FR2843537A1 - Procede de dessin d'implant - Google Patents

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Abstract

Procédé de dessin d'implant à appliquer à un corps d'os, notamment un crâne, qui comporte une partie d'os déficiente (101), comprenant :la production de données tridimensionnelles (100) du corps d'os ;l'estimation de la forme d'un implant à implanter au niveau de la partie d'os déficiente (101), etla modification des données tridimensionnelles (100) de façon qu'au moins une partie de l'implant dans une direction circonférentielle ait une forme qui s'adapte à une partie correspondante d'une surface (104) d'os coupé du corps d'os.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de
formation d'un implant tridimensionnel.
Classiquement, lorsque le corps d'un os, par exemple des os du crâne, un os malaire, un os maxillaire ou 5 analogue est partiellement perdu, on implante dans la partie déficiente des implants faits d'une matière artificielle, et on les y fixe (reconstruction d'une partie
d'os déficiente).
Dans l'art classique de la reconstruction d'os 10 déficient, la matière et la forme de l'implant sont très importantes. En ce qui concerne la matière, on utilise largement de
la céramique qui a une excellente biocompatibilité.
En ce qui concerne la forme, classiquement on forme 15 l'implant comme suit.
D'abord, en se basant sur des données de tomographie calculée (CT) d'un corps d'os ayant une partie déficiente, on forme un modèle correspondant au corps d'os en utilisant du bois ou analogue. Puis, on remplit une partie déficiente 20 du modèle avec de la pulpe de papier mâché ou analogue pour obtenir une forme d'un implant (c'est-à-dire, la forme du
corps d'os à placer au niveau de la partie déficiente).
Cependant, lorsque l'on a déterminé de cette façon la forme de l'implant, on ne peut pas obtenir une fidélité 25 satisfaisante. Par exemple, les os du crâne sont typiquement reproduits comme un continuum de sphères lisses. Cependant, les os du crâne ne sont pas habituellement un continuum de sphères lisses, et les courbures sont différentes en divers points. Par 30 conséquent, l'implant que l'on forme comme un continuum de sphères lisses donne une mauvaise fidélité. En ce qui concerne l'os malaire ou l'os maxillaire, il est plus
difficile d'obtenir une bonne fidélité.
Dans un autre cas, on détermine la forme d'un implant 35 comme suit.
D'abord, on obtient des images de CT en ce qui concerne plusieurs sections transversales d'un corps d'os ayant une partie déficiente. Puis, l'on forme des éléments plats (c'est-à-dire, plusieurs tranches) faits de bois pour leur donner des formes correspondant, respectivement, au
corps d'os des sections transversales.
En empilant les éléments plats, et en les collant les 5 uns aux autres, on forme un modèle correspondant à tout le
corps d'os comportant la partie déficiente.
Puis, on remplit la partie déficiente du modèle avec de la pulpe de papier mâché ou analogue pour obtenir la forme de l'os qui devrait exister au niveau de la partie 10 déficiente. Le modèle comporte, au niveau de ses extrémités latérales, des parties en gradins formées comme ci-dessus,
correspondant à l'épaisseur des éléments plats.
Ensuite, en utilisant une matière à base de résine, on moule le modèle pour obtenir une forme de moule femelle. 15 Puis, en utilisant le moule femelle, on forme un moule mâle fait de résine. Puis, en utilisant un outil de coupe ou analogue, on élimine les gradins au niveau des extrémités latérales du moule mâle, de façon à donner au moule mâle une forme lisse sans les parties en gradins. La forme lisse 20 ainsi obtenue est considérée comme étant la forme de l'implant. Lorsque l'on détermine de cette façon la forme de l'implant, on sait qu'il se produit les inconvénients suivants. Dans le procédé décrit ci-dessus, on forme le modèle en utilisant des éléments plats. Puisque chaque élément plat est relativement épais, il est difficile de former de manière précise le modèle du corps d'os ayant les parties déficientes. En outre, selon le procédé ci-dessus, on rogne les extrémités latérales du moule mâle en utilisant un outil de coupe pour obtenir une surface lisse. Cependant, on ne prend pas en considération la forme réelle du corps d'os au niveau de la surface o l'os est usiné. Un tel implant a 35 une moindre compatibilité de forme en ce qui concerne le
corps d'os.
Si l'on utilise une plaque plus mince, il est possible d'améliorer la compatibilité de forme du modèle. Cependant, il y a une limite à la réduction de l'épaisseur de chaque élément plat, et il peut être difficile d'obtenir une compatibilité de forme suffisante. En outre, si l'on utilise des éléments plats plus minces pour former le 5 modèle, il faudra un temps relativement long pour former un modèle. Par conséquent, un tel procédé ne peut pas s'appliquer dans un état ou de l'état de déficience ne peut
pas demeurer pendant un temps considérable.
La présente invention a l'avantage de proposer un 10 procédé amélioré de formation d'un implant reproduisant
avec une excellente fidélité la partie manquante d'un os.
La présente invention a aussi l'avantage de proposer
un procédé de formation d'un implant qui a une forme excellemment appropriée à un corps d'os comportant une 15 partie déficiente.
Selon un mode de réalisation, la présente invention propose un procédé de dessin d'implant à appliquer à un corps d'os qui comporte une partie d'os déficiente, l'os étant pratiquement symétrique par rapport à un plan de 20 symétrie. Le procédé comprend la production de données tridimensionnelles de l'os en se basant sur une pluralité de morceaux de données de tomographie de l'os, et l'estimation d'une forme d'un os qui devrait exister au niveau de la partie d'os déficiente en utilisant une partie 25 des données tridimensionnelles correspondant à une partie
symétrique de la partie d'os déficiente.
Puisque l'on estime la partie manquante qui doit
remplacer la partie déficiente en se basant sur la partie symétrique, on peut obtenir un implant qui s'adapte de 30 façon excellente.
Dans un cas particulier, le corps d'os est un crâne.
Bien entendu, le corps d'os n'est pas limité au crâne, mais le procédé peut s'appliquer à n'importe quel os dans la
mesure o il est symétrique par rapport à un certain plan.
Selon un mode de réalisation, l'intervalle de découpage en tranches des données de tomographie utilisé pour engendrer les données tridimensionnelles se trouve à
l'intérieur d'une fourchette de 0,1 mm à 5 mm.
Selon un autre aspect, on propose un procédé de formation d'implant destiné à former un implant en se basant sur un dessin selon le procédé décrit ci-dessus, et comprenant en outre (a) la formation d'une couche composée 5 d'une poudre constituant un ingrédient, et (b) le
durcissement d'un liquide réactif par réaction chimique de la poudre constituant l'ingrédient avec un liquide réactif en fonction de la forme de l'implant en fonction du dessin.
On répète la formation et la fabrication pour empiler une 10 pluralité de couches pour former un implant formé de la partie durcie des couches de la poudre constituant l'ingrédient.
Facultativement, la porosité de l'implant est à l'intérieur d'une fourchette de 10 volumes % à 90 volumes %.
Selon un aspect supplémentaire, l'invention propose un procédé de dessin d'implant à appliquer à un corps d'os qui comporte une partie d'os déficiente, l'os étant pratiquement symétrique par rapport à un plan de symétrie, qui comprend la production de données tridimensionnelles du 20 corps d'os en se basant sur une pluralité de morceaux de données de tomographie de l'os, et l'estimation d'une forme de l'implant à implanter au niveau de la partie d'os déficiente en se basant sur les données tridimensionnelles
en utilisant une propriété de symétrie du corps d'os.
Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de dessin d'implant à appliquer à un corps d'os ayant une partie d'os déficiente, qui comprend la production de données tridimensionnelles du corps d'os, l'estimation de la forme d'un implant à implanter au niveau de la partie 30 d'os déficiente, et la modification des données tridimensionnelles de façon qu'au moins une partie de l'implant dans une direction circonférentielle ait une forme qui s'adapte à une partie correspondante d'une
surface d'os coupé du corps d'os.
Selon ce procédé, l'implant obtenu s'adapte à la
partie déficiente après seulement un léger traitement.
Facultativement, l'estimation comprend le dessin d'une forme de l'implant qui correspond à la forme du contour de la surface d'os coupé sur la surface externe du corps d'os, l'implant ayant une forme pratiquement fixe dans la direction de son épaisseur, et la modification comprend le chevauchement des données représentant au moins la surface 5 d'os coupé du corps d'os et des données de l'implant, et l'élimination des données de l'implant correspondant à une
partie en chevauchement du corps d'os.
Toujours facultativement, l'étape d'estimation peut comprendre la production de données de contour représentant 10 la surface externe de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour de la surface d'os coupé sur la surface externe du corps d'os, l'estimation de la forme de l'implant qui a une épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans la direction de l'épaisseur, en 15 utilisant les données de contour, et l'élimination, des données de forme estimée, des données représentant une partie chevauchant le corps d'os de façon que l'implant
corresponde à la forme de la surface d'os coupé.
Comme variante, l'étape d'estimation peut comprendre 20 la production de données de contour représentant la surface externe de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour de la surface d'os coupé sur la surface externe du corps d'os, l'estimation de la forme de l'implant qui a une épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans 25 la direction de l'épaisseur, en utilisant les données de contour, la comparaison de données représentant la forme de l'implant qui sont engendrées pendant l'estimation avec au moins une partie des données tridimensionnelles représentant la surface d'os coupé, et la compensation des 30 données représentant la forme de l'implant en fonction du résultat de comparaison de la comparaison de sorte que
l'implant corresponde à la forme de la surface d'os coupé.
Comme variante, l'étape d'estimation peut comprendre la production de données de contour représentant la surface 35 externe de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour de la surface d'os coupé sur la surface externe du corps d'os, l'estimation de la forme de l'implant qui a une épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans la direction de l'épaisseur, en utilisant les données de contour, et l'élimination, des données de forme estimée, des données représentant une partie chevauchement le corps d'os de sorte que l'implant corresponde à la forme de la surface d'os coupé. Comme variante encore, l'étape d'estimation peut comprendre en outre la production de données de contour représentant la surface externe de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour de la surface d'os coupé 10 sur la surface externe du corps d'os, l'estimation de la forme de l'implant qui a une épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans la direction de l'épaisseur, en utilisant les données de contour, la comparaison de données représentant la forme de l'implant qui sont 15 engendrées pendant l'estimation avec au moins une partie
des données tridimensionnelles représentant la surface d'os coupé, et la compensation des données représentant la forme de l'implant en fonction du résultat de comparaison de la comparaison de sorte que l'implant corresponde à la forme 20 de la surface d'os coupé.
Dans le procédé ci-dessus, si l'on applique l'implant à la partie d'os déficiente, la surface externe du corps d'os et la surface externe de l'implant viennent
pratiquement dans la même position de surface.
Facultativement en outre, le corps d'os est pratiquement symétrique par rapport à un plan prédéterminé, la forme d'un implant à implanter au niveau de la partie d'os déficiente étant estimée en utilisant des données de forme, des données tridimensionnelles, représentatives 30 d'une partie symétrique de la partie d'os déficiente par rapport un plan pratiquement de symétrie des données tridimensionnelles. Dans un cas particulier, le corps d'os comprend un crâne. Facultativement, un intervalle de découpage en tranches des données de tomographie à utiliser pour
engendrer les données tridimensionnelles est de 0,1 mm à 5 mm.
Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de formation d'implant destiné à former un implant en se basant sur un dessin selon le procédé ci-dessus, et comprenant en outre (a) la formation d'une couche composée d'une poudre constituant un ingrédient, et (b) le 5 durcissement d'un liquide réactif par réaction chimique de
la poudre constituant l'ingrédient avec un liquide réactif en fonction de la forme de l'implant en fonction du dessin.
On répète la formation et la fabrication pour empiler une pluralité de couches pour former un implant formé de la 10 partie durcie des couches de la poudre constituant l'ingrédient.
De préférence, la porosité de l'implant est à l'intérieur d'une fourchette de 10 volumes % à 90 volumes %.
Les caractéristiques et avantages de l'invention 15 ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à
titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 montre une image d'os du crâne engendrée en fonction de données tridimensionnelles, qui sont 20 produites en se basant sur plusieurs morceaux de données de tomographie; la figure 2 montre une vue en coupe d'une surface externe d'une partie manquante qui devrait exister au niveau de la partie déficiente superposée avec la partie 25 déficiente du corps d'os; la figure 3 montre une vue en coupe de la partie manquante ayant une épaisseur prédéterminée superposée avec la partie déficiente du corps d'os; la figure 4 est une vue en coupe de la partie 30 manquante représentée par des données de partie manquante, qui est traitée de façon qu'elle corresponde à la surface d'os coupé du corps d'os dans la direction de son épaisseur; la figure 5 montre un appareil de fabrication d'implant pour fabriquer un implant suivant un procédé 35 selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 6 montre l'appareil de fabrication d'implant lorsque l'on effectue une première étape du procédé de fabrication; la figure 7 montre l'appareil de fabrication d'implant lorsque l'on effectue une deuxième étape du procédé de fabrication; la figure 8 montre l'appareil de fabrication d'implant 5 lorsque l'on effectue une troisième étape du procédé de fabrication; la figure 9 montre l'appareil de fabrication d'implant après avoir effectué les première à troisième étapes du procédé de fabrication; et la figure 10 montre l'implant obtenu en répétant les
première à troisième étapes.
On va décrire ci-après un procédé de formation d'un implant tridimensionnel selon un mode de réalisation, en se
référant aux dessins annexés.
La figure 1 montre une image de corps d'os (c'est-àdire, un crâne) engendrée en fonction de données tridimensionnelles, qui sont engendrées en se basant sur plusieurs morceaux de données de tomographie. La figure 2 est un dessin montrant un état dans lequel les données de 20 forme de surface externe d'un os qui devrait exister au niveau d'une partie d'os déficiente se superposent avec la partie d'os déficiente, la figure 3 est un dessin montrant un état dans lequel les données de partie d'os déficiente avec une épaisseur prédéterminée se superposent avec la 25 partie d'os déficiente, et la figure 4 est un dessin montrant des données de partie d'os déficientes qui ont été traitées de façon à correspondre à la surface d'os coupé sur toute l'épaisseur dans la direction de l'épaisseur de l'os. Aux figures 2 à 4, le côté supérieur montre le côté 30 de surface externe des données tridimensionnelles d'os, et le côté inférieur montre le côté de surface interne des
données tridimensionnelles d'os.
Selon un aspect du mode de réalisation, on estime une partie manquante correspondant à la partie déficiente du 35 corps d'os en utilisant une propriété de symétrie du corps d'os. On doit noter que le corps d'os pour lequel on forme un implant peut être de n'importe quel type d'os s'il est
pratiquement symétrique par rapport à un certain plan.
Selon un autre aspect, on forme la partie manquante de façon qu'elle correspondante à une surface d'os coupé de la partie déficiente. A cette fin, le corps d'os pour lequel on forme un implant peut être de n'importe quel type de corps d'os. Des exemples d'un tel corps d'os comprennent le crâne,
l'os malaire et l'os maxillaire. Dans la description cidessous, on a utilisé un os de crâne comme corps d'os, lequel est pratiquement symétrique par rapport à un certain 10 plan, comportant une partie déficiente.
Données de structure tridimensionnelle D'abord, on prépare les données 100 (ci-après appelées données tridimensionnelles 100) représentant une structure tridimensionnelle de l'os comportant la partie déficiente 15 que montre la figure 1. On prépare les données
tridimensionnelles 100 en se basant sur plusieurs morceaux de données de tomographie correspondant à plusieurs tranches, respectivement. Comme données de tomographie, on peut utiliser par exemple un film de CT et des données de 20 CT (des données sorties d'un dispositif de CT).
En organisant la pluralité de morceaux de données de tomographie de façon à représenter des tranches empilées du corps d'os, on peut obtenir les données tridimensionnelles 10. L'intervalle de découpage en tranches des données de tomographie (la distance entre des morceaux adjacents de données de tomographie) n'est pas limité à une valeur particulière, cependant, il est de préférence de 0,1 mm à 5 mm,
et plus préférablement de 0,3 mm à 3 mm.
Si l'intervalle de découpage en tranches est plus petit que la limite inférieure, en fonction de la taille de l'implant, le nombre de morceaux de données de tomographie nécessaire devient trop grand. Dans un tel cas, le temps nécessaire pour préparer les données tridimensionnelles 10 35 se prolonge, et la précision des données tridimensionnelles n'augmente pratiquement pas. Par conséquent, il peut devenir difficile d'améliorer davantage la précision
dimensionnelle de l'implant.
Si l'intervalle de découpage en tranches dépasse la
limite supérieure, la précision des données tridimensionnelles 100 peut devenir insuffisante.
Il est préférable d'obtenir les données tridimen5 sionnelles 100 en stratifiant plusieurs morceaux de données de tomographie et en lissant davantage la surface, on
améliore bien ainsi la fidélité de l'implant.
Estimation de la forme de la partie manquante En se basant sur les données tridimensionnelles 10 10 ainsi obtenues, on estime la forme de l'os qui devrait exister au niveau de la partie d'os 101 déficiente, et l'on obtient la forme de la partie manquante sous forme de données tridimensionnelles (ci-après appelées données 13 de
partie déficiente).
Estimation de la surface externe de la partie manquante Les données 13 de partie déficiente peuvent s'obtenir
par le procédé suivant.
Pour obtenir les données 13 de partie déficiente, 20 d'abord, en se basant sur les données tridimensionnelles qui ont été obtenues comme mentionné ci-dessus, on obtient les données 131 de contour représentant la surface externe d'un corps d'os qui devrait exister au niveau de la
partie déficiente 101 (c'est-à-dire, la partie manquante).
Comme données 131 de contour, on peut utiliser tel quel le côté de surface externe d'une surface 104 d'os coupé de l'os représentée par les données tridimensionnelles 100. Cependant, si les données tridimensionnelles 100 représentent un os pratiquement 30 symétrique par rapport à un certain plan, il est préférable
d'obtenir les données de contour par le procédé suivant.
D'abord, on divise le corps de l'os représenté par les données tridimensionnelles 100, au niveau d'un plan 102 pratiquement de symétrie. Le plan 102 est un plan 35 perpendiculaire au plan de la figure 1. Par rapport au plan 102, on divise le corps d'os en une demi-section 11 qui comporte la partie d'os déficiente 101 et une demi-section
12 qui ne comporte pas la partie d'os déficiente 101.
Ensuite, on inverse au moins une partie des données de forme de surface externe de la demi-section 12, par rapport au plan 102 de symétrie, pour donner le côté de la demisection 11. On doit noter que les données de forme de 5 surface externe de la demi-section 12 à inverser doivent seulement contenir les données de forme d'une partie 103, qui est symétrique de la partie d'os déficiente 101 (ou de
la partie manquante) par rapport au plan 102 de symétrie.
Lorsque l'on inverse les données de forme de surface 10 externe de la demi-section 12, une partie qui recouvre la forme inversée est une portion de la partie non déficiente 105. Par conséquent, dans les données de forme de surface externe représentant la demi-section 12 inversée, on extrait seulement une partie qui ne recouvre pas la forme 15 de surface externe de la demi-section 11, en permettant
ainsi de déterminer (voir la figure 2) la forme de surface externe (les données 132 de forme de surface externe) de l'implant à appliquer à la partie d'os déficiente 101. Le contour 132 des données de forme de surface externe ainsi 20 obtenu représente le contour 131 que l'on doit déterminer.
En déterminant le contour 131 comme décrit ci-dessus,
si, par exemple, la forme du contour au niveau du côté de surface externe de la surface 104 d'os coupé de l'os n'est pas claire, on ne peut pas obtenir des données 131 de 25 contour suffisamment précises.
En outre, si l'on utilise un tel procédé, comme décrit ci-dessus, on obtient, conjointement avec le contour 131, des données de forme (les données 132 de forme de surface externe) de toute la surface externe de la partie manquante 30 c'est-à-dire un os qui devrait exister au niveau de la partie d'os déficiente 101. Puisque la forme 132 de surface externe s'obtient comme décrit ci-dessus, on peut estimer même une forme compliquée incluant une irrégularité minuscule que l'os possède à l'origine. Ce dont il résulte 35 que l'implant à dessiner s'adapte particulièrement bien à
la forme de l'os.
Dans le procédé mentionné ci-dessus, puisque l'on estime la forme de surface externe de l'os manquant qui devrait exister au niveau de la partie d'os déficiente 101 en utilisant les données de forme d'une partie de l'os (des données de forme représentant la forme de surface externe de la partie 103 symétrique de la déficience), l'adaptation 5 de forme à l'os devient excellente même lorsque l'implant à
dessiner est relativement grand.
Les données représentant la forme 132 de surface externe ainsi estimée sont de préférence situées à la même position de surface que celle de la surface externe du 10 corps d'os représenté par les données tridimensionnelles 100. Ainsi, l'implant finalement obtenu devient particulièrement excellent en ce qui concerne l'adaptation
de forme à l'os.
Dans le procédé décrit ci-dessus, les données 131 de 15 contour et les données 132 de forme de surface externe sont obtenues en même temps. Cependant, ces morceaux de données peuvent être obtenus séparément. Par exemple, les données 132 de forme de surface externe sont déterminées après l'obtention des données 131 de contour. 20 Estimation de l'épaisseur d'implant En utilisant les données 132 de forme de surface externe estimées comme décrit ci-dessus, on estime la forme de l'implant ayant une épaisseur prédéterminée, et l'on obtient les données 13 de partie d'os déficiente 25 Normalement, l'épaisseur de l'implant s'estime en se basant
sur l'épaisseur de la partie non déficiente 105.
D'une manière générale, la surface latérale des données obtenues 13 de partie manquante d'os (la surface qui viendrait en contact avec la surface 104 d'os coupé de 30 l'os) est pratiquement plate et lisse sans irrégularités
suivant la direction de l'épaisseur.
On doit noter que les données 13 de partie manquante peuvent être de n'importe quel type du moment que les données sont des données tridimensionnelles qui constituent 35 un groupe de données de points, de traits, de plan ou analogue.
Estimation de la forme de la surface de contact.
D'une manière générale, la surface d'os coupé d'un
corps d'os ayant une partie d'os déficiente est irrégulière de façon minuscule, et n'a pas une forme fixe dans la direction de son épaisseur. Typiquement, la superficie de la partie d'os déficiente a tendance à être plus grande au 5 niveau de son côté de surface externe, et plus petite au niveau du côté de surface interne.
Par conséquent, lorsque les données 13 de partie manquante obtenues comme décrit ci-dessus sont superposées avec la partie d'os déficiente 101 des données 10 tridimensionnelles 100, une portion des données 13 de partie manquante recouvre la partie non déficiente 105 des données tridimensionnelles 100. La partie recouverte définit une partie 133 en chevauchement (une section grossièrement triangulaire montrée par le motif quadrillé). 15 Si cette partie 133 en chevauchement reste, l'implant dessiné ne correspond pas à la surface d'os coupé lorsqu'il est appliqué au corps d'os comportant la partie d'os déficiente. Par conséquent, selon le mode de réalisation, on 20 corrige les données 13 de partie manquante de façon à
correspondre à la forme de la surface 104 d'os coupé de l'os de sorte que les données 13 de partie manquante ne se chevauchent pas avec les données tridimensionnelles 10.
Avec cette correction, on garantit que l'implant finalement 25 obtenu correspond à la surface d'os coupé du corps d'os.
Une telle correction se fait en éliminant, des données 13 de partie manquante, les données correspondant à la partie 133 en chevauchement. C'est-à-dire, que l'on élimine (voir la figure 4) une portion des données 13 de partie 30 manquante au niveau de parties o les données 13 de partie manquante et la partie non déficiente 105 se chevauchent l'une l'autre lorsque les données 132 de forme de surface externe correspondent au contour du côté de surface externe
de la surface 104 d'os coupé de l'os.
Ce dont il résulte qu'un implant qui est formé en se basant sur les données 13 de partie manquante ainsi corrigées correspond bien à la forme de la surface d'os coupé du corps d'os, et que l'implant a une excellente
stabilité lorsqu'il est appliqué à l'os.
De plus, selon le mode de réalisation, on dessine un implant de façon qu'il corresponde à la forme de la surface d'os coupé du corps d'os et, par conséquent, on peut 5 supprimer ou simplifier l'ajustage que l'on faisant
classiquement subir à un implant au cours d'une opération.
Ce dont il résulte qu'il devient possible de diminuer le
temps d'opération et aussi de réduire la peine du patient.
On peut utiliser, telles quelles les données 13 de 10 partie manquante obtenues comme décrit ci-dessus, comme données de forme d'implant. Facultativement, on peut corriger davantage les données si besoin. Une correction à appliquer aux données 13 de partie manquante peut comprendre un changement de la courbure, de l'épaisseur, et 15 analogue d'au moins une partie de l'implant. Avec une telle correction, l'implant finalement obtenu devient d'une forme très bien appropriée à l'os, et la stabilité de l'implant
finalement obtenu est davantage améliorée. Procédé de formation d'implant Maintenant, on va décrire un procédé de
formation
d'implant. On forme un implant en se basant sur les données de dessin décrites ci-dessus. On doit noter que, lorsque l'on forme un implant, les données de forme obtenues par le procédé de dessin décrit ci-dessus peuvent être soumises à 25 divers traitements, comme un traitement de rotation.
Ci-après, on va décrire en détail le procédé de
formation d'implant.
Les figures 5 à 9 montrent des vues en coupe d'un appareil 1 de formation d'implant à divers stades du 30 procédé de formation d'implant selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 10 montre un exemple d'un implant
formé selon le procédé.
Comme le montre la figure 5, l'appareil 1 de formation d'implant comporte un réservoir 2 de délivrance 35 d'ingrédient, une platine 3 de formation d'implant, un rouleau 4 et une tête 5 de délivrance. On doit noter que l'appareil 1 de formation d'implant a une certaine largeur
dans une direction perpendiculaire à la surface du dessin.
Un ingrédient pulvérulent 6, utilisé pour la formation d'un implant 9, est stocké dans le réservoir 2 à ingrédient. La base 21 du réservoir 2 de matière constituant l'ingrédient a une structure 31 de piston, qui 5 est mobile dans une direction verticale (c'est-à-dire, dans
la direction vers le haut et vers le bas de la figure 5).
Puisque l'on connaît classiquement divers mécanismes, et que l'un quelconque de ces mécanismes peut s'appliquer à l'appareil 1 de formation d'implant, on ne décrira pas en 10 détail le mécanisme à piston.
La matière constituant l'ingrédient est transportée du réservoir 8 de matière constituant l'ingrédient jusqu'à la platine 3 de formation d'implant o l'on fait réagir la matière 6 constituant l'ingrédient avec un liquide réactif 15 7 pour former l'implant. La platine 3 de formation d'implant est aussi pourvue d'un mécanisme 31 à piston, et elle est mobile dans la direction verticale (c'est-à-dire,
la direction vers le haut et vers le bas de la figure 5).
Le rouleau 4 est supporté par le dispositif support 10 20 de façon à être mobile en rotation autour d'un axe 41 qui est tenu dans le dispositif support 10. Le dispositif support 10 est mobile dans une direction horizontale (c'est-à-dire, dans la direction vers la droite et vers la gauche à la figure 5). A mesure que le dispositif support 25 10 se déplace dans la direction longitudinale, le rouleau tourne et se déplace sur le réservoir 2 de délivrance de matière d'ingrédient et sur la platine 3 de formation d'implant. Comme on le décrira en détail ci- dessous, à mesure que le rouleau se déplace, une certaine quantité de 30 l'ingrédient pulvérulent 6 est transportée sur la platine 3 de formation d'implant pour former une couche 61 de
l'ingrédient sur la platine 3 de formation d'implant.
La tête 5 de délivrance de liquide est tenue par le dispositif support 10, et elle est configurée pour 35 pulvériser le liquide réactif 7 en direction d'au moins une partie de la couche 61 d'ingrédient sur la platine 3 de
formation d'implant.
On va maintenant décrire en détail, en se référant aux figures 6 à 8, un procédé de formation de l'implant utilisant
l'appareil 1 de formation d'implant décrit ci-dessus.
Le procédé comprend les étapes: (a) de formation d'une couche d'ingrédient pulvérulent sur la platine de formation d'implant; (b) de pulvérisation du liquide réactif vers au moins une partie de la couche de l'ingrédient pulvérulent; et (c) de déplacement de la platine de formation
d'implant vers le bas, et de répétition de (a) et (b). 10 On va décrire en détail ci-après chaque étape.
Lorsque l'ingrédient pulvérulent est légèrement en saillie par rapport au plan de la surface supérieure de l'appareil 1, que contacte le rouleau 4, comme le montre la figure 5, le dispositif support 10 se déplace pour passer 15 sur le réservoir 2 de matière constituant l'ingrédient et sur la platine 3 de formation d'implant (c'est-à-dire que le dispositif support 10 se déplace depuis le côté gauche du réservoir 2 de matière constituant l'ingrédient jusqu'à l'extrémité du côté droit de la platine 3 de formation 20 d'implant). La figure 6 montre un état dans lequel le
déplacement ci-dessus est terminé.
Avec ce déplacement, le rouleau 4 se déplace, en tournant autour de l'axe 41, transporte la partie en saillie de l'ingrédient pulvérulent se trouvant dans le 25 réservoir 2 de matière constituant l'ingrédient pour l'amener sur la platine 3 de formation d'implant pour
former la couche 61.
L'épaisseur moyenne de la couche 61 n'est pas limitée à une valeur spécifique, et elle est déterminée en se 30 basant sur les caractéristiques de l'ingrédient pulvérulent et du liquide réactif. D'une manière générale, l'épaisseur moyenne peut être dans la fourchette de 0,1 mm à 0,5 mm. De préférence, l'épaisseur moyenne est dans la fourchette de
0,1 mm à 0,3 mm.
Si l'épaisseur moyenne est trop petite, la dispersion d'épaisseur de la couche 61 a tendance à augmenter. En outre, si l'implant 9 à former est d'une taille relativement grande, le temps nécessaire à la formation de tout l'implant peut devenir long, ce qui diminue la
productivité de la fabrication de l'implant.
Si l'épaisseur moyenne est trop grande, le liquide réactif 7 peut ne pas provoquer une réaction suffisante, et 5 la résistance mécanique de l'implant résultant peut n'être pas suffisante. En outre, la précision des dimensions a
tendance à diminuer.
On doit noter que l'ingrédient pulvérulent résiduel, qui est transporté du réservoir 2 de matière constituant 10 l'ingrédient et qui ne contribue pas à former la couche 61
est collecté par un réservoir 8 de collecte d'ingrédient.
Ensuite, on applique le liquide réactif 7 à une partie de la couche 61 formée sur la platine 3 de formation d'implant. Puis, entre la couche 61 d'ingrédient 15 pulvérulent et le liquide réactif 7 il se produit une réaction chimique, l'ingrédient pulvérulent 6 étant ainsi
durci pour former la section durcie 62.
On doit noter que, selon le mode de réalisation, l'ingrédient 6 est durci par la réaction chimique entre 20 l'ingrédient 6 et le liquide réactif 7. C'est-à-dire que
l'ingrédient 6 peut être durci sans adjonction d'agent liant. Par conséquent, il est possible de former un implant contenant moins d'impuretés. On peut supposer qu'un tel implant aura une excellente biocompatibilité avec un corps 25 vivant.
Selon le mode de réalisation, le liquide réactif 7 est délivré par la tête 5 de délivrance sous la forme de gouttes du liquide. Puisque le liquide réactif 7 est délivré comme décrit ci-dessus, le liquide réactif 7 peut 30 être délivré avec une grande précision et efficacement à la partie voulue de l'ingrédient pulvérulent 6. Ce dont il résulte que la précision des dimensions de l'implant peut
être améliorée, et que la productivité est aussi améliorée.
Comme le montre la figure 7, à l'étape de délivrance 35 du liquide réactif 7, la tête 5 de délivrance se déplace au-dessus du réservoir 2 de matière constituant l'ingrédient et de la platine 3 de formation d'implant dans une direction pratiquement horizontale, et délivre les gouttes du liquide réactif 7 de façon que des parties correspondant à un motif voulu se forment pour constituer la section durcie 62. Le motif voulu est, d'une manière générale, déterminé en se basant sur les données extraites 5 du film de CT et analogue. Si l'on sait que la section durcie 62 rétrécit pendant l'opération suivante, on détermine le motif en prenant en compte l'effet de rétrécissement. Ensuite, par déplacement de la plaque inférieure 21 du 10 réservoir 2 de délivrance de matière constituant l'ingrédient vers le haut on ajuste la position de la surface supérieure de l'ingrédient pulvérulent (c'est-àdire, la quantité dont il fait saillie). En même temps, on descend la platine 3 de formation d'implant pour ajuster la 15 position de la surface supérieure de la couche 61 (c'est-àdire, la hauteur d'une couche 61 formée par l'ingrédient délivré de manière successive). L'importance du déplacement de la plaque inférieure 21 correspond de préférence à la quantité d'ingrédient délivrée depuis le réservoir 2 de 20 délivrance de matière constituant l'ingrédient à la platine 3 de formation d'implant à la première étape. En outre, l'importance de déplacement de la platine 3 de formation d'implant est de préférence la même que l'épaisseur moyenne de la couche 61 formée dans la première étape. Avec la 25 configuration ci- dessus, l'épaisseur de chacune des couches
61 est maintenue pratiquement constante.
En répétant les première à troisième étapes, on empile une pluralité de couches 61 comme le montre la figure 9, et
la partie durcie 62 forme un implant d'une forme voulue.
Comme décrit ci-dessus, on forme l'implant 9 en empilant la partie durcie 62 de chaque couche 61. Selon ce processus, même si l'implant 9 a une forme relativement compliquée, on peut le former facilement. En outre, l'implant 9 obtenu a une précision dimensionnelle 35 excellente. De plus, selon ce processus, on peut former un implant 9 voulu en un temps relativement court. Par conséquent, on peut former l'implant 9 même lorsque l'on
doit effectuer une opération urgente.
Après l'achèvement du processus de formation d'implant, on fait monter la platine 3 de formation d'implant et l'on enlève la poudre 6 d'ingrédient non durcie, en permettant d'obtenir ainsi l'implant 9 ayant la 5 forme voulue. La poudre 6 d'ingrédient non durcie peut
s'éliminer facilement, par exemple par soufflage d'air.
L'implant 9 ainsi obtenu peut être soumis à un traitement comme un frittage ou une imprégnation à l'aide d'un agent chimique (un agent morphogénique d'os comme le 10 BMP ou le TGF, ou un inducteur d'os comme le PG) en
fonction des besoins.
Il est préférable que l'implant 9 ainsi obtenu ait une porosité appropriée de sorte que, lorsque l'on implante l'implant 9 dans un corps vivant, de l'ostéoblaste pénètre 15 facilement dans les pores de l'implant 9, et qu'une
formation d'os se fasse de manière régulière. Ce dont il résulte que l'on peut raccourcir la période allant jusqu'à l'obtention d'un effet stable de l'implant 9. La porosité de l'implant 9 est, par exemple, de préférence de 10 à 90 20 volumes % et, plus préférablement, de 30 à 80 volumes %.
Si la porosité de l'implant 9 est trop petite, l'ostéoblaste peut ne pas pénétrer dans les pores de l'implant 9 de manière suffisante, et la formation d'os ne
se fera pas bien.
Si la porosité de l'implant 9 est trop grande, on peut ne pas obtenir une résistance mécanique suffisante de
l'implant 9.
Les pores formés dans l'implant 9 sont, de préférence, des pores continus, dont le diamètre moyen est d'au moins 30 100 pm. Si le diamètre de pore est inférieur à 100 Im,
l'ostéoblaste ne pénètre pas dans les pores de l'implant 9 de manière suffisante, et la formation d'os peut ne pas se faire bien. Si le diamètre de pore est trop grand, cependant, on peut ne pas obtenir une résistance mécanique 35 suffisante de l'implant 9.
Comme décrit ci-dessus, on durcit la poudre 6 constituant la matière de l'ingrédient par réaction chimique entre la poudre 6 constituant la matière de l'ingrédient et le réactif liquide 7. Par conséquent, on peut durcir la poudre 6 constituant la matière de l'ingrédient sans ajouter de liant. Par conséquent, l'implant 9 contient moins d'impuretés et donc a une biocompatibilité excellente. En outre, la poudre 6 constituant la matière de l'ingrédient et le liquide réactif 7 peuvent avoir tous deux une excellente biocompatibilité. Dans un tel cas, même s'il reste de la poudre 6 constituant la matière de 10 l'ingrédient et du liquide réactif 7 qui n'ont pas réagi, on peut prévenir efficacement une influence néfaste sur le
corps vivant.
On va décrire en détail ci-après la poudre 6
constituant la matière de l'ingrédient et le liquide 15 réactif 7.
Poudre constituant l'ingrédient Comme poudre 6 constituant l'ingrédient, on utilise
une poudre qui contient du phosphate c-tricalcique, du phosphate tétracalcique, et de l'hydrogénophosphate de 20 calcium.
Le phosphate a-tricalcique et le phosphate
tétracalcique à utiliser peuvent être produits séparément par des procédés bien connus, ou bien l'on obtient un mélange de phosphate c- tricalcique et de phosphate 25 tétracalcique par frittage d'hydroxy- apatite.
Lorsque l'on fritte de l'hydroxy-apatite, l'état de frittage sera de 1150 C à 1450 C pendant environ une heure
sous décompression.
L'hydrogénophosphate de calcium peut aussi être un 30 produit fabriqué par un procédé bien connu, et l'on peut utiliser soit un anhydride (CaHPO4) ou un hydrate (par
exemple, du dihydrate (CaHPO4.2H20), etc.).
La poudre 6 constituant l'ingrédient peut contenir en outre, comme il convient, de l'hydroxy-apatite, de la 35 fluoro-apatite, du phosphate Ztricalcique, et du pyrophosphate de calcium en plus des trois substances
mentionnées ci-dessus.
La poudre 6 constituant l'ingrédient selon le mode de réalisation réagit chimiquement avec le liquide réactif 7
et durcit.
Le rapport de Ca/P de la poudre 6 constituant l'ingrédient est de 1,40 à 1,80 et, de préférence, de 1,40 5 à 1,67. Si le rapport de Ca/P est inférieur à 1,40 ou dépasse 1,80, la réaction de durcissement ne se fait pas à une vitesse de réaction suffisante, et la résistance mécanique d'un implant 9 obtenu peut être inférieure à ce
qui est nécessaire.
Dans la poudre 6 constituant l'ingrédient, on peut ajouter, selon les besoins, des additifs comme une substance de contraste pour rayons X, un agent antibactérien, un facteur morphogénique d'os comme le BMP ou le TGF et un inducteur d'os comme le PG. La substance de 15 contraste pour rayons X n'est pas spécialement limitée, et
l'on peut utiliser diverses substances de contraste pour rayons X, par exemple, une ou plusieurs sortes parmi le sulfate de baryum, le carbonate de bismuth basique, et l'iodoforme. Comme agent antibactérien, on peut utiliser 20 l'iodoforme et la chlorhexidine ou analogue.
La taille moyenne de particule de la poudre 6 constituant l'ingrédient est, de préférence, de 10 Mm à 100 pm
et, plus préférablement, de 20 pm à 40 Mm.
Si la taille moyenne de particule de la poudre 6 25 constituant l'ingrédient est inférieure à la limite inférieure (c'est-à-dire, 10 jm), il devient difficile de manipuler la poudre 6 constituant l'ingrédient. En outre, si la taille moyenne de particule de la poudre 6 constituant l'ingrédient est plus petite que la limite 30 inférieure, la porosité de l'implant 6 obtenu devient trop
faible, et la formation d'os peut ne pas se faire bien.
Si la taille moyenne de particule de la poudre 6 constituant l'ingrédient dépasse la limite supérieure, en fonction de la taille de l'implant 9 que l'on doit former 35 par le processus de formation mentionné ci-dessus, on peut
ne pas atteindre une précision dimensionnelle suffisante.
Liquide réactif On peut utiliser n'importe quel type de liquide réactif 7 s'il réagit chimiquement avec la poudre 6 constituant l'ingrédient et s'il la fait durcir. De préférence, le liquide réactif est de l'eau ou un liquide
composé principalement d'eau.
Si l'on utilise un tel liquide réactif 7, la partie durcie 62 formée par réaction entre la poudre 6 constituant l'ingrédient et le liquide réactif 7 a une résistance mécanique supérieure. En particulier, si l'on utilise comme liquide réactif 7 de l'eau ou un liquide principalement 10 composé d'eau, on produit de l'apatite (hydroxy-apatite ou phosphate octocalcique) par réaction avec la poudre 6 constituant l'ingrédient. Il est bien connu que l'apatite a une excellente biocompatibilité. Par conséquent, on peut
proposer un implant 9 de haute sécurité.
Le liquide réactif 7, comme composants autres que l'eau, peut contenir diverses préparations, par exemple, des acides organiques comme l'acide acétique, l'acide lactique, l'acide citrique, l'acide malique, l'acide malonique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide 20 tartrique, l'acide polyacrylique, et l'acide gluconique ou
analogue, des acides inorganiques comme l'acide phosphorique, un régulateur de pH, un épaississant, une substance de contraste pour rayons X, un agent antibactérien, un facteur morphogénique d'os comme le BMP 25 ou le TGF, et un inducteur d'os comme le PG.
Le liquide réactif 7 peut contenir des substances
insolubles si elles ont une fluidité suffisante.
Comme dans ce qui précède, on a décrit le procédé de formation d'implant et l'implant selon l'exemple de mode de 30 réalisation, l'invention n'est pas limitée à ce qui a été décrit.
Par exemple, dans le mode de réalisation mentionné cidessus, on a décrit un implant et un procédé de dessin d'implant qui sont appliqués à un crâne, cependant, 35 l'implant peut être appliqué à divers os.
De plus, dans le mode de réalisation, on a décrit que le liquide réactif durcit la poudre constituant l'ingrédient par réaction chimique entre eux, cependant,
l'invention n'est pas limitée à une telle configuration.
savoir, on peut utiliser n'importe quel liquide réactif du moment que le liquide durcit la poudre constituant l'ingrédient. Par exemple, dans le cas d'un liquide 5 contenant de la méthylcellulose et de l'alcool polyvinylique, on peut utiliser n'importe quel liquide (liant) qui durcit la poudre constituant l'ingrédient sans
réaction chimique.
Comme mentionné ci-dessus, selon l'invention, on peut 10 proposer un implant qui a une excellente fidélité et/ou une
forme excellemment appropriée à une partie d'os déficiente.
De plus, même lorsque l'implant à former est
relativement grand, on peut réaliser un implant qui a une excellente fidélité et/ou une forme excellemment 15 appropriée.
Classiquement, il était extrêmement difficile d'estimer si le corps d'os est un os malaire ou un os maxillaire. Selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, même dans le cas de la forme d'un os qui devrait exister au 20 niveau d'une partie d'os déficiente, on peut réaliser un
implant avec une excellente fidélité.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Procédé de dessin d'implant à appliquer à un corps d'os, notamment un crâne, qui comporte une partie d'os déficiente (101), caractérisé en ce qu'il comprend: la production de données tridimensionnelles (100) du corps d'os; l'estimation de la forme d'un implant à implanter au niveau de la partie d'os déficiente (101), et la modification des données tridimensionnelles (100) de façon qu'au moins une partie de l'implant dans une direction circonférentielle ait une forme qui s'adapte à une partie correspondante d'une surface (104) d'os coupé du
corps d'os.
2. Procédé de dessin d'implant selon la revendication 1; caractérisé en ce que l'estimation comprend le dessin d'une forme de l'implant qui correspond à la forme du contour (131) de la surface (104) d'os coupé sur la surface 20 externe (132) du corps d'os, l'implant ayant une forme pratiquement fixe dans la direction de son épaisseur; et en ce que la modification comprend le chevauchement des données représentant au moins la surface d'os coupé (104) du corps d'os et des données de l'implant, et 25 l'élimination des données de l'implant correspondant à une
partie (133) en chevauchement du corps d'os.
3. Procédé de dessin d'implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'estimation comprend: la production de données de contour représentant la 30 surface externe (132) de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour (131) de la surface (104) d'os coupé sur la surface externe du corps d'os; l'estimation de la forme de l'implant qui a une épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans la direction de l'épaisseur, en utilisant les données de contour; et l'élimination, des données de forme estimée, des 5 données représentant une partie (133) chevauchant le corps d'os de façon que l'implant corresponde à la forme de la
surface (104) d'os coupé.
4. Procédé de dessin d'implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'estimation comprend: la production de données de contour représentant la surface externe (132) de l'implant de façon à correspondre à la forme du contour (131) de la surface (104) d'os coupé sur la surface externe du corps d'os; l'estimation de la forme de l'implant qui a une 15 épaisseur prédéterminée et une forme pratiquement fixe dans la direction de l'épaisseur, en utilisant les données de contour; la comparaison de données représentant la forme de l'implant qui sont engendrées pendant l'estimation avec au 20 moins une partie des données tridimensionnelles (100) représentant la surface (104) d'os coupé; et la compensation des données représentant la forme de
l'implant en fonction du résultat de comparaison de la comparaison de sorte que l'implant corresponde à la forme 25 de la surface (104) d'os coupé.
5. Procédé de dessin d'implant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps d'os est pratiquement symétrique par rapport à un plan prédéterminé (102), la forme d'un implant à implanter au niveau de la 30 partie d'os déficiente (101) étant estimée en utilisant des données de forme, des données tridimensionnelles (100), représentatives d'une partie symétrique (103) de la partie d'os déficiente (101) par rapport un plan pratiquement de
symétrie (102) des données tridimensionnelles (100).
6. Procédé de dessin d'implant selon la revendication
1 ou 2, caractérisé en ce que l'intervalle de découpage en tranches des données de tomographie utilisé pour engendrer 5 les données tridimensionnelles (100) se trouve à l'intérieur d'une fourchette de 0,1 mm à 5 mm.
7. Procédé de formation d'implant destiné à former un implant en se basant sur un procédé de dessin selon l'une
des revendications 1 à 3, comprenant:
(a) la formation d'une couche (61) composée d'une poudre (6) constituant un ingrédient; et (b) le durcissement d'un liquide réactif (7) par réaction chimique de la poudre (6) constituant l'ingrédient avec un liquide réactif (7) en fonction de la forme de 15 l'implant (9) en fonction du dessin; caractérisé en ce que l'on répète la formation et la fabrication pour empiler une pluralité de couches (61) pour former un implant (9) formé de la partie durcie (62) des couches (61) de la poudre (6) constituant l'ingrédient. 20
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