用于植入物部件的添加制造的装置和方法制造方法及图纸

公开用于植入物部件的添加制造的改进装置和方法，包括与采用支承结构、在制造设备内对准植入物设计以及制造适应患者的植入物相关的改进。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2012年4月13日提交的题为“Devices and Methods for Additive Manufacturing of Implant Components”的美国临时申请序列No.61/623,776的权利，该申请的公开内容通过引用整体合并于此。
这里描述的实施方式涉及用于使用添加金属技术制造植入物、植入物部件和/或相关工具的装置和方法，添加金属技术包括SLM(选择性激光熔化)技术。更具体地，这里描述的多种实施方式包括用于改进形成适应患者的膝关节植入物的一部分的股骨植入物部件的SLM制造的方法。
技术介绍
历史上，病变、伤害或缺陷关节(例如具有骨关节炎的关节)使用标准的成品植入物和其他外科装置来修复。对于植入物设计采用一种尺寸匹配所有(以及甚至采用“几种尺寸匹配所有”的方法的那些，包括模块化组装系统)的方法的外科植入物系统通常不需要有关患者解剖结构的高精度信息。相反，这些系统采用例如植入物部位处的最大骨尺寸的总解剖测量值以及患者重量和年龄来确定“适当”的植入物。外科手术接着集中于改变下面的骨解剖支承结构(例如通过切割、钻孔和/或通过其他方式调整骨结构)来适应预先制造的植入物的现有接触表面。通过这些系统，可以制造和储存变化质量的植入物和/或植入物部件。一旦识别潜在患者，可以选择适当植入物和/或部件，运输到外科地点并用于患者的外科手术。r>近年来，关节置换领域开始包含“适应患者”(即“患者特异性”和/或“患者工程化”)植入物系统的理念。通过这些系统，外科植入物、相关外科工具和手术被设计成或通过其他方式调整以解决和适应进行外科手术的患者的独立解剖结构。这些系统通常采用术前单独获取的非侵入成像数据，来指导植入物、外科工具以及外科手术本身的计划的设计和/或选择。这些较新系统的多个目的包括(1)减小被移除以适应植入物的骨解剖结构的量，(2)设计/选择复制和/或改进天然关节功能的植入物，(3)增加植入物的耐用性和功能寿命，(4)简化医生的外科手术，(5)减少患者恢复时间和/或不适，以及(6)改进患者结果。由于“患者特异性”和“患者工程化”植入物系统使用来自特定患者的解剖结构信息来生成，这些系统通常在患者已被指定为“外科手术人选”并进行非侵入成像之后生成。但是，因为这些系统通常不是以多种尺寸预先制造和储存(如同传统系统)，在患者诊断和实际外科手术之间存在显著延迟，大部分由于使用患者成像数据来设计和制造“患者特异性”和/或“患者工程化”植入物部件所需的时间量。患者诊断/成像和实际外科手术之间的任何延迟的大部分会通常归因于根据特定患者解剖结构制造每个“患者特异性”和/或“患者工程化”植入物系统所需的时间。通常，使用第三方供应商，这些植入物被单独或小批量制造，与传统非定制植入物所使用的大批量制造相比，这可大大增加生成这些植入物部件的成本。另外，因为“患者特异性”和/或“患者工程化”植入物系统以有限的量制造，制造过程中的任何时刻识别的裂纹、失效或充分差异会具有很大影响，包括在需要时植入物部件不可用，和/或需要重新制造植入物部件，和/或加急定制植入物(且更加昂贵)以满足最终期限。因此，本领域需要一种先进的方法、技术、装置和系统来以成本有效和高效的方式确保“患者特异性”和/或“患者工程化”植入物部件对于计划外科手术的可用性。
技术实现思路
这里描述的实施方式包括添加制造技术在患者特异性和/或患者工程化植入物部件的设计、选择、开发、制造和/或成品化的使用中或与其相关的发展和改进，添加制造技术包括选择性激光熔化(SLM)制造技术。这里描述的多种实施方式以更成本有效和/或高效的方式促进“患者特异性”或“患者工程化”植入物的制造。这里描述的多种实施方式包括用于改进使用SLM或类似材料添加制造技术制造的植入物部件的强度、质量、性能和/或耐用性的方法。这里描述的多种实施方式包括改进和/或简化使用SLM或类似材料添加制造技术制造的植入物部件的后制造处理和/或“成品化”的方法。这里描述的多种实施方式包括评价和/或优化SLM制造方法和/或调整植入物设计特征以适应与SLM制造技术和过程相关的不同限制的方法。理解到这里描述的多种实施方式的特征不相互排斥，并且可以多种组合和交换的形式存在。附图说明通过结合附图，参照以下说明书，多种实施方式的目的、方面、特征和优点将变得更清楚，并且可以更好理解，附图中：图1描述SLM设备的示意图；图2A是股骨植入物的透视图；图2B是股骨植入物的透视图；图3是股骨植入物和支承结构的透视图；图4是制造有支承结构的股骨植入物的近观透视图；图5描述植入物柱之间延伸的支承结构的侧视图；图6A描述在植入物柱之间延伸的支承结构的侧视图；图6B是股骨植入物和支承结构的透视图；图7描述在植入物柱之间延伸的支承结构的侧视图；图8描述在植入物柱之间延伸的支承结构的侧视图；图9描述多种销钉/柱设计；图10描述植入物设计和制造定向的示例性实施方式的横截面图；图11描述植入物设计和制造定向的示例性实施方式的横截面图；图12描述植入物设计和制造定向的示例性实施方式的横截面图；以及图13描述植入物设计和制造定向的示例性实施方式的横截面图。附加的附图说明被包括在下面的文字中。除非另外在每幅附图的说明中表明，一些附图中的“M”和“L”分别指示视图的内侧和外侧；一些附图中的“A”和“P”分别指示视图的前侧和后侧；并且一些附图中的“S”和“I”分别指示视图的上侧和下侧。具体实施方式患者特异性植入物和相关外科手术的广泛采用面临许多显著挑战，其中许多挑战与制造植入物所需的时间量以及与生成用于每个单独外科患者的独特植入物相关的显著成本相关。不同于标准和/或模块化植入物，其大批量制造并储存以便需要时使用，患者特异性植入物通常在患者已经被识别为外科手术人选之后生成，并且使用从所需患者解剖结构获得的成像数据，设计和/或选择植入物。设计、制造和成品化植入物的过程会涉及许多步骤，通常涉及许多供应商，并且此过程必须在医生出现之前造成可接受的植入物。在一些情况下，由患者成像数据生成患者特异性植入物的传统方法会需要多于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于患者的膝关节的适应患者的股骨植入物的添加制造的方法，股骨植入物具有一个或多个关节表面、一个或多个面向骨表面、一个或多个周边边缘以及被构造成延伸进入膝的至少一个踝的一个或多个销钉，该方法包括：在制造设备中相对于基底对准用于植入物的设计；提供一个或多个支承结构，以便支承植入物的一个或多个部分；以及从植入物脱离所述一个或多个支承结构；其中所述一个或多个支承结构不接触所述一个或多个关节表面；其中所述一个或多个支承结构接触所述一个或多个销钉；以及其中所述一个或多个支承结构定位和/或定向成避免接触植入物的相邻表面，而不是待支承的植入物的所述一个或多个部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.13 US 61/623,7761.一种用于患者的膝关节的适应患者的股骨植入物的添加制造
的方法，股骨植入物具有一个或多个关节表面、一个或多个面向骨
表面、一个或多个周边边缘以及被构造成延伸进入膝的至少一个踝
的一个或多个销钉，该方法包括：
在制造设备中相对于基底对准用于植入物的设计；
提供一个或多个支承结构，以便支承植入物的一个或多个部分；
以及
从植入物脱离所述一个或多个支承结构；
其中所述一个或多个支承结构不接触所述一个或多个关节表
面；
其中所述一个或多个支承结构接触所述一个或多个销钉；以及
其中所述一个或多个支承结构定位和/或定向成避免接触植入
物的相邻表面，而不是待支承的植入物的所述一个或多个部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个支承结
构不接触所述一个或多个面向骨表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个支承结
构接触所述一个或多个销钉。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个支承结
构定位和/或定向成使其与植入物的相邻表面而不是待支承的植入
物的所述一个或多个部分隔开至少大约0.25mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个支承结
构被构造成支承待熔化和/或固化的粉末。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个支承结
构被构造成在制造期间将植入物锚固到基底以便基本上防止植入物
的未受控运动。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·米勒，D·赫斯基思，
申请(专利权)人：康复米斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US