BR112020012665B1 - Estrutura porosa flexível - Google Patents

Abstract

A presente revelação refere-se aos sistemas de fixação de implante porosos flexíveis. Determinados aspectos fornecem estruturas porosas flexíveis incluindo uma estrutura helicoidal e uma pluralidade de elementos de intertravamento acoplados à estrutura helicoidal, a estrutura helicoidal sendo configurada para conectar a pluralidade de elementos de intertravamento. Determinados aspectos fornecem um corpo compreendendo uma estrutura porosa, o corpo configurado para fazer interface com um osso perpendicular ao eixo do osso; e um parafuso compreendendo uma cabeça, em que a cabeça é configurada para repousar dentro de um volume do corpo, enquanto uma porção do parafuso se estende para fora do corpo, pelo que o corpo é configurado para restringir o movimento da cabeça dentro do corpo ao longo do eixo do osso.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS CORRELATOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Europeu número 17306847.9, depositado em 20 de dezembro de 2017. O teor deste pedido é incorporado ao presente documento como referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção

[0002] A presente revelação refere-se aos implantes médicos. Mais particularmente, a presente revelação refere-se aos sistemas de fixação de implante poroso flexível.

Descrição da tecnologia correlata

[0003] Implantes ósseos porosos ou parcialmente porosos podem ser usados em determinadas circunstâncias. Eles podem se tornar porosos por diferentes razões, tais como economizar peso, diminuir a condutividade térmica, obter propriedades mecânicas mais próximas daquelas do osso circundante e/ou permitir a incorporação óssea para melhor fixação.

[0004] Ao projetar um implante ósseo que permite a incorporação óssea para melhor fixação, os projetistas de implantes enfrentam requisitos conflitantes: por um lado, a rigidez do implante deve ser menor que a do osso circundante e, por outro lado, o implante deve ser forte o suficiente para sobreviver a impactos acidentais.

[0005] Em particular, implantes mais rígidos que o osso circundante podem causar proteção contra o estresse. A proteção contra o estresse é o fenômeno em que o implante assume a maior parte da carga, de forma que menos carga é transportada pelo osso. Isso pode levar à reabsorção óssea. Em outras palavras, pode ocorrer o oposto da incorporação óssea. De modo a diminuir a rigidez de um implante poroso, uma estratégia é diminuir a densidade da estrutura porosa.

[0006] No entanto, uma estrutura porosa com uma densidade mais baixa também costuma ter uma resistência reduzida. Isso é prejudicial, pois aumenta o risco do implante quebrar com cargas acidentais. Para aumentar a resistência de um implante poroso, uma estratégia é aumentar a densidade de sua estrutura porosa.

[0007] O Pedido de Patente Internacional WO/2017/042366, que é incorporado como referência neste documento na sua totalidade, descreve uma estrutura porosa que permite conciliar ambos requisitos: baixa rigidez sob carga normal e alta rigidez sob carga acidental, como revelado no Resumo e Figura 8b do documento WO/2017/042366. Em algumas modalidades, essa estrutura porosa compreende unidades que são conectadas por meio de elementos de conexão, tal como mostrado na Fig. 13c e descrito no relatório descritivo e p. 20, ll. 15-21 do documento WO/2017/042366. Cada par de unidades adjacentes possui duas superfícies que fazem contato com deformações maiores que o normal, como descrito na seção Resumo do relatório descritivo do documento WO/2017/042366. Dessa forma, os elementos de conexão podem ser dimensionados para fornecer a baixa rigidez necessária para promover a incorporação óssea quando as superfícies não se tocam, e as unidades podem ser projetadas para fornecer, quando suas superfícies se tocam, a resistência necessária para sobreviver a cargas acidentais, conforme descrito na seção Resumo do relatório descritivo do documento WO/2017/042366.

[0008] Implantes e estruturas porosas que fornecem melhorias novas e não óbvias para os implantes e estruturas porosas descritos no documento WO/2017/042366, tal como descrito na seção Resumo do relatório descritivo do WO/2017/042366, são ainda descritos no presente documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A figura 1 é um exemplo de uma estrutura porosa com um corpo que é uma barra helicoidal com elementos de intertravamento integrados, de acordo com determinados aspectos.

[0010] A figura 2 é um exemplo de uma estrutura porosa que tem um corpo em forma de zigue-zague com elementos de intertravamento integrados, de acordo com determinados aspectos.

[0011] A figura 3 é um exemplo de uma estrutura porosa que tem um corpo que é uma folha perfurada com elementos de intertravamento integrados, de acordo com determinados aspectos.

[0012] A figura 4 é um exemplo de uma estrutura porosa que tem um corpo que é um tubo perfurado com elementos de intertravamento integrados, de acordo com determinados aspectos. Em determinados aspectos, o corpo da Figura 4 pode ser uma pele para uma estrutura porosa interna.

[0013] A Figura 5A é um exemplo de cinco corpos de unidades (por exemplo, corpos de unidades porosas) de uma estrutura porosa, de acordo com determinados aspectos.

[0014] A Figura 5B é um exemplo de elementos de intertravamento de uma estrutura porosa, de acordo com determinados aspectos.

[0015] A Figura 5C é um exemplo de conexão de elementos de uma estrutura porosa, de acordo com determinados aspectos.

[0016] A Figura 5D é um exemplo de uma estrutura porosa completa formada a partir dos elementos das Figuras 5A-5C, de acordo com determinados aspectos.

[0017] A Figura 5E é uma vista explodida de um exemplo de duas unidades de uma estrutura porosa, cada uma com um corpo e elementos de intertravamento, de acordo com determinados aspectos.

[0018] A Figura 6 é uma vista explodida de uma estrutura porosa hexagonal incluindo duas unidades e elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos. Em determinados aspectos, elementos de conexão flexíveis da estrutura porosa da Figura 6 podem constituir uma pele.

[0019] A Figura 7 é um exemplo de duas unidades de uma estrutura porosa conectadas por elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos.

[0020] A Figura 8 é um exemplo de unidades de uma estrutura porosa empilhadas para formar uma estrutura linear e conectadas por elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos.

[0021] A Figura 9 é um exemplo de unidades porosas acopladas para formar uma estrutura plana conectada por elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos.

[0022] A Figura 10 é um exemplo de unidades porosas empilhadas e acopladas para formar uma estrutura 3D conectada por elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos.

[0023] A Figura 10A é um exemplo de um espaçador espinhal formado por unidades porosas empilhadas, acopladas e conectadas por elementos de conexão flexíveis, de acordo com determinados aspectos.

[0024] A Figura 11 é um exemplo de um parafuso com uma estrutura porosa helicoidal, de acordo com determinados aspectos.

[0025] A Figura 12 é uma vista em corte do exemplo de um parafuso da Figura 11. Em determinados aspectos, o parafuso inclui uma cabeça de parafuso, ponta do parafuso, um invólucro externo e um núcleo central.

[0026] As Figuras 12A-12C ilustram um parafuso de exemplo incluindo uma estrutura porosa flexível e suportes configurados para cortar osso encravado.

[0027] A Figura 13 é um exemplo de um eixo de um parafuso com uma estrutura porosa formada como hélices de cruzamento, de acordo com determinados aspectos.

[0028] As figuras 14A e 14B são exemplos de unidades separadas de uma estrutura porosa para um eixo de um parafuso ou cavilha, de acordo com determinados aspectos.

[0029] A Figura 14C é um exemplo de unidades separadas das Figuras 14A e 14B na posição de intertravamento, de acordo com determinados aspectos.

[0030] A Figura 14D é um exemplo de um elemento de conexão helicoidal com rosca de parafuso para um eixo de um parafuso ou cavilha, de acordo com determinados aspectos.

[0031] A Figura 14E é um exemplo de um segundo elemento de conexão helicoidal para um eixo de um parafuso ou cavilha, de acordo com determinados aspectos.

[0032] A Figura 14F é um exemplo de um eixo de um parafuso ou cavilha formado a partir dos elementos das Figuras 14C-14E, de acordo com determinados aspectos.

[0033] A Figura 15 é um exemplo de um parafuso com duas hélices paralelas como uma estrutura porosa, de acordo com determinados aspectos.

[0034] A Figura 16 é um exemplo de um implante glenoide incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0035] A Figura 17 é um exemplo de um implante glenoide (por exemplo, para grandes defeitos ósseos) incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0036] A Figura 18 é um exemplo de um implante de fêmur incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0037] Figura 19 é um exemplo de um implante de joelho incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0038] A Figura 20 é um exemplo de um implante dentário incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0039] A Figura 21A é um exemplo de um corpo de um implante para um sistema de fixação de implantes para ossos (por exemplo, com uma pequena seção transversal) incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0040] A Figura 21B é um exemplo de um parafuso de um implante para um sistema de fixação de implante para ossos (por exemplo, com uma pequena seção transversal) incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0041] A Figura 21C é um exemplo de um obturador de um implante para um sistema de fixação de implantes para ossos (por exemplo, com uma pequena seção transversal) incluindo estruturas porosas, de acordo com determinados aspectos.

[0042] Figura 21D é um exemplo de um sistema de fixação de implante para ossos (por exemplo, com uma pequena seção transversal) incluindo estruturas porosas formadas a partir dos elementos das Figuras 21A-21C, de acordo com determinados aspectos.

[0043] A Figura 22 é uma vista esquemática de um dispositivo médico da técnica anterior.

[0044] A Figura 23 é um exemplo de um sistema para projetar e fabricar objetos 3D.

[0045] A Figura 24 ilustra um diagrama de blocos funcional de um exemplo do computador mostrado na Figura 23.

[0046] A Figura 25 mostra um processo de alto nível para fabricar um objeto 3D usando um sistema de fabricação aditivo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0047] A descrição a seguir e as figuras anexas são direcionadas para certas modalidades específicas. As modalidades descritas em qualquer contexto particular não se destinam a limitar esta revelação à modalidade especificada ou a qualquer uso específico. Os versados na técnica reconhecerão que as modalidades, aspectos e/ou características revelados não estão limitados a nenhuma modalidade específica. Por exemplo, a referência a uma camada, componente, peça, etc., pode, em determinados aspectos, referir-se a "um ou mais".

[0048] Certas modalidades neste documento referem-se aos implantes que têm tamanho reduzido em comparação com outras estruturas porosas com corpos unitários separados, elementos de conexão, elementos que entram em contato com grandes deformações - por exemplo, elementos de intertravamento ou elementos de restrição de deformação - e pele.

[0049] Por exemplo, certas modalidades deste documento fornecem um projeto de estrutura porosa que melhora ainda mais os projetos no documento WO/2017/042366, como o projeto na Figura 13c e descrito no relatório descritivo na p. 20, ll. 15-21 ou como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou 19a-l9d e descritos no relatório descritivo nas p. 9, ll. 31-p. 15, ll. 18; p. 17, ll. 14-p. 23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do documento WO/2017/042366. Em particular, em certas modalidades, em vez de estruturas compreendendo unidades individuais que são conectadas por meio de elementos de conexão e tendo elementos de intertravamento ou restrição que só fazem contato com grandes deformações, como na Figura 13c e descritas no relatório descritivo nas p. 20, ll. 15-21 do documento WO/2017/042366, modalidades de estruturas porosas descritas no presente documento combinam dois ou mais desses elementos para obter um design mais compacto.

[0050] Um exemplo de modalidade inclui uma ou mais unidades que fornecem o comportamento flexível dos elementos de conexão no documento WO/2017/042366, como na Figura 13c e descrito no relatório descritivo na p. 20, ll. 15-21 do documento WO/2017/042366, e que compreendem internamente dois ou mais elementos que restringem a deformação e contribuem para a resistência mecânica. Em outras palavras, o corpo da unidade funciona ao mesmo tempo como elemento de conexão e, opcionalmente, como pele. Os elementos de restrição podem ser elementos desacoplados que entram em contato com um determinado nível de deformação, como elementos opostos para restringir os elementos de compressão e intertravamento para restringir a extensão. Uma combinação de restrição de compressão e extensão pode ser obtida projetando elementos de intertravamento que entram em contato um com o outro por extensão excessiva e que entram em contato com o corpo da unidade por compressão excessiva. Outras modalidades são possíveis.

[0051] Exemplos de modalidades de tais unidades podem ter a forma de uma hélice, como a unidade 100 (Figura 1), uma forma em zigue-zague, como a unidade 200 (Figura 2), uma estrutura perfurada, como a unidade 300 (Figura 3, por exemplo, um favo de mel), uma folha, como a unidade 200 ou 300 (Figura 2 ou Figura 3) ou um tubo, como a unidade 100 ou 400 (Figura 1 ou Figura 4). Outras formas, tais como estruturas tridimensionais, estruturas em camadas, estruturas auxéticas, estruturas prismáticas, desenhos ondulados, desenhos encaracolados, desenhos de escadas, desenhos escalonados, desenhos ondulados, etc., também são modalidades possíveis. Exemplos de elementos restritivos 104, 204, 304, 404 também são mostrados nas Figuras 1-4.

[0051] Outro exemplo de modalidade combina a pele externa com a função dos elementos de conexão enquanto mantém os corpos das unidades identificáveis. Exemplos de tais modalidades podem ser vistos nas Figuras 5 a 10.

[0052] As Figuras 5A-E mostram um exemplo em que os corpos da unidade 502 assumem a forma de discos perfurados 502 (Figura 5A). Entre os discos 502 estão os elementos de intertravamento 504 (Figura 5B) configurados para intertravar um com o outro e, desse modo, acoplar os corpos das unidades móveis 502. De cada par de elementos de intertravamento 504, um é anexado a um corpo de unidade 502 de um par de corpos de unidade adjacentes 502 e o outro ao outro corpo de unidade 502 do par. A Figura 5E mostra uma vista explodida de dois corpos de unidade 502 com seus elementos de intertravamento 504. Neste caso, os elementos de intertravamento 504 têm um desenho em camadas com duas camadas 508, mas outros desenhos ou desenhos com uma única camada ou mais de 2 camadas são possíveis. As camadas 508 dos elementos de intertravamento adjacentes 504 podem ser interpostas entre si para acoplar de maneira móvel os corpos das unidades adjacentes 502. Sob cargas normais, esses elementos de intertravamento 504 dos corpos de unidade adjacentes 502 não entram em contato um com o outro. Em cargas acidentais, uma deformação maior que o normal coloca em contato os elementos de intertravamento 504, para que contribuam para a resistência da estrutura porosa 500. O elemento de conexão 506 que conecta os corpos da unidade 502 também atua como uma pele 506 (Figura 5C). Esta pele 506 é projetada para fornecer uma flexibilidade dentro da faixa desejada. No exemplo mostrado na Figura 5C, a flexibilidade desejada é alcançada por meio de perfurações em forma de fenda em uma configuração escalonada. Outras concepções do elemento de conexão 506, como as de tipo mola, ou os desenhos das Figuras 1 e 4 - com ou sem elementos adicionais de intertravamento (por exemplo, elementos de intertravamento 104, 204, 304, 404, etc.) são possíveis. A Figura 5D mostra a montagem dos elementos das Figuras 5A-C. O exemplo das Figuras 5A-E tem uma seção transversal circular e uma forma cilíndrica, mas tanto a seção transversal como a forma longitudinal podem ser adaptadas para se ajustarem ao objetivo do dispositivo médico. Este exemplo é adequado, entre outros, para o design de implantes de preenchimento de defeitos ósseos e, em particular, para implantes de preenchimento de defeitos ósseos para ossos alongados, como rádio, ulna, úmero, fêmur, tíbia, fíbula, costelas, clavícula, mandíbula, falanges, metacarpos e metatarsos.

[0053] Um exemplo de uma estrutura semelhante 600 com uma seção transversal diferente é mostrado nas Figuras 6-8. Por exemplo, a estrutura 600 inclui corpos de unidade 602, elementos de intertravamento 604, camadas 608 e elemento de conexão 606. Os diferentes elementos deste exemplo seguem os mesmos princípios que o exemplo das Figuras 5A-E. No entanto, este exemplo tem uma seção transversal poligonal, em particular uma seção transversal hexagonal. Ter uma seção transversal de formato mais regular, como triângulo, retângulo, quadrado, hexágono, etc., permite que unidades repetidas da estrutura porosa formem estruturas em forma de placa, como a estrutura em placa 900 que pode ser vista na Figura 9, ou volumes de estrutura porosa, como o volume da estrutura porosa 1000 que pode ser vista na Figura 10. Tais estruturas em forma de placa podem ser moldadas para cobrir superfícies de implantes em contato com os ossos. Alternativamente, essas estruturas em forma de placa podem ser modeladas para formar o corpo de um implante em forma de placa, como uma placa craniana. Os volumes da estrutura porosa podem ser modelados ou aparados para formar o corpo ou parte do corpo de um implante, como o espaçador espinhal 1005 da Figura 10A, o implante glenoide 1700 da Figura 17 ou outros implantes, como implantes de preenchimento de defeitos ósseos.

[0054] O implante da técnica anterior 9 mostrado na Figura 22 é conectado ao osso por meio das partes de extremidade 10 e 11. Essas partes terminais, embora também porosas, requerem tantos reforços ao redor dos muitos orifícios dos parafusos de fixação 12, que podem não atingir a baixa rigidez sob carga normal que é direcionada ao restante do implante 9. Isso pode ser problemático, pois a interface osso-implante - ou seja, o plano da osteotomia onde o osso foi cortado - não é carregado e todas as cargas são redirecionadas através de uma parte terminal mais rígida e parafusos de fixação mais rígidos para a lateral do osso. Em outras palavras, a incorporação óssea é menos promovida na interface osso-implante do que se poderia esperar.

[0055] Certas modalidades deste documento fornecem um sistema de fixação que possui comportamento mecânico semelhante ao da estrutura porosa do documentoWO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou l9a-l9d e descritos no relatório descritivo na p. 9, ll. 31- p. 15, ll. 18; p. 17, ll. 14-p. 23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do WO/2017/042366: uma baixa rigidez sob cargas normais e alta resistência sob cargas mais altas (isto é, acidentais). Para realizar esse comportamento, em certas modalidades, o sistema de fixação usa uma estrutura interna de acordo com o documento WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou l9a-l9d e descrito no relatório descritivo na p. 9, ll. 31-p. 15, ll. 18; p. 17, ll. 14-p.23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do documento WO/2017/042366, uma estrutura interna de acordo com as modalidades descritas no presente documento ou uma combinação de ambas. Em certas modalidades, o sistema de fixação compreende um ou mais hastes, pinos, parafusos e/ou cavilhas e, opcionalmente, um ou mais obturadores.

[0056] As hastes, pinos, parafusos e/ou cavilhas podem ter uma estrutura interna de acordo com a estrutura porosa do documento WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou l9a-l9d e descritos no relatório descritivo na p. 9, ll. 31-p. 15,ll. 18; p. 17, ll. 14-p. 23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do WO/2017/042366, ou de acordo com a estrutura porosa das modalidades descritas no presente documento.

[0057] Em algumas modalidades, os eixos das hastes, pinos, parafusos e/ou cavilhas têm uma invólucro externa e um núcleo interno. Em certas modalidades, o invólucro externo pode ter uma estrutura de acordo com o projeto helicoidal da Figura 1. No caso de um parafuso, uma rosca pode seguir a hélice. Um exemplo desse parafuso 1100 é mostrado na Figura 11-12. Como mostrado, o invólucro externo compreende um corpo helicoidal 1102 com rosca de parafuso 1104 e elementos de intertravamento 1106. Infelizmente, como o invólucro externo é uma hélice, ela oferece pouca resistência à torção até que os elementos de intertravamento 1106 se toquem. No entanto, em algumas modalidades, a rigidez à torção pode ser aumentada tendo um núcleo interno, como mostrado na Figura 12, compreendendo elementos longitudinalmente deslizantes 1108, alguns conectados à cabeça do parafuso 1110, outros à ponta do parafuso 1112, que impedem a torção entre a cabeça 1110 e ponta 1112.

[0058] Em certas modalidades, os eixos dos pinos, parafusos e/ou cavilhas têm uma invólucro externo com uma estrutura de acordo com o projeto de hélice cruzada da Figura 4 (por exemplo, são possíveis mais de 2 hélices, como o parafuso 1300 com hélices 1302 e 1304 como mostrado na Figura 13). Uma rosca de parafuso pode seguir uma hélice. Nesta modalidade, a presença da hélice de cruzamento fornece rigidez à torção. O núcleo central pode ser deixado aberto, pode ser preenchido com os elementos deslizantes 1108 da Figura 12 ou pode ser preenchido de outra maneira, por exemplo, com uma estrutura porosa. Em certas modalidades, o núcleo central não impede a compressão e extensão do corpo helicoidal sob cargas normais. Um exemplo seria uma estrutura porosa compreendendo uma infinidade de elementos mutuamente desconectados que se estendem para dentro a partir da invólucro externo.

[0059] Outra modalidade pode ter um único (por exemplo, corpo de hélice 1402 ou 1404, como mostrado na Figura 14D ou 14E) ou corpo de hélice cruzada (por exemplo, corpo de hélice 1402 e 1404, como mostrado na Figura 14F) ocupando o invólucro externo e os elementos de intertravamento 1406 ocupando o núcleo interno, como ilustrado nas Figuras 14A-14F.

[0060] Outra modalidade pode ter duas hélices paralelas (por exemplo, hélices 1502 e 1504) conectadas em intervalos 1506 em uma configuração escalonada como no parafuso 1500 mostrado na Figura 15. Esse design restringe a compressão a cargas acidentais, mas não a extensão.

[0061] Um exemplo particular de um parafuso de acordo com uma modalidade é um implante dentário 2000, como pode ser visto na Figura 20. O eixo do implante dentário pode ter qualquer uma das estruturas das modalidades anteriores. Nos implantes dentários, a infecção por bactérias presentes na boca é uma causa alegada de perda óssea. Portanto, pode ser apropriado fornecer ao implante um revestimento antibacteriano e/ou uma seção sólida e lisa do eixo, onde o implante se projeta do osso.

[0062] Para determinados implantes, as cargas entre o implante e o osso são transmitidas através de tensões de cisalhamento, o que não é natural para o osso. O osso é capaz principalmente de transportar cargas compressivas. As tensões de cisalhamento localizadas ao redor dos parafusos de fixação podem causar danos ao osso.

[0063] Como discutido, em certas modalidades, como mostrado nas Figuras 11-12, um parafuso inclui uma estrutura porosa flexível (por exemplo, o design helicoidal da Figura 1), que promove a incorporação óssea no parafuso, o que pode ajudar na fixação. No entanto, em determinados casos, como cirurgia de revisão, pode ser desejável remover/extrair o parafuso do osso após a inserção no osso. Pode ainda ser desejável reduzir os danos causados ao osso ao remover o parafuso. Consequentemente, certas modalidades deste documento fornecem uma ou mais estruturas ao longo da estrutura porosa flexível configurada com bordas afiadas. As bordas afiadas são posicionadas de forma que, à medida que o parafuso é girado (por exemplo, no sentido anti- horário), de modo a extrair o parafuso do osso, as bordas afiadas cortam ou separam o osso encravado no parafuso, permitindo assim que o parafuso seja extraído de modo mais limpo e com menos chance de danos adicionais ao osso. Em determinados aspectos, o osso encravado que é cortado pode cair no parafuso e, portanto, ser extraído junto com o parafuso.

[0064] As Figuras 12A-12C ilustram um parafuso de exemplo incluindo uma estrutura porosa flexível e suportes configurados para cortar osso encravado. Como mostrado, o parafuso inclui uma primeira estrutura helicoidal 1202 em torno do parafuso (por exemplo, em uma manta do parafuso) que compreende uma rosca do parafuso. O parafuso inclui ainda uma segunda estrutura helicoidal 1204 que inclui um número de suportes 1206. Como mostrado, as hastes 1206 são formadas ao longo do comprimento do parafuso (por exemplo, correspondem às hastes longitudinais). As bordas dos suportes 1206 podem ser formadas como bordas afiadas (por exemplo, como mostrado mais claramente nas Figuras 12B e 12C) de acordo com qualquer número de projetos apropriados. Consequentemente, à medida que o parafuso é girado e extraído do osso, as estruturas helicoidais 1202 e 1204 deslizam através do osso na cavidade que o parafuso originalmente ocupava no osso, e os suportes 1206 colidem ainda mais com o osso que cresceu nas aberturas da estrutura porosa do parafuso. Durante esta extração, a borda afiada das hastes 1206 corta o osso, permitindo que as hastes 1206 se movam através do mesmo.

[0065] Em determinados aspectos, a seção transversal do suporte, como mostrado em várias modalidades na Figura 12C, pode ter um ângulo de 70 graus, um ângulo inferior, um ângulo superior, etc. Em determinados aspectos, algumas ou todas as hastes 1206 e/ou hastes adicionais para diferentes desenhos de parafusos, como os desenhos das Figuras 11-15, incluem uma borda tão afiada.

[0066] Em algumas modalidades, o sistema de fixação é usado para conectar um implante a uma parte da anatomia de um paciente (por exemplo, osso). Para superar as fraquezas mencionadas, o sistema de fixação pode ser projetado de acordo com as cargas predominantes esperadas na interface implante/anatomia. O osso, por exemplo, se modela para suportar tensões predominantes. Um implante, em certas modalidades, pode ser projetado para ter uma interface com o osso que é substancialmente perpendicular à direção dessas tensões predominantes, de modo a transferir efetivamente as cargas do osso para o implante. O sistema de fixação em certas modalidades também é projetado para manter a transferência de cargas na interface e não desviar as cargas para outro local ou converter as cargas em outros tipos de cargas (por exemplo, de compressão/tensão para cisalhamento). Pernos, parafusos e/ou cavilhas podem, portanto, ser aplicados perpendicularmente à interface implante/anatomia.

[0067] Uma modalidade de um sistema de fixação de implante é uma cavilha ou haste conectada ao implante, como pode ser visto na Figura 16 para um implante glenoide 1600. Em uma modalidade, o implante 1600 tem um núcleo de metal sólido 1610, perfurações 1602 para inserção de parafuso, uma camada porosa 1604 para incorporação óssea e uma cavilha porosa 1608 para estabilização e fixação. De modo a evitar a proteção do estresse e promover a incorporação óssea, pode-se usar uma das estruturas porosas descritas no presente documento ou no documento WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou 19-l9d e descritas no relatório descritivo na p. 9, ll. 31p. 15, ll. 18; p. 17, ll. 14-p. 23, ll. 16; ou p. 25, ll.4-28 do documento WO/2017/042366, para o pino 1608, a camada porosa 1604 (aqui representada como uma estrutura porosa regular) e/ou os parafusos de fixação (não mostrados na imagem).

[0068] Outro exemplo de modalidade de um sistema de fixação de implante é a combinação de um implante glenoide 1700, como pode ser visto na Figura 17 e um ou mais parafusos, como visto nas Figuras 11-15. Em uma modalidade, o implante glenoide 1700 tem uma base de metal sólida 1710, uma estrutura porosa 1704 de acordo com outros aspectos desta invenção e pode ser adequada para grandes defeitos ósseos. A estrutura porosa 1704 é orientada para acomodar as cargas predominantes no glenoide. No lado 1712, o implante 1700 possui uma parede lisa para evitar que músculos, tendões, nervos e vasos sanguíneos sejam danificados ou irritados à medida que se movem sobre a superfície.

[0069] Outra modalidade de exemplo é um implante femoral 1800, como pode ser visto na Figura 18. Em uma modalidade, a estrutura 506 da Figura 5 é aplicada a parte da haste do implante 1800. Dessa forma, a haste pode ser projetada para ser flexível o suficiente para evitar a proteção do estresse e promover a incorporação óssea, enquanto ainda é forte o suficiente para suportar cargas acidentais.

[0070] Outra modalidade de exemplo é um implante de joelho 1900, como pode ser visto na Figura 19. Em uma modalidade, o implante de joelho 1900, como mostrado, compreende um componente femoral metálico 1902, um componente tibial metálico 1904 e um espaçador de polímero (não mostrado). Cada componente de metal tem um núcleo de metal sólido 1906/1908, uma ou mais superfícies voltadas para os ossos 1910/1912 e um ou mais pinos 1914/1916. Os pinos 1914/1916 podem ser cilíndricos, cônicos, semelhantes a barbatanas ou de qualquer outra forma adequada. Para promover a incorporação, as superfícies voltadas para os ossos 1910/1912 podem ser cobertas por uma estrutura porosa. A estrutura porosa pode ser uma estrutura regular (por exemplo, uma célula unitária repetida, como conhecido na técnica), uma estrutura de acordo com o documento WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou l9a-l9d e descrito no relatório descritivo na p. 9, ll. 31-p. 15, ll. 18; p. 17, ll. 14-r. 23, ll. 16; ou p. 25, 11. 4-28 do WO/2017/042366, ou uma estrutura de acordo com as modalidades reveladas neste documento. A estrutura pode ser orientada de modo a acomodar as direções de carregamento prevalecentes. Para promover a incorporação óssea e evitar a proteção contra o estresse, os pinos podem ser projetados para compreender uma das estruturas porosas do WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, l0a a l7b ou 19-l9d e descrito no relatório descritivo na p. 9, ll. 31-p. 15, ll.18; p. 17, ll. 14-r. 23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do WO/2017/042366, ou das modalidades discutidas neste documento.

[0071] Uma modalidade, como mostrado na Figura 21D, fornece um sistema de fixação 2100 para ossos alongados, como uma mandíbula ou a diáfise de um fêmur, tíbia, fíbula, úmero, rádio, ulna, costela, clavícula, metacarpo, metatarso, falange. Particularmente em ossos com uma seção transversal menor, pode ser um desafio fixar um implante de substituição óssea com um sistema de fixação com uma interface perpendicular ao eixo do osso e parafusos de fixação substancialmente paralelos ao eixo do osso. De acordo com esta modalidade, o sistema de fixação do implante 2100 compreende os seguintes elementos:

[0072] - um corpo 2102 como mostrado na Figura 21A. Este corpo 2102 substitui uma seção do osso. Em uma modalidade, o corpo 2102 tem uma estrutura porosa de acordo com o WO/2017/042366, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1a a 7, 10a a l7b ou l9a-l9d e descrito no relatório descritivo na p. 9, ll. 31-p. 15, ll. 18; p. 17,ll. 14-r. 23, ll. 16; ou p. 25, ll. 4-28 do WO/2017/042366,ou para modalidades reveladas no presente pedido. O corpo 2102 tem uma interface 2104 com o osso que é substancialmente perpendicular ao eixo do osso. O corpo 2102 inclui elementos de conexão 2103 que conectam a interface 2104 a um elemento de recebimento de parafuso 2105. O espaço entre a interface 2104 e o elemento receptor 2105 forma um volume para um parafuso ou cavilha se alojar;

[0073] - um parafuso ou cavilha 2106, como mostrado na Figura 21B. Para superar o desafio das dimensões limitadas e ainda poder alinhar o parafuso ou cavilha 2106 dentro da interface osso/implante e substancialmente paralelo ao eixo do osso, a cabeça 2110 do parafuso ou cavilha 2106 pode estar dentro do volume do corpo 2102. A interface 2104 e o elemento receptor 2105 restringem o movimento na direção perpendicular ao eixo do osso do parafuso 2106. O corpo 2102 pode ter uma abertura 2108 se estendendo ainda mais ao longo do eixo do parafuso ou cavilha 2106 para permitir a inserção de uma chave de fenda. Alternativamente, a cabeça 2110 do parafuso 2106 pode ser acessível lateralmente, de modo que o parafuso 2106 possa ser preso com uma chave inglesa ou com um pino que se agarra a uma série de aberturas 2112 na cabeça 2110 do parafuso ou cavilha 2106. Em uma modalidade, o parafuso 2106 tem uma estrutura porosa, como mostrado para as hastes, estacas e parafusos acima;

[0074] - opcionalmente, um obturador 2120, como mostrado na Figura 21C. Particularmente quando não há espaço para fornecer uma abertura 2108 para uma chave de fenda e o parafuso ou o parafuso 2106 deve ser preso lateralmente, é difícil para o cirurgião exercer pressão suficiente no parafuso ou na cavilha 2106 para introduzi-lo no osso. Em uma modalidade, o sistema de fixação do implante também compreende um obturador 2120. O orifício para o obturador 2120 pode ser pré-perfurado, como o uso de uma guia de perfuração (específica do paciente). O obturador 2120 pode então ser inserido no orifício, por exemplo, manualmente ou usando um martelo. O obturador 2120 compreende recursos externos 2122 para limitar a rotação (por exemplo, aletas paralelas ao eixo do obturador). O obturador 2120 também compreende pelo menos um elemento para impedir a extração quando o implante é fixado ao osso. Pode ser um ou mais elementos que são empurrados para fora quando o parafuso 2106 é acionado no obturador 2120. Alternativamente, podem existir um ou mais parafusos ou pinos de ancoragem inseridos a aproximadamente 90° do eixo do obturador 2120, como são conhecidos a partir de pregos intramedulares. Em uma modalidade, o obturador 2120 tem uma estrutura porosa, como mostrado para as hastes, pinos e/ou parafusos acima.

[0075] Uma vantagem de usar um parafuso 2106 e o obturador 2120 é que o obturador 2120 pode ser projetado para se ajustar à forma do osso. Por exemplo, o obturador 2120 pode receber um diâmetro mais adequado para a seção transversal do osso. Por exemplo, o obturador 2120 pode ser dimensionado para caber entre as paredes corticais do osso.

[0076] Uma vantagem importante do uso de um sistema de fixação de implante, do qual (por exemplo, todos) os elementos possuem estruturas porosas, como descrito no presente documento, é que não apenas o design do implante, mas também o sistema de fixação promove a incorporação óssea.

[0077] Certas modalidades fornecem uma estrutura porosa flexível para implantação no osso. Em certas modalidades, a estrutura inclui uma estrutura helicoidal, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1, 4, 5C, 5D, 613, 14D-16, 19 ou 20. Além disso, a estrutura inclui uma pluralidade de elementos de intertravamento acoplados à estrutura helicoidal, sendo a estrutura helicoidal configurada para conectar a pluralidade de elementos de intertravamento, como mostrado em qualquer uma das Figuras 1, 4, 5A, 5B, 5D-16, 19 ou 20. Cada um da pluralidade de elementos de intertravamento é configurado para ter espaço entre o elemento de intertravamento e a estrutura helicoidal e espaço entre o elemento de intertravamento e os elementos de intertravamento adjacentes quando em uma posição neutra. A pluralidade de elementos de intertravamento é configurada para contatar a estrutura helicoidal quando uma força compressiva é aplicada à estrutura porosa flexível, restringindo desse modo a compressão da estrutura helicoidal. A pluralidade de elementos de intertravamento é configurada para entrar em contato com elementos de intertravamento adjacentes quando uma força de extensão é aplicada à estrutura porosa flexível, restringindo desse modo a extensão da estrutura helicoidal.

[0078] Em certas modalidades, a estrutura helicoidal e a pluralidade de elementos de intertravamento formam uma superfície de um cilindro oco, como mostrado nas Figuras 1, 4, 11-13 ou 15. Em certas modalidades, cada um da pluralidade de elementos de intertravamento compreende uma estrutura em T, e os elementos de intertravamento adjacentes são orientados de maneira espelhada um do outro, como mostrado na Figura 1, 11 ou 12.

[0079] Em certas modalidades, a estrutura helicoidal forma uma superfície de um cilindro e a pluralidade de elementos de intertravamento é posicionada no interior do cilindro, como mostrado nas Figuras 5A-10 ou 14F.

[0080] Em certas modalidades, a estrutura porosa flexível compreende um parafuso, em que a estrutura helicoidal compreende um invólucro externo do parafuso, como mostrado nas Figuras 11-15 ou 20. Em certas modalidades, o parafuso inclui uma rosca de parafuso formada no invólucro externo, como mostrado nas Figuras 1115 ou 20. Em certas modalidades, a rosca do parafuso alinha-se com a estrutura helicoidal, como mostrado nas Figuras 11-12C, 15 ou 20. Em certas modalidades, a rosca do parafuso forma um projeto de hélice cruzada com a estrutura helicoidal, como mostrado na Figura 13.

[0081] Em certas modalidades, o parafuso compreende um núcleo interno compreendendo uma pluralidade de elementos deslizantes, incluindo um primeiro elemento deslizante acoplado a uma cabeça do parafuso e um segundo elemento deslizante acoplado a uma ponta do parafuso, em que: a pluralidade de elementos deslizantes é configurada para ter espaço entre o primeiro elemento deslizante e o segundo elemento deslizante quando estiver na posição neutra, e o primeiro elemento deslizante estiver configurado para entrar em contato com o segundo elemento deslizante quando uma força (por exemplo, a resistência de compressão, uma força de torção, etc.) for aplicada à estrutura porosa flexível, restringindo assim a compressão e/ou torção da estrutura helicoidal, como mostrado na Figura 12. Em determinados aspectos, o primeiro e o segundo elementos deslizantes são configurados para resistir à torção do parafuso em torno de um eixo longitudinal do parafuso.

[0082] Em certas modalidades, o parafuso compreende um núcleo interno compreendendo uma pluralidade de elementos deslizantes, incluindo um primeiro elemento deslizante acoplado a uma cabeça do parafuso e um segundo elemento deslizante acoplado a uma ponta do parafuso, em que: o primeiro e o segundo elementos deslizantes são configurados para deslizar um em relação ao outro, ao longo de um eixo longitudinal do parafuso, como mostrado na Figura 12. Em determinados aspectos, o primeiro e o segundo elementos deslizantes são configurados para resistir à torção do parafuso em torno do eixo longitudinal.

[0083] Em certas modalidades, a estrutura helicoidal compreende pelo menos um suporte (por exemplo, formado ao longo de um comprimento do parafuso), pelo menos um suporte compreendendo uma borda afiada, como mostrado nas Figuras 12A-12C.

[0084] Certas modalidades fornecem um sistema de fixação de implante incluindo um corpo compreendendo uma estrutura porosa, o corpo configurado para interagir com um osso perpendicular a um eixo do osso, como mostrado na Figura 21A. O sistema de fixação do implante inclui ainda um parafuso que compreende uma cabeça, como mostrado na Figura 21B. A cabeça está configurada para ficar dentro de um volume do corpo enquanto uma parte do parafuso se estende para fora do corpo, como mostrado na Figura 21D. O corpo está configurado para restringir o movimento da cabeça dentro do corpo ao longo do eixo do osso.

[0085] Em certas modalidades, o sistema de fixação do implante inclui ainda um obturador configurado para receber a parte do parafuso, em que o obturador é configurado para ser inserido em um orifício formado no osso, como mostrado na Figura 21C. Em certas modalidades, o obturador compreende recursos externos configurados para limitar a rotação do obturador no orifício, como mostrado na Figura 21C. Em certas modalidades, a cabeça compreende uma segunda estrutura porosa, como mostrado na Figura 21D.

[0086] Em determinados aspectos, modalidades descritas neste documento, como implantes, estruturas porosas, sistemas de fixação de implantes porosos flexíveis, etc., podem ser fabricadas usando um processo AM de fabricação aditiva.

[0087] Os processos AM são uma abordagem de adição de material para a construção de peças, normalmente iniciando a partir de um material base na forma líquida, em folha sólida ou em pó e consolidando o material adicionado localmente, no modo camada por camada. Desde o surgimento dos primeiros processos de AM no início dos anos 90, os processos de AM têm sido utilizados como uma alternativa às técnicas convencionais de remoção de materiais, como técnicas de fresagem, corte ou perfuração ou moldagem, como moldagem por injeção ou moldagem por extrusão e mostraram ser especialmente eficazes na produção de peças complexas em um tempo relativamente curto, sem ferramentas dedicadas, como moldes ou matrizes.

[0088] Entre as técnicas de AM mais conhecidas estão a estereolitografia (SLA), a impressão 3D (3D-P), a sinterização seletiva a laser (SLS), a sinterização seletiva por calor (SHS), a fusão seletiva a laser (SLM), a sinterização direta a laser (DMLS), Fusão por feixe de laser (LBM) e fusão por feixe de elétron (EBM). As técnicas variam de acordo com as ferramentas usadas para consolidar as camadas de uma peça e de acordo com os materiais que podem ser usados nas técnicas.

[0089] Os sistemas e métodos descritos neste documento podem ser realizados usando vários sistemas e técnicas de fabricação aditiva e/ou impressão tridimensional (3D). Normalmente, as técnicas de fabricação aditiva iniciam a partir de uma representação digital (por exemplo, arquivo CAD, como STL, DWG, DXF, etc., modelo com base em malha, modelo com base em voxel, etc.) do objeto 3D a ser formado. Geralmente, a representação digital é dividida em uma série de camadas transversais (por exemplo, perpendicularmente à direção Z, que significa paralela a uma plataforma de construção), ou "fatias", que são sobrepostas para formar o objeto como um todo. As camadas representam o objeto 3D e podem ser geradas usando um software de modelagem de fabricação aditiva executado por um dispositivo de computação. Por exemplo, o software pode incluir software de desenho e fabricação auxiliado por computador (CAD/CAM). As informações sobre as camadas transversais do objeto 3D podem ser armazenadas como dados transversais. Uma máquina ou sistema de fabricação aditiva (por exemplo, impressão 3D) utiliza os dados de seção transversal com a finalidade de construir o objeto 3D em uma base de camada por camada. Consequentemente, a fabricação aditiva permite a fabricação de objetos 3D diretamente dos dados gerados por computador dos objetos, como arquivos de desenho assistido por computador (CAD) ou arquivos STL. A manufatura aditiva fornece a capacidade de fabricar rapidamente peças simples e complexas sem ferramentas e sem a necessidade de montagem de diferentes peças.

[0090] Os processos de fabricação aditiva geralmente incluem o fornecimento de energia de uma fonte de energia (por exemplo, um laser, um feixe de elétrons, etc.) para solidificar (por exemplo, polimerizar) camadas de material de construção (por exemplo, plástico, metal, etc.). Por exemplo, a máquina de fabricação aditiva pode aplicar seletivamente energia de uma fonte de energia (por exemplo, digitalizar) o material de construção com base em um arquivo de trabalho. O arquivo de trabalho pode incluir informações sobre fatias de uma representação digital de um objeto ou objetos a serem construídos usando um processo de fabricação aditivo. Por exemplo, objetos 3D representados por arquivos CAD podem ser organizados em um volume de construção virtual correspondente ao volume de construção de um dispositivo de fabricação aditivo. Opcionalmente, as estruturas de suporte podem ser adicionadas aos objetos 3D no volume de construção virtual (por exemplo, para melhorar a qualidade da construção, dissipar o calor, reduzir a deformação, etc.). Os objetos 3D resultantes podem ser divididos em camadas ou fatias, conforme discutido. O arquivo de trabalho, consequentemente, pode incluir fatias (por exemplo, uma pilha de fatias) dos objetos 3D e parâmetros da máquina de fabricação aditiva para a construção dos objetos 3D.

[0091] Por exemplo, para cada fatia, o arquivo de trabalho pode incluir informações sobre um padrão de varredura para a fonte de energia aplicar energia (por exemplo, laser para varredura, feixe de elétrons para varredura, etc.) na camada física do material de construção correspondente a essa fatia. Deve-se notar que, como discutido no presente documento, os termos fatia e camada podem ser usados de forma intercambiável. O padrão de varredura pode incluir um ou mais vetores que indicam uma posição espacial para aplicar a energia à camada de material de construção e uma direção para aplicar a energia ao material de construção (por exemplo, uma direção para mover o feixe de laser, feixe de elétrons, ou outra fonte de energia sobre o material de construção durante a digitalização).

[0092] Uma máquina de fabricação aditiva constrói um objeto camada por camada, aplicando energia às camadas de material de construção (por exemplo, varredura) de acordo com o padrão de varredura para cada camada individual, conforme indicado em um arquivo de trabalho. Por exemplo, a máquina de fabricação aditiva pode escanear uma primeira camada de material de construção físico correspondente a uma primeira fatia de uma representação digital de um objeto de acordo com o padrão de escaneamento da primeira fatia. A máquina de fabricação aditiva pode então escanear uma segunda camada de material de construção correspondente a uma segunda fatia adjacente à primeira fatia, de acordo com o padrão de escaneamento da segunda fatia. A máquina de fabricação aditiva continua a digitalizar camadas de material de construção correspondentes a todas as fatias no arquivo de trabalho, até que a camada correspondente à última fatia seja digitalizada.

[0093] Modalidades da invenção podem ser praticadas dentro de um sistema para projetar e fabricar objetos 3D. Voltando à Figura 23, é mostrado um exemplo de um ambiente de computador adequado para a implementação do design e fabricação de objetos 3D. O ambiente inclui um sistema 2300. O sistema 2300 inclui um ou mais computadores 2302a-2302d, que podem ser, por exemplo, qualquer estação de trabalho, servidor ou outro dispositivo de computação capaz de processar informações. Em alguns aspectos, cada um dos computadores 2302 a 2302d pode ser conectado, por qualquer tecnologia de comunicação adequada (por exemplo, um protocolo de internet), a uma rede 2305 (por exemplo, a Internet). Consequentemente, os computadores 2302a-2302d podem transmitir e receber informações (por exemplo, software, representações digitais de objetos 3-D, comandos ou instruções para operar um dispositivo de fabricação aditivo, etc.) entre si através da rede 2305.

[0094] O sistema 2300 inclui ainda um ou mais dispositivos de fabricação aditivos (por exemplo, impressoras 3D) 23025a-23025b. Como mostrado, o dispositivo de fabricação aditiva 23025a é conectado diretamente a um computador 2302d (e através do computador 2302d conectado aos computadores 2302a-2302c através da rede 2305) e o dispositivo de fabricação aditiva 23025b é conectado aos computadores 2302a-2302d através da rede 2305. Consequentemente, um versado na técnica entenderá que um dispositivo de fabricação aditiva 23025 pode ser conectado diretamente a um computador 2302, conectado a um computador 2302 por uma rede 2305 e/ou conectado a um computador 2302 por outro computador 2302 e à rede 2305.

[0095] Deve-se notar que, embora o sistema 2300 seja descrito em relação a uma rede e um ou mais computadores, as técnicas descritas no presente documento também se aplicam a um único computador 2302, que pode ser conectado diretamente a um dispositivo de fabricação aditiva 23025. Qualquer um dos computadores 2302a-2302d pode ser configurado para funcionar como o dispositivo de computação descrito em relação às Figuras 1-21. Além disso, qualquer um dos computadores 2302a-2302d pode ser configurado para executar as operações descritas no presente documento.

[0096] Figura 24 ilustra um diagrama de blocos funcional de um exemplo de um computador da Figura 23. O computador 2302a inclui um processador 2410 em comunicação de dados com uma memória 2420, um dispositivo de entrada 2430 e um dispositivo de saída 2440. Em algumas modalidades, o processador está ainda em comunicação de dados com uma placa de interface de rede opcional 2490. Embora descrito separadamente, deve-se considerar que os blocos funcionais descritos em relação ao computador 2302a não precisam ser elementos estruturais separados. Por exemplo, o processador 2410 e a memória 2420 podem ser incorporados em um único chip.

[0097] O processador 2410 pode ser um processador de uso geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), uma matriz de porta programável em campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica transistor, componentes de hardware discretos, ou qualquer combinação adequada projetada para executar as funções descritas no presente documento. Um processador também pode ser implementado como uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo de DSP ou qualquer outra configuração.

[0098] O processador 2410 pode ser acoplado, através de um ou mais barramentos, para ler informações ou gravar informações na memória 2420. O processador pode adicionalmente, ou em alternativa, conter memória, como registros do processador. A memória 2420 pode incluir cache do processador, incluindo um cache hierárquico de vários níveis, no qual diferentes níveis têm diferentes capacidades e velocidades de acesso. A memória 2420 também pode incluir memória de acesso aleatório (RAM), outros dispositivos de armazenamento voláteis ou dispositivos de armazenamento não voláteis. O armazenamento pode incluir discos rígidos, discos ópticos, como discos compactos (CDs) ou discos de vídeo digital (DVDs), memória flash, disquetes, fita magnética e unidades Zip.

[0099] O processador 2410 também pode ser acoplado a um dispositivo de entrada 2430 e um dispositivo de saída 2440 para, respectivamente, receber entrada e fornecer saída para um usuário do computador 2302a. Os dispositivos de entrada adequados incluem, entre outros, teclado, botões, teclas, interruptores, dispositivo apontador, mouse, joystick, controle remoto, detector infravermelho, leitor de código de barras, scanner, câmera de vídeo (possivelmente acoplado ao software de processamento de vídeo para, por exemplo, detectar gestos manuais ou faciais), um detector de movimento ou um microfone (possivelmente acoplado ao software de processamento de áudio para, por exemplo, detectar comandos de voz). Dispositivos de saída adequados incluem, entre outros, dispositivos de saída visual, incluindo monitores e impressoras, dispositivos de saída de áudio, incluindo alto-falantes, fones de ouvido, fones de ouvido e alarmes, dispositivos de fabricação aditiva e dispositivos de saída háptica.

[00100] O processador 2410 pode ainda ser acoplado a uma placa de interface de rede 2490. A placa de interface de rede 2490 prepara os dados gerados pelo processador 2410 para transmissão através de uma rede de acordo com um ou mais protocolos de transmissão de dados. A placa de interface de rede 2490 também decodifica dados recebidos através de uma rede de acordo com um ou mais protocolos de transmissão de dados. A placa de interface de rede 2490 pode incluir um transmissor, receptor ou ambos. Em outras modalidades, o transmissor e o receptor podem ser dois componentes separados. A placa de interface de rede 2490 pode ser incorporada como um processador de uso geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica transistor, componentes de hardware discretos ou qualquer combinação adequada projetada para executar as funções no presente documento descritas.

[00101] A Figura 25 ilustra um processo 2500 para fabricar um objeto ou dispositivo 3D. Como mostrado, na etapa 2505, uma representação digital do objeto é projetada usando um computador, como o computador 2302a. Por exemplo, dados 2D ou 3D podem ser introduzidos no computador 2302a para auxiliar no projeto da representação digital do objeto 3D. Continuando na etapa 2510, as informações são enviadas do computador 2302a para um dispositivo de fabricação aditiva, como o dispositivo de fabricação aditiva 23025, e o dispositivo 23025 inicia o processo de fabricação de acordo com as informações recebidas. Na etapa 2515, o dispositivo de fabricação aditiva 25025 continua fabricando o objeto 3D usando materiais adequados, como uma resina líquida. Em uma etapa 2520, o objeto é finalmente construído.

[00102] Esses materiais adequados podem incluir, entre outros, uma resina de fotopolímero, copolímero de poliuretano, metacrilato de metila-acrilonitrila-butadieno- estireno, materiais reabsorvíveis, como compósitos polímero-cerâmicos, metais, ligas metálicas, etc. Exemplos de materiais disponíveis comercialmente são: série DSM Somos® de materiais 7100, 8100, 9100, 9420, 10100, 11100, 12110, 14120 e 15100 da DSM Somos; Materiais ABSplus-P430, ABSi, ABS-ESD7, ABS-M30, ABS-M30i, PC-ABS, PC ISO, PC, ULTEM 9085, PPSF e PPSU da Stratasys; Linha de materiais Accura Plastic, DuraForm, CastForm, Laserform e VisiJet da 3D-Systems; a linha de materiais PA, os materiais PrimeCast e PrimePart e Alumide e CarbonMide da EOS GmbH, materiais de alumínio, cobalto e cromo e aço inoxidável, MarangingSteel, liga de níquel, titânio e ligas de titânio. A linha de materiais VisiJet da 3-Systems pode incluir Visijet Flex, Visijet Tough, Visijet Clear, Visijet HiTemp, Visijet e-stone, Visijet Black, Visijet Jewel, Visijet FTI, etc. Exemplos de outros materiais podem incluir materiais Objet, como Objet Fullcure, Objet Veroclear, Objet Digital Materials, Objet Duruswhite, Objet Tangoblack, Objet Tangoplus, Objet Tangoblackplus, etc. Outro exemplo de materiais pode incluir materiais das séries Renshape 5000 e 7800. Além disso, na etapa 2520, o objeto 3D é gerado.

[00103] Várias modalidades reveladas neste documento fornecem o uso de software de computador sendo executado em um dispositivo de computação. Um versado na técnica apreciará prontamente que essas modalidades podem ser implementadas usando vários tipos diferentes de dispositivos de computação, incluindo ambientes ou configurações de sistemas de computação de uso geral e/ou de uso especial. Exemplos de sistemas, ambientes e/ou configurações de computação conhecidos que podem ser adequados para uso em conjunto com as modalidades estabelecidas acima podem incluir, entre outros, computadores pessoais, servidores, dispositivos portáteis ou laptops, sistemas multiprocessadores, sistemas com base em microprocessadores, eletrônicos de consumo programáveis, PCs em rede, minicomputadores, computadores mainframe, ambientes de computação distribuídos que incluem qualquer um dos sistemas ou dispositivos acima e similares. Esses dispositivos podem incluir instruções armazenadas que, quando executadas por um microprocessador no dispositivo de computação, fazem com que o dispositivo do computador execute ações especificadas para executar as instruções. Conforme usado neste documento, as instruções se referem às etapas implementadas por computador para processar informações no sistema. As instruções podem ser implementadas em software, firmware ou hardware e incluem qualquer tipo de etapa programada realizada pelos componentes do sistema.

[00104] Um microprocessador pode ser qualquer microprocessador convencional de um ou vários chips de uso geral, como um processador Pentium®, um processador Pentium® Pro, um processador 8051, um processador MIPS®, um processador MIPS®, um processador Power PC® ou um processador Alpha®. Além disso, o microprocessador pode ser qualquer microprocessador convencional para fins especiais, como um processador de sinal digital ou um processador gráfico. O microprocessador normalmente possui linhas de endereço convencionais, linhas de dados convencionais e uma ou mais linhas de controle convencionais.

[00105] Aspectos e modalidades da invenção revelados no presente documento podem ser implementados como um método, aparelho ou artigo de fabricação usando técnicas de programação ou engenharia padrão para produzir software, firmware, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. O termo "artigo de fabricação", conforme usado no presente documento, refere-se ao código ou lógica implementada em hardware ou mídia legível por computador não transitória, como dispositivos de armazenamento óptico, e dispositivos de memória voláteis ou não voláteis ou mídia legível por computador transitória, como sinais, ondas portadoras etc. Esse hardware pode incluir, mas não se limita às matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs), circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), dispositivos lógicos programáveis complexos (CPLDs), matrizes lógicas programáveis (CPLDs), matrizes lógicas programáveis (PLAs), microprocessadores ou outros dispositivos de processamento similares.

[00106] Várias modalidades reveladas neste documento podem ser implementadas usando um computador ou sistema de controle de computador. Um versado na técnica apreciará prontamente que essas modalidades podem ser implementadas usando vários tipos diferentes de dispositivos de computação, incluindo ambientes ou configurações de sistemas de computação de uso geral e de uso especial. Exemplos de sistemas de computação bem conhecidos, ambientes e/ou configurações que podem ser adequados para uso em conjunto com as modalidades estabelecidas acima podem incluir, mas não estão limitados aos computadores pessoais, computadores servidores, dispositivos portáteis ou laptops, sistemas multiprocessadores, sistemas com bases em microprocessadores, eletrônicos de consumo programáveis, PCs em rede, minicomputadores, computadores mainframe, ambientes de computação distribuídos que incluem qualquer um dos sistemas ou dispositivos acima, e similares. Esses dispositivos podem incluir instruções armazenadas que, quando executadas por um microprocessador no dispositivo de computação, fazem com que o dispositivo do computador execute ações especificadas para executar as instruções. Conforme usado neste documento, as instruções se referem às etapas implementadas por computador para processar informações no sistema. As instruções podem ser implementadas em software, firmware ou hardware e incluem qualquer tipo de etapa programada realizada pelos componentes do sistema.

[00107] Um microprocessador pode ser qualquer microprocessador convencional de um ou vários chips de uso geral, como um processador Pentium®, um processador Pentium® Pro, um processador 8051, um processador MIPS®, um processador MIPS®, um processador Power PC® ou um processador Alpha®. Além disso, o microprocessador pode ser qualquer microprocessador convencional para fins especiais, como um processador de sinal digital ou um processador gráfico. O microprocessador normalmente possui linhas de endereço convencionais, linhas de dados convencionais e uma ou mais linhas de controle convencionais.

[0108] Aspectos e modalidades das invenções revelados no presente documento podem ser implementados como um método, aparelho ou artigo de fabricação usando técnicas de programação ou engenharia padrão para produzir software, firmware, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. O termo "artigo de fabricação", conforme usado neste documento, refere-se a código ou lógica implementada em hardware ou mídia legível por computador não transitória, como dispositivos de armazenamento óptico e dispositivos de memória voláteis ou não voláteis ou mídia legível por computador transitória, como sinais, ondas portadoras, etc. Esse hardware pode incluir, mas não se limita às matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs), circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), dispositivos lógicos programáveis complexos (CPLDs), matrizes lógicas programáveis (CPLDs), matrizes lógicas programáveis (PLAs), microprocessadores ou outros dispositivos de processamento similares.

Claims (10)

1. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500) para implantação no osso, a estrutura caracterizada pelo fato de que compreende: uma estrutura helicoidal (1102); e uma pluralidade de elementos de intertravamento (1106) acoplados à estrutura helicoidal, a estrutura helicoidal sendo configurada para conectar a pluralidade de elementos de intertravamento, em que: cada um da pluralidade de elementos de intertravamento é configurado para ter espaço entre o elemento de intertravamento e a estrutura helicoidal e espaço entre o elemento de intertravamento e elementos de intertravamento adjacentes quando em uma posição neutra, e a pluralidade de elementos de intertravamento é configurada para entrar em contato com a estrutura helicoidal quando uma força de compressão é aplicada à estrutura porosa flexível, desse modo restringindo a compressão da estrutura helicoidal, e a pluralidade de elementos de intertravamento é configurada para entrar em contato com elementos de intertravamento adjacentes quando uma força de extensão é aplicada à estrutura porosa flexível, desse modo restringindo a extensão da estrutura helicoidal.

2. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura helicoidal (1102) e a pluralidade de elementos de intertravamento (1106) formam uma superfície de um cilindro oco.

3. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada uma da pluralidade de elementos de intertravamento (1106) compreende uma estrutura em T, e em que elementos de intertravamento adjacentes são orientados de maneira espelhada um do outro.

4. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura helicoidal (1102) forma uma superfície de um cilindro, e em que a pluralidade de elementos de intertravamento (1106) está posicionada em um interior do cilindro.

5. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de que a estrutura porosa flexível compreende um parafuso, em que a estrutura helicoidal (1102) compreende um invólucro externo do parafuso.

6. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma rosca de parafuso formada no invólucro externo.

7. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a rosca do parafuso se alinha à estrutura helicoidal (1102).

8. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a rosca do parafuso forma um projeto de hélice cruzada com a estrutura helicoidal (1102).

9. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizada pelo fato de que o parafuso compreende um núcleo interno que compreende uma pluralidade de elementos deslizantes, incluindo um primeiro elemento deslizante acoplado a uma cabeça do parafuso e um segundo elemento deslizante acoplado a uma ponta do parafuso, em que:o primeiro e o segundo elementos deslizantes são configurados para deslizarem um em relação ao outro ao longo de um eixo geométrico longitudinal do parafuso.

10. Estrutura porosa flexível (100, 200, 300, 400, 500), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizada pelo fato de que a estrutura helicoidal (1102) compreende pelo menos um suporte, o pelo menos um suporte compreendendo uma borda afiada para cortar o osso encravado após a extração do parafuso.