DE112017004508B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen unter der Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken umfassen: ein fester Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte wird unter der Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken und vorzugsweise mit Kobaltchromlegierung und Laser-Sintern hergestellt; nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens wird ein synchronisierter Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm oder weniger; sowie ein synchronisierter Schleifvorgang wird an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf künstliche feste Knochen und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen unter Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken.
  • Hintergrundtechnik
  • Bei der Behandlung von künstlichen festen Knochen (wie beispielsweise Knöchelchen) wird der künstliche feste Knochen aus Kunststoff verwendet, um den festen Knochen eines menschlichen Körpers zu ersetzen. Da sich der feste Knochen im Allgemeinen an einem Ort befindet, wo er eine große Gewichtskraft tragen muss, wird der künstliche Knochen aus Kunststoff im Allgemeinen 8 bis 12 Monate verwendet, und dann ist ein chirurgischer Eingriff zum Austausch erforderlich.
  • Da der feste Knochen eine große Gewichtskraft tragen muss und häufig mit anderen Knochen reibt, sollte seine Kontaktoberfläche ausreichend glatt sein; die Oberflächenrauheit Ry sollte 1 - 2µm oder weniger betragen. Deshalb ist ein künstlicher fester Knochen nicht anwendbar, der durch ein herkömmliches Metall-3D-Druckverfahren hergestellt wird.
  • Da bestehende medizinische Methoden, in denen künstliche feste Knochen eingesetzt werden, Risiken, Schmerzen und zusätzliche Kosten für den Patienten darstellen, sind diese nicht ideal.
  • US 2010/ 0 268 337 A1 offenbart ein monolithisches orthopädisches Implantat zur Reparatur von fokalem Gelenkknorpel und osteochondralen Defekten, mit einem porösen Bereich mit einer Form einer miteinander verbundenen Porosität ähnlich wie Spongiosa, um die Skelettfixierung durch Knocheneinwachsen zu fördern, einem Übergangsbereich, der an den porösen Bereich angrenzt und einstückig mit diesem verbunden ist, wobei der Übergangsbereich eine Form einer miteinander verbundenen Porosität ähnlich dem subchondralen Knochen aufweist, einem im Wesentlichen dichten Bereich, der einstückig mit dem Übergangsbereich verbunden ist und einen Umfang aufweist, und einer Oberfläche auf dem im Wesentlichen dichten Bereich, wobei die Oberfläche ein Finish aufweist, das zur Artikulation gegen nativen Gelenkknorpel geeignet ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Herstellungsverfahrens bereitzustellen, womit sich eine längere Verwendungszeit und somit ein geringerer klinischer Aufwand erreichen lässt.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen bereitgestellt, mit den Schritten:
    • ein fester Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte wird unter der Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken und vorzugsweise mit einer Kobaltchromlegierung und direktem Laser-Sintern aus Metall hergestellt;
    • nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens wird ein synchronisierter Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm oder weniger; sowie
    • ein synchronisierter Schleifvorgang wird an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  • In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der gedruckte und hergestellte feste Knochen eine Verlängerung an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert, wobei, die Verlängerung vorzugsweise ein Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm ist, wobei die Achse des Zylinders parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens ist; und/oder der Zylinder so konfiguriert ist, dass er mit einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine gekoppelt werden kann, um die erforderlichen Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
  • In einigen anderen Ausführungsbeispielen umfasst der feste Knochen einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts, wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts aufweist; und/oder der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erreichen, und/oder der erste Dichteabschnitt sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts befindet; wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr hat und wobei der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  • In einigen Ausführungsbeispielen ist der feste Knochen ein Knöchelknochen; und/oder die Kobaltchromlegierung umfasst Co-Cr-Mo und/oder Co-Cr-W-Ni.
  • In einigen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen festen Knochen eingesetzt, umfassend:
    • eine Metall-3D-Druckereinheit, die dazu verwendet wird, um einen festen Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte vorzugsweise mit Kobaltchromlegierung und direktem Laser-Sintern aus Metall herzustellen;
    • eine Schneideinheit, die operativ mit der Metall-3D-Druckereinheit gekoppelt ist und dazu verwendet wird, um nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit einem synchronisierten Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm oder weniger;
    • eine Schleifeinheit, die operativ mit der Schneideinheit gekoppelt ist und dazu verwendet wird, um einen synchronisierten Schleifvorgang an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  • In einigen Ausführungsbeispielen wird eine Verlängerung an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit gebildet, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert, wobei die Verlängerung vorzugsweise ein Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm ist, wobei die Achse des Zylinders parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens ist; und/oder der Zylinder so konfiguriert ist, dass er mit der Schneideinheit und/oder Schleifeinheit gekoppelt ist, um die Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
  • In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der feste Knochen, der durch die Metall-3D-Druckereinheit hergestellt ist, einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts, wobei, der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und hat eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts aufweisen kann; und/oder der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erzielen, und/oder der erste Dichteabschnitt sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts befindet; wobei, der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr und der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft durch die beiliegenden Figuren beschrieben, wie folgt:
    • 1a ist ein Schema des beispielhaften künstlichen festen Knochens der vorliegenden Erfindung;
    • 1b ist ein Schema des anderen beispielhaften künstlichen festen Knochens der vorliegenden Erfindung;
    • 2a ist ein Schema des anderen beispielhaften künstlichen festen Knochens der vorliegenden Erfindung;
    • 2b eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in der 2a;
    • 3 ist ein Schema des anderen beispielhaften künstlichen festen Knochens mit Gitterstruktur der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsbeispiele
  • Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben, um die technischen Lösungen im Detail zu erläutern.
  • In der 1a ist ein Schema des beispielhaften künstlichen festen Knochens 110 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der feste Knochen ist vorzugsweise ein Knöchelknochen. Das Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochens umfasst: ein fester Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte wird unter der Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken und vorzugsweise mittels einer Kobaltchromlegierung und Laser-Sintern hergestellt; beim/nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens wird ein synchronisierter Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm oder weniger; sowie ein synchronisierter Schleifvorgang wird an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  • Nach einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Kobaltchromlegierung Co-Cr-Mo und/oder Co-Cr-W-Ni.
  • In der 1b ist ein Schema eines beispielhaften künstlichen festen Knochens 120 gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel umfasst der gedruckte und hergestellte feste Knochen eine Verlängerung 125 an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert, wobei die Verlängerung vorzugsweise ein Hauptteil ist, einen Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm umfasst (wobei diese auch einen dreieckigen Zylinder, quadratischen Zylinder, polygonalen Zylinder und/oder einen zusammengesetzten Zylinder oder geformten Zylinder aufweisen kann), die Achse des Zylinders parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens ist; und/oder der Zylinder so konfiguriert ist, dass er mit einer Bearbeitungsmaschine gekoppelt werden kann, um die Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
  • In der 2a ist ein Schema eines weiteren beispielhaften künstlichen festen Knochens 210 nach der vorliegenden Erfindung nach den 2a-2b gezeigt. 2b ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in der 2a. In dem Ausführungsbeispiel umfasst der feste Knochen einen ersten Dichteabschnitt 211 und einen zweiten Dichteabschnitt 212 mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts, wobei der erste Dichteabschnitt 211 vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts 212 hat; und/oder der erste Dichteabschnitt 211 sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts 212 befindet; der erste Dichteabschnitt 211 vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr und der zweite Dichteabschnitt 212 vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  • In der 3 ist ein Schema eines weiteren beispielhaften künstlichen festen Knochens 310 mit Gitterstruktur nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel umfasst der feste Knochen einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts, wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts haben kann; optional ist der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise so konfiguriert, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erzielen; der erste Dichteabschnitt befindet sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts; wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr und der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  • Die Erfindung offenbart auch eine Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen festen Knochen, umfassend:
    • eine Metall-3D-Druckereinheit, die dazu verwendet wird, um einen festen Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte vorzugsweise mit Kobaltchromlegierung und Laser-Sintern herzustellen;
    • eine Schneideinheit, die operativ mit der Metall-3D-Druckereinheit gekoppelt ist, wobei bei/nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit ein synchronisierter Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchgeführt wird, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm oder weniger;
    • Eine Schleifeinheit, die operativ mit der Schneideinheit gekoppelt ist, wodurch ein synchronisierter Schleifvorgang an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchgeführt wird, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  • Nach einigen Ausführungsbeispielen wird eine Verlängerung an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit gebildet, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert, wobei die Verlängerung vorzugsweise ein Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm ist, die Achse des Zylinders parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens ist; und/oder der Zylinder ist so konfiguriert, dass er mit der Schneideinheit und/oder Schleifeinheit gekoppelt ist, um die erforderlichen Bearbeitungsvorgänge für den Hauptteil oder die spezifische Position des festen Knochens durchzuführen. Nach einigen Ausführungsbeispielen kann die Verlängerung vorzugsweise entsprechend dem zu bearbeitenden Abschnitt oder Ort positioniert werden, um die Schneid- / Schleifvorgänge der Schneideinheit und/oder der Schleifeinheit zu erleichtern.
  • Nach einigen Ausführungsbeispielen umfasst der feste Knochen, der durch die Metall-3D-Druckereinheit hergestellt wurde, einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts, wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts haben kann; und/oder der zweite Dichteabschnitt ist vorzugsweise so konfiguriert, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erzielen, wobei die Gitterstruktur gleichmäßig in einem bestimmten Bereich des zweiten Dichteabschnitts so verteilt oder gesammelt werden kann, dass der zweite Dichteabschnitt eine vorbestimmte Dichte oder ein vorgegebenes Gewicht aufweist; und/oder der erste Dichteabschnitt befindet sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts; wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr und der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  • Unter der Verwendung von den gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Metall-3D-Drucktechniken wird der feste Knochen aufgrund der Beschädigung durch eine Kobaltchromlegierung ersetzt, da die Kobaltchromlegierung die folgenden Hauptmerkmale aufweist:
    • Ihre chemischen Hauptkomponenten umfassen Co-Cr-Mo, Co-Cr-W-Ni usw., so dass ihre Korrosionsbeständigkeit über zehnmal besser ist als die von Edelstahl. Im Allgemeinen gibt es keine offensichtliche Gewebereaktion.
  • Aufgrund der hohen Lockerungsrate des künstlichen Hüftgelenks hat die Kobaltchromlegierung hervorragende Reibungseigenschaften und eine hohe Tragfähigkeit, sodass diese als Implantat geeignet ist, über eine gute Verschleißfestigkeit verfügt, die für einen festen Knochen erforderlich ist.
  • Nach dem Verfahren zum Herstellen von künstlichen festen Knochen gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungsvorgang durch die eingebaute Bearbeitungseinheit nach dem Laser-Sintern sofort durchgeführt, um sicherzustellen, dass der größte Teil des festen Knochens eine Oberflächenrauheit von Ry <1 bis 2 µm oder weniger hat und die Anforderungen an einen festen Knochen erfüllt.
  • Die Metall-3D-Druckereinheit nach der vorliegenden Erfindung verwendet eine Metallpulver-Laserformungstechnik, in der die Laserschmelzleistung etwa 400 W beträgt. Die mit der Metall-3D-Druckereinheit operativ gekoppelte Schneideinheit ist vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeits-Fräseinheit und die Drehzahl der Fräserspindel beträgt etwa 45.000 / Min.
  • Nach einigen Ausführungsbeispielen verwendet die Metall-3D-Drucktechnik nach der vorliegenden Erfindung eine Kobaltchromlegierung(Cobalt Chrome) und direktes Laser-Sintern aus Metallpulver/direktes Laser-Sintern aus Metall(DMLS) sowie eine technische Lösung von synchronen Metallschneidfunktionen/-Komponenten. Dadurch wird die Nachbearbeitungszeit reduziert. Lasersintern und synchrones Schneiden ermöglichen das synchrone Schneiden von etwa 80% oder mehr des Produkts oder des festen Knochens. Dadurch wird eine Oberflächenrauheit von Ry <1 - 2 µm oder weniger erzielt. Durch weiteres Schleifen der Oberfläche oder Position des festen Knochen aus Kobalt-Chrom(wie Knöchelknochen), der mit anderen Knochen 3 berührt, kann die zugehörige Oberfläche oder Position eine Rauheit von etwa A4 = Ra 0,063 µm oder eine bessere Rauheit und einen Spiegeleffekt haben.
  • Nach der technischen Lösung zur Herstellung von künstlichem festem Knochen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verwendungszeit des Metallknöchelknochens auf 8 bis 10 Jahre erhöht werden. Dadurch wird das Operationsrisiko für den bestehenden Patienten beim Ersetzen des Kunststoffknöchels jedes Jahr verringert. Ein jährlicher Ersatz von Kunststoffknochen erfordert herkömmlich viele Ressourcen; z.B. Besetzen der Zeit der Ärzte und des medizinischen Personals und des Operationssaals usw., so dass die Kosten nach dem Stand der Technik hoch sind und dem Benutzer Unannehmlichkeiten verursachen werden können. Die obigen Probleme können durch die Verwendung der technischen Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden, so dass mehr Patienten von der 3D-Drucktechnik profitieren können.
  • Obwohl hierin verschiedene Beispiele oder Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, soll man jedoch verstehen, dass diese zur Erläuterung dienen und den Schutzbereich nicht beschränken sollen. Es soll verstanden werden, dass die Teile oder Komponenten verschiedener Ausführungsbeispiele in geeigneter Weise miteinander kombiniert und/oder zusammen verwendet werden können, um andere Variationen ohne Verlust der Allgemeinheit zu bilden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen, mit den folgenden Schritten: ein fester Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte wird unter der Verwendung von Metall-3D-Drucktechniken und vorzugsweise mit einer Kobaltchromlegierung und direktem Laser-Sintern aus Metall hergestellt; nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens wird ein synchronisierter Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% oder mehr der Oberfläche des festen Knochens durchgeführt, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry < 1 - 2 µm; sowie ein synchronisierter Schleifvorgang an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens wird durchgeführt, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  2. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach Patentanspruch 1, wobei: der gedruckte und hergestellte feste Knochen eine Verlängerung an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens umfasst, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert; die Verlängerung ist vorzugsweise ein Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm; die Achse des Zylinders ist parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens; und/oder der Zylinder ist so konfiguriert, dass er mit einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine gekoppelt werden kann, um die erforderlichen Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
  3. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochens nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei: der feste Knochen einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts umfasst, wobei, der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts hat; und/oder der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erreichen, und/oder der erste Dichteabschnitt sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts befindet; der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr hat und der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  4. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei: der feste Knochen ein Knöchelknochen ist; und/oder die Kobaltchromlegierung Co-Cr-Mo und/oder Co-Cr-W-Ni umfasst.
  5. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei: der feste Knochen durch eine Herstellungsvorrichtung hergestellt wird, die umfasst: eine Metall-3D-Druckereinheit, die dazu verwendet wird, um einen festen Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte vorzugsweise mit einer Kobaltchromlegierung und direktem Laser-Sintern aus Metall herzustellen; eine Schneideinheit, die operativ mit der Metall-3D-Druckereinheit gekoppelt ist und nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit dazu verwendet wird, um einen synchronisierten Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm; eine Schleifeinheit, die operativ mit der Schneideinheit gekoppelt ist und dazu verwendet wird, um einen synchronisierten Schleifvorgang an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
  6. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach Patentanspruch 5, wobei: eine Verlängerung an der Ober- und/oder Unterseite des festen Knochens nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit ausgebildet wird, die nachfolgende Bearbeitungsvorgänge des festen Knochens erleichtert, wobei die Verlängerung vorzugsweise ein Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 bis 10 mm ist, wobei die Achse des Zylinders parallel und/oder überlagert mit der Mittelachse des festen Knochens ist; und/oder wobei der Zylinder so konfiguriert ist, dass er mit der Schneideinheit und/oder Schleifeinheit gekoppelt wird, um die Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
  7. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei: der feste Knochen, der durch die Metall-3D-Druckereinheit hergestellt wird, einen ersten Dichteabschnitt und einen zweiten Dichteabschnitt mit einer niedrigeren Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts umfasst, wobei der erste Dichteabschnitt vorzugsweise durch einen zusätzlichen Sintervorgang bearbeitet werden kann und eine höhere Dichte als die Dichte des zweiten Dichteabschnitts aufweist; und/oder wobei der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er eine Gitterstruktur aufweist, um eine niedrigere Dichte als die Dichte des ersten Dichteabschnitts zu erreichen, und/oder der erste Dichteabschnitt befindet sich vorzugsweise am Umfang des zweiten Dichteabschnitts; der erste Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 99,5% oder mehr hat und der zweite Dichteabschnitt vorzugsweise eine relative Dichte von 90% oder mehr hat.
  8. Verfahren zur Herstellung von künstlichen festen Knochen nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, wobei: der feste Knochen, der durch die Metall-3D-Druckereinheit hergestellt wird, ein Knöchelknochen ist; und/oder die Kobaltchromlegierung Co-Cr-Mo und/oder Co-Cr-W-Ni umfasst.
  9. Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen festen Knochen zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, umfassend: eine Metall-3D-Druckereinheit, die dazu ausgelegt ist, um einen festen Knochen mit einer bestimmten variierenden Form und Dichte vorzugsweise mit einer Kobaltchromlegierung und direktem Laser-Sintern aus Metall herzustellen; eine Schneideinheit, die operativ mit der Metall-3D-Druckereinheit gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, um nach dem Drucken und Herstellen des festen Knochens durch die Metall-3D-Druckereinheit einen synchronisierten Schneidvorgang an vorzugsweise etwa 80% der Oberfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass der feste Knochen die folgende Oberflächenrauheit aufweist: Ry <1 - 2 µm; eine Schleifeinheit, die operativ mit der Schneideinheit gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, um einen synchronisierten Schleifvorgang an mindestens einer Kontaktfläche des festen Knochens durchzuführen, so dass die Kontaktfläche die folgende Oberflächenrauheit aufweist: A4-Level = Ra 0,063 µm oder weniger.
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