医疗设备制造技术

公开了一种包括多孔结构(1)的医疗设备(9)，其中多孔结构(1)的配置取决于施加到多孔结构(1)的载荷而变化，使得当载荷为第一量级时多孔结构(1)具有第一配置，并且当载荷具有比第一量级更大的第二量级时多孔结构具有第二配置。多孔结构(1)包括第一表面部分(2)和第二表面部分(3)。当多孔结构(1)具有第一配置时，第一表面部分(2)与第二表面部分(3)脱离，并且其中当多孔结构(1)具有第二配置时，第一表面部分(2)与第二表面部分(3)接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医疗设备
本专利技术涉及多孔结构、包括多孔结构的医疗设备，以及生产此医疗设备的方法和将此医疗设备附接到患者的方法。
技术介绍
结合多孔结构的设备在医学上用于替换、支撑或以其它方式修复身体的部分。期望改善此类多孔结构，使得它们更适合于它们在医学和其它领域中的应用或使用。还期望改善结合或包括此多孔结构的医疗设备，使得所提供的替换、支撑或修复得到改善。
技术实现思路
根据本文所述的一些实施例，提供包括多孔结构的医疗设备，其中多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷为第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷具有比第一量级更大的第二量级时多孔结构具有第二配置。包括如本文所述的多孔结构的医疗设备可能够承受相对较高的非典型载荷，而不会在相对较低的载荷下损害多孔结构的低刚度。例如，在设计包括多孔结构的医疗设备时，人们可能注重加强医疗设备以便向医疗设备所附接到的身体部分提供更大的支撑。通过加强医疗设备所包括的多孔结构可实现医疗设备的加强以应对冲击。已知的多孔结构通常包括具有分布的孔隙或空隙的骨架或基体。因此可考虑通过增厚多孔结构的基体或框架的梁，例如通过扩大这些梁或类似构件的横截面来加强多孔结构以承受特殊或意外载荷。实际上，梁的厚度通常基于特殊或意外载荷的预测或估计的量级来确定。然而，增厚梁可以使得它们非常坚硬，继而使得多孔结构非常坚硬。因此，在涉及骨的应用中，包括此刚性多孔结构的医疗设备可危及骨重塑和/或向内生长。本文描述了多孔结构，其结合正常载荷下的低刚度和高机械强度以承受特殊或意外载荷。在典型或正常载荷下，多孔结构的低刚度可在涉及骨的应用中降低部分骨接合的风险，并因此加强骨接合。这可继而帮助在相对长的时间段内稳定医疗设备，例如在医疗设备是骨植入物的情况下。当处于典型或正常载荷下时，刚度低于健康骨的刚度的多孔结构甚至可促进骨向内生长：允许损坏已经在多孔结构中生长的骨可促使骨重塑并且进一步定殖多孔结构。这种骨的损坏和重建一直持续到骨可以承受典型或正常载荷。多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷具有第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷增加到第二量级时多孔结构转变到第二配置。在一些实施例中，当多孔结构具有第二配置时，抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力大于当多孔结构具有第一配置时抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力。在一些实施例中，多孔结构具有仅当多孔结构具有第二配置时才达到的最大机械强度。医疗设备的该取决于施加到其上的载荷的演化机械性能可允许医疗设备在较低载荷下例如在多孔结构内促进骨向内生长。这可能是因为可能有更高的刺激，例如可导致骨生成的骨细胞的刺激。这可改善医疗设备的长期稳定性。在较高载荷下，例如在特殊和暂时的基础上，医疗设备可提供足够的机械强度以帮助减少对医疗设备和/或承载医疗设备的患者的损害。在一些示例中，第一载荷可为零。在一些示例中，多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷是压缩载荷、拉伸载荷、剪切载荷和扭转载荷中的一种时，多孔结构从具有第一配置转变成具有第二配置。在本专利技术的一些实施例中，多孔结构包括第一表面部分和第二表面部分，其中当多孔结构具有第一配置时，第一表面部分与第二表面部分脱离，并且其中当多孔结构具有第二配置时，第一表面部分与第二表面部分接合。在一些示例中，第一表面部分和第二表面部分是多孔结构的一个主体的表面部分。例如，多孔结构的主体可为成形为使得主体的两个表面能够彼此接合或接触的撑杆或梁。在其它示例中，第一表面部分是第一单元的表面部分，并且第二表面部分是第二单元的表面部分。也就是说，第一表面部分和第二表面部分可为分离或离散单元的部分。在本专利技术的一些实施例中，医疗设备可包括第一单元和第二单元以及连接第一单元和第二单元的一个或多个连接构件。在示例中，当多孔结构具有第二配置时，一个或多个连接构件中的每个连接构件比当多孔结构具有第一配置时更为线性。在其它示例中，当多孔结构具有第二配置时，一个或多个连接构件中的每个连接构件比当多孔结构具有第一配置时更不具有线性。在一些示例中，一个或多个连接构件可为弹性的。例如，一个或多个连接构件中的每个连接构件可被配置成在多孔结构从第一配置转变到第二配置期间弹性变形。在本专利技术的一些实施例中，多孔结构的孔隙率可在25％和75％之间。例如，孔隙率可在40％和60％之间。在本专利技术的一些实施例中，多孔结构是弹性的。在本专利技术的一些实施例中，多孔结构可由金属和/或金属合金形成。金属可为例如钛。金属合金可为例如钛合金、钴铬合金或不锈钢。在其它实施例中，多孔结构可由陶瓷材料或聚合物材料形成，例如聚醚醚酮。在一些实施例中，医疗设备可为生物相容的。也就是说，医疗设备可由一种或多种对活组织无害或无毒的材料制成。在本专利技术的一些实施例中，医疗设备可为植入物。植入物可为例如整形外科植入物、颅骨植入物、颌面植入物、颅颌面植入物、关节替换植入物、骨接合植入物、骨缺损填充植入物、髋植入物、脊柱植入物、支架或移植物。在其它实施例中，医疗设备可为矫形器，例如支柱、脚踝矫形器、外骨骼、鞋底、夹板或头盔。在其它实施例中，医疗设备可为假体设备，例如手部假体、足部假体或肢体假体。根据本文所述的一些实施例，提供生产包括多孔结构的医疗设备的方法，该方法包括：确定多孔结构在使用中可经受的载荷范围；以及制造包括多孔结构的医疗设备，使得多孔结构具有取决于施加到多孔结构的载荷而变化的结构，使得当载荷具有第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷具有大于第一量级并且在载荷范围内的第二量级时多孔结构具有第二配置。多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷具有第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷增加到第二量级时多孔结构转变到第二配置。在一些实施例中，当多孔结构具有第二配置时，抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力大于当多孔结构具有第一配置时抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力。在一些实施例中，多孔结构具有仅当多孔结构具有第二配置时才达到的最大机械强度。在一些实施例中，制造可以包括添加剂制造，例如选择性激光熔化。在其它实施例中，添加剂制造可包括立体光刻、选择性激光烧结和/或熔融沉积建模。根据本文描述的一些实施例，提供了将医疗设备附接到患者的方法，其中该方法包括：提供包括多孔结构的医疗设备，其中多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷具有第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷具有大于第一量级并且在载荷范围内的第二量级时多孔结构具有第二配置；以及将医疗设备的第一部件附接到患者的第一部分。多孔结构的配置取决于施加到多孔结构的载荷而变化，使得当载荷具有第一量级时多孔结构具有第一配置，并且当载荷增加到第二量级时多孔结构转变到第二配置。在一些实施例中，当多孔结构具有第二配置时，抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力大于当多孔结构具有第一配置时抵抗由于载荷的施加而导致的多孔结构变形的阻力。在一些实施例中，多孔结构具有仅当多孔结构具有第二配置时才达到的最大机械强度。在一些实施例中，该方法还可包括将医疗设备的第二部件附接到患者的第二部分。在一些实施例中，患者的第一部分可为患者的第一骨部分。在一些实施例中，患者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括多孔结构的医疗设备，其中，所述多孔结构的配置取决于施加到所述多孔结构的载荷而变化，使得当所述载荷为第一量级时所述多孔结构具有第一配置，并且当所述载荷具有比第一量级更大的第二量级时所述多孔结构具有第二配置，其中所述多孔结构包括第一表面部分和第二表面部分，其中当所述多孔结构具有所述第一配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分脱离，并且其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.27 GB 1609448.4;2015.09.10 US 62/216,9001.一种包括多孔结构的医疗设备，其中，所述多孔结构的配置取决于施加到所述多孔结构的载荷而变化，使得当所述载荷为第一量级时所述多孔结构具有第一配置，并且当所述载荷具有比第一量级更大的第二量级时所述多孔结构具有第二配置，其中所述多孔结构包括第一表面部分和第二表面部分，其中当所述多孔结构具有所述第一配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分脱离，并且其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分接合。2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，抵抗由于所述载荷的施加而导致的所述多孔结构变形的阻力大于当所述多孔结构具有所述第一配置时抵抗由于所述载荷的施加而导致的所述多孔结构变形的阻力。3.根据权利要求1或2所述的医疗设备，其中所述多孔结构具有仅当所述多孔结构具有所述第二配置时才达到的最大机械强度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗设备，其中所述第一表面部分和第二表面部分是所述多孔结构的一个主体的表面部分。5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗设备，其中所述医疗设备包括多个单元，其中所述第一表面部分是所述多个单元中的第一单元的表面部分，并且所述第二表面部分是所述多个单元中的第二单元的表面部分。6.根据权利要求5所述的医疗设备，其中所述多个单元中的每个单元分别包括主体和从所述主体延伸的臂部，其中所述第一表面部分是所述第一单元的所述臂部的一部分，并且其中所述第二表面部分是所述第二单元的所述臂部的一部分。7.根据权利要求6所述的医疗设备，其中所述第一单元的所述臂部与所述第二单元的所述臂部互连。8.根据权利要求6或7所述的医疗设备，其中所述第一单元和所述第二单元中的至少一个的主体是多孔的。9.根据权利要求5至8中任一项所述的医疗设备，其中所述多个单元相对定位成一维阵列、二维阵列或三维阵列。10.根据权利要求5至9中任一项所述的医疗设备，其中全部的所述多个单元基本上彼此相同。11.根据权利要求1至10中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构包括第一单元和第二单元以及将所述第一单元连接到所述第二单元的一个或多个连接构件。12.根据权利要求11所述的医疗设备，其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，所述一个或多个连接构件中的每个连接构件比当所述多孔结构具有所述第一配置时更为线性。13.根据权利要求11所述的医疗设备，其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，所述一个或多个连接构件中的每个连接构件比当所述多孔结构具有所述第一配置时更不具有线性。14.根据权利要求11至13中任一项所述的医疗设备，其中所述一个或多个连接构件中的每个连接构件被配置成在所述多孔结构从所述第一配置转变到所述第二配置期间弹性变形。15.根据权利要求1至14中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构的所述配置取决于施加到所述多孔结构的所述载荷而变化，使得当所述载荷是压缩载荷、拉伸载荷、剪切载荷和扭转载荷中的一种时，所述多孔结构从具有所述第一配置转变成具有所述第二配置。16.根据权利要求1至15中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构的孔隙率在25％和75％之间，任选地，其中所述孔隙率在40％和60％之间。17.根据权利要求1至16中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构包括具有0.3mm至1.5mm之间的第一孔隙尺寸的一个或多个孔隙。18.根据权利要求1至17中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构包括具有0.75mm至5mm之间的第二孔隙尺寸的一个或多个孔隙。19.根据从属于权利要求17时的权利要求18所述的医疗设备，其中所述第二孔隙尺寸大于所述第一孔隙尺寸。20.根据权利要求1至19中任一项所述的医疗设备，包括第一端部部分。21.根据权利要求20所述的医疗设备，包括第二端部部分，其中所述多孔结构位于所述第一端部部分和所述第二端部部分之间，并且其中所述第一端部部分和所述第二端部部分中的一个或每个与所述多孔结构一样是多孔的，或相比所述多孔结构少孔。22.根据权利要求21所述的医疗设备，其中所述第一端部部分和所述第二端部部分中的至少一个分别包括用于接收紧固件的孔。23.根据权利要求1至22中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构是弹性的。24.根据权利要求1至23中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构由金属和/或金属合金形成。25.根据权利要求24所述的医疗设备，其中所述金属是钛和/或其中所述金属合金选自由钛合金、钴铬合金和不锈钢组成的组。26.根据权利要求1至23中任一项所述的医疗设备，其中所述多孔结构由陶瓷材料或聚合物材料形成。27.根据权利要求26所述的医疗设备，其中所述聚合物材料是聚醚醚酮。28.根据权利要求1至27中任一项所述的医疗设备，其中所述医疗设备是生物相容的。29.根据权利要求1至28中任一项所述的医疗设备，其中所述医疗设备是植入物、矫形设备和假体设备中的一种。30.根据权利要求29所述的医疗设备，其中所述植入物是整形外科植入物、颅骨植入物、颌面植入物、颅颌面植入物、关节替换植入物、骨接合植入物、骨缺损填充植入物、髋植入物、脊柱植入物、支架或移植物。31.根据权利要求29所述的医疗设备，其中：所述矫形设备是支柱、脚踝矫形器、外骨骼、鞋底、夹板或头盔；或所述假体设备是手部假体、足部假体或肢体假体。32.一种生产包括多孔结构的医疗设备的方法，所述方法包括：确定所述多孔结构在使用中可经受到的载荷范围；以及制造包括所述多孔结构的所述医疗设备，使得所述多孔结构具有取决于施加到所述多孔结构的载荷而变化的配置，使得当所述载荷具有第一量级时，所述多孔结构具有第一配置，并且当所述载荷具有大于所述第一量级且在所述载荷范围内的第二量级时，所述多孔结构具有第二配置，其中所述多孔结构包括第一表面部分和第二表面部分，其中当所述多孔结构具有所述第一配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分脱离，并且其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，所述第一表面部分与所述第二表面部分接合。33.根据权利要求32所述的方法，其中当所述多孔结构具有所述第二配置时，抵抗由于所述载荷的施加而导致的所述多孔结构变形的阻力大于当所述多孔结构具有所述第一配置时抵抗由于所述载荷的施加而导致的所述多孔结构变形的阻力。34.根据权利要求32或权利要求33所述的方法，其中所述多孔结构具有仅当所述多孔结构具有所述第二配置时才达到的最大机械强度。35.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，其中所述制造包括添加剂制造。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述添加剂制造包括选择性激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·巴尔巴斯，纪尧姆·杜波依斯，杰里米·阿达姆，
申请(专利权)人：OBL股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR