JP7828355B2 - 外科用切削工具 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１０月１９日に出願された米国特許仮出願第６３／０９３，７１７号の利益を主張する。米国特許仮出願第６３／０９３，７１７号の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、整形外科手術に関する外科用切削工具システムおよび関連する方法に関し、より具体的には、人工股関節移植の調製に関する。

外科医によって使用される医療用リーマなどの切削工具は、一般に、対象から材料を切削および／または除去することができる切削面を有する。例えば、整形外科における多くの異なる分野で、切削工具は、股関節、膝、肘、および肩を含む人工関節の調製において、ならびに長骨骨折の修復において、骨を加工するために使用される。例えば、人工股関節全置換術において寛骨臼を成形するために、球状リーマまたは半球状リーマを使用することができる。このような切削工具の切削面を製造する設計および方法は、球状リーマの効率、機能寿命、および製造コストに影響を及ぼす可能性がある。したがって、外科用切削工具の設計および製造に関する改善が必要とされている。

本明細書では、整形外科手術を実行するための装置、システム、および関連する方法の例示的な実施形態が開示される。いくつかの実装形態では、装置およびシステムは、人工股関節移植を調製する際に使用することができる。いくつかの実施形態では、装置およびシステムは、滅菌キットに含めることができる。いくつかの実施形態では、装置のいくつかは使い捨てであり得る。

いくつかの実施形態では、改良された切削工具およびその製造方法が提供される。

特定の実装形態では、切削工具は、リーマの特定のゾーン内の異なる切削歯の設計ならびにこれらのリーマおよびその刃先を製造する改善された方法と共に、半球状または寛骨臼リーマを含む医療用リーマを備えることができる。

代表的な実施形態では、半球状切削工具は、第１の末端部分および第２の末端部分を有し、半球状切削工具の回転軸を画定するフレームを備える。切削工具は、フレームに結合されて切削工具の回転軸の周りに配置された複数の湾曲サイドパネルをさらに備え、湾曲サイドパネルは、複数の切削歯と、半球状切削工具の中空内部に向かう方向で湾曲サイドパネルの縁部分からフレーム内に内向きに延在する複数の係合部材とを備える。フレームは、切削工具が半球形状を有するようにフレームの第２の末端部分に結合されたドームパネルをさらに備え、ドームパネルは、複数の切削歯と、半球状切削工具の中空内部に向かう方向でドームパネルの縁部分からフレーム内に内向きに延在する複数の係合部材とを備える。フレームは、湾曲サイドパネルおよびドームパネルの係合部材が射出成形フレームに埋め込まれるように、湾曲サイドパネルおよびドームパネルの周りに射出成形される。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲サイドパネルの側縁部分および遠位縁部分は係合部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲サイドパネルの係合部材はＴ字形部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、フレームは、環状体を備える第１のポリマーフレーム部材と、第１のポリマーフレーム部材の環状体に結合された複数の湾曲延伸部材を備える第２のポリマーフレーム部材とを備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、第１または第２のポリマーフレーム部材の一方は、第１または第２のポリマーフレーム部材の他方に画定された開口部に受容されるように構成された複数の結合部分を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲サイドパネルの切削歯は列状に配置され、切削歯の刃先は、隣接する列で互いに長手方向にオフセットされ、周方向で互いに少なくとも部分的に重なる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲サイドパネルの切削歯は列状に配置され、各湾曲サイドパネルの切削歯の中央列の切削歯は、湾曲サイドパネルの中心軸と位置合わせされ、切削歯の中央列から周方向にオフセットされた切削歯の列の切削歯は、切削歯の中央列に向かって傾斜している。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲サイドパネルの切削歯は、長い寸法および短い寸法を備え、切削歯の長い寸法は、切削工具の半球面上で長手方向に配向される。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、半球状切削工具の回転軸は、ドームパネルの複数の切削歯の切削歯と交差する。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、ドームパネルは、凹状の縁部分によって分離された複数のローブを備え、ローブの各々は係合部材を備える。

別の代表的な実施形態では、半球状切削工具は、第２のポリマーフレーム部材に結合された第１のポリマーフレーム部材を備え、半球状切削工具の回転軸を画定するポリマーフレームを備え、第１のポリマーフレーム部材は、環状体を備え、フレームの第１の末端部分を画定し、第２のポリマーフレーム部材は、第１のポリマーフレーム部材の環状体に結合され、ポリマーフレームの第２の末端部分に向かって収束する複数の湾曲延伸部材を備える。金属ドームパネルは、ポリマーフレームの第２の末端部分で第２のポリマーフレーム部材に結合され、金属ドームパネルは複数の切削歯を備え、複数の湾曲金属サイドパネルは、ポリマーフレームに結合され、半球状切削工具の回転軸の周りに配置される。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲金属サイドパネルは、半球状切削工具の中空内部に向かう方向で湾曲金属サイドパネルの縁部分から第２のポリマーフレーム部材内に内向きに延在する複数の係合部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲金属サイドパネルの側縁部分および遠位縁部分は係合部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、金属ドームパネルは、半球状切削工具の中空内部に向かう方向で金属ドームパネルの縁部分から第２のポリマーフレーム部材内に内向きに延在する複数の係合部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲金属サイドパネルの係合部材はＴ字形部材を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、フレームは、湾曲金属サイドパネルおよび金属ドームパネルの係合部材が射出成形フレームに埋め込まれるように、湾曲金属サイドパネルおよび金属ドームパネルの周りに射出成形される。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、第１または第２のポリマーフレーム部材の一方は、第１または第２のポリマーフレーム部材の他方に画定された開口部に受容されるように構成された複数の結合部分を備える。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、湾曲金属サイドパネルの切削歯は、長い寸法および短い寸法を備え、切削歯の長い寸法は、切削工具の半球面上で長手方向に配向される。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、半球状切削工具の回転軸は、金属ドームパネルの複数の切削歯の切削歯と交差する。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、金属ドームパネルは、凹状の縁部分によって分離された複数のローブを備え、ローブの各々は係合部材を備える。

別の代表的な実施形態では、半球状切削工具は、第２のポリマーフレーム部材に結合された第１のポリマーフレーム部材を備え、半球状切削工具の回転軸を画定するフレームを備え、第１のポリマーフレーム部材は、環状体を備え、フレームの第１の末端部分を画定し、第２のポリマーフレーム部材は、第１のポリマーフレーム部材の環状体に結合され、ポリマーフレームの第２の末端部分に向かって収束する複数の湾曲延伸部材を備える。複数の湾曲サイドパネルは、フレームに結合されて切削工具の回転軸の周りに配置され、湾曲サイドパネルは、複数の切削歯と、半球状切削工具の中空内部に向かう方向で湾曲サイドパネルの縁部分からフレーム内に内向きに延在する複数の係合部材とを備える。ドームパネルは、切削工具が半球形状を有するようにフレームの第２の末端部分に結合され、ドームパネルは、複数の切削歯と、半球状切削工具の中空内部に向かう方向でドームパネルの縁部分からフレーム内に内向きに延在する複数の係合部材とを備え、第２のポリマーフレーム部材は、湾曲サイドパネルおよびドームパネルの係合部材が第２のポリマーフレーム部材に埋め込まれるように、湾曲サイドパネルおよびドームパネルの周りに射出成形される。

別の代表的な実施形態では、本明細書に記載される実施形態のいずれかの半球状切削工具を製造する方法は、ドームパネルおよび複数のサイドパネルを金型内に配置するステップと、フレームの少なくとも一部を形成するために、金型内にポリマー材料を注入するステップとを含む。

別の代表的な実施形態では、方法は、本明細書に記載される実施形態のいずれかの半球状切削工具で骨を切削するステップを含む。

別の代表的な実施形態では、切削工具には、切削工具の第１の側の切削面と、切削工具の第２の側の取付部材とが設けられている。切削面は複数の刃先を含むことができ、取付部材は、動力付き駆動部材（例えば、ドリル）に結合されるように構成され得る。切削工具は回転軸を備えることができ、切削面は複数の緯度線を画定することができる。複数の刃先は、緯度線に対して様々な配向角度で配向されることが可能である。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、複数の刃先は、３つ以上の異なるゾーンに増やすことができ、異なるゾーンのそれぞれの刃先は、異なる特性を有する。異なるゾーンは、極ゾーン、移行ゾーン、および赤道ゾーンを備えることができる。それぞれの刃先は、切削工具の刃先と第１の側との間に切削角を画定することができ、極ゾーンの刃先の間の切削角は、移行ゾーンの刃先によって画定されるものよりも大きくすることができ、移行ゾーンの刃先間の切削角は、赤道ゾーンの刃先によって画定されるものよりも大きくすることができる。いくつかの実装形態では、歯の高さは、切削角にかかわらず同じ（すなわち、実質的に同じ）であり得る。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、配向角度は、それぞれの刃先が極ゾーン内にあるか、移行ゾーン内にあるか、または赤道ゾーン内にあるかに応じて変化することができ、赤道ゾーンにおけるそれぞれの刃先の配向角度は、移行ゾーンにおけるそれぞれの刃先の配向角度よりも大きく、移行ゾーンにおけるそれぞれの刃先の配向角度は、極ゾーンにおけるそれぞれの刃先の配向角度よりも大きい。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、側壁の厚さは、０．０４０インチ未満、または場合によっては０．０２２インチから０．０４０インチの間であり得る。開口部は、それぞれの刃先に隣接して設けられることが可能であり、それぞれの開口部は、２０～４０度の漏斗角を画定する。場合によっては、漏斗角は、２５～３５度の間であり得る。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、切削面はパネルとすることができ、切削工具は、複数の別個のパネルを備えることができる。切削工具はフレーム部材を含むことができ、複数の別個のパネルはフレーム部材に結合されることが可能である。

別の代表的な実施形態では、切削工具を形成するための方法が提供される。方法は、１つ以上の平坦な金属のシートから複数のパネルを形成するステップと、切削工具を形成するために複数のパネルをフレーム部材に結合するステップとを含むことができる。複数のパネルは、複数の刃先およびそれぞれの刃先に隣接する複数の開口部で形成することができる。フレーム部材に結合されると、複数のパネルは、切削工具の回転軸の周りに複数の緯度線を画定することができ、複数の形成された刃先は、緯度線に対して変化する配向角度を有する。場合によっては、それぞれのパネルは、それぞれのパネルに沿って変化する配向角度を有する刃先を有することができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、複数のパネルを形成する行為は、複数の空洞を形成するために１つ以上の平坦な金属のシートを打ち抜くステップと、骨片受容開口部を提供するために複数の空洞またはその付近に穴を開けるステップとを含むことができる。複数の空洞を形成する行為は、複数の「Ｖ」字形空洞を形成するステップを含むことができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、複数のパネルを形成する行為は、刃先の所望の高さを作成し、１つ以上のパネルの所望の湾曲を提供するために、１つ以上のパネルを打ち抜くステップを含むことができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、複数のパネルをフレーム部材に結合する行為は、ベースを備えるフレーム部材および形成ドームを形成するステップと、複数のパネルをフレーム部材および形成ドームに固定するステップとを含むことができる。場合によっては、複数のパネルをフレーム部材および形成ドームに固定する行為は、レーザ溶接または他のタイプの溶接によって実行することができる。複数のパネルをフレーム部材に結合する行為はまた、複数のパネルを射出成形金型内に配置するステップと、フレーム部材を作成するために複数のパネルの周りにフレーム部材を射出成形するステップとを含むことができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、１つ以上の平坦な金属のシートから複数のパネルを形成する行為は、異なる特性を有する刃先を有する異なるゾーンを有する複数の刃先を形成するステップを含むことができ、異なるゾーンは、極ゾーン、移行ゾーン、および赤道ゾーンを含む。それぞれの刃先は、切削工具の刃先と第１の側との間に切削角を画定することができ、極ゾーンの刃先の間の切削角は、移行ゾーンの刃先によって画定されるものよりも大きくすることができ、移行ゾーンの刃先間の切削角は、赤道ゾーンの刃先によって画定されるものよりも大きくすることができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、複数の空洞またはその付近に穴を開ける行為は、２０～４０度の漏斗角で骨片受容開口部を形成するステップを含むことができる。加えて、場合によっては、１つ以上の平坦な金属のシートは、０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）未満の厚さを有することができる。

開示された実施形態のいずれかまたはすべてにおいて、方法は、切削工具の有効機能寿命を決定するステップを含むことができる。

別の代表的な実施形態では、切削工具の第１の側に、複数の刃先を備える切削面と、切削工具の第２の側に、動力付き駆動部材に結合されるように構成された取付部材とを有することができる切削工具が提供される。異なるゾーンに複数の刃先を設けることができ、異なるゾーンのそれぞれの刃先は、異なる特性を有することができる。

開示された技術の上記および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明確になるだろう。

一実施形態による、寛骨臼リーマと、寛骨臼を調製するためのリーマの使用法、例えば、寛骨臼内にカッタを押し込むことによって外科医によって印加される軸力、および全股関節処置の一部としてパワーリーミングツールによって加えられる第２のねじり力を示す図である。 中空球状カッタを有する寛骨臼リーマを示す図である。 寛骨臼を調製するためのリーマの使用法を示す図である。 全股関節処置の一部として定位置にある寛骨臼インプラントを示す図である。 鋭利な歯先、特定の歯の高さ、特定の切削角、回転軸に対する特定の歯の配向、および骨破片のための改良された流路を提供する刃先の周りの周辺開口で構成された切削工具を示す図である。 骨片開口部を示す図である。 骨破片の漏斗角および球状リーマと一致する径方向の刃先を示す図である。 シートを形成することによる切削歯形状の製造を示す図である。 シートの切削歯形状を示す図である。 設定された切削歯高さを示す図である。 明確にするために１列の歯が示されている、複数の歯を有する切削工具を示す図である。 切削工具の緯度線および回転軸に対する刃先配向を示す図である。 複数の歯を有する切削工具を示す図である。 リーマよりも小さい寛骨臼を示す図である。 切削歯ゾーンの概略図である。 主側面切削リーミング動作を示す図である。 側面切削から端部切削への移行を示す図である。 主端部切削動作を示す図である。 切削歯ゾーンおよびそれらの一般的な機能の概略図である。 赤道ゾーンの切削歯を示す図である。 移行ゾーンの切削歯を示す図である。 極ゾーンの切削歯を示す図である。 切削工具によって印加される切削力の概略図である。 第１の厚さを有する切削工具によって作成された骨片に関連付けられた摩擦力を示す図である。 第２の厚さを有する切削工具によって作成された骨片に関連付けられた摩擦力を示す図である。 球状リーマの打ち抜き切削パネルを示す図である。 プラスチックフレームを作成するための射出成形金型を示す図である。 完成リーマを示す図である。 球状リーマの別の実施形態を示す図である。 例示的な試験手順の結果を示す図である。 例示的な試験手順の結果を示す図である。 別の実施形態による、半球状切削工具の側面図である。 別の実施形態による、半球状切削工具の上面図である。 別の実施形態による、半球状切削工具の底面図である。 別の実施形態による、半球状切削工具の斜視図である。 図１５Ａ～図１５Ｄの半球状切削工具の分解図である。 湾曲サイドパネルブランクの上面図である。 湾曲サイドパネルブランクの底面図である。 図１６Ａおよび図１６Ｂの湾曲サイドパネルブランクの切削歯の拡大上面図である。 図１６Ａおよび図１６Ｂの湾曲サイドパネルブランクの切削歯の拡大底面図である。 図１６Ｂの線１６Ｅ－１６Ｅに沿った切削歯の断面図である。 一実施形態による、湾曲サイドパネルの斜視図である。 一実施形態による、湾曲サイドパネルの斜視図である。 図１８の線１９－１９に沿った湾曲サイドパネルの断面図である。 一実施形態による、上部パネルブランクの上面図である。 一実施形態による、上部パネルブランクの底面図である。 一実施形態による、ドームパネルの斜視図である。 一実施形態による、ドームパネルの上面図である。 一実施形態による、ドームパネルの側面図である。 図２１Ａ～図２１Ｃのドームパネルの代表的な切削歯の拡大図である。 図２２Ａの線２２Ｂ－２２Ｂに沿った切削歯の断面図である。 一実施形態による、図１５Ａの半球状リーマのフレーム部材の分解図である。 図２３のフレーム部材の第１のフレーム部材の上面図である。 図２３のフレーム部材の第１のフレーム部材の底面図である。 結合部分を示す第１のフレーム部材の一部の断面図である。 一実施形態による、図２３のフレーム部材の第２のフレーム部材の斜視図である。 一実施形態による、図２３のフレーム部材の第２のフレーム部材の上面図である。 図２７の線２８－２８に沿った第２のフレーム部材の断面図である。 一実施形態による、半球状切削工具のフレームを製造するための成形装置の斜視図である。 別の実施形態による、半球状切削工具のためのパネルの配置の斜視図である。 図３０のパネルが結合され得るフレームの一部の斜視図である。 別の実施形態による、半球状切削工具の斜視図である。 図３２の半球状切削工具の分解図である。

一般的な考察
以下の説明は、本質的に例示的なものであり、決して本開示の範囲、適用性、または構成を限定することを意図するものではない。本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される要素の機能および配置に関して記載された実施形態に対する様々な変更がなされ得る。

開示された実施形態のいくつかの動作は、便利な提示のために特定の順序で記載されるが、本明細書に明記される特定の言語によって特定の順序が必要とされない限り、この説明の仕方が並べ替えを包含することを理解すべきである。例えば、順次に記載される動作は、場合により、並べ替えられるかまたは同時に実行されてもよい。また、簡単にするために、添付の図は、開示された方法が別の方法と合わせて使用され得る様々な方法を示さない場合がある。加えて、説明は、開示された方法を説明するために、「提供する」または「達成する」などの用語を使用することがある。これらの用語は、実行される実際の動作の高度な抽象化である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実装形態に応じて異なってもよく、本開示に照らして見たときに当業者によって容易に認識可能である。

開示された実施形態は、股関節移植以外の整形外科手術を調製するように適応可能であり得ることを理解すべきである。例えば、開示されたシステムおよび方法は、人工肩移植または他の外科的処置の調製にも適応可能であり得る。

本明細書で使用される際に、「近位」という用語は、ユーザにより近く移植／手術部位からより遠い装置の位置、方向、または部分を指す。本明細書で使用される際に、「遠位」という用語は、ユーザからより遠く、移植／手術部位により近い装置の位置、方向、または部分を指す。したがって、例えば、装置の近位の動きは、移植／手術部位から離れてユーザに向かう（例えば、患者の体外への）装置の動きであり、装置の遠位の動きは、ユーザから離れて移植／手術部位に向かう（例えば、患者の体内への）装置の動きである。「長手方向」および「軸方向」という用語は、別途明確に定義されない限り、近位方向および遠位方向に延在する軸を指す。

本明細書で使用される際に、「およそ」および「約」という用語は、列挙された値、および列挙された値の１０％以内の任意の値を意味する。例えば、「約１０ｍｍ」は、包括的に９～１１ｍｍの間の任意の値を意味する。

本出願および特許請求の範囲で使用される際に、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という用語は、文脈が別途明確に指示しない限り、これらが言及する（１または複数の）要素の単数および複数の両方の形態を含む。加えて、「含む」という用語は「備える」を意味する。さらに、「結合される」という用語は、一般に、電気的、電磁的、および／または物理的（例えば、機械的または化学的）に結合または連結されることを意味し、特定の反対する言語なしで結合または関連するアイテム間の中間要素の存在を除外しない。

本明細書で使用される際に、「有効機能寿命」という用語は、工具が意図される目的のために準最適に動作し始める前に経験することができる使用量を意味する。いくつかの実施形態では、有効機能寿命は、工具の使用回数および／または工具が使用されてきた時間に基づくことができる。本明細書で使用される際に、「動力付き駆動部材」という用語は、例えばドリルなどの切削工具を駆動することができる任意の装置を意味する。

本明細書で使用される際に、「単回使用」工具または器具という用語は、廃棄される前に１回使用されるように構成および／または意図される工具または器具を意味する。したがって、単回使用工具または器具は、洗浄および滅菌などの特定の手順を受けて２回以上使用され得る再使用可能な工具または器具とは対照的に、再使用不可能な装置であり得る。本明細書で使用される際に、「使い捨て」装置または器具という用語は、廃棄される前に１回または数回使用されるように構成および／または意図される装置または器具を意味する。

本明細書で使用される際に、「球状リーマ」という用語は、文脈が別途明確に示さない限り、「半球状リーマ」という用語と交換可能に使用される。

本明細書に記載される図面および原理の説明を容易にするために、本明細書では、方向および他の相対参照が使用され得る。例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、「水平」、「垂直」などのような特定の用語が使用され得る。このような用語は、該当する場合、特に図示される実施形態に関して、相対関係を扱うときに説明をある程度明確にするために使用される。しかしながら、このような用語は、絶対的な関係、位置、および／または配向を暗示することを意図するものではない。本明細書で使用される際に、「および／または」は、「および」もしくは「または」、ならびに「および」および「または」を意味する。

切削工具
一般に、切削工具上の切削面（例えば、切削歯）は、骨内の最終調製の寸法精度について可能な限り正確で一貫していることが望ましい。例えば、セメントレス寛骨臼インプラント（圧入）は、インプラントの初期安定性を確立するための再現可能な締まり嵌めを作成するために、それらの寸法および骨調製の寸法に依存する。図１は、寛骨臼リーマと、外科医によって印加される軸力および動力工具によって印加されるねじり力を含む、寛骨臼を調製するためのリーマの使用法とを示す。

インプラントの初期安定性は長期的な成功にとって重要であり、インプラントが術後に生理学的な負荷の下で大きく（例えば、７５ミクロン以上）移動した場合、骨ではなく軟組織がインプラント内に成長する可能性がある。これが起こると、インプラントは最終的に緩む。したがって、初期嵌合の精度は、手術後の最初の６～１２週間の間に骨がインプラント内に成長することを可能にするために、インプラントの安定性を提供しなければならない。場合によっては、セメントレス寛骨臼インプラントに必要とされる干渉レベルは、非常に小さくする必要があり得る（例えば２ｍｍ未満、場合によっては、好ましくは１ｍｍ未満）。しかしながら、市販のカッタはその精度が０．２５ｍｍも異なる可能性があり、これらのばらつきは、初期寛骨臼インプラント安定性をもたらす可能性がある。初期締まり嵌めは、インプラントに安定性を提供し、歯の高さの精度および性能の向上は、この目標を達成するのに役立つことができる。

切削部材の構成
従来のリーマ設計は、各設計内で同じ切削歯形状を使用する。これらの歯はまた、球状リーマ表面の緯度線に対して９０°で配置される。しかしながら、リーマの赤道の周りの切削歯は側面切削機能を実行し、その一方でカッタのドームに向かう歯は端部切削機能を実行する。

本明細書でより詳細に記載されるように、異なる骨切削要件に対処し、これによって切削の効率を向上させるために、リーマが異なる切削歯構成および異なる配向を利用する、様々な実施形態が提供される。特定の動作のために切削歯を効率的に設計することによって、より速い骨切削を達成することができ、これにより、発生する摩擦を少なくする。リーマによって生じる摩擦を最小化することは、骨の寿命を維持することに直接関連する。摩擦は熱につながる可能性があり、カッタ－骨接触面が５０℃（１２２°Ｆ）を超える温度に達すると、骨死（壊死）が生じる可能性がある。これは、インプラントが骨セメントと共に使用されるか否かにかかわらず、処置の長期的な成功に影響を及ぼし得る。寛骨臼カッタから生じた過度な熱によって骨調製層が損傷した場合、インプラントの固着が損なわれ、緩みおよび修正につながる可能性がある。

骨の加工中にリーマによって印加される主な力は２つある。寛骨臼リーマを考慮すると、図１および図２Ａ～図２Ｃに示されるように、カッタを寛骨臼に押し込む外科医によって印加される軸力と、パワーリーミングツールによって加えられる第２のねじり力とがある。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される切削工具は、切断の効率を向上させるために、ねじり力を切削歯先で印加される力に変換する。図２Ａは、中空球状カッタを有する寛骨臼リーマを示す。図２Ｂは、寛骨臼を調製するための寛骨臼リーマの使用法を示し、図２Ｃは、人工股関節全置換術の一部として調製された寛骨臼内に圧入された寛骨臼インプラントを示す。

切削工具を形成するための本明細書に開示されるシステムおよび方法は、歯の鋭さ、切削角、および工具による結果的な骨片除去のさらなる制御および精度を提供することができる。加えて、以下でより詳細に記載されるように、本明細書に記載される切削工具は、１つの動作で複数の歯の作成を可能にする製造プロセスによって形成され得る。

本明細書に記載される実施形態では、切削面（例えば、歯）は、図３Ａ～図３Ｃに示されるように、鋭利な歯先（公差０．０００５インチ～０．００２インチ（０．０１３ｍｍ～０．０５１ｍｍ）歯先半径）、特定の歯の高さ（公差０．００２インチ～０．００４インチ（０．０５１ｍｍ～０．１１ｍｍ））、特定の切削角、回転軸に対する特定の歯の配向（例えば、工具角度）、および骨破片のための設計された流路を提供する刃先の周りの周辺開口を備えることができる。この歯の形状はまた、複数の歯を同時に作成することを可能にする一連の打ち抜き動作を通じて、図４Ａ～図４Ｃに従って製造されることも可能である。例えば、図４Ａに示されるように、所望の切削角ωに基づいて複数の「Ｖ」字形空洞がシート内に打ち抜かれるように、材料（例えば、金属）の平坦なシートを打ち抜くことができる。次に、図４Ｂに示されるように、「Ｖ」字形空洞（または溝）の周りに複数の穴を打ち抜き、刃先を作成することができる。必要であれば、動作中（または望ましければ複数の動作中）に歯の高さおよび曲率を打ち抜くために、別の打ち抜きステップを実行することができる。図４Ｃに示されるように、角度βは歯の高さを決定し、角度α（図４Ａ）と合わせた角度βは、切削面のすくい角ω（ω＝α－β）を決定する。いくつかの実施形態では、すくい角は、約５から２５度の間で変化することができ、他の実施形態では、約５から１５度の間（例えば、約１０度）で変化することができる。

したがって、従来の装置とは対称的に、歯の角度（α）は、第１の形成動作で確立することができ、意図される機能に基づいて設定（ωおよびβ角度）することができる。この歯の設計の複数の反復は、リーマ表面の特定のゾーンに提供することができ、これらの場所で必要とされる意図されるタイプの切削に対処する。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される切削工具は、カッタの表面に螺旋または渦巻き状に配置された歯を有することができる。しかしながら、歯の設計および歯の配向は、調製を完了するために必要とされるリーミング時間を短縮するために最適化することができる。図５Ａ～図８Ｄに示されるように、歯の刃先は、リーマの表面上の様々な位置で必要とされる切削機能に基づいて、緯度線に対して異なる角度で配向することができる。これは、回転エネルギーを、ネジ山（図５Ａ～図５Ｂ）と類似した調製内にリーマを前進させるのを支援する直線エネルギーに変換することによって、より速い切削を提供することができる。図５Ａは、明確にするために、緯度線に対する１列の歯における歯の配向を示す。図５Ｂは、切削工具の緯度線および回転軸に対する単一の歯の刃先配向を示す。歯の配向は、刃先における切削力をさらに改善することができる。緯度線に対する刃先の配向を変更することによって、図６に示されるように、ねじり力の一部は歯先における切削力に変換される。この改善は、主に、側面切削機能を実行しているので、赤道に最も近い歯に利益をもたらす。図６では、角度βは歯の配向であり、印加される力Ｆは下向き矢印として表され、追加の切削力Ｆ_ｃｕｔは、式
によって与えられる。特定の実施形態では、緯度線に対する歯の配向は、刃先における切削力を改善した。

図５Ａ～図６に示されるように、回転軸に対する刃先の配向の角度は、赤道歯から極歯まで増加し、緯度線に対して減少することができる。少なくとも３つの異なるタイプの切削歯（例えば、配向角度および／または切削角が異なる）を工具に提供することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも３つの領域には、領域ごとに同様のタイプの歯が提供される。他の実施形態では、歯は移行的に変化して、４つ以上のゾーンを効果的に提供することができる。

いくつかの実施形態では、緯度線に対して、変化の範囲は、赤道ゾーンで１０～３０度の間（より好ましくは１５～２５度の間、例えば２０度）の配向角度、極ゾーンで５度未満（より好ましくは約０度）の配向角度、および移行ゾーンの配向角度についてはその間のいずれか（例えば、０～２０度の間、または好ましくは５～１５度の間、例えば１０度）であり得る。赤道ゾーンにおいてより大きい配向角度の利点は、オペレータによって印加される軸力の一部が、骨内への刃先の打ち込みに変換されることである。極ゾーンに移動すると、表面上の歯の角度は、歯が切削の方向に対して直角になるので、影響が小さくなる。すなわち、極ゾーンにおける特定の歯の形状は、側面切削能力ではなく端部切削能力に対処する必要がある。

図７Ａ～図７Ｅは、切削工具（例えば、球状リーマ）が切削工具のある領域の骨との係合から別の領域の骨との係合に移行する例示的なプロセスを示す。本明細書で使用される際に、「極歯」という用語は、球状リーマの極および／またはその付近における切削面を指し、「赤道歯」という用語は、半球形状を有するリーマの赤道（例えば、図７Ａ～図７Ｅの極から最も遠い領域）および／またはその付近における切削面を指し、「移行歯」という用語は、極歯と赤道歯との間の切削面を指す。

図７Ａ～図７Ｅに示される例示的なリーミングプロセスでは、球状リーマは、寛骨臼の凹面への導入によって開始する（図７Ｃ）。切削のこの開始は、赤道歯のみに関与することに留意されたい。これらの赤道歯は、どちらかというと側面切削機能を実行しており、したがって、この意図される機能に基づいて特定の歯の角度を有することができる。リーマが寛骨臼内にさらに導入されると、追加の歯（すなわち、移行歯）が骨と係合するようになる。例えば、図７Ｄでは、リーマはおよそ５０％導入され、歯は側面切削から端部切削に移行している。移行歯は、側面切削と端部切削との組み合わせを実行し、この目的のために最適化され得る。リーマが調製部位に完全に挿入されると（図７Ｅ）、リーマの極にある歯（すなわち、極歯）は、主に端部切削の役割を果たす。

したがって、歯は、リーマの表面上のそれらの場所に応じて異なる切削要求を有することができ、相応に構成されることが可能である。図８Ａ～図８Ｄは、歯の骨の必要とされる切削機能に従って切削角が変化することができる方法を示す。以下の表は、図８Ａ～図８Ｄに反映されるような歯のタイプおよびそれらの構成を示す。
特定の実施形態では、３つのゾーンの各々にある歯は、一般に同じ特性を有することができるが、２つの隣接するゾーンにある歯は、異なる特性を有することができる。例えば、各ゾーンにある歯は同じ切削角を有することができるが、２つの隣接するゾーンにある歯は異なる切削角を有することができる。例示的な一実施形態では、赤道ゾーンにある歯は同じ第１の切削角（例えば、２５度）を有することができ、移行ゾーンにある歯は同じ第２の切削角（例えば、４５度）を有することができ、極ゾーンにある歯は同じ第３の切削角（例えば、６５度）を有することができる。同様に、３つのゾーンの各々にある歯は、一般に、同じ歯先半径、漏斗角、または歯の高さを有することができるが、２つの隣接するゾーンにある歯は、異なる歯先半径、漏斗角、または歯の高さを有することができる。

代替的な実施形態では、３つのゾーンの各々にある歯は、特性（切削角、歯先半径、漏斗角、歯の高さなど）が異なり得る。例えば、切削面は、あるゾーンから別のゾーンに徐々に移行することができる。したがって、極歯は、上述の配向および特性を有する極歯から上述の配向および特性を有する移行歯に徐々に移行することができる。このようにして、例えば、いくつかの歯は極歯の配向および特性（例えば、６５度の切削角）を有することができ、いくつかの歯は移行歯の配向および特性（例えば、４５度の切削角）を有することができ、極歯と移行歯との間のいくつかの歯はその間のどこかの特性（例えば、５５度の切削角）を有することができる。一例では、極ゾーン内の切削角は、極領域における約７０度から極－移行ゾーン境界における約６０度まで徐々に減少してもよく、移行ゾーン内の切削角は、極－移行ゾーン境界における約５０度から移行－赤道ゾーン境界における約４０度まで徐々に減少してもよく、赤道ゾーン内の切削角は、移行－赤道ゾーン境界における約３０度から赤道領域における約２０度まで徐々に減少することができる。

適切な骨片出口経路もまた、外科的調製の改善に寄与することができる。骨片がカッタから離れる方に移動するための妨害されない経路により、器具がより速く低温での骨切削を行うことを可能にする。図３Ａ～図３Ｃに示されるように、カッタを駆動するための追加のトルク要件を回避するために、骨片がリーマの面から十分に流れることを許容する「漏斗」を提供するために、隣接する切削面に開口部を設けることができる。このような開口部がないと、切削工具を駆動するためにより増大したトルクが必要とされ、このような増大したトルクは、通常、オペレータがカッタを前進させる際の抵抗を感知して増大した加重を印加するので、増大した軸圧力を伴う。この組み合わせは、骨壊死を引き起こす可能性のある温度を生成することができる摩擦を通じて高熱を生成する。

切削工具の製造
いくつかの実施形態では、切削工具は、０．００５インチ～０．０２０インチ（０．１２７ｍｍ～０．５１ｍｍ）の、より薄い板金から球体および歯を形成することによって製造することができ、これは、製造の効率（成形工具のより長い工具寿命）および特定の先鋭化操作なしに鋭利な歯先を作成する能力を向上させることができる。加えて、より薄い材料は、より肉厚で重い質量のリーマ上で骨を切削する摩擦から生じる熱をより良好に放散させる。より薄い材料はまた、コリオリ力の低下を通じて、表面においてより少ない摩擦、したがってより低い温度（摩擦熱）を生じる（図９）。図９を参照すると、コリオリ力は、式
によって与えられ、ここでｍはリーマの質量であり、Ωは角速度ベクトルであり、ｖは回転システムの速度である。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、異なる厚さを有する切削工具によって作成された骨片に関連付けられた摩擦力の比較を示す。図１０Ｂに示されるように、より肉厚のカッタ（例えば、０．０２２インチ（０．５６ｍｍ）を超える壁厚を有するカッタ）では、骨片粒子は、カッタの切削面に接触してより長距離を移動しなければならない。その結果、０．００５～０．０２０インチ（０．１２７ｍｍ～０．５１ｍｍ）の壁厚を有するカッタを作成することによって、より低い温度を達成することができる。図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、０．５６ｍｍ～１ｍｍの壁厚を有するカッタは、０．１２７ｍｍ～０．５１ｍｍの壁厚を有するカッタの粒子移動距離の４倍の粒子移動距離をもたらすことができる。以下の製造方法は、このような低減された壁厚を有する切削工具を作成するために使用することができる。

本明細書に記載される製造技術を使用して、単一の形成ステップにおいて任意の数（例えば、１～２０以上）の歯を作成することができる。対称的に、従来のシステムは、個々の歯ごとに複数の形成ステップを必要とする。球状リーマを製造するために必要とされる動作数が大きく低減されるので、コストも同様に削減され、これにより、大幅な金銭的損失なしにその機能寿命の終わりに臨床サービスから取り外すことができる、低コストでありながら同等に効果的な切削工具を提供する。

パネルの支持構造は様々な方法で形成され得ることを理解すべきである。例えば、図１１Ａ～図１１Ｃは、パネルがプラスチック成形部品によって固定される代替のアプローチを示す。図１１Ａは打ち抜き切削パネルを示す。図１１Ｂは、図１１Ａの打ち抜き金属パネルの周りに射出成形され得る代表的なプラスチックフレームを示す。図１１Ｃは、フレームを通して構造的に健全であり、０．００４インチ（０．１ｍｍ）でカッタの真球度および公差を維持する、このプロセスによって形成された完成リーマを示す。

いくつかの実施形態では、パネルは射出成形金型内に直接配置され、医療グレードプラスチック（例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド、ＵＬＴＥＭ（登録商標））、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標））がパネルの周囲に注入され、パネルを囲んで固定するフレームを作成することができる。

切削工具は、様々なサイズおよびタイプの切削工具の識別を容易にするために、色分けされ得る。切削工具フレームが射出成形によって形成されるとき、このような色分けは、射出成形プラスチック部品の色を変更することによって達成することができる。

開示された実施形態の実験室試験は、既存の技術の球状リーマとの比較を提供した。標準的な調製物を調製する速度、その調製中に発生する温度、および刃先損傷が５０℃（１２２°Ｆ）を超える骨への温度曝露を生じる前にいくつの調製物を完成させることができるかを監視するために、ウシ骨標本を使用した。図１３は、この試験の結果を要約し、より多くの使用のためにより低温で骨を切削する能力などの改善のいくつかを示す。

すべての切削工具は、最終的に刃先が摩耗し、先鋭化または廃棄される必要がある非効率的なカッタをもたらす。これは、これらのカッタが骨を加工する医療分野を含むすべての産業に当てはまる。この分野では、カッタが鈍くなっても使い続けた結果、骨壊死をもたらす可能性がある。そしてこれは、インプラントを安定化するために人工装具が生きた健康な骨によって支持されなければならないため、外科的処置の成功を危うくする可能性がある。過度な熱は骨を死滅させ、骨の再吸収および骨とインプラントとの間の不十分な締まり嵌めをもたらす。歯の刃先の丸みおよびこれらの刃先への損傷は、牛骨においてこれらのリーマを４～６回使用した後に実証することができる。骨を死滅させる温度閾値に違反しない最悪の場合の条件下での最大使用回数を定義するために、実験室試験を通じてすべてのカッタが認定されるべきなのは、このためである。この試験結果はその後、カッタが使用からいつ取り外されるべきかを識別する方法として使用することができる。

図１３は、切削工具の有効機能寿命を判定するための実験室試験設定における例示的な試験手順の結果を示す。これらの試験では、それらの有効機能寿命が終わる前に寛骨臼リーマが経験し得る使用回数を判定するために骨（すなわち、ウシ皮質骨）を切削するために、寛骨臼リーマを使用した。一例では、およそ６回のリーマの使用で、過度な熱（例えば、１２２°Ｆ（５０℃）以上の温度）を精製することなく完全な調製物を作成すると判定された。

図１３～図１４はまた、（１）骨調製の数（すなわち、切削工具の使用回数）および骨調製領域の温度をグラフ化する、ウシ骨を切削するための５０ｍｍ寛骨臼リーマの機能評価を示すチャート（図１３）、ならびに（２）骨調製の数（すなわち、切削工具の使用回数）および骨調製を達成するために必要な時間をグラフ化する、ウシ骨を切削するための５０ｍｍ寛骨臼リーマの機能評価を示すチャート（図１４）を含む、ウシ骨における寛骨臼リーマ評価の結果を示す。図１３に示されるように、６回使用後にカッタを使用し続けると、一貫して調製時間が長くなり、発熱が増加した。歯の刃先の鋭さは、カッタを前進させるのに必要な荷重、したがって結果的に生じる摩擦／熱に正比例する。刃先が丸まっている（または鈍い）ので、骨の表面を貫通するのにあまり効果的ではなくなり、刃先を前進させようとするのに追加の荷重を必要とする。このカッタ摩耗は一般に、すべての切削工具で一貫している。

図１２は、半球状リーマとして構成された別の例示的な切削工具を示す。切削工具およびその製造方法は、（特定の実施形態において）以下の改善点の少なくともいくつかを含む、いくつかの改善を提供することができる。

１．より速く冷たい切削を生み出す、骨の複数の加工受容に対処するための複数の歯の設計および歯の配向。

２．側面切削、端部切削、および両方の組み合わせに対処する、歯の設計形状。

３．鋭さおよび熱の低減を改善することができる球状リーマを形成するためのより薄い材料。

４．製造工具の寿命を向上させる歯および構成部品のより効率的な形成も提供する、より薄い材料。

５．より少ない製造ステップで複数の歯の設計および複数の歯を製造する能力。

６．特定の形状および配向の歯で予め打ち抜かれた、複数のパネルを使用して球状リーマを組み立てる方法。

特定の実施形態では、本明細書に記載されるより効率的な医療用リーマを製造するためのアプローチは、様々な解剖学的構造および／または病理を有する患者のための適切な骨調製を保証するのに役立つことができる。加えて、本明細書に記載される切削工具は、改善された鋭さ、リーミング中の熱の低減、ならびに歯の形状および配向に基づくより速い調製を提供することができる。これらの改善はまた、リーマが鈍くなったときにより経済的に廃棄することを可能にする、より安価な製造プロセスを通じても可能である。

切削工具の機能寿命
本明細書に記載される切削工具の有効機能寿命を理解することも望ましい。任意の切削工具と同様に、カッタがどれほど効率的に設計されていても、複数回の使用後に鈍くなり、その有効寿命は終了する。現在、医療用球状リーマは、カッタがそのライフサイクルのどこにあるかの状態をまったく監視することなく、複数回使用されている。病院は、新しい球状リーマを受け取り、洗浄、滅菌、使用、洗浄、滅菌、および再使用を含む器具の処理手順に従う。しかしながら、このサイクルは、リーマがうまく切削しないことに外科医が気づく前に、非常に多くの外科的処置で継続することができる。

切削歯は、数回の使用でも鈍くなり、鈍い切削歯は、骨壊死を引き起こすのに十分であり得る熱を発生させる。したがって、歯の設計を改善することに加えて、鈍いカッタからの骨壊死に関する問題を回避するために、カッタが使用からいつ取り外されるべきかを示す能力を提供することも有用であり得る。従来のアプローチでは、器具は、リーマの平均余命の知識なしに、しばしば器具の機能寿命を超えて、何回も患者に対して病院で使用される。単回使用後に器具を廃棄することへのためらいの一部は、これらの器具を製造するコストである。これらの器具が単回使用よりも長い機能寿命を有することも、整形外科医を通じて医療業界によって認識されている。したがって、本明細書に記載される実施形態によって認識されるものなど、製造コストにおける著しい改善は、投資対効果を得るために必要な使用回数を低減するのに役立つことができる。

本明細書に記載される方法は、球状／半球状リーマなど、よりコスト効率の高い切削工具を作成することができる。加えて、本明細書に記載される方法は、切削工具の有効機能寿命を定義し、任意の処置（例えば、全股関節処置）に使用される切削工具がその意図される目的に有効であることを保証するために切削工具をいつ廃棄するかを知る方法を提供するための手段を提供することができる。

本明細書に記載される実施形態の少なくともいくつかにおいて、上述のように、医療用リーマは、骨を切削するためのより効率的な工具の製造を可能にする、以下の設計パラメータのうちの少なくともいくつかを含むことができる。

１．リーマに印加される力を最適化する。

２．薄く鋭利な歯先。

３．リーミングサイクルのより速い完了を提供する特定の歯の設計および歯の配向。

４．カッタ表面における破片の流れからの摩擦を最小化するための適切な骨片出口経路。

５．より薄い材料および改良された歯の形状を使用して、切断からの摩擦を最小化する。

６．リーマをいつ廃棄すべきかを知るために、実験室試験を通じて刃先の機能寿命を定義する。

７．改善された効率的な製造プロセスを提供する。

調製の速度の改善、骨への切断曝露温度の低下、およびリーマの機能寿命の延長を確認するための実験室試験。

半球状切削工具の追加の実施形態
図１５Ａ～図１５Ｅは、球状または半球状リーマ１００として構成された切削工具の別の実施形態を示す。半球状リーマ１００は、フレームに結合された複数のパネル（例えば、打ち抜きパネル）を備えることができる。図示される実施形態では、リーマ１００は、ベース部分、第１の末端部分、または赤道部分１０２、および半球体の上部に位置する上端部分、第２の末端部分、または極端部分１０４を備えることができる。図示される実施形態では、リーマ１００は、リーマの周りで周方向に配列された、本明細書ではサイドパネル部材またはサイドパネル１０６と呼ばれる、複数の湾曲した第１のパネル部材を備えることができる。リーマ１００は、リーマの上部または極に位置する、本明細書ではドームパネル１０８と呼ばれる、少なくとも１つの第２のパネル部材をさらに含むことができる。パネル１０６および１０８はフレーム１１０に固定することができ、これは特定の実施形態において、射出成形ポリマーフレームであり得る。図示される構成では、半球状リーマ１００は、周方向に９０°離間した４つのサイドパネル１０６を含むが、リーマは、任意の角度間隔で任意の数のサイドパネル１０６を含むことができる。半球状リーマ１００は、その中心軸または回転軸１２１の周りで駆動することができる。

特定の実施形態では、パネル部材１０６および／または１０８は、特定の形状に打ち抜きおよび／またはレーザ切断された金属パネルであり得る。特定の実施形態では、パネルは、平坦なシートストックから打ち抜きまたは切断されることが可能であり、例えば、凹凸／湾曲形状などに形成される、刃先または切削歯を形成するために、１つ以上の追加の処理または形成ステップを受けることができる。特定の実施形態では、パネル部材１０６／１０８は、ステンレス鋼、炭素鋼、チタンまたはチタン合金、炭化タングステン、ニッケル－チタン合金などの様々な高強度の生体適合性金属のいずれかを含むことができる。

図１６Ａ～図１６Ｅは、サイドパネル部材１０６を形成するためにさらに処理され得るサイドパネル部材ブランク１１２の代表的な実施形態を示す。図１６Ａは、リーマ１００の外部にあるように構成されたブランク１１２の第１のまたは外表面１２３を示し、図１６Ｂは、リーマの内部にあるように構成されたブランク１１２の第２のまたは内表面１２５を示す。ブランク１１２は、例えば、平坦なシートストックから打ち抜きまたはレーザ切断することができる。ブランク１１２は、直線縁部分を有する第１または近位末端部分１１６と、湾曲縁部分を有する第２または遠位末端部分１１８とを有する主要本体部分１１４を備えることができる。側縁部分１２０および１２２は、第１の末端部分１１６と第２の末端部分１１８との間に延在することができ、ブランクの長手方向軸１２４に向かって全体的に内向きに湾曲することができる。

図１６Ａを参照すると、ブランク１１２は、縁部分の一部または全部から延在する複数の係合部材１２６を備えることができる。図示される実施形態では、ブランク１１２は、他の組み合わせも可能であるが、縁部分１２０、１２２、および１１８から延在する係合部材１２６を含むことができる。例えば、他の実施形態では、ブランク１１２は、第１の縁部分１１６、または縁部分１２０および／または１２２、または第１および第２の末端部分１１６、１１８の組み合わせ、および側縁部分１２０、１２２の一方または両方を含む、各縁部分から延在する係合部材１２６を含むことができる。図示される実施形態では、係合部材１２６は、ブランクの主要本体１１４に結合された第１の部材１２８と、係合部材１２６の端部のクロス部材１３０として構成され、係合部材の自由端を形成する第２の部材とを有するＴ字形部材である。図示される実施形態では、ブランク１１２は７つの係合部材１２６を含むが、ブランクは、任意の形状、間隔、および／またはサイズを有する任意の数の係合部材を含むことができる。特定の実施形態では、係合部材は、フレーム１１０の材料が開口部を通って流れてパネル１０６をフレームに連結することを可能にするために、開口部（例えば、部材１２８内）を画定することができる。さらに別の実施形態では、係合部材１２６は、Ｌ字形（例えば、クロス部材１３０が第１の部材１２８の片側に延在する）であってもよく、図１６Ａの紙面に向かっておよび／または紙面から出て延在する第２のクロス部材など、異なる平面内に延在する２つ以上のクロス部材を含むことができる。

ブランク１１２は、１つ以上の列に配置された複数の切削歯１３２を備えることができる。図示される実施形態では、ブランク１１２は、切削歯１３２の３つの列１３４Ａ、１３４Ｂ、および１３４Ｃを含む。列の各々は３つの切削歯１３２を含むが、他の実施形態では、ブランクは、より多くのまたはより少ない列および／または歯を含むことができる。図示される実施形態では、切削歯の中央列１３４Ｂは軸１２４と位置合わせされ、その一方で列１３４Ａおよび１３４Ｃの歯の１つ以上は、軸１２４に対して内向きに傾斜することができるが、列１３４Ａおよび１３４Ｃはまた、軸１２４と位置合わせされることも可能である。例えば、例示として列１３４Ａを参照すると、列の一番下の切削歯１３２Ａは、軸１２４と位置合わせされる化または実質的に位置合わせされることが可能であり、その一方で第２の切削歯１３２Ｂは、軸１２４と平行な線に対して角度θ_１だけ軸１２４に向かって傾斜または角度付けられることが可能であり、一番上の歯１３２Ｃは、いくつかの実施形態において角度θ_１よりも大きい角度θ_２だけ軸１２４に向かって傾斜することができる。特定の実施形態では、角度θ_１および／または角度θ_２は、１°から４５°、２°から３０°、３°から３０°、１°から１０°、１°から２０°、３°から１０°、３°から２０°などであり得る。

図１６Ｃを参照すると、切削歯１３２は、パネル内に画定され、長手方向軸１２４（図１６Ａ）に沿って全体的には移行された第１の／主要な／長い軸方向寸法Ｌ_１と、紙面の平面内で軸１２４に垂直な軸に沿って全体的に延在する第２の／小さい／短い軸方向寸法Ｌ_２とを有する開口部／スロットを備えることができる。特定の実施形態では、ブランク１１２が湾曲／凹凸形状に形成されてカッタに取り付けられてしまうと、長軸方向寸法Ｌ_１は、カッタの半球面に沿って（例えば、赤道部分１０２と極端部分１０４との間の経度線に沿って）長手方向に延在することができる。図１６Ｃに示される代表的な切削歯１３２Ｄを参照すると、図示される実施形態では、歯の切削面／縁１３８は、切削歯の左側面に位置しており、回転方向または切削方向は、矢印１４０によって示されるように右側である。

図示される実施形態では、それぞれの列の切削歯の主軸は、１本の歯によって掃引される円弧が隣接する列の１つ以上の他の歯と重なるように構成され得る。例えば、図１６Ａに戻ると、軸１２４に沿った切削歯１３２Ａの長手方向位置は、列１３４Ｂの切削歯１３２Ｄの長手方向位置と少なくとも部分的に重なり、これは同様に、列１３４Ｃの切削歯１３２Ｅと少なくとも部分的に重なる。したがって、（例えば、回転方向に）隣接または連続する列の切削歯の刃先は、リーマの表面に沿って互いに長手方向にオフセットされる。切削歯１３２Ａおよび１３２Ｅもまた、周方向に重なる。このようにして、リーマの様々な切削歯は、リーマの表面積と同一の広がりを有する領域を掃引する（例えば、入射骨が切削歯によって切削されないリーマの表面上の場所は、あったとしてもわずかである）。特定の実施形態では、切削歯構成は、打ち抜きによる製造に適応することができ、切削中にリーマの本体に骨破片が流入することを可能にする開口部を有利に作成することができる。例えば、特定の実施形態では、切削歯の開口部は、第１のステップで打ち抜きまたはパンチングすることができ、刃先を形成するように意図される縁部（例えば、図１６Ｃの縁部分１３８）は、パネルを通って打ち抜きまたは延在しない第２の打ち抜きステップで反転または持ち上げることができる。特定の実施形態では、刃先はまた、持ち上げステップ中に同時に押圧／圧縮することもできる。これにより、材料を打ち抜き／圧縮／押出することができ、これによって鋭利な刃先を形成するためにその厚さを低減することができる。例えば、代表的な実施形態では、縁部形成打ち抜きステップの前の材料の厚さは０．０１２インチ（０．３０ｍｍ）であり得、打ち抜き後に得られる縁部は０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）の厚さを有することができ、薄く鋭利な刃先を生み出す。

図示される実施形態では、ブランク１１２はまた、主要本体内に画定された、１つまたは複数の丸い開口部１４２（図１６Ａ）を含むことができる。特定の実施形態では、開口部１４２は、以下に記載されるようにフレームを形成するときに射出成形金型内のパネルの正確な位置決めを容易にするために、基準穴／開口部として機能することができる。

図１６Ｄは、代表的な切削歯１３２Ａの内表面の拡大図である。領域１３３は、上述の第２の打ち抜きステップ中に持ち上げることができる。パネルの部分を示す。

図１６Ｅは、図１６Ｂの線１６Ｅ－１６Ｅに沿った拡大断面図である。切削歯１３２Ｄは、縁部分１３８で合流または一致することができる外側表面１６２および傾斜した内側表面１６４を備えることができる。特定の実施形態では、縁部分１３８は、図２２Ｂを参照して以下でより詳細に説明されるように、歯の刃先を形成することができる。特定の実施形態では、内側表面１６４は、角度θ_３（例えば、パネルの表面に対して測定される）を画定することができる。特定の実施形態では、角度θ_３は、６０°～１２０°、８０°～１００°、または特定の実施形態では９０°であり得る。

図１７～図１９は、湾曲サイドパネル１０６に形成された後のブランク１１２を示す。特定の実施形態では、主要本体１１４は湾曲形状に形成／屈曲／押圧することができ、係合部材１２６は、径方向内向きに（例えば、半球状リーマの本体の内側に向かっておよび／または半球状リーマの中心軸１２１に向かって）延在するように、屈曲または湾曲することができる。特定の実施形態では、係合部材１２６は、打ち抜きによって形成することができ、別個の打ち抜きステップにおいて、または上記の打ち抜きステップの１つ（例えば、切削歯の形成）と共に、リーマ本体の内側に向かって屈曲することができる。

図２０Ａおよび図２０Ｂは、一実施形態による、ドームパネル部材ブランク１４４の代表的な例を示す。図２０Ａはブランクの外表面１４５を示し、図２０Ｂはブランクの内表面または内側表面１４７を示す。ドームパネルブランク１４４は、主要本体部分１４６と、その周囲の周りの複数の延伸部分、頂点、またはローブ１４８とを備えることができる。例えば、図示される実施形態では、ブランク１４４は４つのローブ１４８を含み、各ローブは、主要本体部分１４６の略長方形または正方形の外形のコーナーを画定する。湾曲した縁部分１５０は、ローブ１４８間に延在することができる。湾曲した縁部分１５０は、ローブ１４８間にブランク１４４の周囲を少なくとも部分的に画定する、凹状または内向きに窪んだ／湾曲した縁部１５２を備えることができる。

ブランク１４４は、ブランクの縁部分から外向きに延在する複数の係合部材１５４を備えることができる。例えば、図示される実施形態では、各湾曲した縁部分１５０は２つの係合部材１５４を含み、各ローブ１４８は、ローブ１４８と軸方向に位置合わせされた係合部材を含むが、ブランクは、任意の配置で配置されたより多くのまたはより少ない係合部材を含んでもよい。図示される実施形態では、係合部材１５４は、図１６Ａの係合部材１２６と同様のＴ字形部材として構成されるが、異なる構成を有してもよい。

ブランク１４４は、複数の切削歯１５６をさらに備えることができる。図示される実施形態では、ブランク１４４は、各ローブ１４８と軸方向に位置合わせされた切削歯１５６（例えば、切削歯構造の角度がローブ１４８を二分する長手方向軸と位置合わせされる）を備えることができる。ブランク１４４はまた、パネル部材内に画定された１つまたは複数の円形開口部１５８を含むことができ、これは上述のように基準開口部として構成され得る。

図２１Ａ～図２１Ｃは、ドームパネル１０８に形成された後のブランク１４４を示す。主要本体部分１４６は、半球状リーマ１００の曲率に従って湾曲または凹状であり得る。係合部材１５４は、パネルの凹面側の外表面１４５の頂点１６０（図２１Ｃ）から概ね離れる方向にある角度で主要本体部分１４６から延在するように、屈曲／折り畳み／湾曲され得る。図２１Ｃを参照すると、特定の実施形態では、軸方向に位置合わせされたローブ１４８（例えば、互いに主要本体部分の反対側にあるローブ）の係合部材１５４は、角度αを画定することができる。特定の実施形態では、角度αは、１°～３０°、１°～２０°、または５°～１５°であり得る。特定の実施形態では、角度αは１０°であり得る。特定の実施形態では、ドームパネル１０８の係合部材１５４は、組み立てられたリーマにおいて、少なくともサイドパネル１０６の湾曲した遠位末端部分１１８がドームパネルの対応する湾曲した縁部１５２によって受容される場所で（図１５Ｂ）、ドームパネル１０８の係合部材１５４が湾曲サイドパネル１０６の係合部材１２６と交互に配置されるように、配置され得る。

特定の実施形態では、ドームパネル１０８は、図２１Ｃに示され、図２１Ｂの破線１５９および１６１の交点によって示される、中心軸または長手方向軸１５７を備えることができる。特定の実施形態では、軸１５７は、組み立て後にリーマの軸１２１と位置合わせされ得る。図示される実施形態では、ドームパネル１０８は、長手方向軸１５７上に位置する、これと一致する、またはこれと交差する刃先１６３を有する第１のまたは最も内側の切削歯１５６Ａを備えることができる（例えば、図２１Ｂでは、長手方向軸１５７は、刃先１６３に接する紙面の平面内に延在する）。図示される実施形態では、長手方向軸１５７は、刃先１６３を第１の部分１６５および第２の部分１６７に分割することができる。第１の部分１６５は、刃先１６３の中心がドームパネルの縁部に向かって長手方向軸１５７から外向きにオフセットされるように、第２の部分１６７よりも大きくてもよい。刃先１６３は長手方向軸１５７を横切って延在するので、刃先は、リーマが回転すると、長手方向軸１５７の周りおよび／またはこれを横切って掃引する。加えて、切削歯１５６Ｂおよび１５６Ｃによって掃引された経路／円弧は、切削歯１５６Ａによって掃引された経路／円弧と少なくとも部分的に重なることができる。このようにして、ドームパネル１０８の歯は、互い違いであり、重なり合い、および／またはリーマの北極に骨の正のバリが形成するのを回避するように構成されることが可能である。そして切削歯１５６Ｂおよび１５６Ｃの経路は、切削歯１５６Ｄ、１５６Ｅ、および１５６Ｆなど、経路と重なることができ、最も外側の切削歯まで同様である。

図２２Ａおよび図２２Ｂは、刃先１３８の形成後の切削歯１５６（または１３２）の代表的な実施形態を示す。図１６Ｅを参照して上述されたように、切削歯は、刃先１３８で合流する第１のまたは外表面１６２および第２のまたは内表面１６４を備えることができる。表面１６２および表面１６４は、角度ω_１を画定することができる。特定の実施形態では、角度ω_１は、３０°～７０°、４０°～６０°、または４５°であり得る。外表面１６２はまた、表面１６２および１６４の頂点で刃先１３８に接する軸１６６と共に角度ω_２も画定することができる。特定の実施形態では、角度ω_２は、１０°～６０°、１５°～４５°、２０°～３０°、または２５°であり得る。切削面１３８は、刃の高さＨも有することができ、これは０．５ｍｍなど０．２５ｍｍ～１ｍｍ、または本明細書に記載される刃の高さのいずれかであり得る。

図２３は、フレーム１１０の代表的な実施形態を示す。特定の実施形態では、フレーム１１０は、第１／下側／ベース部材または部分１６８、および第２／上側／上部部材または部分１７０を備えることができる。第２のフレーム部材１７０は、第１の部材１６８と係合するように構成された、複数の角度的に離間した湾曲延伸部材１７２を備えることができる。

例えば、図２４Ａおよび図２４Ｂは、第１の部材１６８の上面図および底面図をそれぞれ示す。図２４Ａを参照すると、第１の部材１６８は、以下でリング部材１７４と呼ばれる外側環状体、部分、および／またはリング部分を備えることができる。第１の部材１６８は、リング部材１７４の内径を横切って延在し、リング部材の中心でつながる４つのクロス部材１７５、１７６、１７７、および１７８をさらに備えることができる。リング部材１７４および／またはクロス部材１７６～１７８のいずれかまたはすべては、丸いかまたは湾曲した断面（例えば、図２５に示されるような）を有することができる。

第１の部材１６８の上側／遠位側面または表面は、部材１７４の周りで周方向に配置された、全体として１８０で示される複数の結合部分（図２４Ａ）を備えることができる。図２４Ａに最もわかりやすく示されるように、図示される実施形態では、結合部分１８０は周方向に湾曲することができるが、結合部分はまた直線状であってもよい。図２５を参照すると、結合部分１８０の各々は、リング部材１７４の中心軸に向かって内向きに（例えば、リーマが使用のために配向されたときは近位方向に）オフセットされた窪み部分または表面１８２を備えることができる。結合部分１８０は、表面１８２から外向きに延在する第１の延伸部分または突起１８４と、第１の突起１８４から外向きに延在する第２の延伸部分または突起１８６とをさらに備えることができる。図示される実施形態では、第１の突起１８４の断面形状は、略長方形であってもよく、テーパ状または面取り状縁部を含むことができる。第２の突起１８６の断面形状は三角形であってもよいが、第２の部分はまた長方形、円形などであってもよい。特定の実施形態では、第１の突起１８４および／または第２の突起１８６の一方または両方は、湾曲していてもよく（図２４Ａ）、半球状リーマの赤道部分１０２の半径に比例する半径を有することができる。特定の実施形態では、第１の突起１８４および／または第２の突起１８６の一方または両方は、円の弧に沿って湾曲することができる。再び図２５を参照すると、特定の実施形態では、三角形の突起１８６の表面は、例えば２０°～７０°、３０°～６０°、４０°～５０°、または４８°の角度βを画定することができる。

図示される実施形態では、第１の部材１６８は、４つの結合部分１８０と対応する突起１８４および１８６とを備えるが、任意の数の結合部分および／または突起を含むことができる。他の実施形態では、結合部分１８０のうちの１つ以上は突起を備えることができるが、結合部分の内の１つ以上は、開口部、窪み、または他の結合構造を含む。

図２６～図２８は、第２のフレーム部材１７０をより詳細に示す。第２のフレーム部材１７０は、全体として１８８で示される第１の末端部分と、全体として１９０で示される第２の末端部分とを備えることができる。第２の末端部分１９０は、環状部分またはカラー部分１９２を備えることができる。延伸部材１７２は、カラー部分１９２から延在することができ、第２の末端部分１９０の中心軸１９４（図２３）に体して外向きに湾曲することができる。延伸部材１７２は、第２の末端部分１９０に向かって収束するように、長手方向に湾曲することができる。延伸部材１７２はまた、半球状リーマの外表面を形成するためにパネル部材および延伸部材が協働するように、組み立てられたリーマの半球形状に従って、軸１９４に対して周方向に湾曲または丸みを帯びることもできる。図２６を参照すると、第１の末端部分１８８は、部材１７２の自由端部分１９６によって少なくとも部分的に画定されることができ、環状部分１９２の直径よりも大きい直径を有することができる。

再び図２６を参照すると、延伸部材１７２の自由端部分１９６は、全体的に周方向に延在し、第１のフレーム部材１６８の結合部分１８０（例えば、突起１８４および／または１８６）を受容するように構成された、湾曲した開口部／窪み／チャネル１９８を備えることができる。他の実施形態では、第１のフレーム部材１６８は、開口部１９８と同様の開口部を備えることができ、第２のフレーム部材１７０は、１つ以上の延伸部または突起を含む結合部分を備えることができる。

図２７を参照すると、カラー部分１９２は、全体的に四辺形、長方形、または正方形の周囲または外形を有することができる。カラー部分１９２は、カラー部分の各コーナーにアールの付いたまたは湾曲した窪み部分１０３を備えることができる。直線状の縁部分１０５は、窪み部分１０３の間に延在することができる。特定の実施形態では、第２のフレーム部材１７０は、球状リーマの構造支持を提供することができる。第２のフレーム部材１７０は、様々なパネルのＴ字形係合部材１５４を封入するのに十分な厚さを有することができる。例えば、延伸部材１７２は、パネル部材の係合部材１５４を延伸部材に埋め込むことができるように径方向に十分に厚くすることができる。延伸部材１７２はまた、フレーム部材１７０上への第１のフレーム部材／バックプレート１６８の組み立てを可能にし、第１のフレーム部材１６８に結合されたドライバ／動力工具でリーマが駆動される際の変形に耐えるのに十分な強度および厚さであり得る。

図２８は、図２７の線２８－２８に沿った第２のフレーム部材１７０の断面図である。図示される実施形態では、第２のフレーム部材１７０は４つの延伸部材１７２を備えるが、他の実施形態では、フレーム部材は、３つの延伸部材（図３２）、５つの延伸部材、６つの延伸部材など、より多くのまたはより少ない延伸部材を含むことができる。

代表的な例では、金属シートストックから様々なパネル１０６および１０８が打ち抜き、切削（例えば、レーザ切断）、フライス加工、パンチング、エッチング（例えば、リソグラフィプロセスの一部として）などされることが可能であり、様々な切削歯、開口部、および／または係合部材が本明細書に記載される方法に従って形成され得る。次いで、様々なパネル１０６および／または１０８が、適切な曲率に形成され得る。特定の実施形態では、平面パネルは、パネルを徐々に指定されたパネル輪郭に屈曲させる一連のダイを通じて湾曲され得る。特定の実施形態では、このような屈曲は、パネル材料にクラックをもたらす可能性のある、形状の急激な変化を回避するために、一連のステップで行うことができる。特定の実施形態では、パネルが指定された輪郭／半径に形成された後、Ｔ字形係合部材１２６／１５４は、例えば打ち抜き動作において、内向きに屈曲され得る。

パネル１０６および１０８はその後、型／金型／治具内に配置することができ、フレーム部材１１０の一部または全部は、パネルの外表面の少なくとも一部が露出され、少なくとも係合部材１２６／１５４がフレーム部材１１０に埋め込まれるように、パネルの周りに射出成形され得る。例えば、特定の実施形態では、フレーム部材１６８および／または１７０の一方または両方が、パネル１０６、１０８の周りに射出成形され得る。特定の実施形態では、フレーム部材１７０は、パネル部材の周りに射出成形することができ、フレーム部材１６８は、別々に形成してフレーム部材１７０に、および／またはサイドパネル１０６の下縁部に（例えば、熱接着、超音波溶接などの音波溶接、接着剤、締結具、または任意の他の締結または固定手段によって）取り付けることができる。特定の例では、接着剤は、第２のフレーム部材１７０の形成後に、第１のフレーム部材１６８の結合部分１８０および／または開口部１９８に塗布され得る。特定の実施形態では、第１のフレーム部材１６８のオス結合部分１８０は、第２のフレーム部材１７０の延伸部材１７２のメス開口部１９８と嵌合／受容することができ、フレーム部材１６８および１７０は、接合部で互いに超音波溶接することができる。特定の実施形態では、フレーム部材１６８および１７８は、両方とも（例えば、同じ成形動作において）パネルの周りに射出成形され得る。特定の実施形態では、フレームは、第１のフレーム部分および第２のフレーム部分が一体に形成された単一本体であり得る。

代表的な実施形態では、フレーム部材１７０は、図２９に示される代表的な金型２００などの射出成形金型内で形成され得る。金型２００は、互いに結合されるとフレーム部材１７０を製造するように成形された空洞を画定することができる、２つの別個の部分または半体２０２および２０４を備えることができる。部分２０２は、パネル１０６、１０８の切削歯を収容するように構成された複数のより小さい窪みまたは凹み２０８を備える、窪み２０６を画定することができる。部分２０４は、フレーム部材１７０の延伸部材１７２に対応する溝２１２を備える突起／延伸部分２１０を備えることができる。

フレーム部材１７０を製造するために、複数の打ち抜きパネル１０６および１０８を金型内に（例えば、金型部分２０２および／または２０４内もしくはその上に）配置することができる。部分２０２および２０４はその後、部材２０４の突起部分２１０が部材２０２の窪み２０６内に受容されるように互いに組み立て／固定することができ、材料（例えば、ポリマー材料／プラスチック材料）は、組み込まれたパネル１０６、１０８を有する第２のフレーム部材１７０を作成するために、空洞に注入され得る。ポリマー材料は、任意の適切な射出成形可能な医療グレードプラスチック（例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド、ＵＬＴＥＭ（登録商標））、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＩ（ｐｏｌｙａｍｉｄｉｄｅ、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）））を含むことができる。フレーム部材１６８は、射出成形によって同様に形成することができ、リーマ１００を作成するために上述のように組み込まれたパネルを有するフレーム部材１７０に固定することができる。

半球状リーマ１００は、いくつかの重要な利点を提供することができる。例えば、半球状リーマ１００は、迅速かつ経済的に製造することができ、はるかに高額なリーマの切削精度および低温／低摩擦動作を提供することができる。これにより、本明細書に記載される実施形態による半球状リーマを、その有効寿命の終わりにより経済的に廃棄することができ、鈍いカッタからの熱関連の壊死のリスク、手術部位感染のリスク、ならびに複数の患者に対する繰り返し使用のためのカッタの洗浄および滅菌の費用を低減することができる。

図３０および図３１は、ドームパネル１０８が、ドームパネルの極上に延在して歯１７９Ａおよび１７９Ｂの反対向きの刃先を分離するスロット１８１によって相互接続された対応する開口部を有する切削歯１７９Ａおよび１７９Ｂ（図３０）を有する、半球状切削工具１００の別の実施形態を示す。図３１を参照すると、第２のフレーム部材１７０は、延伸部材１７２の間の第２の末端部分１９０から遠位に延在する壁１８３を備えることができる。

図３２は、半球状切削工具３００の別の実施形態を示す。半球状切削工具３００は、中央環状部分３０４と、中央環状部分３０４から径方向外向きに延在する複数（例えば、３つ）の延伸部分または部材３０６とを有する第１のまたは遠位フレーム部材３０２（例えば、射出成形フレーム部材）を備えることができる。延伸部材３０６は、第２のまたは近位フレーム部材３０８に結合され得る。２列の切削歯３１２を有する複数の湾曲サイドパネル３１０は、例えば、上述のように、第２のフレーム部材をサイドパネルおよびドームパネル３１４の周りに射出成形することによって、第２のフレーム部材３０８に結合され得る。特定の実施形態では、切削工具３００のサイドパネル３１０およびドームパネル３１４は、上述の係合部材１２６／１５４と同様の係合部材を備えることができる。特定の実施形態では、第１のフレーム部材３０２は、超音波溶接によって、または任意の他の結合構造／方法によって、第２のフレーム部材３０８に結合され得る。特定の実施形態では、フレームは、フレーム部材３０２およびフレーム部材３０８が同じ成形動作で形成された単一本体であり得る。

特定の実施形態では、第１のフレーム部材３０２は、駆動シャフト（例えば、リーマシャフト）に結合（例えば、迅速接続結合）するための複数のオプションを提供することができる。特定の実施形態では、切削工具３００の内容積は、実行される特定の手順に従って指定された体積のリーミングされた骨／骨の削り屑／切り屑を収容するように構成され得る。特定の実施形態では、第１および／または第２のフレーム部材は、切削工具の指定されたサイズを示すように色分けされ得る。

図３３は、半球状切削工具３００の分解図を示す。図示される実施形態では、サイドパネル３１０は、（例えば、切削工具の使用配向に対して）サイドパネルの上側または遠位端にそれぞれのローブ３２０を備えることができる。ローブ３２０は、サイドパネル３１０の主要本体から切削工具の極の方向に延在することができる。特定の実施形態では、ローブ３２０は、サイドパネル３１０の長手方向軸３２２の片側に全体的にオフセットされ得る。特定の実施形態では、長手方向軸３２２は、サイドパネルの開口部３２４（例えば、基準開口部）を通ることができる。ローブ３２０は、切削歯３１２（図３２）を含むことができる。したがって、ローブ３２０と位置合わせされた切削歯３１２の列は、各パネル上の切削歯の他の列に対して追加の切削歯を含むことができる。

ドームパネル３１４はまた、ドームパネル３１４の丸いまたは円形の主要本体から外向きに延在する、複数の周方向に離間したローブ３２６も含むことができる。ローブ３２６のすべてまたはローブのサブセットなどの複数のローブ３２６は、切削歯３１２を備えることができる。サイドパネル３１０およびドームパネル３１４がフレーム３０２／３０８に結合されると、サイドパネル３１０は、サイドパネルのローブ３２０がドームパネル３１４のローブ３２６の間に受容されるように（例えば、サイドパネルのローブ３２０が周方向にドームパネルのローブ３２６と交互になるように）配向され得る。図３３のサイドパネル３１０Ａおよび３１０Ｂなどの２つのサイドパネルは、互いに隣接するそれらのローブ３２０と共に配置することができ、これら２つのローブ３２０は、ドームパネル３１４の１対のローブ３２６の間に受容されることが可能である。パネル３１０Ａおよび３１０Ｂの切削歯３１２は、半体の周方向にも配向され得る。

フレーム３０２／３０８は、周方向に離間した、長手方向に延在するフレーム部材３３０によって画定される複数の開口部または窓３２８を備えることができる。開口部３２８は、それぞれのサイドパネル３１０によって覆うことができる。フレーム３０２／３０８はまた、組み立てられた状態でドームパネル３１４によって覆うことができる、極開口部３３２も備えることができる。

切削工具１００および／または切削工具３００の特徴／構成のいずれも、本明細書に記載される切削工具の実施形態いずれかと組み合わせて使用または適用することができる。特定の実施形態では、本明細書に記載される切削工具の実施形態のいずれも、駆動シャフト、ガイドなどを含む様々な他の付属品のいずれかと共に滅菌キットまたは外科用パックに梱包することができる。

本開示の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、図示される実施形態は単なる例であり、特許請求される主題の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを認識されたい。むしろ、特許請求される主題の範囲は、少なくとも以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物と同程度に広い。

Claims (21)

1. 半球状切削工具であって、
   第１の末端部分および第２の末端部分を有し、前記半球状切削工具の回転軸を画定するフレームと、
   前記フレームに結合され、前記半球状切削工具の前記回転軸の周りに配置された複数の湾曲サイドパネルであって、前記複数の湾曲サイドパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で前記湾曲サイドパネルの縁部分から前記フレーム内に向かって内向きに延在し、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、複数の湾曲サイドパネルと、
   前記半球状切削工具が半球形状を有するように前記フレームの前記第２の末端部分に結合されたドームパネルであって、前記ドームパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で前記ドームパネルの縁部分から前記フレーム内に内向きに延在し、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、ドームパネルと
   を備え、
   前記フレームは、前記湾曲サイドパネルおよび前記ドームパネルの周りに延在し、これにより、前記湾曲サイドパネルおよび前記ドームパネルの前記係合部材が前記フレームに埋め込まれている、半球状切削工具。
2. 前記湾曲サイドパネルの側縁部分および遠位縁部分は係合部材を備える、請求項１に記載の半球状切削工具。
3. 前記湾曲サイドパネルの前記係合部材はＴ字形部材を備える、請求項１に記載の半球状切削工具。
4. 前記フレームは、環状体を備える第１のポリマーフレーム部材と、前記第１のポリマーフレーム部材の前記環状体に結合された複数の湾曲延伸部材を備える第２のポリマーフレーム部材とを備える、請求項１に記載の半球状切削工具。
5. 前記第１または第２のポリマーフレーム部材の一方は、前記第１または第２のポリマーフレーム部材の他方に画定された開口部に受容されるように構成された複数の結合部分を備える、請求項４に記載の半球状切削工具。
6. 前記湾曲サイドパネルの前記切削歯は列状に配置され、
   前記切削歯の刃先は、隣接する列で互いに長手方向にオフセットされ、周方向で互いに少なくとも部分的に重なる
   請求項１に記載の半球状切削工具。
7. 前記湾曲サイドパネルの前記切削歯は列状に配置され、
   各湾曲サイドパネルの切削歯の中央列の前記切削歯は、前記湾曲サイドパネルの中心軸と位置合わせされ、
   前記切削歯の中央列から周方向にオフセットされた切削歯の列の切削歯は、前記切削歯の中央列に向かって傾斜している
   請求項１に記載の半球状切削工具。
8. 前記湾曲サイドパネルの前記切削歯は、長い寸法および短い寸法を備え、
   前記切削歯の前記長い寸法は、前記半球状切削工具の半球面上で長手方向に配向される
   請求項１に記載の半球状切削工具。
9. 前記半球状切削工具の前記回転軸は、前記ドームパネルの前記複数の切削歯の切削歯と交差する、請求項１に記載の半球状切削工具。
10. 前記ドームパネルは、凹状の縁部分によって分離された複数のローブを備え、前記ローブの各々は係合部材を備える、請求項１に記載の半球状切削工具。
11. 半球状切削工具であって、
    第２のポリマーフレーム部材に結合された第１のポリマーフレーム部材を備え、半球状切削工具の回転軸を画定するポリマーフレームであって、前記第１のポリマーフレーム部材は、環状体を備え、前記フレームの第１の末端部分を画定し、前記第２のポリマーフレーム部材は、前記第１のポリマーフレーム部材の前記環状体に結合され、前記ポリマーフレームの第２の末端部分に向かって収束する複数の湾曲延伸部材を備える、ポリマーフレームと、
    前記半球状切削工具が半球形状を有するように、前記ポリマーフレームの前記第２の末端部分で前記第２のポリマーフレーム部材に結合された金属ドームパネルであって、前記金属ドームパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で前記金属ドームパネルの縁部分から前記ポリマーフレーム内に向かって内向きに延在し、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、金属ドームパネルと、
    前記ポリマーフレームに結合され、前記半球状切削工具の前記回転軸の周りに配置された複数の湾曲金属サイドパネルであって、前記湾曲金属サイドパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で前記湾曲金属サイドパネルの縁部分から前記ポリマーフレーム内に内向きに延在し、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、湾曲金属サイドパネルと
    を備え、
    前記ポリマーフレームは、前記湾曲金属サイドパネルおよび前記金属ドームパネルの周りに延在し、これにより、前記湾曲金属サイドパネルおよび前記金属ドームパネルの前記係合部材が前記ポリマーフレームに埋め込まれる、半球状切削工具。
12. 前記湾曲金属サイドパネルの前記係合部材は、前記第２のポリマーフレーム部材内に延在する、請求項１１に記載の半球状切削工具。
13. 前記湾曲金属サイドパネルの側縁部分および遠位縁部分は係合部材を備える、請求項１２に記載の半球状切削工具。
14. 前記金属ドームパネルの前記係合部材は、前記第２のポリマーフレーム部材内に延在する、請求項１２に記載の半球状切削工具。
15. 前記湾曲金属サイドパネルの前記係合部材はＴ字形部材を備える、請求項１２に記載の半球状切削工具。
16. 前記第１または第２のポリマーフレーム部材の一方は、前記第１または第２のポリマーフレーム部材の他方に画定された開口部に受容されるように構成された複数の結合部分を備える、請求項１１に記載の半球状切削工具。
17. 前記湾曲金属サイドパネルの前記切削歯は、長い寸法および短い寸法を備え、
    前記切削歯の前記長い寸法は、前記半球状切削工具の半球面上で長手方向に配向される
    請求項１１に記載の半球状切削工具。
18. 前記半球状切削工具の前記回転軸は、前記金属ドームパネルの前記複数の切削歯の切削歯と交差する、請求項１１に記載の半球状切削工具。
19. 前記金属ドームパネルは、凹状の縁部分によって分離された複数のローブを備え、前記ローブの各々は係合部材を備える、請求項１１に記載の半球状切削工具。
20. 半球状切削工具であって、
    第２のポリマーフレーム部材に結合された第１のポリマーフレーム部材を備え、前記半球状切削工具の回転軸を画定するフレームであって、前記第１のポリマーフレーム部材は、前記フレームの第１の末端部分を画定し、前記第２のポリマーフレーム部材は、前記フレームの第２の末端部分を画定する、フレームと、
    前記フレームに結合され、前記半球状切削工具の前記回転軸の周りに配置された複数の湾曲サイドパネルであって、前記複数の湾曲サイドパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で前記湾曲サイドパネルの縁部分から前記フレーム内に向かって内向きに延在し、前記半球状切削工具の中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、複数の湾曲サイドパネルと、
    前記半球状切削工具が半球形状を有するように前記フレームの前記第２の末端部分に結合されたドームパネルであって、前記ドームパネルは、複数の切削歯と、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で前記ドームパネルの縁部分から前記フレーム内に内向きに延在し、前記半球状切削工具の前記中空内部に向かう方向で屈曲する複数の係合部材とを備える、ドームパネルと
    を備え、
    前記第２のポリマーフレーム部材は、前記湾曲サイドパネルおよび前記ドームパネルの周りに延在し、これにより、前記湾曲サイドパネルおよび前記ドームパネルの前記係合部材が前記第２のポリマーフレーム部材に埋め込まれている、半球状切削工具。
21. 請求項１に記載の半球状切削工具を製造する方法であって、
    前記ドームパネルおよび前記複数の湾曲サイドパネルを金型内に配置するステップと、
    前記フレームの少なくとも一部を形成するために、前記金型内にポリマー材料を注入するステップと
    を含む方法。