步旋转，该轴承限位于该限位环圈与该传动件之间，该限位环圈抵接于该轴承的内环，且不抵接该轴承的外环。 [0020] 其中，该套筒具有呈开放状以供该杆件穿出的一个第一端，该套筒在该第一端处设有一个内环凸缘，该轴承的外环抵接于该内环凸缘，且该轴承的内环不抵接该内环凸缘。 [0021] 其中，该套筒具有呈开放状的一个第二端，该钻削杆的定位件与啮合件相连接，该定位件的径宽大于该啮合件的径宽，以在该定位件连接该啮合件处形成一抵接肩部，该钻削杆由该定位件结合于该套筒的第二端，且该弹性件抵接于该抵接肩部。 [0022] 其中，该多个第二啮齿与该多个第一啮齿以线接触的型态相啮合。 [0023] 其中，该钻削杆与该杆件共轴，该多个第一啮齿以该杆件的轴心为中心呈环状排列，该多个第二啮齿以该钻削杆的轴心为中心呈环状排列，各第一啮齿及第二啮齿分别由底部朝自由端渐缩宽度，并具有相对的一个外表面及一个内表面，各第一啮齿及第二啮齿在自由端处由该外表面向该内表面呈弯弧型态。 [0024] 其中，各第一啮齿及第二啮齿分别具有连接该外表面及内表面的二侧向表面，该二侧向表面由该外表面向该内表面呈倾斜型态，使该内表面小于该外表面。 [0025] 该骨植入物用钻头还可包括另一轴承，该二轴承呈同轴设置以供该传动杆贯穿。 [0026] 据此，本发明的骨植入物用钻头，其弹性件不会与旋转中或已停止旋转的构件相互磨耗，能延长各构件的使用寿命，且运作时不会产生恼人的噪音，也不会使接触被钻削物的构件升温，故应用于钻削生物骨时，可减低骨坏死的风险。再者，该弹性件不仅不易产生扭曲变形，还能维持良好的弹力，使该骨植入物用钻头的安全机制确实发挥效用，并可连续操作使用以提升钻孔效率。附图说明 [0027] 图1：一种现有的骨植入物用钻头的结构示意图。 [0028] 图2：本发明一实施例的立体分解结构示意图。 [0029] 图3：本发明一实施例的组合剖视结构示意图。 [0030] 图4：本发明一实施例钻削最后一层皮质骨前的实施示意图。 [0031] 图5：本发明一实施例钻削最后一层皮质骨时的实施示意图。 [0032] 图6：本发明一实施例钻穿最后一层皮质骨后的实施示意图。 [0033] 【主要元件符号说明】 [0034] ﹝本发明﹞ [0035] 1 套筒 1a 第一端 [0036] 1b 第二端 11 内环凸缘 [0037] 2 轴承 21 外环 [0038] 22 内环 [0039] 3 传动杆 31 杆件 [0040] 32 传动件 321 抵靠肩部 [0041] 322 第一啮齿 3221 外表面 [0042] 3222 内表面 3223 侧向表面 [0043] 4 钻削杆 41 切削刃 [0044] 42 定位件 421 抵接肩部 [0045] 43 啮合件 431 第二啮齿 [0046] 4311 外表面 4312 内表面 [0047] 4313 侧向表面 [0048] 5 弹性件 [0049] 6 限位环圈 [0050] 7 齿槽骨 71 孔洞 [0051] 72 最后一层皮质骨 [0052] H 牙科手机 [0053] ﹝现有技术﹞ [0054] 9 骨植入物用钻头 91 柱体 [0055] 911 切削刃 912 咬合座 [0056] 92 传动轴 921 传动座 [0057] 93 弹性元件 94 密封元件 [0058] H 牙科手机。 具体实施方式[0059] 为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下： [0060] 请参照图2及图3，其为本发明骨植入物用钻头的一实施例，该骨植入物用钻头大致上包括一个套筒1及设于该套筒1中的一个轴承2、一根传动杆3、一根钻削杆4及一个弹性件5。该传动杆3贯穿于该轴承2，该传动杆3及该钻削杆4的一端可相互啮合，或由该弹性件5撑开而分离，该传动杆3及该钻削杆4的另一端则分别穿出该套筒1。 [0061] 该套筒1具有呈开放状的一个第一端1a及一个第二端1b，该套筒1可在该第一端1a处设有一个内环凸缘11，以供该轴承2抵接，避免该轴承2从该套筒1的第一端1a脱出。 [0062] 该轴承2设于该套筒1中，该轴承2可例如为含油轴承，或是具有可相对旋转的内、外环的滚珠轴承、滚针轴承或滚锥轴承等各种型态的轴承；本实施例的附图是以滚珠轴承为例示意，但并不以此为限。即，在本实施例中，该轴承2具有可相对旋转的一个外环21及一个内环22，该外环21位于该内环22的外周。此外，该骨植入物用钻头还可包括另一个轴承2，该二轴承2呈同轴设置以供该传动杆3贯穿，使该传动轴3的轴心不易偏摆，有助提升该传动杆3转动时的稳定度。较邻近于该内环凸缘11的轴承2由其外环21抵接于该内环凸缘11，且该轴承2的内环22不抵接该内环凸缘11。 [0063] 该传动杆3具有一个杆件31及一个传动件32，该杆件31贯穿结合该二轴承2的内环22，使该杆件31能与该二内环22同步旋转。该传动件32设于该杆件31的一端并位于该套筒1中；其中，该传动件32的径宽大于该杆件31的径宽，以在该传动件32连接该杆件31处形成一抵靠肩部321，该抵靠肩部321可抵接于较邻近的轴承2的内环22，且不抵接该轴承2的外环 21。该杆件31的另一端则穿出该套筒1的第一端1a，以供结合至一钻削机。 [0064] 又，该传动件32的自由端设有多个第一啮齿322；在本实施例中，该多个第一啮齿322以该杆件31的轴心为中心呈环状排列，各第一啮齿322大致呈立体的等腰三角形结构，并由底部朝自由端渐缩宽度。各第一啮齿322具有相对的一个外表面3221及一个内表面 3222，以及连接该外表面3221及内表面3222的二侧向表面3223。各第一啮齿322可以在自由端处导圆角，使各第一啮齿322在自由端处由外表面3221向内表面3222呈弯弧型态；该二侧向表面3223则可由外表面3221向内表面3222呈倾斜型态，使该内表面3222小于该外表面 3221。 [0065] 该钻削杆4具有一个切削刃41、一个定位件42及一个啮合件43；该切削刃41及该啮合件43分别设于该钻削杆4的两端，该定位件42则位于该切削刃41及该啮合件43之间，且较邻近于该啮合件43。在本实施例中，该定位件42可选择与该啮合件43相连接，且该定位件42的径宽大于该啮合件43的径宽，以在该定位件42连接该啮合件43处形成一抵接肩部421。 [0066] 该钻削杆4由该定位件42结合于该套筒1的第二端1b，且该啮合件43位于该套筒1中。该啮合件43的自由端设有能够与该多个第一啮齿322相啮合的多个第二啮齿431。在本实施例中，该钻削杆4与该杆件31共轴，该多个第二啮齿431以该钻削杆4的轴心为中心呈环状排列，各第二啮齿431大致呈立体的等腰三角形结构，并由底部朝自由端渐缩宽度。各该第二啮齿431具有相对的一个外表面4311及一个内表面4312，以及连接该外表面4311及内表面4312的二侧向表面4313。各该第二啮齿431可以在自由端处导圆角，使各该第二啮齿431在自由端处由外表面4311向内表面4312呈弯弧型态；该二侧向表面4313则可由外表面 4311向内表面4312呈倾斜型态，使该内表面4312小于该外表面4311。 [0067] 据此，当该多个第二啮齿431与该多个第一啮齿322相啮合时，相接触的第二啮齿431与第一啮齿322之间，其接触方式都为线接触的型态；相较于面接触的接触型态，线接触的接触型态具有更易于分离的优点。 [0068] 该弹性件5设于该套筒1中，用于在该传动件32与该啮合件43之间提供一弹力。具体而言，该弹性件5可以为一压缩弹簧，该弹性件5的一端套于该啮合件43外，并抵接该定位件42的抵接肩部421；该弹性件5的另一端则套于该传动件32外，并抵接该轴承2的外环21。 [0069] 据此，相较于现有的骨植入物用钻头9（请配合参照图1）将该弹性元件93设于该传动座921及该咬合座912的齿部内，本发明将该弹性件5的两端套于该传动件32的第一啮齿322及该啮合件43的第二啮齿431外，使本发明可选用弹性较佳的压缩弹簧；同时，该弹性件 5的两端内部具有支撑物，也可使该弹性件5不易产生扭曲变形。 [0070] 此外，该骨植入物用钻头还可设一限位环圈6供该传动杆3的杆件31贯穿结合，使该限位环圈6能与该杆件31同步旋转，并将该二轴承2限位于该限位环圈6与该传动件32之间。其中，该限位环圈6的外径小于较邻近的轴承2的外环21的内径，使该限位环圈6能够仅抵接于该轴承2的内环22，且不抵接该轴承2的外环21。 [0071] 根据前述结构，本发明的骨植入物用钻头可适用于骨植入物的任意钻孔作业，以下兹举将该骨植入物用钻头结合至一电动的牙科手机H（标示于图4中），以进行鼻窦增高术为例进行说明，只是并不以此为限。 [0072] 请参照图4，进行鼻窦增高术前，要先配合正常植牙钻孔手术，在患者上颚的齿槽骨7钻出一孔洞71，而钻孔深度需控制与最后一层皮质骨72的距离约1-2mm。然后由施术者握持该牙科手机H，并将该钻削杆4对位穿入该孔洞71中。 [0073] 请参照图5，当施术者持续施予一朝向该最后一层皮质骨72的力量时，该钻削杆4的切削刃41因抵接于该孔洞71的底端而无法位移，故该传动杆3可向该钻削杆4靠近，直至该传动件32与该啮合件43相互啮合；同时，该二轴承2及该限位环圈6则可随该杆件31相对于该套筒1产生位移，以由该轴承2的外环21压缩该弹性件5。 [0074] 接着，施术者可启动该牙科手机H，使该传动杆3开始旋转，以连动相啮合的钻削杆4同步旋转，进而由该切削刃41钻削该最后一层皮质骨72。此时，该骨植入物用钻头的各构件均产生同步旋转，故各构件之间不会因速差而产生摩擦。 [0075] 请参照图6，在该最后一层皮质骨72被贯穿的瞬间，由于该切削刃41所受到的阻力减小，该弹性件5能产生弹性复位，而将该轴承2顶开，借以同步连动该传动杆3向远离该钻削杆4的方向位移，使该传动件32与该啮合件43分离而不相互啮合。如此一来，还在旋转中的该传动杆3将无法连动该钻削杆4旋转，故该钻削杆4将停止旋转，并停止由其切削刃41切削物体，从而确保患者的鼻窦粘膜73能被撑高且不会受伤。 [0076] 其中，在该最后一层皮质骨72被贯穿的瞬间，还未停止旋转的该传动杆3将仅连动该二轴承2的内环22及该限位环圈6持续旋转。停止旋转的该钻削杆4则使该套筒1及该二轴承2的外环21也停止旋转，而该弹性件5抵接于该钻削杆4的定位件42及该轴承2的外环21之间，故该弹性件5也将停止旋转。因此，该弹性件5并不会与该定位件42或该轴承2的外环21产生相对旋转，故不会因摩擦生热而使该钻削杆4升温，也不会造成该弹性件5、该定位件42或该轴承2的磨损。 [0077] 值得一提的是，在其他实施例中，若该轴承2是选择使用含油轴承，则应使该传动杆3的杆件31贯穿该轴承2，且可相对于该轴承2旋转，以达到同于上述实施例的相同功效，此为本领域中具有通常知识者可以理解的。 [0078] 综上所述，本发明的骨植入物用钻头，可借助设置轴承，提升传动杆及钻削杆的旋转顺畅度；更重要的是，该轴承可使弹性件不会与旋转中或已停止旋转的构件相互磨耗，能延长各构件的使用寿命，且运作时不会产生恼人的噪音，也不会使接触被钻削物的构件升温，故应用于钻削生物骨（例如进行鼻窦增高术）时，可减低骨坏死的风险，有助于补骨后骨整合与生长维持，减少手术后恢复的时间。 [0079] 本发明的骨植入物用钻头，其运作时不会因构件之间的摩擦而产生高温，故其弹性件能维持良好的弹力，以适时地将传动件与啮合件分离，使该骨植入物用钻头的安全机制确实发挥效用，并可连续操作使用以提升钻孔效率。 [0080] 本发明的骨植入物用钻头，可借助使弹性件的两端内部具有支撑物，令该弹性件不易产生扭曲变形，同样有助于使该骨植入物用钻头的安全机制确实发挥效用。 |
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