CN105555233B - 创伤性骨折修复系统和方法 - Google Patents

Abstract

植入物包括具有空间桁架的网结构，其中两个或更多个平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱。网结构配置用于修复外伤骨折。

Description

创伤性骨折修复系统和方法

背景

1.技术领域

本发明一般地涉及医学设备，更具体而言涉及植入物。

2.相关技术描述

植入物可用于人和/或动物，以支撑和/或固定一个或多个骨头。例如，植入物可用于脊柱，以支撑和/或替换脊柱中椎骨之间损伤的组织。一旦植入两个椎骨之间，植入物可提供两个椎骨之间的支撑并且在植入物周围和通过植入物可发生骨生长，以至少部分融合两个椎骨，用于长期支撑。植入物可包括具有固体材料的相对大的边缘，其可覆盖例如50％的与端板相互作用的区域。边缘可提供植入物和椎骨端板之间的接触区域。大的边缘可能具有数个缺点。例如，大的边缘可阻碍骨生长和减小融合上椎体和下椎体的骨柱的尺寸。

脊柱植入物可包括在上/下方向上穿过支撑边缘中心的开槽。开槽设计可能要求分开与椎骨端板相互作用的边缘的植入物的元件吸收椎骨端板之间的压缩力。这可能增加对椎骨端板更小区域的压力并且可潜在地导致椎骨端板中的应力升高。此外，尽管骨移植物材料通常结合植入物使用，以促进骨生长，但是植入物的空心柱设计可降低可产生不利于促进良好融合的生物-机械配合的骨移植物材料将本身固定至植入物的可能性。

骨移植物材料可以高压状态充满植入物，以防止骨移植物材料离开植入物，同时放置在椎骨端板之间。高压状态也可降低由于植入物和椎骨端板之间的运动或植入物放置期间经受的压缩力导致的骨移植物材料松弛。另外，高压环境可使得骨移植物材料重构并且以更大的强度融合。但是，对于植入物中的骨移植物材料可能难以产生和维持高压状态。

发明内容

本文描述了植入物系统和相关装置，和操作其的方法的各种实施方式。在各种实施方式中，与骨结构相连的植入物包括网结构，其包括配置为与人骨组织相连的空间桁架。空间桁架包括两个或更多个平面桁架单元，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱。

在一种实施方式中，与骨结构相连的植入物包括：网结构，其包括由两个或更多个平面桁架单元组成的空间桁架，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱，其中所述网结构配置为与人骨组织相连；和网结构中形成的一个或多个槽，一个或多个槽延伸通过网结构并且在网结构的至少两侧具有槽出口。一个或多个紧固件可定位在槽中，其中紧固件在使用期间将网结构与骨头连接。

在另一实施方式中，植入物包括远端和近端，其中近端包括空间桁架，其包括两个或更多个平面桁架单元，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱，其中空间桁架配置为与人骨组织相连；并且其中远端包括螺纹，其使得植入物拧入骨结构。在可选的实施方式中，植入物包括具有两个或更多个平面桁架单元的空间桁架，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱，其中空间桁架配置为与人骨组织相连；并且其中空间桁架的外部包括螺纹，其使得植入物拧入骨结构。

在另一实施方式中，植入物包括具有两个或更多个平面桁架单元的空间桁架，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱，和至少部分由空间桁架围绕的杆。

附图说明

当结合下述附图考虑下述详细说明时，可获得本发明更好的理解，其中：

图1A-1B根据实施方式图解具有前凸的植入物的视图；

图2A-2D根据实施方式图解没有前凸的植入物的视图；

图3A-3B根据实施方式图解由三角形结构单元形成的网结构；

图4A-4B根据实施方式图解植入物的内部网结构的顶结构；

图5A-5C根据实施方式图解植入物的渐进截面视图，其显示植入物的内部结构；

图5D根据实施方式图解植入物的等距视图；

图6A-6D根据实施方式图解网结构的另一构造；

图7根据实施方式图解随机网结构；

图8根据实施方式图解制备植入物的方法的流程图，；

图9根据实施方式图解植入脊柱植入物的方法的流程图；

图10A-C描绘具有延伸通过植入物的一个或多个槽的植入物；

图11描绘连接外部支撑件的图10A-C的植入物；

图12A-B描绘具有外部螺纹的植入物；

图13描绘处理近躯肱部复杂骨折的植入物；

图14描绘用于修复故障的全踝置换的植入物；

图15描绘具有三个槽的植入物的实施方式；

图16描绘具有三个槽的植入物的可选实施方式；

图17描绘连接空间桁架的骨杆的实施方式；

图18描绘包括连接至板的网结构的植入物的实施方式的俯视图；

图19描绘轨道引导设备；

图20描绘包括有螺纹的空间桁架近端的接骨螺钉的实施方式。

图21描绘包括有螺纹的空间桁架近端的接骨螺钉的实施方式，所述空间桁架近端具有用于接合骨的帽；

图22描绘包括有螺纹的空间桁架近端和有螺纹的远端的接骨螺钉的实施方式；和

图23描绘用于形成骨折骨结构的外部支撑件的桁架铸件的示意图。

尽管本发明易进行各种修饰和可选的形式，但是通过附图中的例子显示其具体的实施方式并且在本文中详细描述。但是，应理解附图和其详细的说明不旨在将本发明限于公开的具体形式，而是相反，期望覆盖落在所附的权利要求限定的本发明精神和范围内的所有修饰、等价形式和可选方案。注意，标题仅仅用于组织的目的并且不打算用于限制或解释说明书或权利要求。

实施方式详述

图1A-1B根据实施方式图解植入物100的视图。具体描述的植入物100可用于，例如，前路腰椎椎间融合术(ALIF)或后路腰椎椎体间融合(PLIF)，但是，应理解，植入物100可具有适于骨融合应用的各种形状。在一些实施方式中，植入物100可包括具有一个或多个桁架102(例如，平面桁架和空间桁架)的网结构。植入物100可用于各种类型的用于人或动物的植入物，比如脊柱植入物、椎体设备、膝关节置换、髋部置换、长骨重建支架和颅上颌面植入物。也考虑其他植入物用途。

如本文所使用“桁架结构”是具有在称为结点的关节处结合的一个或多个细长支柱的结构。桁架可包括普拉特桁架、中柱桁架、雌柱桁架、town框桁架、平面桁架、空间桁架和/或vierendeel桁架的变体(其他桁架也可使用)。“桁架单元”是具有由三个或更多个细长支柱限定周界的结构。

如本文所使用，“平面桁架”是其中所有的支柱和结点基本上位于单个二维平面内的桁架结构。例如，平面桁架可包括一个或多个“桁架单元”，其中每个支柱是基本上直的元件，使得一个或多个桁架单元的整个支柱和结点位于基本上同一平面内。每个支柱是基本上直的支柱并且桁架单元的整个支柱和结点位于基本上同一平面内的桁架单元称为“平面桁架单元”。

如本文所使用，“空间桁架”是具有基本上不限定在单个二维平面内的支柱和结点的桁架。空间桁架可包括两个或更多个平面桁架(例如，平面桁架单元)，其中两个或更多个平面桁架的至少一个位于基本上不与其他两个或更多个平面桁架的至少一个或多个平行的平面内。例如，空间桁架可包括彼此相邻的两个平面桁架单元(例如，共用相同的支柱)，其中每个平面桁架单元位于彼此成一定角度的分开平面内(例如，彼此不平行)。

如本文所使用，“三角形桁架”是具有通过在称为结点的关节处连接的三个直的支柱形成的一个或多个三角形单元的结构。例如，三角形桁架可包括在三个结点处连接以形成三角形桁架的三个直的细长支柱元件。如本文所使用，“平面三角形桁架”是其中所有的支柱和结点基本上位于单个二维平面内的三角形桁架结构。每个三角形单元可称为“三角形桁架单元”。其中每个支柱基本上是直的元件使得三角形桁架单元的整个支柱和结点位于基本上同一平面内的三角形桁架单元称为“平面三角形桁架单元”。如本文所使用，“三角形空间桁架”是包括一个或多个三角形桁架单元的空间桁架。

在各种实施方式中，网结构的桁架102可包括一个或多个平面桁架单元(例如，平面三角形桁架单元)，其用在各个结点连接的直的或弯曲的/拱形的元件(例如，支柱)构建。在一些实施方式中，桁架102可以是微桁架。“微桁架”是尺寸足够小以使多个微桁架可组装或另外彼此结合成下述网结构的桁架，所述网结构具有足够小的总体尺寸(例如，高度、长度和宽度)，使得基本上所有的网结构可插入植入物位置(例如，两个椎骨之间)。可因此采用这样的网结构和其微桁架，以遍及网结构接收和分配周围组织(例如，椎骨、骨头等)的载荷力。在一种实施方式中，形成微桁架的支柱的直径可为约0.25毫米(mm)和5mm之间的直径(例如，约0.25mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm的直径)。在一种实施方式中，微桁架可具有的总体长度或宽度小于约1英寸(例如，长度小于约0.9in、0.8in、0.7in、0.6in、0.5in、0.4in、0.3in、0.2in、0.1in)。

如所描绘，例如，在图1A-1B中，网结构可贯穿植入物100延伸(包括植入物100的中心部分)，以贯穿植入物100提供支撑。植入物100的桁架102可因此支撑植入物100抵抗张力、压缩力和剪切力。网结构也可沿着多个平面加固植入物100。外部桁架结构可例如提供抵抗垂直通过植入物作用的张力和压缩力的支撑，并且内部网结构可提供抵抗沿着包含各自桁架的各个平面的张力、压缩力和剪切力的支撑。在一些实施方式中，网结构包括桁架102，其与多个支柱(例如，支柱103a-f)(所述支柱在本文一般称为“支柱103”)形成三角网结构。

在一种实施方式中，植入物100的网结构可包括内部网结构，其至少部分由外部桁架结构围绕。例如，在一种实施方式中，网结构101可包括内部网结构，其包括至少一部分空间桁架被外部桁架结构围绕的空间桁架，所述外部桁架结构包括由基本上位于单个平面内的多个平面桁架单元形成的一个或多个平面桁架。图1A描绘了具有内部网结构104和外部桁架结构105的植入物100的实施方式。在图解的实施方式中，内部网结构104包括由多个平面桁架单元106限定的空间桁架，其相对于彼此以一定的角度连接，使得每个相邻的桁架单元不与每个相邻的桁架单元共平面。相邻的桁架单元可包括共用支柱和在共用支柱的末端各自两个结点的两个桁架单元。

在一种实施方式中，外部桁架结构105包括多个平面桁架，其结合在植入物的外部、内部或其他部分周围。例如，在图解的实施方式中，外部桁架结构105包括彼此连接的一系列平面桁架107a、b。平面桁架107a由虚线[-----]表示，平面桁架107b有点虚线[-·-·-]表示。每个平面桁架由多个平面桁架单元形成(例如，三角形平面桁架单元。如所描绘，平面桁架107a包括四个三角形平面桁架单元108a、b、c、d，其具有共同顶点110并且设置为形成位于单个共用平面内大体上矩形结构。换句话说，四个三角形平面桁架单元设置为形成大体上矩形结构，其具有“X”形支柱，从矩形结构的一个角延伸至矩形结构的对角。如所描绘，大体上矩形结构可包括梯形形状。如下面更详细描述，梯形形状可有助于提供包括前凸的植入物。前凸可包括植入物的表面(例如，顶部和底部)成角度的定向，其提供在植入物前部区域和后部区域中厚度的差异，使得植入物有助于支撑脊柱的曲率。

在一种实施方式中，形成外部桁架的平面桁架彼此连接，并且沿着至少一个轴对齐。例如，在图1A中，平面桁架部分107a连接相邻的平面桁架107b。平面桁架部分107a、b在所有方向上都不平行。但是，平面桁架部分107a、b在至少一个方向(例如，植入物100的顶面和底面之间的竖直方向)上平行设置。例如，平面桁架107a、b和另外的平面桁架以相对于彼此一定的角度连续设置，以形成大体上圆形或多边形的包封体，其具有由平面桁架和在竖直方向上设置的平面桁架单元限定的大体上竖直的壁。

在一种实施方式中，外部桁架部分可包括植入物的侧面、顶部和/或底部。例如，在一种实施方式中，外部桁架部分可包括顶部区域、侧面区域，和/或底部区域。图1A描绘了植入物100的实施方式，其中外部桁架部分105包括顶部111、底部112和侧面区域113。如上述，侧面区域113包括竖直设置，以形成圆形/多边形环样结构的一系列平面桁架，所述环样结构完全或至少部分围绕放置在植入物100的中心部分中的空间桁架的周界。在描绘的实施方式中，外部桁架结构105的顶部111包括彼此连接以形成覆盖内部网结构104的基本上所有顶部区域的平面桁架的多个桁架单元。在图解的实施方式中，顶部111横跨外部桁架结构105的侧面部分113顶部边缘的整个区域。在图解的实施方式中，顶部111由包括基本上位于同一平面内的多个桁架单元的单个平面桁架形成。换句话说，顶部111的平面桁架限定大体上平坦的表面。尽管难以在图1中观察，植入物100的下侧可包括具有与顶部111类似构造的底部112。在其他实施方式中，外部桁架结构105可包括部分侧面、顶部和/或底部外部桁架部分。或可能不包括一个或多个侧面、顶部和底部外部桁架部分。例如，如下面更详细描述，图2C描绘了植入物100的实施方式，其包括由没有外部桁架结构的空间桁架形成的内部网结构。

在一些实施方式中，植入物100可由生物相容的材料比如钛合金(例如，γ钛铝合金)、钴、铬、不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)、陶瓷等形成。也考虑其他材料。在一些实施方式中，可通过如下面进一步描述的快速成型方法(例如，电子束熔炼(EBM)方法)制造植入物100。其他方法也是可能的(例如，注塑、铸造、烧结、选择性激光器烧结(SLS)、直接金属激光器烧结(DMLS)等)。SLS可包括激光器-烧结高性能聚合物比如North America，Inc.的EOS，Novi，Michigan，U.S.A.的总部提供的。高性能聚合物可包括各种形式的PEEK(例如，抗拉强度高达约95兆帕(MPa)和杨氏模量高达约4400MPa和连续操作温度在约180℃(356°F)和260℃(500°F)之间的HP3)。其他材料可包括EOS of North America，Inc提供的PA 12和PA 11。

如上述，在一些实施方式中，网结构可由多个三角形平面桁架单元形成。在一些实施方式中，平面桁架单元可彼此连接，以限定多面体，其限定内部网结构。可通过连接平面桁架单元形成的多面体结构的例子包括但不限于四面体、五面体、六面体、七面体、锥体、八面体、十二面体、二十面体和球形富勒烯。在一些实施方式中，比如上述那些中，网结构的空间桁架可连接四面体结构单元的多个中点并且包括彼此相邻布置的四面体部件的规则图案。在一些实施方式中，网结构可能不包括几何结构单元的图案。例如，图7图解了可用于植入物905的支柱的不规则图案。也考虑其他网结构。由网结构组成的植入物的例子描述在下述美国公开的专利申请号中：2010/0161061、2011/0196495、20110313532和2013/0030529，其每一篇通过引用并入本文。

图3A-3B图解了由空间单元形成的一部分内部网结构的示意图，所述空间单元由三角形平面桁架单元形成。三角形平面桁架单元可结合在一起，以形成也可用作结构单元的四面体300a、b(也考虑来自三角形的其他图案)。也考虑其他结构单元(例如，正方形结构单元)。在一些实施方式中，网结构可包括单个四面体，比如单独四面体300a或300b或结合一个或多个其他多面体。在一些实施方式中，网结构可包括两个或更多个四面体300a、b。四面体300a可包括四个三角形面，其中四个三角形的三个在每个顶点交汇。在一些实施方式中，两个四面体300a和300b可一起放置在两个相邻的面中，以形成具有六面体形框架(包括六个面)的空间桁架313。六面体形空间桁架313可包括第一顶点301、第二顶点309、第三顶点303、第四顶点305和第五顶点307。共用平面311可由两个四面体共用(例如，共用平面311可包括第三顶点303、第四顶点305和第五顶点307)，以形成六面体，其中第一顶点301和第二顶点309远离共用平面311。如所描绘，三角形结构单元的中心部分可在不包括延伸穿过的任何另外元件的它们中心具有空区域(例如，没有形成三角形结构单元的支柱之外的元件)。

如图3B中可见，在一些实施方式中，多个六面体形空间桁架313可以并排方式设置。植入物100的两个空间桁架313可经它们的第一顶点301a、b通过支柱103r连接和经它们的第二顶点309a、b通过支柱103t连接。类似地，两个空间桁架313可经它们的第一顶点301c、d通过支柱103p连接和经它们的第二顶点309c、d通过支柱103s连接。其他连接也是可能的。例如，空间桁架313可直接通过侧顶点(例如，直接通过相应的顶点(比如顶点303a、b)连接和/或共用同一支柱(比如支柱103u))和/或通过侧面(例如，侧面111a、b)。

图4A图解了另外的支柱103(例如，支柱103p和103r)，其连接植入物100中四六面体形空间桁架的第一顶点(分别由301a、301b、301c和301d表示)。图4B图解了另外的支柱103(例如，支柱103s和103t)，其连接植入物100中四六面体形空间桁架的第二顶点309(分别由309a、309b、309c和309d表示)。在一些实施方式中，另外支柱103也可在网结构的一个或多个顶点之间内部使用，以形成另外的桁架(例如，将图1A-2B中的网结构)(其他结构也是可能的)。

如图1A中显示，植入物100的顶部表面115a和底部表面115b可包括三角形、正方形、圆形或其他形状(例如，随机或定制设计)。顶部和底部表面115a、b可用于连接在植入物100的网结构中使用的各种几何结构单元的顶部和底部顶点。例如，每个顶点可通过支柱连接至其他几何结构单元的相邻顶点。顶部表面115a可包括其他支柱网络和/或连接。在一些实施方式中，底部表面115b可与顶部表面成镜像(和/或具有其他设计)。在一些实施方式中，当植入植入物100时，顶部表面115a和底部表面115b可结合两个相邻的椎骨的各自表面。

如图1B中描绘，植入物100可包括前凸(例如，在顶部和/或底部表面115a、b中约4至15度范围(比如4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15度)的角度)，以当植入时进一步支撑相邻的椎骨。如上述，前凸可包括成角度定向的表面(例如，顶部和底部)，其提供植入物的前部和后部之间厚度的差异，使得植入物有助于支撑脊柱的曲率。在图解的实施方式中，植入物100的厚度在植入物的前部118或前部118附近更大和在后部120或后部120附近更小。在图解的实施方式中，外部桁架结构的侧部基本上竖直布置，并且前凸由外部桁架结构的顶部111和底部112的角形成。例如，在图解的实施方式中，外部桁架结构的顶部111和底部112不垂直于侧部113限定的竖直平面。而是，顶部111和底部112相对于侧部113的竖直平面在植入物100的前部区域118或在植入物100的前部区域118附近以锐角布置，并且相对于侧部113的竖直平面在植入物100的后部区域120或植入物100的后部区域120附近以钝角布置。如所描绘，形成靠近植入物100的后部区域120的外部桁架结构的侧部113的平面桁架的竖直支柱比形成靠近植入物100的前部区域118的外部桁架结构的侧部的支柱更短。在图解的实施方式中，其中竖直桁架基本上均匀间隔，靠近植入物100的后部区域120形成侧平面桁架的“X”交叉元件的支柱比靠近植入物100的前部区域118形成侧平面桁架的“X”交叉元件的支柱更短。其他实施方式可包括桁架布置的变化，以提供各种构造的植入物。例如，在一些实施方式中，仅仅一个或没有顶部和底部外部桁架部分可靠近植入物的前部和后部不垂直于外部桁架的侧部。此外，侧部、顶部和/或底部可包括相对于彼此在任何定向上成角度的多个平面桁架。例如，顶部或底部可包括四个平面桁架，每个由多个桁架单元形成，使得部分(一个或多个)包括锥体样形状。

在一些实施方式中，植入物可能不包括前凸。例如，图2A-2B图解了没有前凸的植入物200的实施方式的两个视图。在一些实施方式中，顶部表面和底部表面可能不包括连接支柱。例如，图2C-2D图解没有外支柱的植入物250的两个视图(例如，没有由平面桁架形成的外部桁架部分)。在图解的实施方式中，植入物250包括内部网结构并且不包括外部桁架结构。例如，在图解的实施方式中，植入物250的外部面由相对于每个其相邻的桁架单元成角度的多个桁架单元限定。桁架单元的相对布置产生包括多个尖结合点的非平面外部。尖结合点(例如，尖结合点201)可操作为钻入周围的骨头，以将植入物保持在适当的位置(例如，如果植入物在椎体设备中使用)。

图5A-5C根据实施方式图解植入物100的截面视图，其显示植入物100的内部结构。图5A图解了植入物100下部的截面图。显示底部表面115b具有各种支柱(例如，支柱103)，其从底部表面115b向上延伸。图5B图解了穿过植入物100中路的截面图。显示了被网结构中各个堆叠四面体共享的支柱，比如支柱103e、f。一些支柱延伸穿过植入物100的中心部分501a和/或501b。图5B也显示了植入物100的中心部分501a,b。在一些实施方式中，中心部分501a可包括矩形区域，其宽度是植入物宽度的约50％，高度是植入物高度的约50％，和长度是植入物长度的约50％并且位于植入物100的中心。在一些实施方式中，中心部分501b可包括下述区域(例如，球形区域，正方形区域等)，其大概半径在位于植入物100的约一半宽度、约一半长度和约一半高度的位置(即，植入物100的中心)为植入物100宽度的约1/8至1/4。也考虑其他中心部分。例如，中心部分可包括正方形区域，其中正方形区域一侧的长度在植入物约一半宽度、约一半长度和约一半高度的位置为植入物100宽度的约1/4至1/2。一个示例性高度502a、宽度502b和长度502c显示在图5D中。在一些实施方式中，高度可高达约75mm或更多。在一些实施方式中，比如用于长骨重建的那些，宽度和/或长度可以是约7英寸或更长。在一些实施方式中，宽度、长度和/或高度可沿着植入物100而改变(例如，如果植入物包括前凸，则高度可改变)。可在对侧、中间取高度，和/或可以是沿着植入物100长度的一个或多个高度的平均。网结构可延伸穿过植入物的中心部分501a、b(例如，网结构的至少一个支柱可至少部分穿过中心部分501a、b)。图5C图解了另一截面图，其显示网结构中顶部四面体的截面图。图5D显示了包括顶部表面115a和顶点301a-d的植入物100的完整视图。

图6A-6D图解了植入物的可选实施方式。在一些实施方式中，可使用不同截面的六面体形几何设计。例如，如图6A中可见，可使用六面体形几何设计的下半部(主要包括下面四面体结构)。如果使用设计的下半部，植入物600可按比例扩展至具有与六面体形几何设计类似的总体尺寸(例如，四面体可扩展至六面体形几何设计中四面体的约两倍高度，以产生高度与六面体形几何设计大概相同的植入物600)。在一些实施方式中，植入物600也可成角度(例如，在顶部表面601a和/或底部表面601b)，以提供具有前凸的植入物600，以在一些实施方式中，以具有椎骨端板之间更好的匹配。顶部表面601a和/或底部表面601b也可包括支柱，以连接植入物600的结点(例如，见图6a中顶部表面上的支柱网络)。也可使用用于顶部表面601a和/或底部表面601b的支柱的其他图案。在一些实施方式中，植入物600可能不包括支柱之间的负角并且可因此容易通过铸造或成型方法产生。

图6C-6D图解植入物的另一可选实施方式。在一些实施方式中，约中部40至60％的六面体形几何设计可用于植入物650。例如，如果六面体形几何设计的总体高度是约37mm，则可去除约底部10mm和约顶部10mm的设计并且约中部17mm的设计可用于植入物。植入物650的中部然后可按比例扩展，使得近似扩展高度设计可以是约37mm(或根据需要不同的高度)。顶部表面651a和底部表面651b可包括支柱的网络(例如，见图6C中顶部表面651a上的支柱)(也考虑支柱的其他网络)。也考虑用于植入物的设计的其他部分(例如，图1A中显示的设计的上半部，图1A中显示的设计的下半部等)。设计部分可按比例扩展以符合具体的尺寸(例如，具体的高度、宽度和长度)。在一些实施方式中，可减少支柱的数量或可重新分配植入物中的材料，从而一些支柱可具有更大的直径和一些可具有更小的直径(例如，不同直径可针对不同方向的力加固)。在一些实施方式中，可使用局部设计笼(例如，网结构的一半，从而结构包括四面体。此外，在一些实施方式中，植入物可包括成角度的表面(例如，成角度的顶部表面651a和/或成角度的底部表面651b)，以为待植入椎骨端板之间的植入物提供前凸。

在一些实施方式中，当植入时，植入物的网结构可遍及植入物分散力。例如，网结构的连接支柱可延伸贯穿植入物的核心，并且支柱的互相连接可遍及植入物分散压缩力的挤压，以降低应力升高的可能(力遍及植入物的分布可防止可能否则导致对椎骨损伤的应力在椎骨的一个或多个部分的集中)。

在一些实施方式中，植入物的网结构(例如，植入物的外部和内部支柱)也可提供用于骨移植物融合的表面。例如，延伸遍及植入物的网结构可增加另外的表面积(例如，在组成植入物的支柱的表面上)，以融合至骨移植物材料并且防止骨移植物材料松弛或从植入物迁移。在一些实施方式中，网结构也可支撑生长的骨头。例如，当植入时，相邻的骨头(例如，如果植入物用作脊柱植入物，相邻的椎骨)可在植入物的至少一部分支柱上生长。骨生长以及骨生长和植入物之间的结合可进一步稳定植入物。在一些实施方式中，植入物的表面可由粗糙表面形成，以有助于生长的骨头的附着。

在一些实施方式中，支柱直径的大概范围可以是约0.025至5毫米(mm)(例如，1.0mm、1.5mm、3mm等)。也考虑其他直径(例如，大于5mm)。在一些实施方式中，支柱的长度范围可以是约0.5至20mm(例如，取决于例如匹配椎骨端板之间空隙所需的植入物尺寸)。作为另一实例，对于髋植入物，支柱的长度范围可以是30-40mm。在一些实施方式中，减少的网结构的支柱尺寸可允许植入物100中的开槽利于骨生长(例如，一旦植入物100被植入身体，骨头可通过开槽生长)。在术后前3周植入物的平均下沉可以是约1.5mm(其他下沉也是可能的(例如，约0.5至2.5mm之间))。大概匹配下沉的支柱尺寸(例如，约1.5mm直径和约1.5mm下沉的支柱尺寸)可在植入物已经下沉在植入位置之后产生净0阻抗(例如，围绕支柱生长的骨生长)。遍及植入物/椎骨端板界面的整个表面的净0阻抗可产生更大的融合骨柱，其可产生更稳定的融合。也考虑其他融合柱尺寸。植入物的构造可遍及植入物重新分配金属。在一些实施方式中，边缘可能不包括在植入物上(在一些实施方式中，可包括边缘)。所得骨生长(例如，脊柱)可生长穿过植入物。

在一些实施方式中，植入物100大于50％的内部体积可敞开。在一些实施方式中，可敞开大于60％、大于70％和/或大于80％(例如，95％)的植入物100。在一些实施方式中，敞开体积可用骨生长材料填充。例如，松质骨可封装至植入物的敞开/内部区域。

在一些实施方式中，植入物的至少一部分表面可用期望促进骨生长和/或骨附着的材料和/或防止感染的抗菌剂涂布/处理。例如，在一些实施方式中，支柱的表面可涂布生物生长因子和/或骨生长因子。在一些实施方式中，生物生长因子可包括涂层，比如羟基磷灰石、骨形成蛋白(BMP)、胰岛素样生长因子I和II、转化生长因子-β、酸性和碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子，和/或促进骨生长和植入物的表面之间良好生物固定的类似骨生长刺激物。在一些实施方式中，骨生长因子可包括能够刺激细胞生长、增殖和细胞分化的天然存在的物质(例如，蛋白质或甾族化合物激素)。在一些实施方式中，植入物的表面(例如，支柱、外部桁架结构等)可涂布胶原蛋白。

在一些实施方式中，生物生长因子和/或生长因子可固定至植入物的中心区域。例如，在一些实施方式中，生物生长因子或生长因子可提供在延伸通过植入物100的中心部分501a和/或501b的支柱的至少一部分上，见图5B。这样的实施方式可确保生物生长因子和或生长因子递送至植入物的中心部分。例如，生物生长因子或生长因子可物理固定至植入物的中心部分的支柱中，与装填至不包括其中提供用于物理附着生物生长因子和/或生长因子的支柱的敞开体积相对。

随着植入物放入植入位点，下沉可在骨移植物材料(其可能已经在植入物中的压缩力下)上增加另外的压力并且用于将骨移植物材料朝着植入物侧推(根据Boussinesq的相邻材料理论，当力施加至临近其他材料的元件(比如砂、泥土或骨移植物材料)，抵抗该元件的力在相邻材料中产生增加压力的区域(例如，60度))。植入物的支柱可抵抗骨移植物材料从网结构侧突出并且可增加骨移植物材料的压力。骨移植物材料可需要在更高压环境下植入，以产生利于强骨生长的环境(例如，根据Wolf定律，在健康人或动物中的骨头将适应其放置下的载荷)。网结构可因此增加更强融合的机会。

也考虑由其他桁架构造形成的网结构。例如，桁架可包括一系列封装三角形、双网桁架、三网桁架等。此外，植入物的网结构可包括如名称为“网结构和制造其的方法”、2005年8月23日公开的美国专利号6,931,812描述的一个或多个桁架，其通过参考以其整体并入本文，如同本文充分和完全阐释。

图8图解了制造植入物的方法的流程图。在一些实施方式中，植入物可通过快速成型(例如，电子束熔炼、激光器烧结等)制造。应当注意，在下面描述的方法的各种实施方式中，描述的一个或多个要素可同时、以与显示的不同顺序进行，或可完全省略。其他另外要素也可如期望的进行。在一些实施方式中，部分或全部方法可通过计算机系统自动进行。

在1001，产生植入物的三维模型并且储存在控制器可访问的存储介质中，所述控制器可操作以控制植入物产生过程。在1003，材料层(例如，粉末、液体等)施加至支撑件。在一些实施方式中，粉末可包括γTiAl(γ钛铝合金)，其可以是高强度/低重量材料。也可使用其他材料。可使用气体喷雾方法形成粉末并且可包括直径范围约20至200微米(μm)(例如，约80μm)的颗粒。粉末可通过分配器递送至支撑件(例如，从储存容器递送)。分配器和/或支撑件可在分布期间移动，以将层(例如，粉末)施加至支撑件。在一些实施方式中，层可以是大概均匀的厚度(例如，平均厚度为20至200微米(μm))。在一些实施方式中，分配器和支撑件可能不移动(例如，材料可喷洒在支撑件上)。在1005，控制器使电子束相对于材料层移动。在一些实施方式中，可移动电子束发生器，和在一些实施方式中，可移动支撑件。如果材料是γTiAl，可在电子束和材料之间获得大概1200至1800摄氏度范围的熔解温度(例如，1500摄氏度)。在1007，在每个电子束通道之间，可通过分配器施加另外的材料。在1009，去除未熔化的材料并且冷却植入物(例如，使用冷的惰性气体)。在一些实施方式中，可使植入物的边缘变光滑，去除粗糙边缘(例如，使用金刚石研磨机)。在一些实施方式中，植入物可包括粗糙边缘，以增加植入物和周围骨头之间的摩擦，增加植入物附着至骨头。

也考虑制备植入物的其他方法。例如，植入物可被铸造或注射成型。在一些实施方式中，多个部件可被铸造或注射成型并且结合在一起(例如，通过焊接、熔炼等)。在一些实施方式中，可分别产生形成植入物的个体支柱(例如，通过铸造、注塑等)并且焊接在一起以形成植入物。在一些实施方式中，可构建不同尺寸的多个植入物并且在试剂盒中递送。医学健康专家可在外科手术期间选择植入物(例如，根据需要的尺寸)。在一些实施方式中，可在植入物位点使用多个植入物。

专用工具可用于插入本文所述的植入物。可使用的工具的例子描述在美国公开的专利申请号：2010/0161061、2011/0196495、20110313532和2013/0030529中，其每一篇通过引用并入本文。

图9根据实施方式图解了植入脊柱植入物的方法的流程图。应当注意，在下面描述的方法的各种实施方式中，描述的一个或多个要素可同时、以与显示的不同顺序进行，或可完全省略。其他另外要素也可如期望的进行。在一些实施方式中，部分或全部方法可通过计算机系统自动进行。

在步骤1301，进入肌节间空间。例如，可在患者身体中为前路腰椎椎间融合术(ALIF)方法制造前路开孔或可为后路腰椎椎体间融合(PLIF)方法制造后路开孔。在1303，切除至少一部分肌节间空间，以在肌节间空间中形成腔。在1305，将植入物插入肌节间空间的腔中。在一些实施方式中，手柄或一些其他设备，用于抓住植入物。在一些实施方式中，可将力施加至植入物(例如，通过锤子)，以将植入物插入腔。在1307，在插入植入物之前和/或之后，植入物和/或腔中的空间可用骨移植物材料填充。在1309，可关闭进入肌节间空间的进入点(例如，使用缝合)。

在一些实施方式中，可定制植入物。例如，植入物的三维尺寸和/或形状可用于构建遍及三维形状设计分配网结构的植入物。

在一些实施方式中，桁架/网结构可布置在至少一部分植入物上，以利于将植入物与相邻的结构连接。例如，植入物被植入相邻的骨结构的情况下，一个或多个桁架结构可布置在植入物的表面(例如，界面板)上和/或从植入物的表面(例如，界面板)延伸，所述植入物的表面旨在使用期间接触，和至少部分附着至骨结构。在一些实施方式中，比如包括布置在两个相邻的椎骨的端板之间的椎间植入物，一个或多个桁架结构可布置在椎间植入物的接触表面，以利于增强椎间植入物连接骨结构的骨生长。例如，桁架结构可包括一个或多个支柱，其从接触表面延伸，以限定用于从其骨生长的敞开空间，从而确保骨通过生长将骨结构和桁架结构彼此互锁，以将植入物在接触面或附近连接骨结构。这样通过生长互锁骨头可抑制植入物和骨结构之间的移动，其否则可能导致植入物从期望的位置松弛、迁移、下沉或去除。类似的技术可用于各种类型的植入物，包括旨在使组织和/或骨结构相连的那些。例如，桁架结构可用在膝植入物的接触表面上、椎体设备、髋部置换、膝关节置换、长骨重建支架或颅上颌面植入物、髋植入物、颚植入物、长骨重建的植入物、足和踝植入物、肩植入物或其他关节置换植入物等，以增强植入物附着至相邻的骨结构或组织。可从植入物的表面延伸，以利于植入物连接相邻的结构的桁架结构，其他结构的例子描述在美国公开的专利专利申请号2011/0313532中，其通过引用并入本文。

尽管本文所述的植入物描述为基本上由直的支柱组成，但是应理解，支柱可以是非线性的，包括但不限于弯曲的、弓形和拱形的。具有非线性支柱的植入物的例子描述在美国专利申请号13/668,968中，其通过引用并入本文。

在一些实施方式中，期望植入物使用一个或多个紧固件(例如，螺钉)固定至骨头。紧固件可连接植入物结构的任何部件，以将植入物固定至骨头。具有可接收紧固件的一个或多个槽的植入物的实施方式描绘在图10A、10B和10C中。在一种实施方式中，植入物400由网结构组成，其包括由两个或更多个平面桁架单元形成的空间桁架410，其具有在结点处连接的多个支柱。一个或多个槽420在网结构中形成。槽延伸穿过网结构，使得通道出口425a、b存在于网结构的至少两侧(见图10C)。槽可由连接至一个或多个相邻的平面桁架单元的一个或多个基本上弓形和/或圆形支柱422限定。

槽可基本上是管状的，以接收圆柱形紧固件430(例如，接骨螺钉)。紧固件430可在通道420中移动，使得紧固件的侧面不连接至空间桁架410。在这样的实施方式中，紧固件430可包括头(未显示)，其接触植入物400的表面，以将植入物固定至骨头。可选地，槽420可以是大体上有螺纹的，具有与接骨螺钉的螺纹互补的螺纹。在使用期间，接骨螺钉通过接骨螺钉与通道的螺纹啮合连接通道420。通道420的螺纹，当结合接骨螺钉时，有助于防止紧固件从植入物拔出。

外部支撑件450也可用于将植入物400固定至骨结构，如所图11中描绘。外部支撑件450可使用一个或多个紧固件430连接植入物的网结构400。所以，紧固件430，可穿过外部支撑件450进入槽420和进入骨结构，以将植入物400和外部支撑件固定至骨头。外部支撑件450可包括对应布置在植入物400中槽420位置的一个或多个孔452。外部支撑件450可包括另外的孔454，其使得支撑件独立地连接骨结构。尽管描述为植入物系统的单独组件，但是应理解，外部支撑件可与植入物400整合以形成包括连接至外部支撑件的空间桁架的整体植入物。

在一种实施方式中，可使用植入物400修复骨结构。植入物400可靠近、或接触需要修复的骨结构放置。紧固件430可位于一个或多个槽420中并且连接至骨结构。在一些实施方式中，紧固件430是接骨螺钉。接骨螺钉可插入槽420并且通过将接骨螺钉拧入骨结构紧固至骨头。在一些实施方式中，槽420可具有与接骨螺钉螺纹互补的螺纹，使得接骨螺钉连接植入物以及骨结构。

在一些实施方式中，外部支撑件450可用于将植入物固定至骨结构。植入物400可靠近骨结构放置。外部支撑件450可靠近或接触植入物400放置，使得外部支撑件450上的至少一些孔452与植入物的一个或多个槽420对齐。紧固件(例如，接骨螺钉)可通过孔452位于槽420中，并且连接下面的骨结构。另外的紧固件可位于一个或多个另外的孔454中并且连接骨结构的外部部分，以提供对植入物的另外支撑。

在可选的方法中，外部结构450可用作用于在没有槽的植入物中形成槽的引导。植入物比如植入物100可靠近或接触需要修复的骨结构放置。外部支撑件450可靠近或接触骨结构和植入物100放置。外部结构450的至少一部分孔452与一部分植入物对齐。钻头或其他切割设备可用于在植入物中形成槽，使用外部支撑件作为引导，以确定在哪里形成槽。用于形成槽的外部支撑件的孔具有足够的深度，以通过提供用于钻头的引导控制通道被钻孔的角度。在植入期间通过选择具有在期望位置和角度产生槽的孔的外部支撑件可定制制造植入物的槽。

在一些实施方式中，在接骨螺钉穿过骨结构之后，可能必须将接骨螺钉安装至植入物(例如，植入物400)的槽。因为在螺钉放入或通过植入物之前植入物位于骨结构中，难以实现接骨螺钉与植入物的槽的适当对齐。图19描绘了轨道引导设备1500，其可用于引导一个或多个接骨螺钉放入植入物。轨道引导1500包括结合部分1510，和引导1520。结合部分包括一个或多个紧固件1515，其结合植入物上相应的紧固件。引导1520靠着患者的皮肤停放并且用作引导，引导一个或多个接骨螺钉的放置。引导1520包括一个或多个槽1530，通过其接骨螺钉，或其他紧固设备插入对象的皮肤和下面的骨头。布置槽使得通过引导插入对象的紧固件与植入物的通道对齐。

在一种实施方式中，植入物700包括远端720和近端710，其中近端包括空间桁架715，其包括两个或更多个平面桁架单元，其具有在结点处连接的多个支柱。空间桁架配置为与人骨组织相连。远端720包括螺纹725，其使得植入物拧入骨结构。在一些实施方式中，有螺纹的远端大体上是固体。在一些实施方式中，有螺纹的远端是具有外部螺纹的空间桁架。沟槽730可用于将接骨螺钉插入骨结构。

图20描绘了包括近端1610和远端1620的接骨螺钉1600的实施方式。近端1610包括空间桁架1615，其包括两个或更多个平面桁架单元，其具有在结点处连接的多个支柱。空间桁架配置为与人骨组织相连。近端1610包括螺纹1625，其使得植入物拧入骨结构。远端包括可用于将接骨螺钉插入骨结构的沟槽1630。开孔1640，或可用于连接接骨螺钉1600和杆或一些其他连接器(这样的接骨螺钉用作椎弓根螺钉)的一些其他连接在远端形成。在近端放入骨头之后，开孔1640放置在从骨头延伸的远端部件中。近端中桁架结构的使用使得接骨螺钉吸收至骨结构，提供有螺纹的接骨螺钉更稳固的连接。空间桁架的使用也有助于防止接骨螺钉由于对象的正常移动施加在接骨螺钉上的力而拔出。

图21描绘了接骨螺钉1650的实施方式，其包括近端1660和远端1670。近端1660包括空间桁架1665，其包括两个或更多个平面桁架单元，其具有在结点处连接的多个支柱。空间桁架配置为与人骨组织相连。近端1660包括螺纹1675，其使得植入物拧入骨结构。远端包括头1680，其可用于将两个骨头区段插入连接在一起。在使用期间，头1680接触骨结构并且随着近端拧入骨头，接触头的骨头区段朝着其中临近的头被嵌入的骨头区段拖拽。

图22描绘了接骨螺钉1700的实施方式，其包括近端1710和远端1720。近端1710可包括空间桁架1715或可以大体上是固体的(未显示)。当存在时，空间桁架配置为与人骨组织相连。近端1710包括具有第一螺距的螺纹1725，其使得植入物拧入骨结构。远端也包括具有不同于近端上螺纹的第二螺距的螺纹1730。接骨螺钉1700可用于将两个骨头区段连接在一起。在使用期间，定位孔钻过第一骨结构，其允许近端1710通过第一骨结构。然后近端接触第二骨头区段并且拧入第二骨头区段。随着近端拧入第二骨头区段，远端上的螺纹啮合第一骨头区段，朝着第一骨头区段拔第二骨头区段。当完全插入第二骨头区段时，接骨螺钉1700将两个骨结构彼此接触。

在可选的实施方式中，整个的接骨螺钉可由网结构形成，以允许接骨螺钉在使用期间被骨头吸收。图12B描绘了接骨螺钉750的实施方式。接骨螺钉750由包括两个或更多个平面桁架单元的空间桁架755组成，其具有在结点处连接的多个支柱。空间桁架755配置为与人骨组织相连。螺纹775位于空间桁架周围，允许接骨螺钉拧入骨结构。末端760包括沟槽765，或允许紧固工具(例如，改锥)结合远端的一些其他结构或形状。紧固工具通过允许使用者旋转接骨螺钉750用于将螺纹775固定至骨结构。如所描绘，接骨螺钉具有连接空间桁架755的螺纹。但是，应理解，空间桁架755的一个或多个桁架单元可具有一起形成螺纹775的一个或多个弯曲的支柱。

接骨螺钉750可通过在骨结构中形成足够至少用作定位孔的开孔而插入骨结构。放置接骨螺钉与开孔接触并且通过连接末端上的紧固工具旋转(例如，通过沟槽765)。接骨螺钉750的旋转允许螺纹接触骨结构，将植入物固定至骨结构。接骨螺钉750可用于各种骨结构包括但不限于髋、膝关节、肩、肘部、脊柱骨结构。

肱骨近端骨折的修复仍是一个挑战，因为片段粉碎、差的质量，和待重建解剖学的复杂性。各种骨缝合设备用于移位骨折，例如，克氏针、板和螺钉、髓内钉、具有固定角度锁定板的低轮廓板，和解剖学或反向肱骨假体。但是，这些程序的结果不一致并且主要取决于使用的外科技术和外科医生的知识。

在图13中描绘的一种实施方式中，骨缝合植入物800可用于治疗近躯肱部的复杂骨折。植入物800是由平面桁架810组成的三角形棱柱。其插入肱骨近端腔，以稳定肱骨头和结节。空间桁架结构相比其他类似植入物改善设备的骨整合。

在图14中描绘的一种实施方式中，骨缝合植入物850可用于修正故障的全踝置换。植入物850可用于桥连移除全踝假体留下的结构缺陷。植入物850是具有由平面桁架860组成的U形样式的材料。

图15描绘了具有可接收紧固件的一个或多个槽的植入物的实施方式。在一种实施方式中，植入物1100由网结构组成，其包括由两个或更多个具有在结点处连接的多个支柱平面桁架单元组成的空间桁架1110。一个或多个槽1120在网结构中形成。槽延伸穿过网结构使得通道出口至少存在于网结构的两侧。槽可由连接一个或多个相邻的平面桁架单元的通道结构1125限定。

槽可基本上是管状的，以接收圆柱形紧固件(例如，接骨螺钉)。紧固件可在通道1120中移动，使得紧固件的侧面不连接至空间桁架1110。在这样的实施方式中，紧固件可包括头(未显示)，其接触植入物1100的表面，以将植入物固定至骨头。可选地，通道结构1125可包括螺纹1130，其与接骨螺钉的螺纹互补。在使用期间，接骨螺钉通过接骨螺钉与通道螺纹的啮合连接通道1120。当连接至接骨螺钉时，通道1120的螺纹有助于防止紧固件从植入物拔出。

图16描绘了具有可接收紧固件的一个或多个槽的植入物的实施方式。在一种实施方式中，植入物1150由网结构组成，所述网结构包括由两个或更多个平面桁架单元形成的空间桁架1160，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱。一个或多个槽1170在网结构中形成。槽延伸穿过网结构使得通道出口至少存在于网结构的两侧。槽可由连接至一个或多个相邻的平面桁架单元的通道结构1175限定。

槽可以基本上是管状的，以接收圆柱形紧固件(例如，接骨螺钉)。紧固件可在通道1170中移动，使得紧固件的侧面不连接至空间桁架1160。在这样的实施方式中，紧固件可包括头(未显示)，其接触植入物1150的表面，以将植入物固定至骨头。可选地，通道结构1175可包括与接骨螺钉的螺纹互补的螺纹1180。在使用期间，通过接骨螺钉与通道螺纹的啮合接骨螺钉连接通道1170。当连接接骨螺钉时，通道1170的螺纹有助于防止紧固件从植入物拔出。

在长骨头的一些骨折中，对齐骨头末端的最佳方式是通过将杆或钉子插入通过骨头通常包含一些骨髓的中空中心。但是，大部分骨杆较不被通常由生物惰性材料形成的骨头吸附。在图17中描绘的一种实施方式中，植入物1200包括骨杆1210，其至少部分被空间桁架1220围绕。在使用期间，植入物1200的末端1230和1235可插入骨头。空间桁架1220也可插入骨头，或可占据破碎骨片之间的空间。空间桁架1220使得骨杆更好整合至对象骨结构。

图18描绘了植入物1400的实施方式的俯视图，其包括连接板1420的网结构1410。板1420包括一个或多个螺钉孔1430，其使得接骨螺钉用于将植入物1400固定至骨头的外部。使用时，网结构1410可放置在骨头形成的空间中，天然空间(例如，作为椎间盘置换设备，或在两个分开的骨头区段之间。在任何应用中，板1420位于骨头的外部上，并且提供两个螺钉孔1430，使得使用者将植入物固定至骨头。如此，在对象正常移动期间，植入物较不可能从骨头部分拔出。

图23描绘了用于形成骨折骨结构的外部支撑件的桁架铸件的示意图。在实施方式中，桁架铸件包括单个桁架结构或彼此连接的多个空间桁架。形成桁架铸件，从而其可围绕骨折的骨头包裹，用作铸件，以将骨折的骨头区段保持在适当位置。在图23中描绘的实施方式中，桁架铸件1750包括三个空间桁架1760、1765和1770。空间桁架使用柔性连接器1780和1782彼此连接。柔性连接器允许空间桁架相对于彼此旋转至少90度。桁架铸件1750包括连接器1790，其从第一空间桁架1760延伸至第三空间桁架1770。使用时，桁架铸件在断裂的位点围绕骨头1785包裹。连接器紧固至空间桁架1760和1770，以将桁架铸件保持在适当的位置。在一种实施方式中，连接器可包括拉紧设备，其将两个空间桁架1760和1770拉在一起，以靠着骨头固定桁架铸件。应理解，尽管桁架铸件描述为具有三个空间桁架，但是可使用更多或更少的空间桁架。在一种实施方式中，单个空间桁架用作桁架铸件。单个空间桁架可由基本上柔性材料形成，其允许空间桁架围绕骨折骨头区段通过连接器的拉紧而被牵引。

在该专利中，已经通过引用并入了某些美国专利、美国专利申请和其他材料(例如，文献)。但是，这样的美国专利、美国专利申请和其他材料的文本仅仅通过引用并入至在这样的文本与本文阐释的其他陈述和附图不存在冲突的程度。万一这样冲突，那么在通过引用美国专利、美国专利申请和其他材料并入的任何这样冲突文本特别地不通过引用并入本专利。

根据上面的说明书，在各种实施方式中，植入物可包括网结构。植入物的网结构可包括微桁架设计。在一些实施方式中，微桁架设计可包括具有多个支柱的网结构。也考虑其他网结构。网结构可延伸通过植入物(包括植入物的中心部分)。网结构可因此沿着多个平面加固植入物(包括内部植入物承重)并且提供用于骨移植物融合的增加面积。网结构可用于植入物比如脊柱植入物、椎体设备、髋部置换、膝关节置换、长骨重建支架和颅上颌面植入物。也考虑其他植入物用途。在一些实施方式中，植入物的网结构可包括一个或多个几何物体(例如，多面体)。在一些实施方式中，网结构可能不包括几何结构单元的图案(例如，不规则图案的支柱可用于植入物)。在一些实施方式中，网结构可包括三角网结构，其包括两个或更多个四面体。四面体可包括四个三角形面，其中三个四三角形在每个顶点汇合。网结构可进一步包括两个四面体，其在两个相邻的面放置在一起，以形成具有六面体形框架的网结构(包括六个面)。在一些实施方式中，多个六面体形网结构可以以并排方式布置。网结构可直接通过侧顶点(例如，两个或更多个六面体形网结构可共用顶点)连接。在一些实施方式中，网结构可成角度，以为植入物提供前凸。

基于该说明书，本发明的各个方面的进一步修饰和可选的实施方式对于本领域技术人员是显而易见的。例如，尽管在某些实施方式中，已经描述了支柱并且描绘为基本上直的细长元件，但是支柱也可包括细长的元件，沿着至少一部分它们的长度是弯曲的/拱形的。因此，本说明书仅仅解释为示意性的并且为了教导本领域技术人员进行本发明一般方式的目的。应当理解本文显示和描述的本发明的形式视为实施方式。要素和材料可替换本文阐释和描述的那些，部件和方法可颠倒，并且本发明的某些特征可独立地使用，这在具有本发明该说明书的益处之后对于本领域技术人员是显而易见的。在不背离权利要求所描述的本发明的精神和范围的情况下，可对本文所述的要素进行改变。此外，注意，词语“可”遍及本说明书以允许的意思(即，具有可能，能够)而不是强制的意思(即，必须)使用。术语“包括”和其衍生词意思是“包括但不限于”。如在本说明书和权利要求中使用，单数形式“一个(a、an)”和“所述(the)”包括复数提及物，除非内容明确另外指示。因此，例如，提及“支柱”包括两个或更多个支柱的组合。术语“结合”意思是“直接或间接连接”。

Claims (16)

1.用于与骨结构相连的植入物，其包括：

网结构，其包括包含两个或更多个平面桁架单元的空间桁架，所述平面桁架单元具有在结点处连接的多个支柱，其中所述空间桁架包含形成一个或多个多面体桁架单元的平面桁架单元，其中所述网结构的至少一个多面体桁架单元进入所述植入物的中心部分，并且其中所述网结构配置为与人骨组织相连；和

延伸通过所述空间桁架的一个或多个圆柱形槽，所述一个或多个圆柱形槽在所述网结构的至少两侧具有槽出口，其中在使用期间所述一个或多个圆柱形槽接收在所述一个或多个圆柱形槽中延伸的紧固件。

2.如权利要求1所述的植入物，其中所述一个或多个圆柱形槽由连接一个或多个平面桁架单元的一个或多个圆形或弓形支柱限定。

3.如权利要求1所述的植入物，其中所述一个或多个圆柱形槽由连接一个或多个平面桁架单元的通道结构限定。

4.如权利要求1所述的植入物，其中所述一个或多个圆柱形槽是管状的。

5.如权利要求1所述的植入物，其中所述一个或多个圆柱形槽是有螺纹的，具有的螺纹与接骨螺钉紧固件的螺纹互补。

6.如权利要求1所述的植入物，其中所述一个或多个圆柱形槽由连接一个或多个平面桁架单元的一个或多个弓形和/或圆形支柱限定。

7.如权利要求1所述的植入物，其中所述多个平面桁架单元包括一个或多个平面三角形桁架单元，具有三角形构造的三个直的支柱和三个结点。

8.如权利要求1所述的植入物，其中所述多个平面桁架单元彼此连接，使得一个或多个平面桁架单元所在的平面不平行于与所述一个或多个平面桁架单元共用至少一个支柱的平面桁架单元的平面。

9.如权利要求1所述的植入物，其中多个平面桁架单元限定所述网结构的外部表面。

10.如权利要求1所述的植入物，其中所述多个支柱限定三角形桁架，其具有由两个不同的三角形平面桁架单元共用的至少一个结点，所述两个不同的三角形平面桁架单元具有不同的相应角。

11.如权利要求1所述的植入物，其中所述多个平面桁架单元包括连接第二平面三角形桁架单元的第一平面三角形桁架单元，其中第一和第二平面三角形桁架单元以相反方式与限定每个平面三角形桁架单元的顶点的单个结点连接。

12.用于与骨结构相连的植入物系统，包括：

权利要求1-11任一项描述的植入物；和

可定位在所述一个或多个圆柱形槽中的一个或多个紧固件，其中所述紧固件在使用期间将所述网结构与骨头连接。

13.如权利要求12所述的植入物系统，进一步包括使用一个或多个所述紧固件可与所述网结构连接的外部支撑件，其中，在使用期间，所述外部支撑件可连接至骨结构的外部。

14.如权利要求13所述的植入物系统，其中所述外部支撑件包括与植入物的所述一个或多个圆柱形槽对齐的一个或多个孔，使得在使用期间，紧固件可穿过所述外部支撑件的一个或多个孔进入植入物的所述一个或多个圆柱形槽。

15.如权利要求14所述的植入物系统，其中所述外部支撑件包括一个或多个另外孔，其接收用于将外部支撑件连接至骨结构的外部部分的紧固件。

16.如权利要求13所述的植入物系统，其中所述外部支撑件是所述网结构的整体部分。