具有内部通道的3D打印植入物制造技术

提供了一种用于插入患者中的植入物(52)。植入物包括三维打印结构的层。每个层包括三维打印结构的填充图案，每个层的填充图案包括一组填充线。植入物包括多个中空通道(21)。层被布置在彼此的顶上，使得多个中空通道被形成在植入物内，其中每一通道的壁由打印结构的层中的多个层的填充线的分段形成。至少一个中空通道(21)在植入物的第一外表面与植入物的第二外表面之间延伸。至少一个中空通道在相对于与植入物的第一外表面垂直的参考轴(37)倾斜的方向上被定向。方向上被定向。方向上被定向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内部通道的3D打印植入物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年6月12日提交到欧洲专利局的欧洲专利申请18177214.6的优先权权益，其包括所有表格、附图和权利要求的全部内容通过引用被并入本文以用于所有目的。


[0003]本专利技术涉及植入物领域，特别地，涉及具有内部通道的3D(三维)打印植入物及其制造。

技术介绍

[0004]当今，乳房增强和乳房再生手术是由于美学原因而最常见的执行手术之一。由于美学方面在乳房手术中发挥重要作用，所以经历手术的女性的最大关注之一是最终结果的外观。事实上，美学方面对于患者的心理状况是至关重要的，尤其是对于经历乳腺癌并且结果是天然乳房组织的部分被移除的女性。因此，对该领域的关注随着时间的推移而增加。目前，即使采用不同的乳房重建或乳房增强手术(procedure)，两种手术都主要依赖于硅氧烷植入物的插入(insertion)。脂肪移植也是常见的技术，并且这两个手术的组合可以用于改善最终结果，并且特别地，以满足患者的美学预期。
[0005]然而，尽管在整形手术中其普遍存在，但已知在与非自然外观或大疤痕有关的手术后，硅氧烷植入物有时具有与乳房的外观相关的问题，这取决于所插入的植入物的尺寸。此外，与硅氧烷植入物相关的主要问题是其有限的寿命跨度。由于它们不是终生产品，所以在某个时间段之后，植入物可以在身体内部爆裂。由于身体对外来植入物材料的以乳房包膜挛缩(capsular contracture)形式的免疫应答而引起的另一并发症可能发生，这影响乳房的硬度，从而导致不自然的触觉感觉。即使存在治疗囊(capsule)的非手术方法，但是患者最经常必须经历第二次手术以移除或替换植入物。
[0006]为了克服与硅氧烷植入物相关的问题，特别是为了改善患者的安全性，已经考虑了新一代生物可吸收植入物，其目的是支持组织在身体内部的再生。生物可降解的材料，例如一些热塑性塑料，可以使用称为注入模制的技术而被制造出，其中熔化的材料被注入到模具中，该模具给对象赋予整体形状。不幸的是，当需要创建复杂的详细几何形状时，该过程示出了限制。例如，在再生医学中，高孔率结构必须用作模板以促进组织再生。
[0007]近来，主要由于3D打印技术的快速发展，该技术已经被考虑在植入物的制造中使用。3D打印机通常通过添加(additive)工艺来创建3D对象。更普遍地称为“3D打印”，添加制造(AM)是一组技术的冠层(canopy)术语，该组技术通过逐层挤出材料来构建物理部件，该工艺固有地不同于经典机械加工，该机械加工最通常通过钻、铣材料块等来工作。
[0008]上述乳房植入物可以使用3D打印(特别是熔融沉积建模(FDM)技术)和诸如聚己内酯(PCL)的生物可降解材料来制造。该特定聚合物可以是有利的，因为它被广泛地用于医疗领域，并且因此已经被监管机构批准。最重要的是，PCL满足降解要求，使得一旦它开始降
解，新的组织/脉管系统就会在植入物内生长和沉降。
[0009]在插入由3D打印制造的植入物之后，需要执行脂肪注入。脂肪注入是必要的，因为已经观察到在植入物内部“再生长”的再生组织比天然乳房组织更硬。因此，为了使最终结果与天然乳房组织一样柔软，可以例如借助于吸脂来收集合适百分比的脂肪，并且使用特定的针将其注入到植入物中。在随机注入的意义上，注入手术是有问题的，该随机注入多次穿孔结构可能损坏细丝(filament)并影响植入物的整体结构的完整性。为了克服这个问题，可以使用在欧洲专利申请EP2995278A1中公开的用于设计植入物并且植入物本身有利于脂肪注入的手术。EP2995278A1中描述的手术涉及植入物的插入，以促进身体内部的组织再生，并且促进随后在植入之后的某个时间段内的脂肪注入。为了避免对植入物的损坏，应当提供用于插入用于脂肪注入的针的空间。为此，EP2995278A1中公开的植入物包括三维支架结构，该三维支架结构具有空隙，该空隙填充有占据空间的结构，该占据空间的结构可移除地附接至三维支架结构。提供占据空间的结构以防止组织和/或单个细胞侵入空隙。在第二手术中移除占据空间的结构之后，所产生的空隙(其优选地可互连且形成一个连续通道结构)可填充有脂肪或其他移植细胞。
[0010]然而，相应的3D植入物的设计从制造观点而言是相当具有挑战性的，并且从患者和外科医生的观点来看是相当不理想的。事实上，在打印3D植入物期间需要考虑在移除占据空间的结构之后形成的通道，并且因此该通道需要被包括在可导致弱化结构的打印指令代码中。另外，随后移除占据空间的结构需要另外的手术，并且可能带来并发症，因为新再生的组织可能被损坏，导致患者的安全问题，并且如果由于预测的空隙空间体积与注入的脂肪的实际体积之间的差异导致脂肪未被很好的嵌入在结构中，则注入的脂肪可能经历坏死或者其可能被再吸收。
[0011]因此，在本领域中需要一种改进的植入物，其改善最终结果并且同时促进针对重建丢失的组织和/或恢复组织/器官功能的总体手术。

技术实现思路

[0012]在各种实施例中，本专利技术涉及包括三维结构的层的植入物，每个层包括填充图案；其中层被布置在彼此的顶上，使得在植入物内形成多个中空通道，其中每个中空通道在相对于层被布置在彼此的顶上的方向而倾斜的方向上定向。每个通道的壁由填充图案的分段形成，特别是由打印材料的细丝或条形成。在本说明书的范围内，在制造层的填充图案时由打印机挤出的热塑性原料的部分或片段将被称为细丝。
[0013]根据本专利技术的植入物的目的在于克服上述问题，特别是便于将诸如脂肪组织的生物材料注入到植入物中，并移除创建用于注入生物材料的空隙的第二手术的必要性。在下文中，在不失一般性的情况下，仅脂肪或脂肪细胞/组织将被称为可用于注入到植入物中的生物材料的代表性和高度相关形式。然而，应当理解，根据其使用，可以将任何其他类型的细胞或生物材料注入到植入物中。
[0014]本专利技术的植入物架构利用在植入物的制造期间自然生成并且因此已经存在于机器指令(例如，G代码)中的通道。以这种方式，可以将脂肪注入到在植入物中原生地形成的通道中，而不损坏其任何细丝。为此，由于3D打印植入物呈现高度多孔的结构，所以植入物被设计成使得延伸穿过植入物的已经存在的通道与用于脂肪注入的通道重合。根据各种实
施例的植入物的通道(其通常在常规3D打印对象中沿着打印方向发展)被定向。定向的通道不必与打印方向平行。优选地，如稍后将描述的，通道可以附加地聚焦朝向其中外科医生可以将脂肪注入到植入物中的区域。因此，可利用植入物的自然结构(特别是形成于其中的路径/通道)将脂肪注入到植入物中，而不损坏植入物本身。特别地，不需要在植入物的设计中提供额外的或专用的通道以及因此需要采用的从EP2995278A1已知的占据空间的结构。
[0015]如本申请中所使用的，术语“植入物”涉及一种医疗装置，其用于替代缺失的生物结构，以支持受损的生物结构和/或增强现有的生物结构。特别地，本专利技术的植入物是用于重建身体组织和/或恢复组织或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于插入患者中的植入物(16，33，52，61，62)，其中，所述植入物包括：三维(3D)打印结构的层(71，72，101)，其中每个层(71，72)包括所述三维打印结构的填充图案(76，77)，每个层的所述填充图案(76，77)包括一组填充线；以及多个中空通道(21)，其中，所述层(71，72)被布置在彼此的顶上，使得所述多个中空通道(21)被形成在所述植入物内，其中每个通道(21)的所述壁由所述打印结构的层中的多个层的所述填充线的分段形成，其中至少一个中空通道(21)在所述植入物的第一外表面与所述植入物的第二外表面之间延伸，其中所述至少一个中空通道(21)在方向(53)被定向，所述方向(53)相对于与所述植入物的所述第一外表面垂直的参考轴倾斜。2.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述植入物的所述第一外表面和所述第二外表面是相对面向的表面。3.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述第一外表面与由所述三维(3D)打印结构的第一层形成的二维平面平行。4.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述第一外表面是所述植入物的最大平面表面。5.根据权利要求1所述的植入物，其中，通道的纵向轴与所述参考轴之间的角度在10度至85度之间。6.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述三维(3D)打印结构的层(71，72，101)包括第一批层和第二批层，其中所述第一批层包括所述三维(3D)打印结构的层中的奇数编号层，以及其中所述第二批层包括所述三维(3D)打印结构的层中的偶数编号层，其中所述第一批层的所述填充线在第一方向上被定向，并且其中所述第二批层的所述填充线在不同于所述第一方向的第二方向上被定向，其中所述第一批层中的所述奇数编号层的所述填充图案的部分相对于所述第一批层中的第一填充层的所述填充图案的部分移位。7.根据权利要求6所述的植入物，其中，所述第二批层中的所述偶数编号层的所述填充图案的部分相对于所述第二批层中的第一填充层的所述填充图案的部分移位。8.根据权利要求6或7所述的植入物，其中，第一奇数编号层的第一填充线(102
11
)与第二奇数编号层的第一填充线(102
31
)之间的横向偏移值在所述第一奇数编号层的所述第一填充线(102
11
)与所述第一奇数编号层的第二相邻填充线(102
12
)之间的距离的0％至50％之间。9.根据权利要求6或7所述的植入物，其中，第一奇数编号层的第一填充线(102
11
)与第二奇数编号层的第一填充线(102
31
)之间的横向偏移值在所述第一奇数编号层的所述第一填充线(102
11
)与所述第一奇数编号层的第二相邻填充线(102
12
)之间的距离的50％至100％之间。10.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述多个中空通道在所述植入物的所述第一外表面或在所述第二外表面朝向预定义区域(97)会聚。
11.根据权利要求10所述的植入物，其中，所述预定义区域(97)是位于所述植入物的所述第一外表面之外或所述第二外表面之外的会聚点。12.根据权利要求1或10所述的植入物，其中，至少一个中空通道是锥形通道。13.根据权利要求12所述的植入物，其中，所述锥形通道被配置为使得所述通道在所述植入物的底表面上的开口的尺寸在5
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【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：贝拉塞诺有限公司，
类型：发明
国别省市：