сверло для хирургической стоматологии

Формула изобретения

Сверло для хирургической стоматологии, представляющее собой цилиндрическое тело и содержащее хвостовик, ограничитель рабочей части в виде кольцеобразного выступа, рабочую часть с желобами и режущими гранями и выполненный внутри цилиндрического тела канал подачи жидкости для охлаждения обрабатываемой поверхности, отличающееся тем, что канал выполнен с переменным диаметром и с плавными переходами от меньшего диаметра к большему и обратно, причем отношение диаметра средней части канала к диаметрам входного и выходного отверстия составляет 1,5 - 2,0, а длина средней части канала не превышает сумму длин его начальной и конечной частей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к хирургическим стоматологическим инструментам, используемым, например, в стоматологической имплантологии.

Известно сверло для стоматологической имплантации с аксиальной режущей частью, в котором имеется канал для охлаждения (пат. США N 5.575 651, кл. 433-165, 1996 г.).

Существует инструмент для стоматологической медицины с рабочей частью в виде сверла или фрезы и каналом для охлаждающей воды, при этом часть канала, расположенная в хвостовике инструмента, отделена от канала в рабочей части уплотнительной прокладкой (Германия, пат.N 2331023, кл. A 61 C/02, 1978 г.).

Однако вышеописанные конструкции не позволяют обеспечить равномерный и постоянный поток воды, достаточный для хорошего охлаждения препарируемых твердых тканей, особенно при длительной работе из-за наличия внутреннего сопротивления водного потока.

Ближайшим, по мнению авторов, аналогом (прототипом) является патент США N 5.261818, кл. 433-165, 1993 г., по которому сверло имеет вид цилиндрического тела с режущей частью и хвостовиком. Внутри цилиндрического тела имеется канал, используемый для охлаждения. На режущей части сверла расположено несколько желобов, разделенных коаксиальными пазами. Каждый паз имеет отверстие для выхода воды на поверхность сверла. Недостатком данного сверла является сложность конструкции, не обеспечивающая необходимой степени охлаждения твердых тканей, так как непрерывное прохождение воды по узкому каналу постоянного сечения затруднено вследствие особенностей физического процесса течения жидкостей.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение равномерного и постоянного потока охлаждающей жидкости, например, воды, значительное снижение вероятности термического повреждения обрабатываемых твердых тканей.

Предлагаемое сверло для хирургической стоматологии представляет собой цилиндрическое тело, содержащее хвостовик, ограничитель рабочей части в виде кольцеобразного выступа, рабочую часть с желобами и режущими гранями и канал внутри цилиндрического тела, который выполнен с переменным диаметром, причем отношение диаметра средней части канала к диаметру входного и выходного отверстия составляет 1,5-2,0, а длина средней части канала не превышает сумму длин его начальной и конечной частей.

Предлагаемое сверло для хирургической стоматологии (см. чертеж) включает хвостовик 1, ограничитель рабочей части в виде кольцеобразного выступа 3, рабочую часть 2, имеющую желоба 8, и режущие грани 4, канал для охлаждающей воды переменного сечения 5 с расширенной средней частью D₂, начальной D₁ и конечной D₃ частями, входное 6 и выходное 7 отверстия для воды.

Сверло заправляется хвостовиком 1 в угловой наконечник бормашины и используется следующим образом. Сверло рабочей частью 2 с режущими гранями 4 устанавливается отвесно к препарируемой поверхности. Включается бормашина и плавным нажатием на ее наконечник с сохранением центрации рабочей части сверла обеспечивается равномерное круговое препарирование твердых тканей до образования канала нужных размеров, например, для последующей установки имплантата. Одновременно через входное отверстие 6 в канал цилиндрического тела сверла подается жидкость для охлаждения обрабатываемой поверхности, например, вода. Пройдя по начальной части канала меньшего диаметра D₁, вода поступает в расширенную среднюю часть канала с диаметром D₂. Затем через узкую конечную часть канала с диаметром D₃ водный поток выходит на обрабатываемую поверхность и орошает ее, что снижает вероятность термического повреждения препарируемых твердых тканей. Диаметры начальной и конечной частей канала могут быть равны или несколько отличаться, но всегда меньше диаметра средней части канала. Соотношение диаметров D₂ : D₁ (D₃) = 1,5 - 2,0 позволяет создать непрерывное равномерное орошение обрабатываемой поверхности.

Это объясняется тем, что течение жидкости, как физическое явление, можно описать уравнением Бернулли, связывающим скорость течения и давление: с возрастанием скорости течения давление уменьшается. При вхождении в узкую начальную часть канала водный поток будет иметь достаточно высокую скорость. Соответственно, давление в канале будет иметь небольшую величину, вследствие чего равномерное прохождение водного потока по всей длине канала постоянного сечения было бы затруднено. Однако в предлагаемой конструкции канал имеет переменное сечение с расширенной средней частью, в которой скорость движения водного потока уменьшается. В свою очередь, давление будет возрастать, что сообщит дополнительный импульс водному потоку для прохождения через конечную узкую часть канала с высокой скоростью.

При прохождении воды через канал с переменным сечением выполняется условие неразрывности потока: v₁S₁ = v₂S₂ (где S₁ и S₂ - площади сечений, а v₁ и v₂ - скорость воды в этих сечениях). Кроме того, если длина средней расширенной части канала не превышает сумму длин его начальной и конечной частей, поток охлаждающей воды будет постоянным и равномерным, что позволит снизить вероятность термического повреждения обрабатываемых твердых тканей.

Переходы от меньшего диаметра к большему диаметру и обратно должны быть плавными, без острых углов для обеспечения полной очистки канала и стерилизации сверла, что даст возможность использовать сверло многократно.

Съем режущей части сверла 4 по окончании препарирования осуществляется обратным ходом наконечника с вращающейся рабочей частью при сохранении ее соосности с обрабатываемой поверхностью. Для изготовления предлагаемого сверла могут быть использованы материалы, рекомендованные к применению в медицинской технике, например, титановый сплав марки ВТ-14 ГОСТ 16807-84, а также высокопрочные стали марок 40Х13, 95Х18 ГОСТ 5632-82. При использовании сталей на готовые сверла наносят покрытие хрома по существующей технологии для улучшения эстетического вида.

Применение предлагаемого сверла для хирургической стоматологии обеспечивает обработку препарируемой поверхности твердых тканей с высоким качеством, позволяет ускорить процесс препарирования, так как вследствие равномерного постоянного охлаждения наблюдается значительное снижение температуры в зоне препарирования, за счет чего исключается термическое повреждение твердых тканей. Благодаря этому предлагаемое сверло может быть широко использовано в костной хирургии, в частности в стоматологической имплатологии и челюстно-лицевой хирургии.

Предложенные признаки, а именно изготовление сверла с каналом для охлаждения, имеющим переменное сечение, причем отношение диаметра средней части канала к диаметрам входного и выходного отверстий составляет 1,5 - 2,0, а длина средней части канала не превышает сумму длин его начальной и конечной частей, в известных решениях не обнаружено, что позволяет сделать вывод о том, что предложенное решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Пример 1. Было изготовлено сверло для хирургической стоматологии, в частности для создания канала в твердых тканях челюсти больного с последующей установкой имплантата. Сверло было изготовлено механическим путем из титанового сплава марки ВТ-14 ГОСТ 19807-84, отвечающего требованиям стоматологической медицины. Диаметр хвостовика сверла был равен 2,3 мм, что необходимо для использования в стандартных стоматологических установках. Внутри цилиндрического тела сверла был выполнен канал переменного сечения для охлаждающей жидкости, имеющий входное и выходное отверстия. В качестве охлаждающей жидкости использовалась дистиллированная вода. Диаметр начальной части канала был равен диаметру его конечной части и составлял 0,8 мм. Диаметр средней части имел значение 1,5 мм. Длина средней части канала составляла 16 мм. Общая длина цилиндрического тела сверла равнялась 33 мм. На рабочей части цилиндрического тела сверла были выполнены четыре желоба для оттока отработанной массы твердой ткани. Для удобства очистки канала и стерилизации сверла переходы от меньшего диаметра к большему диаметру и обратно в канале сверла закруглены.

Пример 2. Было изготовлено сверло для хирургической стоматологии. Изготовление сверла осуществлялось аналогично описанному в примере 1. Диаметр начальной части канала для охлаждающей воды был равен 0,75 мм, диаметр его конечной части составлял 0,7 мм. Диаметр средней части канала равнялся 1,2 мм. Длина средней части канала составляла 14 мм, общая длина цилиндрического тела сверла 28 мм. На рабочей части цилиндрического тела сверла было выполнено шесть желобов для оттока отработанной массы. Для изготовления сверла использовали сталь 40Х13 ГОСТ 5632-82 с последующей закалкой. На готовое сверло наносили покрытие из хрома по существующей технологии.