用于骨向内生长的三维多孔结构的表面纹理以及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种整形外科假体部件。该假体部件包括基部、多孔三维结构和至少一个接合螺柱，该至少一个接合螺柱延伸穿过多孔三维结构的表面边界以接合患者的骨。

Surface texture and preparation method of three dimensional porous structure for bone ingrowth

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于骨向内生长的三维多孔结构的表面纹理以及制备方法本申请要求美国临时申请62/650,775的优先权，该临时申请提交于2018年3月30日并且明确地以引用方式并入本文。
技术介绍
本文所公开的实施方案整体涉及用于骨向内生长的三维多孔结构的表面特征部以及制备所述结构的方法。这些年来，快速成型和增材制造领域已取得许多进展，尤其是对于诸如原型部件和模制模具的制品的快速成型而言。与常规机加工工艺诸如其中材料(例如金属)开始作为材料块然后因此被机加工成成品的那些相比，这些进展降低了制造成本和时间，同时提高了成品的精度。然而，快速成型三维结构的主要焦点在于快速成型结构的密度增加。现代快速成型/增材制造技术的示例包括片材层合、粘附粘结、激光烧结(或选择性激光烧结)、激光熔融(或选择性激光烧结)、光聚合、液滴沉积、立体光刻、3D打印、熔融沉积建模和3D绘图。特别是在选择性激光烧结、选择性激光熔融和3D打印的领域中，高密度部件的生产的改进使得那些技术可用于设计和精确地生产诸如高密度金属部件的制品。在组织工程学领域，需要多孔三维生物相容性支架来容纳哺乳动物细胞并促进其三维生长和再生，并且因此可用作例如植入物/假体部件或其他假体。此外，该支架或向内生长涂层需要足够的表面纹理以促进快速有效的骨向内生长所必需的稳定的植入物-骨界面。某些过去的向内生长涂层依赖于突出超过平均涂层高度的颗粒/小珠的随机存在来提供微凸体并且增大与骨的初始摩擦。这可发生在例如传统的烧结多孔涂层中。使用增材制造技术诸如3D打印的其他向内生长涂层已变得可商购获得，并且例如使用在向内生长涂层的顶表面上方延伸的圆柱形尖峰或钩的图案。虽然这些增材制造解决方案确实增大了摩擦，但由于实现适当嵌插所必需的设计属性和尺寸，它们在嵌插期间易于断裂或者在嵌插到骨中时可产生大量碎屑。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，公开了整形外科假体部件。整形外科假体部件包括基部和附接到基部的多孔三维结构。多孔三维结构被构造成允许骨向内生长并且具有外表面边界。整形外科假体部件还包括接合螺柱，该接合螺柱从多孔三维结构的外表面边界向外延伸到被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端。在外表面边界与外部嵌插末端之间限定距离，该距离在0.05毫米至0.30毫米的范围内。在一些实施方案中，接合螺柱可包括定位在多孔三维结构中的细长主体，以及从细长主体延伸到外部嵌插末端的嵌插头。另外，在一些实施方案中，狭槽可延伸穿过细长主体。在一些实施方案中，细长主体可从附接到基部的第一端部延伸到附接到嵌插头的第二端部。在一些实施方案中，接合螺柱和基部可为单个整体部件。在一些实施方案中，接合螺柱和多孔三维结构可为单个整体部件。在一些实施方案中，接合螺柱可为从多孔三维结构的外表面边界向外延伸的多个接合螺柱中的一个接合螺柱。每个接合螺柱可具有被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端。在外表面边界与每个外部嵌插末端之间限定在0.03毫米至0.30毫米范围内的距离。另外，在一些实施方案中，每个接合螺柱可沿着中心轴线延伸，第一数量的接合螺柱中的每个接合螺柱可围绕其中心轴线定位在第一旋转位置处，并且第二数量的接合螺柱中的每个接合螺柱可围绕其中心轴线定位在第二旋转位置处。第二旋转位置可不同于第一旋转位置。在一些实施方案中，第二旋转位置可与第一旋转位置成90度。在一些实施方案中，多孔三维结构具有厚度，并且每个距离相对于厚度的比率可小于0.25。在一些实施方案中，基部可包括被构造成接纳胫骨插入件的胫骨平台。另外，在一些实施方案中，细长杆可从胫骨平台延伸到远侧末端。细长杆可被构造成植入患者的胫骨的外科准备的近侧端部中。在一些实施方案中，多孔三维结构可附接到胫骨平台的远侧表面，并且细长杆向外延伸穿过三维结构。根据另一方面，整形外科假体部件包括基部和附接到基部的多孔三维结构。多孔三维结构被构造成允许骨向内生长并且具有外表面边界。整形外科假体部件也包括多个接合螺柱，该多个接合螺柱沿中心轴线从多孔三维结构的外表面边界向外延伸。每个接合螺柱具有被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端。一定数量的多个接合螺柱中的每个接合螺柱围绕其中心轴线与多个接合螺柱中的至少一个其他接合螺柱成一角度旋转。在一些实施方案中，多个接合螺柱可被定位在沿着多孔三维结构的外表面边界延伸的假想线上。在一些实施方案中，第一数量的接合螺柱中的每个接合螺柱可围绕其中心轴线定位在第一旋转位置处，并且第二数量的接合螺柱中的每个接合螺柱可围绕其中心轴线定位在第二旋转位置处。第二旋转位置可不同于第一旋转位置。另外，在一些实施方案中，第一数量的接合螺柱中的接合螺柱可与第二数量的接合螺柱中的接合螺柱交替。在一些实施方案中，基部可包括被构造成接纳胫骨插入件的胫骨平台。另外，在一些实施方案中，细长杆可从胫骨平台延伸到远侧末端。细长杆可被构造成植入患者的胫骨的外科准备的近侧端部中。根据另一个方面，本专利技术公开了制造整形外科假体部件的方法。该方法包括沉积并扫描金属粉末的连续层，以形成多孔三维结构并形成延伸超过多孔三维结构的表面边界的至少一个接合螺柱。根据本公开的另一方面，公开了具有表面特征部或纹理的向内生长涂层或主体，该表面特征部或纹理提供与骨组织的稳定机械性互锁，从而允许组织向内生长。本专利技术公开了整形外科植入物/假体部件的示例性表面特征部或纹理，该表面特征部或纹理限制植入物“悬垂”在骨上、防止植入物座置和/或减小植入物的与周围组织紧密接触的表面积的机会。本专利技术还公开了向内生长涂层，该向内生长涂层限制在植入、使用或提取期间出现的涂层或表面特征部的松散或破裂部分的量。在一个方面，提供了整形外科植入物/假体部件。该植入物可包括基部和具有多个单元格的多孔三维结构，以及延伸穿过多孔三维结构的表面边界的至少一个表面特征部。至少一个表面特征部锚固到基部并且包括终止于一点处的末端区域。在一些实施方案中，至少一个表面特征部可由在该点处相交的多个翅片构成。另外，在一些实施方案中，末端区域可为三角形形状的。在一些实施方案中，至少一个表面特征部可为锥形形状的。在一些实施方案中，至少一个表面特征部和基部可形成为单件。在一些实施方案中，整形外科植入物/假体部件可由多个表面特征部构成。在一些实施方案中，多个表面特征部中的至少一个表面特征部可在中心轴线处以与多个表面特征部中的至少一个其他表面特征部不同的角度旋转到基部。在一些实施方案中，多个表面特征部可被定位在跨多孔三维结构的表面的至少一行中。在一些实施方案中，该至少一行中的表面特征部可在中心轴线处以该行中的重复图案在至少第一位置与第二位置之间交替地旋转到基部。在一些实施方案中，该至少一行中的表面特征部可在中心轴线处以该行中的非重复图案在至少第一位置与第二位置之间交替地旋转到基部。在一些实施方案中，至少一个表面特征部可由比基部和多孔三维结构中的至少一者更硬的材料构成。在一些实施方案中，至少一个表面特征部可由可降解材料构成。在一些实施方案中，多孔三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整形外科假体部件，包括：/n基部，/n附接到所述基部的多孔三维结构，所述多孔三维结构被构造成允许骨向内生长并且具有外表面边界，以及/n接合螺柱，所述接合螺柱从所述多孔三维结构的外表面边界向外延伸到被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端，/n其中在所述外表面边界与所述外部嵌插末端之间限定距离，所述距离在0.03毫米至0.30毫米的范围内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 US 62/6507751.一种整形外科假体部件，包括：
基部，
附接到所述基部的多孔三维结构，所述多孔三维结构被构造成允许骨向内生长并且具有外表面边界，以及
接合螺柱，所述接合螺柱从所述多孔三维结构的外表面边界向外延伸到被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端，
其中在所述外表面边界与所述外部嵌插末端之间限定距离，所述距离在0.03毫米至0.30毫米的范围内。


2.根据权利要求1所述的整形外科假体部件，其中所述接合螺柱包括定位在所述多孔三维结构中的细长主体，以及从所述细长主体延伸到所述外部嵌插末端的嵌插头。


3.根据权利要求2所述的整形外科假体部件，其中狭槽延伸穿过所述细长主体。


4.根据权利要求2所述的整形外科假体部件，其中所述细长主体从附接到所述基部的第一端部延伸到附接到所述嵌插头的第二端部。


5.根据权利要求1所述的整形外科假体部件，其中所述接合螺柱和所述基部是单个整体部件。


6.根据权利要求1所述的整形外科假体部件，其中所述接合螺柱和所述多孔三维结构是单个整体部件。


7.根据权利要求1所述的整形外科假体部件，其中所述接合螺柱是从所述多孔三维结构的外表面边界向外延伸的多个接合螺柱中的一个接合螺柱，每个接合螺柱具有被构造成接合患者的骨的外部嵌插末端，
其中在所述外表面边界与每个外部嵌插末端之间限定在0.03毫米至0.30毫米范围内的距离。


8.根据权利要求7所述的整形外科假体部件，其中：
每个接合螺柱沿中心轴线延伸，
第一数量的接合螺柱中的每个接合螺柱围绕其中心轴线定位在第一旋转位置处，并且
第二数量的接合螺柱中的每个接合螺柱围绕其中心轴线定位在第二旋转位置处，所述第二旋转位置不同于所述第一旋转位置。


9.根据权利要求8所述的整形外科假体部件，其中所述第二旋转位置与所述第一旋转位置成90度。


10.根据权利要求1所述的整形外科假体部件，其中所述多孔三维结构具有厚度，并且每个距离相对于所述厚度的比率小于0...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·凯恩，
申请(专利权)人：德普伊新特斯产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US