JP2005160646A - Design method for implant and implant - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an implant having a superior shape adaptability to a bone defect part and, when applied to the bone defect part, scarcely producing a discomfort on the external appearance adjacent to an application part and to provide a design method for the implant. <P>SOLUTION: This design method for the implant is applied to the skull with a defect part, and provided with a process of preparing three-dimensional data of the skull based on a plurality of tomographic data of the skull, a process of obtaining defect bone shape data by using shape data of a portion symmetrical with the bone defect part of the three-dimensional data regarding the substantially symmetric surface of the three-dimensional data, and a process of correcting the shape of the defect bone shape data using, at least, one of the shape data of the soft part tissue adjacent to the bone defect part and the shape data of the soft tissue of the symmetrical portion adjacent to the bone defect part regarding the symmetrical surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インプラントの設計方法およびインプラントに関するものである。   The present invention relates to an implant design method and an implant.

交通事故や、脳腫瘍切除の手術等により、頭蓋骨(頬骨や顎骨を含む)に部分的な欠損を生じた場合、その骨欠損部に人工材料からなるインプラントを埋め込み固定すること(骨欠損部再建術)が行なわれている。   If there is a partial defect in the skull (including the cheekbone or jawbone) due to a traffic accident or surgery to remove a brain tumor, implant and fix an implant made of an artificial material in the bone defect (reconstruction of the bone defect) ) Has been carried out.

この骨欠損部再建術では、インプラントの材質およびその形状が重要なファクターとなる。   In this bone defect reconstruction, the material and shape of the implant are important factors.

インプラントの材質については、生体親和性に優れたセラミックス等が広く用いられている。   As the material of the implant, ceramics having excellent biocompatibility are widely used.

インプラントの形状は、従来、以下のように決定されていた。
骨欠損部を有する頭蓋骨のCTデータを基に、前記頭蓋骨に相当する形状のモデルを木材等により作製し、このモデルの骨欠損部に、紙粘土等をはめ込み、成形することにより、インプラントの形状(骨欠損部にあったと思われる骨体の形状)を決定する。
Conventionally, the shape of the implant has been determined as follows.
Based on CT data of a skull with a bone defect, a model of the shape corresponding to the skull is made of wood, etc., and the shape of the implant is formed by inserting paper clay into the bone defect of this model and molding Determine the shape of the bone that appears to be in the bone defect.

しかしながら、このような方法でインプラントの形状を予測した場合、形状の適合性が不十分であるという問題点を有していた。例えば、従来の方法では、頭蓋骨を滑らかな球形の連続体として扱うことが多いが、頭蓋は必ずしも円滑な球形の連続体からなるものではなく、各部位における曲率等が一定でないため、得られるインプラントは骨欠損部への形状の適合性に乏しいものとなる。特に、頬骨、顎骨付近の領域では、骨欠損部への形状の十分な適合性を実現することがさらに困難である。   However, when the shape of the implant is predicted by such a method, there is a problem that the conformity of the shape is insufficient. For example, in the conventional method, the skull is often handled as a smooth spherical continuum, but the skull is not necessarily composed of a smooth spherical continuum, and the curvature obtained at each part is not constant, so the resulting implant Is poor in conformity to the shape of the bone defect. In particular, it is more difficult to achieve sufficient conformity of the shape to the bone defect in the region near the cheekbone and jawbone.

上記のような問題点を解決する目的で、頭蓋骨の複数の断層データを基に、前記頭蓋骨の三次元データを作成し、この三次元データの実質的な対称面について三次元データの骨欠損部と対称な部位の形状データを利用して、インプラントの形状を決定するインプラントの設計方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような方法によれば、作製されるインプラントの骨欠損部への形状の適合性を高めることができる。しかしながら、上記のような骨欠損部を生じた場合(特に、骨欠損部を生じてから骨欠損部再建術までの時間が比較的長い場合)、骨欠損部付近の軟部組織(具体的には、弾性組織、脂肪組織、細網組織等の結合組織や、筋組織、上皮組織等)が、萎縮したり、切断されたり、あるいは、硬膜と癒着(癒合)する等、骨欠損部付近において、骨欠損部を生じる前の状態から大きな変化を生じることが多い。このように軟部組織の状態の変化を生じると、適用されるインプラントが、骨欠損を生じる以前に骨欠損部に存在していた骨体の形状を忠実に再現したものであったとしても、骨欠損部再建術後に、例えば、上記のような軟部組織の状態の変化を生じた部位に対応する部位で、外観上、明らかな凹み等を生じることがあり、患者のQOL(Quality of Life)の観点から好ましくない。   For the purpose of solving the above-mentioned problems, three-dimensional data of the skull is created on the basis of a plurality of tomographic data of the skull, and a bone defect portion of the three-dimensional data with respect to a substantial symmetry plane of the three-dimensional data. There has been proposed an implant design method for determining the shape of an implant using shape data of a symmetrical part (see, for example, Patent Document 1). According to such a method, the conformability of the shape to the bone defect part of the produced implant can be improved. However, when a bone defect as described above occurs (particularly when the time from the occurrence of the bone defect until the bone defect is reconstructed is relatively long), soft tissue around the bone defect (specifically, In the vicinity of bone defects, such as connective tissue such as elastic tissue, adipose tissue, and reticulum tissue, muscle tissue, epithelial tissue, etc., atrophy, cut, or adhesion (fusion) to the dura mater In many cases, a large change is caused from the state before the bone defect is generated. When the soft tissue changes in this way, even if the applied implant faithfully reproduces the shape of the bone that existed in the bone defect before the bone defect occurred, After the defect reconstruction, for example, a clear dent or the like may occur in the part corresponding to the part where the change in the soft tissue state as described above occurs, and the patient's QOL (Quality of Life) From the viewpoint of

特開2003−070816号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-070816

本発明の目的は、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いインプラントおよび該インプラントの設計方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an implant that is excellent in conformity to the shape of a bone defect portion and that is unlikely to cause an uncomfortable appearance in the vicinity of the application portion when applied to the bone defect portion, and a method for designing the implant. There is.

このような目的は、下記(1)〜(18)の本発明により達成される。
(1) 骨欠損部を有する頭蓋骨に適用するインプラントの設計方法であって、
前記頭蓋骨の複数の断層データを基に、前記頭蓋骨の三次元データを作成する工程と、
前記三次元データの実質的な対称面について前記三次元データの骨欠損部と対称な部位の形状データを利用することにより、欠損骨体形状データを得る工程と、
前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データ、あるいは前記対称面についての前記骨欠損部付近の対称部位の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して、前記欠損骨体形状データについて形状の補正を行う工程とを有することを特徴とするインプラントの設計方法。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (18) below.
(1) A method for designing an implant to be applied to a skull having a bone defect,
Based on a plurality of tomographic data of the skull, creating three-dimensional data of the skull;
Using the shape data of a portion symmetrical to the bone defect portion of the three-dimensional data for a substantially symmetrical plane of the three-dimensional data, obtaining a defect bone body shape data;
Using at least one of the shape data of the soft tissue near the bone defect or the shape data of the soft tissue near the bone defect about the symmetry plane, the shape of the defect bone shape data And a method of designing the implant.

これにより、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いインプラントの設計方法を提供することができる。   Thus, it is possible to provide an implant design method that is excellent in conformity with the bone defect portion and that is unlikely to cause a strange appearance in the vicinity of the application portion when applied to the bone defect portion.

(2) 前記形状の補正は、厚さの補正である上記(1)に記載のインプラントの設計方法。   (2) The implant design method according to (1), wherein the shape correction is a thickness correction.

これにより、インプラントを骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感を、特に生じ難くすることができる。   Thereby, when an implant is applied to a bone defect part, it is possible to make it difficult to produce an uncomfortable appearance in the vicinity of the application part.

(3) 前記軟部組織の形状データは、前記断層データを基に作成したものである上記(1)または(2)に記載のインプラントの設計方法。   (3) The implant design method according to (1) or (2), wherein the shape data of the soft tissue is created based on the tomographic data.

これにより、最終的に得られるインプラントは、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際における外観上の違和感を特に生じ難いものとなる。また、骨組織(骨欠損部を有する頭蓋骨)と軟部組織との形状の対応や位置関係等を、より正確に知ることができる。また、インプラントを適用される患者の既存のデータをより有効に活用したり、インプラント作成のためのデータの収集等を省略または簡略化することができる。   As a result, the finally obtained implant is excellent in conformity with the shape of the bone defect portion, and it is particularly difficult to cause an uncomfortable appearance when applied to the bone defect portion. In addition, it is possible to know the correspondence between the bone tissue (the skull having a bone defect portion) and the soft tissue, the positional relationship, and the like more accurately. In addition, existing data of a patient to which the implant is applied can be used more effectively, and data collection for creating an implant can be omitted or simplified.

(4) 前記インプラントが適用される前記骨欠損部付近の軟部組織は、少なくとも一部が萎縮または欠損している上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (4) The implant design method according to any one of (1) to (3), wherein at least a part of a soft tissue near the bone defect portion to which the implant is applied is atrophied or defective.

これにより、インプラントを適用した際に、凹み等の外観上の不都合が生じるのを効果的に防止することができる。   Thereby, when applying an implant, it can prevent effectively that the inconvenience on appearance, such as a dent, arises.

(5) 前記インプラントが適用される前記骨欠損部付近の筋組織は、硬膜に癒着している上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (5) The implant design method according to any one of (1) to (4), wherein the muscle tissue in the vicinity of the bone defect to which the implant is applied adheres to the dura mater.

これにより、インプラントの骨欠損部との形状の適合性を十分に保持しつつ、骨欠損部再建術時において、筋組織を硬膜から剥離することなく、容易にインプラントを適用することができる。   Thereby, the implant can be easily applied without detaching the muscular tissue from the dura mater at the time of reconstruction of the bone defect portion while sufficiently maintaining the conformity of the shape with the bone defect portion of the implant.

(6) 前記インプラントの周方向の少なくとも一部において、前記頭蓋骨の骨切り面の形状と合致するように設計する上記(1)または(2)に記載のインプラントの設計方法。
これにより、インプラントと骨欠損部との形状の適合性は、特に優れたものとなる。
(6) The implant design method according to (1) or (2), wherein the implant is designed so as to conform to the shape of the osteotomy surface of the skull in at least a part of the circumferential direction of the implant.
Thereby, the conformity of the shape of the implant and the bone defect portion is particularly excellent.

(7) 前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状と合致し、かつ所定の厚さを有する欠損骨体の形状を予測した後、
予測した前記形状のデータから、前記頭蓋骨と重なり合う部位のデータを削除することにより、前記骨切り面の形状と合致するように設計する上記(6)に記載のインプラントの設計方法。
(7) After predicting the shape of the defective bone body that matches the shape of the outline of the osteotomy surface on the outer surface of the skull and has a predetermined thickness,
The implant design method according to (6), wherein the design is performed so as to match the shape of the osteotomy surface by deleting data of a portion overlapping the skull from the predicted shape data.

これにより、インプラントと骨欠損部との形状の適合性を、特に優れたものとすることができる。   Thereby, the compatibility of the shape of an implant and a bone defect part can be made especially excellent.

(8) 前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状に合致するように、欠損骨体の外表面の輪郭データを作成し、
前記輪郭データを用いて、所定の厚さを有し、かつ厚さ方向にほぼ一定の形状を有する前記欠損骨体の形状を予測し、
その後、予測した前記形状のデータから、前記頭蓋骨の前記三次元データと重なり合う部位のデータを削除することにより、前記骨切り面の形状と合致するように設計する上記(6)に記載のインプラントの設計方法。
(8) Create contour data of the outer surface of the defective bone body so as to match the shape of the contour of the osteotomy surface on the outer surface of the skull,
Using the contour data, predicting the shape of the defective bone body having a predetermined thickness and a substantially constant shape in the thickness direction,
Thereafter, by deleting the data of the region overlapping the three-dimensional data of the skull from the predicted shape data, the implant according to (6) is designed to match the shape of the osteotomy surface. Design method.

これにより、インプラントと骨欠損部との形状の適合性を、特に優れたものとすることができる。   Thereby, the compatibility of the shape of an implant and a bone defect part can be made especially excellent.

(9) 前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状に合致するように、欠損骨体の外表面の輪郭データを作成し、
前記輪郭データを用いて、所定の厚さを有し、かつ厚さ方向にほぼ一定の形状を有する前記欠損骨体の形状を予測し、
その後、予測した前記形状のデータを、前記三次元データの前記骨切り面のデータと比較することにより、前記骨切り面の形状と合致するように前記欠損骨体の形状データに補正を加える上記(6)に記載のインプラントの設計方法。
(9) Create contour data of the outer surface of the defective bone body so as to match the shape of the contour of the osteotomy surface on the outer surface of the skull,
Using the contour data, predicting the shape of the defective bone body having a predetermined thickness and a substantially constant shape in the thickness direction,
Then, by comparing the predicted shape data with the osteotomy surface data of the three-dimensional data, the shape data of the defective bone body is corrected to match the shape of the osteotomy surface. (6) The method for designing an implant according to (6).

これにより、インプラントと骨欠損部との形状の適合性を、特に優れたものとすることができる。   Thereby, the compatibility of the shape of an implant and a bone defect part can be made especially excellent.

(10) 前記骨切り面の形状と合致するように処理が施された前記形状データに対して、前記軟部組織の形状データを用い、厚さの補正を加える上記(7)ないし(9)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (10) For the shape data processed so as to match the shape of the osteotomy surface, the thickness data is corrected using the shape data of the soft tissue, and the thickness data of (7) to (9) are added. The implant design method according to any one of the above.

これにより、比較的容易に、最終的に得られるインプラントの外表面側の縁部が、頭蓋骨の骨切り面付近の外表面とほぼ同じ面位置になるようにすることができる。その結果、最終的に得られるインプラントは、骨体との形状適合性が特に優れたものとなる。   Thereby, the edge part of the outer surface side of the finally obtained implant can be made to be substantially the same surface position as the outer surface near the osteotomy surface of the skull relatively easily. As a result, the finally obtained implant has particularly excellent shape compatibility with the bone body.

(11) 前記頭蓋骨の厚さ方向のほぼ全体にわたって、前記インプラントと前記頭蓋骨とが嵌合するように設計する上記(1)ないし(10)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。
これにより、インプラントと骨欠損部との形状の適合性は、特に優れたものとなる。
(11) The implant design method according to any one of (1) to (10), wherein the implant and the skull are designed to fit over substantially the entire thickness of the skull.
Thereby, the conformity of the shape of the implant and the bone defect portion is particularly excellent.

(12) 前記インプラントは、頬骨弓の周辺、頬骨弓があるべき部位またはその周辺に適用されるものである上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (12) The implant design method according to any one of the above (1) to (11), wherein the implant is applied to the periphery of the zygomatic arch, the site where the zygomatic arch should be, or the periphery thereof.

頬骨弓の周辺は、本来、咀嚼筋等の軟部組織が比較的多く存在する部位であるため、このような部位に骨欠損を生じると、従来においては、インプラントを適用した後であっても、凹み等の外観上の違和感を特に生じ易かったが、本発明によれば、上記のような部位に適用されるインプラントであっても、欠損部との形状の適合性を十分に優れたものとしつつ、適用部付近における外観上の違和感を生じ難いものとすることができる。言い換えると、インプラントが、頬骨弓の周辺、頬骨弓があるべき部位またはその周辺に適用されるものであると、本発明の効果をより顕著に発揮させることができる。   Since the periphery of the zygomatic arch is originally a site where relatively many soft tissues such as masticatory muscles exist, when bone defects occur in such sites, conventionally, even after applying an implant, Although it was particularly easy to cause a sense of incongruity in appearance such as a dent, according to the present invention, even in an implant applied to the above-described site, the conformity of the shape with the defect is sufficiently excellent. On the other hand, it is possible to make it difficult to produce an uncomfortable appearance in the vicinity of the application unit. In other words, when the implant is applied to the periphery of the zygomatic arch, the site where the zygomatic arch should be, or the periphery thereof, the effects of the present invention can be exhibited more significantly.

(13) 前記対称面についてインプラントを適用する部位と対称な部位付近における前記軟部組織の形状データを前記対称面について反転させて得られる反転軟部組織データの外表面と、前記欠損骨体形状データの外表面との距離のデータを求め、それに基づいて前記欠損骨体形状データについて形状の補正を行う上記(1)ないし(12)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (13) The outer surface of the inverted soft tissue data obtained by inverting the shape data of the soft tissue in the vicinity of the symmetric surface with the site to which the implant is applied with respect to the symmetry plane, and the defect bone shape data The implant design method according to any one of (1) to (12), wherein data on a distance to an outer surface is obtained, and the shape of the defect bone shape data is corrected based on the data.

これにより、最終的に得られるインプラントを適用した際における、外観上の違和感の発生をより確実に防止、抑制することができる。   Thereby, when the finally obtained implant is applied, it is possible to more reliably prevent and suppress the appearance of the appearance discomfort.

(14) 前記対称面についてインプラントを適用する部位と対称な部位付近における前記軟部組織の形状データを前記対称面について反転させて得られる反転軟部組織データと、前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データとを重ねあわせ、
前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データの曲率とほぼ一致するように、前記反転軟部組織データを移動することにより、前記形状の補正を行う上記(1)ないし(12)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。
(14) Inverted soft tissue data obtained by inverting the shape data of the soft tissue in the vicinity of a portion symmetrical to the site to which the implant is applied with respect to the symmetry plane, and the shape of the soft tissue in the vicinity of the bone defect portion Overlapping with data,
Any one of the above (1) to (12), wherein the shape is corrected by moving the inverted soft tissue data so as to substantially match the curvature of the shape data of the soft tissue near the bone defect. Of implant design.

これにより、最終的に得られるインプラントを適用した際における、凹み等の外観上の違和感の発生をより確実に防止、抑制することができる。   Thereby, generation | occurrence | production of the discomfort on appearance, such as a dent, at the time of applying the implant finally obtained can be prevented and suppressed more reliably.

(15) 前記三次元データの作成に用いられる前記断層データのスライス間隔は、0.1〜5mmである上記(1)ないし(14)のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   (15) The implant design method according to any one of (1) to (14), wherein a slice interval of the tomographic data used for creating the three-dimensional data is 0.1 to 5 mm.

これにより、三次元データの作成に要する時間が長くなるのを防止しつつ、インプラントの骨欠損部との形状の適合性を特に優れたものとし、かつ、骨欠損部に適用した際における、適用部付近における外観上の違和感を特に生じ難くすることができる。   As a result, the conformity of the shape with the bone defect part of the implant is made particularly excellent while preventing the time required to create the three-dimensional data from being extended, and the application when applied to the bone defect part In particular, it is possible to make it difficult to produce an uncomfortable appearance in the vicinity of the portion.

(16) 上記(1)ないし(15)のいずれかに記載のインプラントの設計方法により設計し、その設計を基に製造されたものであることを特徴とするインプラント。   (16) An implant that is designed by the implant design method according to any one of (1) to (15) and is manufactured based on the design.

これにより、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いインプラントを提供することができる。   Accordingly, it is possible to provide an implant that is excellent in conformity to the shape of the bone defect portion and that is unlikely to cause an uncomfortable appearance in the vicinity of the application portion when applied to the bone defect portion.

(17) 原料粉末で構成された層を形成する第1の工程と、
前記層の少なくとも一部に、反応液を接触させ、前記原料粉末を硬化させる第2の工程とを有し、
前記第1の工程と、前記第2の工程とを繰り返し行うことにより、複数の前記層を積層させ、前記設計方法により得られた三次元パターンに対応する形状のインプラントを製造する方法により製造された上記(16)に記載のインプラント。
これにより、複雑な形状のインプラントであっても、特に優れた寸法精度が得られる。
(17) a first step of forming a layer composed of raw material powder;
A second step of bringing at least a part of the layer into contact with a reaction liquid and curing the raw material powder,
It is manufactured by a method of stacking a plurality of the layers by repeatedly performing the first step and the second step, and manufacturing an implant having a shape corresponding to the three-dimensional pattern obtained by the design method. The implant according to (16) above.
Thereby, even if it is an implant of a complicated shape, the especially outstanding dimensional accuracy is obtained.

(18) 空孔率が10〜90vol%である上記(16)または(17)に記載のインプラント。
これにより、インプラントの生体親和性が向上する。
(18) The implant according to the above (16) or (17), which has a porosity of 10 to 90 vol%.
Thereby, the biocompatibility of the implant is improved.

本発明によれば、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いインプラントおよび該インプラントの設計方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when it applies to a bone defect part, it is excellent in the conformability of a shape with a bone defect part, and the design method of designing this implant which does not produce the discomfort in appearance in the vicinity of an application part easily occurs. be able to.

また、従来、手術時に行っていたインプラントに対するトリミング処理を、省略または簡略化することができる。その結果、手術時間を短縮することが可能となり、患者への負担も軽減できる。   Further, it is possible to omit or simplify a trimming process for an implant that has been performed at the time of surgery. As a result, the operation time can be shortened, and the burden on the patient can be reduced.

以下、本発明のインプラントの設計方法およびインプラントの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an implant design method and an implant according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、複数の断層データを基に作製された頭蓋骨の三次元データを示す図、図2は、骨欠損を生じる以前に骨欠損部にあったと思われる骨体(欠損骨体)の外表面形状データを、骨欠損部に重ね合わせた状態を示す図、図3は、骨欠損部に、所定の厚さを有する欠損対称部のデータを重ね合わせた状態を示す図、図4は、頭蓋骨の厚さ方向のほぼ全体にわたって、頭蓋骨の骨切り面と合致するように処理された欠損骨体形状データを示す図、図5、図6は、軟部組織の形状データを利用して、図4に示すような欠損骨体形状データについて形状の補正を行うことにより得られるインプラント形状データの一例を示す図である。なお、図2〜図6においては、上側が、頭蓋骨の三次元データの外表面側であり、下側が、頭蓋骨の三次元データの内表面側である。   FIG. 1 is a diagram showing three-dimensional data of a skull created based on a plurality of tomographic data, and FIG. 2 is a diagram showing an external view of a bone body (a defective bone body) that is thought to have existed in a bone defect before a bone defect occurred. FIG. 3 is a diagram showing a state in which surface shape data is superimposed on a bone defect portion, FIG. 3 is a diagram showing a state in which data on a defect symmetry portion having a predetermined thickness is superimposed on a bone defect portion, and FIG. FIGS. 5 and 6 are diagrams showing defect bone shape data processed so as to coincide with the osteotomy surface of the skull over almost the entire thickness of the skull. FIGS. FIG. 6 is a diagram showing an example of implant shape data obtained by correcting the shape of the defective bone shape data as shown in FIG. 2 to 6, the upper side is the outer surface side of the three-dimensional data of the skull, and the lower side is the inner surface side of the three-dimensional data of the skull.

本発明において、インプラントは、頭蓋骨(ただし、頬骨、顎骨等を含む)の骨欠損部に適用されるものである。   In the present invention, an implant is applied to a bone defect portion of a skull (including cheekbones, jawbones, etc.).

ところで、頭蓋骨は、複雑な形状を有しているため、従来の設計方法では、十分な形状の適合性を有するインプラントを設計するのが困難であった。また、従来の方法では、例え、骨欠損部(骨切り面)との形状の適合性に優れたインプラントを設計することができたとしても、以下のような問題があった。すなわち、交通事故や、脳腫瘍切除の手術等により、骨欠損部を生じた場合(特に、骨欠損部を生じてから骨欠損部再建術までの時間が比較的長い場合)、骨欠損部付近の軟部組織が、萎縮したり、切断されたり、あるいは、硬膜と癒着(癒合)する等、骨欠損部付近の軟部組織において、骨欠損部を生じる前の状態から大きな変化を生じることが多い。このように軟部組織の状態の変化を生じると、適用されるインプラントが、骨欠損を生じる以前に骨欠損部に存在していた骨体の形状を忠実に再現したものであったとしても、骨欠損部再建術後に、例えば、上記のような軟部組織の状態の変化を生じた部位に対応する部位で、外観上、明らかな凹み等を生じることがあり、患者のQOL(Quality of Life)の観点から好ましくない。特に、頭蓋骨の中でも頬骨弓付近は、本来、咀嚼筋等の軟部組織が比較的多く存在する部位であり、上記のような問題が特に起こり易い部位であった。そこで、以下の説明では、頬骨弓の周辺、頬骨弓があるべき部位またはその周辺に適用されるインプラントおよびその設計方法について、代表的に説明する。このように、インプラントが、軟部組織が比較的多く存在する部位に適用されるものであっても、本発明によれば、上記のような問題の発生を十分に防止することができる。なお、本明細書中において、「軟部組織」とは、骨組織に比べてやわらかい組織のことを指し、具体的には、弾性組織、脂肪組織、細網組織等の結合組織や、筋組織、上皮組織等のことを指す。   By the way, since the skull has a complicated shape, it has been difficult to design an implant having sufficient conformability by a conventional design method. Further, in the conventional method, for example, even if an implant having excellent shape compatibility with a bone defect portion (osteotomy surface) can be designed, there are the following problems. In other words, when a bone defect occurs due to a traffic accident or surgery to remove a brain tumor (especially when the time from the bone defect to the reconstruction of the bone defect is relatively long), In many cases, the soft tissue in the vicinity of the bone defect, such as atrophy, cutting, or adhesion to the dura mater, causes a great change from the state before the bone defect occurs. When the soft tissue changes in this way, even if the applied implant faithfully reproduces the shape of the bone that existed in the bone defect before the bone defect occurred, After the defect reconstruction, for example, a clear dent or the like may occur in the part corresponding to the part where the change in the soft tissue state as described above occurs, and the patient's QOL (Quality of Life) From the viewpoint of Particularly in the skull, the vicinity of the zygomatic arch was originally a site where a relatively large amount of soft tissue such as masticatory muscles existed, and the above-mentioned problems were particularly likely to occur. Therefore, in the following description, the implant applied to the periphery of the zygomatic arch, the site where the zygomatic arch should be, or the periphery thereof, and the design method thereof will be typically described. Thus, even if the implant is applied to a site where a relatively large amount of soft tissue exists, according to the present invention, the occurrence of the above problems can be sufficiently prevented. In the present specification, “soft tissue” refers to a tissue that is softer than bone tissue, specifically, connective tissue such as elastic tissue, adipose tissue, and reticulum tissue, muscle tissue, It refers to epithelial tissue.

まず、本発明のインプラントの設計方法について説明する。
本発明のインプラントの設計方法は、頭蓋骨の複数の断層データを基に、前記頭蓋骨の三次元データを作成する工程と、前記三次元データの実質的な対称面について前記三次元データの骨欠損部と対称な部位の形状データを利用することにより、欠損骨体形状データを得る工程と、前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データ、前記対称面についての前記骨欠損部付近の対称部位の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して、前記欠損骨体形状データについて形状の補正を行う工程とを有する。
First, a method for designing an implant of the present invention will be described.
The implant design method of the present invention includes a step of creating three-dimensional data of the skull based on a plurality of tomographic data of a skull, and a bone defect portion of the three-dimensional data with respect to a substantial symmetry plane of the three-dimensional data. Using the shape data of the symmetrical part of the bone, obtaining the defect bone shape data, the shape data of the soft tissue near the bone defect part, the soft part of the symmetrical part near the bone defect part with respect to the symmetry plane And correcting the shape of the defective bone body shape data using at least one of the shape data of the tissue.

[頭蓋骨の三次元データの作成]
まず、図1に示すような、骨欠損部を有する頭蓋骨の三次元データ10を作成する。
頭蓋骨の三次元データ10は、複数の断層データを基に作成したものである。
[Create 3D skull data]
First, as shown in FIG. 1, three-dimensional data 10 of a skull having a bone defect is created.
The three-dimensional data 10 of the skull is created based on a plurality of tomographic data.

断層データとしては、例えば、CTフィルム、CTデータ(CT装置から出力されたデータ)や、MRI(磁気共鳴画像:magnetic resonance imaging)の測定データにより得られたもの等を用いることができる。   As the tomographic data, for example, CT film, CT data (data output from the CT apparatus), or data obtained from measurement data of MRI (magnetic resonance imaging) can be used.

MRIの測定データから頭蓋骨の複数の断層データを得る場合、その方法は、特に限定されないが、MRIの測定データの閾値を反転することにより閾値反転データを得、該閾値反転データから骨領域の抽出を行うことにより得るのが好ましい。これは、以下のような理由によるものである。   When obtaining a plurality of skull tomographic data from MRI measurement data, the method is not particularly limited, but threshold inversion data is obtained by inverting the threshold of MRI measurement data, and a bone region is extracted from the threshold inversion data. It is preferable to obtain by performing. This is due to the following reasons.

頭蓋骨(骨組織)は、主として、リン酸カルシウム等のリン酸塩で構成されており、他の組織(例えば、筋組織、結合組織、上皮組織等)に比べて、水素原子の含有率が低い。MRIの測定は、通常、水素原子(H)の検出により行われるものであるから、MRIの測定により直接得られるMRIの測定データには、頭蓋骨そのものの像は実質的に現れない。したがって、得られたMRIの測定データの閾値を反転して、閾値反転データを得ることにより、骨領域を明確に画像化し、頭蓋骨(骨組織)部分のデータ(頭蓋骨の断層データ)のみを容易に抽出することができる。 The skull (bone tissue) is mainly composed of a phosphate such as calcium phosphate, and has a lower hydrogen atom content than other tissues (for example, muscle tissue, connective tissue, epithelial tissue, etc.). Since MRI measurement is usually performed by detection of hydrogen atoms ( 1 H), an image of the skull itself does not substantially appear in MRI measurement data obtained directly by MRI measurement. Therefore, by reversing the threshold of the obtained MRI measurement data and obtaining the threshold reversal data, the bone region is clearly imaged, and only the data of the skull (bone tissue) part (skull tomographic data) can be easily obtained. Can be extracted.

なお、MRIの測定データから頭蓋骨の複数の断層データを得る場合、断層データを得るために放射線を用いる必要がないので、放射線被爆障害の発生等を危惧する必要がなくなる。また、MRIでは、患者の体位を変えることなく任意の断面についての断層データを容易に得ることができるため、測定に伴う患者の負担を解消・軽減することができる。   In addition, when obtaining a plurality of tomographic data of the skull from the MRI measurement data, it is not necessary to use radiation to obtain the tomographic data, so there is no need to worry about the occurrence of radiation exposure damage. In addition, in MRI, tomographic data for an arbitrary cross section can be easily obtained without changing the patient's posture, so that the burden on the patient associated with the measurement can be eliminated or reduced.

また、MRIの測定データは、水素原子(H)の核磁気共鳴現象により得られるものに限定されない。例えば、MRIの測定データは、31PのようなH以外の核種の核磁気共鳴現象により得られるものであってもよい。P(リン)は、生体組織の中でも、特に骨組織に偏在している。したがって、31Pを検出するような構成のMRIの測定装置(プローブ)を用いることにより、MRIの測定データとして、明瞭な頭蓋骨(骨組織)そのものの画像データを得ることができる。その結果、上記のような閾値(MRIの測定データの閾値)を反転するような処理を施すことなく、頭蓋骨の断層データを得ることが可能となる。 Further, the measurement data of MRI is not limited to data obtained by the nuclear magnetic resonance phenomenon of hydrogen atoms ( 1 H). For example, MRI measurement data may be obtained by a nuclear magnetic resonance phenomenon of a nuclide other than 1 H such as 31 P. P (phosphorus) is unevenly distributed among bone tissues, particularly in bone tissues. Therefore, by using an MRI measurement apparatus (probe) configured to detect 31 P, clear image data of the skull (bone tissue) itself can be obtained as MRI measurement data. As a result, it is possible to obtain the tomographic data of the skull without performing the processing for inverting the threshold value (the threshold value of MRI measurement data) as described above.

上記のような複数の断層データを積層することにより、三次元データ10を得ることができる。   The three-dimensional data 10 can be obtained by stacking a plurality of pieces of tomographic data as described above.

断層データのスライス間隔(隣り合う断層データ間の距離)は、特に限定されないが、0.1〜5mmであるのが好ましく、0.3〜3mmであるのがより好ましい。   The slice interval of the tomographic data (distance between adjacent tomographic data) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.3 to 3 mm.

スライス間隔が前記下限値未満であると、インプラントの大きさによっては、必要となる断層データの数が大きくなり過ぎることにより、三次元データ10の作成に要する時間が長くなるとともに、三次元データ10の精度は実質的に頭打ちとなり、製造されるインプラントの寸法精度のさらなる向上を図るのが困難となる場合がある。   If the slice interval is less than the lower limit value, depending on the size of the implant, the number of necessary tomographic data becomes too large, so that the time required to create the three-dimensional data 10 becomes longer and the three-dimensional data 10 However, it may be difficult to further improve the dimensional accuracy of the manufactured implant.

一方、スライス間隔が前記上限値を超えると、三次元データ10の精度が不十分となる可能性がある。   On the other hand, if the slice interval exceeds the upper limit, the accuracy of the three-dimensional data 10 may be insufficient.

また、三次元データ10は、複数の断層データを積層した後、さらに、その表面について、スムージング処理を施すことにより得られたものであってもよい。これにより、骨欠損部との形状の適合性がさらに向上し、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感がさらに生じ難くなる。   Further, the three-dimensional data 10 may be obtained by laminating a plurality of tomographic data and further performing a smoothing process on the surface thereof. Thereby, the conformity of the shape with the bone defect portion is further improved, and when it is applied to the bone defect portion, the appearance discomfort in the vicinity of the application portion is further less likely to occur.

上記のようにして得られた三次元データ10を基に、骨欠損を生じる以前に骨欠損部にあったと思われる骨体(以下、「欠損骨体」と言う)の形状を予測し、その三次元データを欠損骨体形状データ13として得る。   Based on the three-dimensional data 10 obtained as described above, the shape of a bone body (hereinafter referred to as “defect bone body”) that is supposed to have existed in the bone defect portion before the bone defect occurs is predicted. Three-dimensional data is obtained as defect bone shape data 13.

欠損骨体形状データ13は、以下のようにして得ることができる。
[欠損骨体の外表面形状の予測]
欠損骨体形状データ13を得るために、まず、上述のようにして得られた三次元データ10を基に、欠損骨体が有していたと予測される外表面の輪郭データ131を得る。
The defect bone shape data 13 can be obtained as follows.
[Prediction of outer surface shape of defective bone body]
In order to obtain the defective bone body shape data 13, first, the outer surface contour data 131 predicted to be possessed by the defective bone body is obtained based on the three-dimensional data 10 obtained as described above.

輪郭データ131は、三次元データ10の骨切り面104の外表面側の輪郭データをそのまま用いることもできるが、以下のようにして得るのが好ましい。   As the contour data 131, the contour data on the outer surface side of the osteotomy surface 104 of the three-dimensional data 10 can be used as it is, but is preferably obtained as follows.

まず、三次元データ10を、その実質的な対称面102で分割したときに得られる2つの半体、すなわち、骨欠損部101を有する半体11と、骨欠損部101を有さない半体12とを仮想する。   First, two halves obtained when the three-dimensional data 10 is divided by its substantially symmetrical plane 102, that is, a half 11 having a bone defect 101 and a half having no bone defect 101. 12 is virtual.

次に、半体12の外表面の形状データのうち少なくとも一部を、対称面102で、半体11側に反転させる(面対称な位置に移動させる)。ここで、反転する半体12の外表面の形状データは、少なくとも、骨欠損部101と対称な部位である欠損対称部103の形状データを含むものであればよい。   Next, at least a part of the shape data of the outer surface of the half body 12 is reversed to the half body 11 side on the symmetry plane 102 (moved to a plane symmetry position). Here, the shape data of the outer surface of the half body 12 to be inverted may be any data that includes at least the shape data of the defect symmetric part 103 that is a symmetric part with the bone defect part 101.

このように、半体12の外表面の形状データを反転したときに、該形状データと重なり合う部分は、無欠損部105となっている。したがって、反転した半体12の外表面の形状データのうち、半体11の外表面の形状データと重なり合わなかった部分のみを抽出することにより、欠損骨体が有していたと考えられる外表面の形状を決定することができ、この形状のデータを欠損骨体外表面形状データ132として得ることができる(図2参照)。そして、このようにして得られる欠損骨体外表面形状データ132の輪郭が、求めるべき輪郭データ131である。   As described above, when the shape data of the outer surface of the half body 12 is inverted, a portion overlapping the shape data is a non-defect portion 105. Therefore, by extracting only the portion of the shape data of the outer surface of the half body 12 that has been inverted that does not overlap with the shape data of the outer surface of the half body 11, the outer surface that the defective bone body may have had The shape data can be determined, and the data of this shape can be obtained as the defect bone outer surface shape data 132 (see FIG. 2). The contour of the defect bone outer surface shape data 132 obtained in this way is the contour data 131 to be obtained.

このようにして、輪郭データ131を求めることにより、例えば、骨切り面104の外表面側の輪郭の形状が不明瞭な場合であっても、十分に正確な輪郭データ131を得ることができる。   Thus, by obtaining the contour data 131, for example, even when the contour shape on the outer surface side of the osteotomy surface 104 is unclear, sufficiently accurate contour data 131 can be obtained.

また、このような方法を用いた場合、上述したように、輪郭データ131とともに、欠損骨体が有していたと考えられる外表面全体の形状データ(欠損骨体外表面形状データ132)が得られる。このようにして欠損骨体外表面形状データ132を得ることにより、骨体が本来有している微小な凹凸等の複雑な形状についても予測することが可能となる。その結果、設計されるインプラントは、頭蓋骨(骨欠損部を有する頭蓋骨)との形状適合性が特に優れたものとなる。   When such a method is used, as described above, the contour data 131 and the shape data of the entire outer surface that the defective bone body is considered to have (defect bone outer surface shape data 132) are obtained. By obtaining the defect bone outer surface shape data 132 in this way, it is possible to predict even complicated shapes such as minute irregularities that the bone body originally has. As a result, the designed implant has particularly excellent shape compatibility with a skull (a skull having a bone defect).

本実施形態では、輪郭データ131と、欠損骨体外表面形状データ132とを同時に得る方法について説明したが、これらは、別々に求めるものであってもよい。例えば、輪郭データ131を得た後、欠損骨体外表面形状データ132を決定してもよい。   In the present embodiment, the method of obtaining the contour data 131 and the defect bone outer surface shape data 132 at the same time has been described, but these may be obtained separately. For example, after obtaining the contour data 131, the defect bone outer surface shape data 132 may be determined.

[欠損骨体の厚さの予測]
前述のようにして予測された欠損骨体外表面形状データ132を用いて、所定の厚さを有する欠損骨体の形状を予測し、欠損骨体形状データ13を得る。
欠損骨体の厚さは、通常、無欠損部105の厚さを基に予測する。
[Prediction of thickness of missing bone]
Using the defect bone outer surface shape data 132 predicted as described above, the shape of the defect bone body having a predetermined thickness is predicted, and the defect bone shape data 13 is obtained.
The thickness of the defective bone body is usually predicted based on the thickness of the defect-free portion 105.

このようにして、欠損骨体の厚さを予測した場合、予測により得られる欠損骨体の輪郭は、通常、その厚さ方向に沿ってほぼ一定の形状を有するものとなる。言い換えると、得られる欠損骨体形状データ13の側面(骨切り面104と接触すべき面)は、その厚さ方向に、実質的に凹凸の無い、平滑な形状を有している。   When the thickness of the defective bone body is predicted in this manner, the outline of the defective bone body obtained by the prediction usually has a substantially constant shape along the thickness direction. In other words, the side surface (surface to be brought into contact with the osteotomy surface 104) of the obtained bone shape data 13 obtained has a smooth shape that is substantially free of unevenness in the thickness direction.

なお、欠損骨体形状データ13は、例えば、点群、線、平面データ等の三次元のデータであれば、いかなるものであってもよい。   The defect bone body shape data 13 may be any data as long as it is three-dimensional data such as a point group, a line, and plane data.

[骨切り面との接触面の形状の予測(補正)]
ところで、骨欠損部を有する頭蓋骨の骨切り面は、一般に、微小な凹凸を有しており、頭蓋骨の厚さ方向に一定の形状を有さないことが多い。通常、骨欠損部の面積は、頭蓋骨の外表面側で大きく、内表面側で小さくなる傾向を示す。
[Prediction of shape of contact surface with osteotomy surface (correction)]
By the way, the osteotomy surface of a skull having a bone defect portion generally has minute irregularities and often does not have a certain shape in the thickness direction of the skull. Usually, the area of the bone defect portion tends to be larger on the outer surface side of the skull and smaller on the inner surface side.

したがって、上述のようにして得られた欠損骨体形状データ13は、三次元データ10の骨欠損部101に重ね合わせたとき、その一部が、重なり部133(図3中、格子線で示した略三角形の部分)として、三次元データ10の無欠損部105と重なり合うことが多い。このような重なり部133を残したままにしておくと、設計されるインプラントは、骨欠損部を有する頭蓋骨に適用したときに、その骨切り面に合致しないものとなる。   Therefore, when the defect bone shape data 13 obtained as described above is superimposed on the bone defect portion 101 of the three-dimensional data 10, a part of the defect bone shape data 13 is indicated by an overlap portion 133 (indicated by grid lines in FIG. 3). In many cases, it overlaps with the non-defect portion 105 of the three-dimensional data 10 as a substantially triangular portion. If such overlapping part 133 is left, the designed implant will not match the osteotomy surface when applied to a skull having a bone defect.

そこで、本実施形態では、欠損骨体形状データ13を三次元データ10の骨欠損部101に適用したときに、骨切り面104の形状と合致するように、欠損骨体形状データ13に対して、補正を加える。   Therefore, in this embodiment, when the defect bone shape data 13 is applied to the bone defect portion 101 of the three-dimensional data 10, the defect bone shape data 13 is matched with the shape of the osteotomy surface 104. Add corrections.

このような補正は、例えば、欠損骨体外表面形状データ132が、骨切り面104の外表面側の輪郭に合致する状態としたときに、欠損骨体形状データ13と、無欠損部105とが重なり合う部分(重なり部133)のデータを、欠損骨体形状データ13から除去することにより行う(図4参照)。   Such a correction is performed when, for example, when the defect bone outer surface shape data 132 matches the contour of the outer surface side of the osteotomy surface 104, the defect bone shape data 13 and the non-defect portion 105 are The overlapping portion (overlapping portion 133) data is removed from the defect bone shape data 13 (see FIG. 4).

上記のような補正を行うことにより、最終的に得られるインプラントは、骨欠損部を有する頭蓋骨との形状の適合性が特に優れたものとなり、適用時における安定性が向上する。   By performing the correction as described above, the finally obtained implant is particularly excellent in conformity with the shape of the skull having a bone defect, and stability during application is improved.

また、上記のように、頭蓋骨の骨切り面の形状と合致するように欠損骨体形状データを得ることにより、最終的に得られるインプラントについて、従来、手術時に行っていたインプラントに対するトリミング処理を、省略または簡略化することができる。その結果、手術時間を短縮することが可能となり、患者への負担も軽減できる。   In addition, as described above, by obtaining the defect bone body shape data so as to match the shape of the osteotomy surface of the skull, with regard to the finally obtained implant, the trimming process for the implant that has been conventionally performed at the time of surgery, It can be omitted or simplified. As a result, the operation time can be shortened, and the burden on the patient can be reduced.

なお、上記のようにして得られる欠損骨体形状データは、欠損対称部103と、実質的に鏡像の関係にあるものであっても、そうでなくてもよい。   Note that the defect bone shape data obtained as described above may or may not be substantially in a mirror image relationship with the defect symmetry portion 103.

[軟部組織の形状データを用いた補正]
ところで、頭蓋骨に骨欠損部を生じた場合には、前述したように、骨欠損部付近の軟部組織が、萎縮したり、切断されたり、あるいは、硬膜と癒着(癒合)する等、骨欠損部付近の軟部組織において、骨欠損部を生じる前の状態から大きな変化を生じることが多い。このように軟部組織の状態の変化を生じると、適用されるインプラントが、骨欠損を生じる以前に骨欠損部に存在していた骨体の形状を忠実に再現したものであったとしても、骨欠損部再建術後に、例えば、上記のような軟部組織の状態の変化を生じた部位に対応する部位で、外観上、明らかな凹み等を生じることがあり、患者のQOL(Quality of Life)の観点から好ましくない。
[Correction using shape data of soft tissue]
By the way, when a bone defect is generated in the skull, as described above, the soft tissue near the bone defect is atrophyed, cut, or fused (union) with the dura mater. In the soft tissue near the head, a large change often occurs from the state before the bone defect is generated. When the soft tissue changes in this way, even if the applied implant faithfully reproduces the shape of the bone that existed in the bone defect before the bone defect occurred, After the defect reconstruction, for example, a clear dent or the like may occur in the part corresponding to the part where the change in the soft tissue state as described above occurs, and the patient's QOL (Quality of Life) From the viewpoint of

そこで、次に、欠損骨体形状データ13(骨切り面104の形状に合致するように補正を加えられた欠損骨体形状データ13)に、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して、補正を行う。このように、本発明は、軟部組織の形状データを用いてインプラントを設計する点に特徴を有する。これにより、設計されるインプラントは、頭蓋骨の骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いものとなる。
以下、軟部組織の形状データを用いた補正について、詳細に説明する。
Therefore, the defect bone shape data 13 (the defect bone shape data 13 corrected so as to match the shape of the osteotomy surface 104) is added to the shape data of the soft tissue near the bone defect 101, the symmetry Correction is performed using at least one of the shape data of the soft tissue of the symmetrical portion (near the defective symmetric portion 103) near the bone defect portion 101 with respect to the surface 102. As described above, the present invention is characterized in that the implant is designed using the soft tissue shape data. As a result, the designed implant is excellent in conformity of the shape with the bone defect portion of the skull, and when applied to the bone defect portion, the appearance discomfort in the vicinity of the application portion hardly occurs.
Hereinafter, the correction using the soft tissue shape data will be described in detail.

前述したように、欠損骨体形状データ13(骨切り面104の形状に合致するように補正を加えられた欠損骨体形状データ13)に対する補正は、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して行う。   As described above, the correction for the defect bone shape data 13 (the defect bone shape data 13 corrected so as to match the shape of the osteotomy surface 104) is performed using the shape data of the soft tissue near the bone defect 101. This is performed using at least one of the shape data of the soft tissue of the symmetrical portion (near the defective symmetric portion 103) in the vicinity of the bone defect portion 101 with respect to the symmetry plane 102.

このような軟部組織の形状データは、いかなる方法で得られたものであってもよいが、複数の断層データを基に作成したものであるのが好ましい。断層データとしては、例えば、CTフィルム、CTデータや、MRIの測定データにより得られたもの等を用いることができる。   Such soft tissue shape data may be obtained by any method, but is preferably created based on a plurality of tomographic data. As the tomographic data, for example, CT film, CT data, or data obtained from MRI measurement data can be used.

また、軟部組織の形状データの作成に複数の断層データを用いる場合、該断層データは、頭蓋骨の三次元データ10の作成に用いるものと同一であるのが好ましい。これにより、最終的に得られるインプラント9は、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際における外観上の違和感を特に生じ難いものとなる。また、軟部組織の形状データの作成に、三次元データ10作成用の断層データを用いることにより、骨組織(骨欠損部を有する頭蓋骨)と軟部組織との形状の対応や位置関係等を、より正確に知ることができる。また、インプラントを適用される患者の既存のデータをより有効に活用したり、インプラント作成のためのデータの収集(例えば、CTやMRIの測定等)等を省略または簡略化することができる。   Further, when a plurality of tomographic data is used for creating the soft tissue shape data, the tomographic data is preferably the same as that used for creating the three-dimensional data 10 of the skull. As a result, the finally obtained implant 9 is excellent in conformity of the shape with the bone defect portion, and is not particularly likely to cause an uncomfortable appearance when applied to the bone defect portion. In addition, by using the tomographic data for creating the three-dimensional data 10 to create the soft tissue shape data, the correspondence and positional relationship between the bone tissue (the skull having a bone defect) and the soft tissue can be further improved. Know exactly. In addition, existing data of a patient to which an implant is applied can be used more effectively, and data collection (for example, CT and MRI measurement) for creating an implant can be omitted or simplified.

なお、軟部組織の形状データの作成に、三次元データ10作成用の断層データと同一のものを用いる場合、該断層データ(測定データ)の閾値の変更や反転、測定モードの変更等を行うことにより、骨組織(頭蓋骨)、軟部組織の一方のみのデータを、効率よく抽出することができる。   In addition, when the same tomographic data for creating the three-dimensional data 10 is used to create the soft tissue shape data, the threshold value of the tomographic data (measurement data) is changed or inverted, the measurement mode is changed, etc. Thus, data of only one of bone tissue (skull) and soft tissue can be extracted efficiently.

本発明では、欠損骨体形状データの補正には、軟部組織の中でも特に、骨欠損部付近の軟部組織、頭蓋骨の三次元データの実質的な対称面についての骨欠損部付近の対称部位(欠損対称部付近)の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を用いる。これにより、最終的に得られるインプラントを骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感を、特に生じ難くすることができる。   In the present invention, the defect bone body shape data is corrected by correcting a symmetric part (defect in the vicinity of the bone defect with respect to the substantial symmetry plane of the three-dimensional data of the soft tissue near the bone defect and the skull in the soft tissue. At least one of the shape data of the soft tissue in the vicinity of the symmetric part) is used. Thereby, when the finally obtained implant is applied to a bone defect portion, it is possible to make it difficult to produce an uncomfortable appearance in the vicinity of the application portion.

このような軟部組織の形状データを用いる欠損骨体形状データの補正は、いかなるものであってもよいが、欠損骨体形状データの厚さの補正であるのが好ましい。これにより、インプラントを骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感を、特に生じ難くすることができる。   The correction of the defect bone shape data using such soft tissue shape data may be any method, but it is preferable to correct the thickness of the defect bone shape data. Thereby, when an implant is applied to a bone defect part, it is possible to make it difficult to produce an uncomfortable appearance in the vicinity of the application part.

インプラントが適用される骨欠損部付近の軟部組織は、いかなる状態であってもよいが、以下の説明では、図5、図6を参照しつつ、<1>骨欠損部付近の軟部組織が少なくとも一部が萎縮または欠損している場合、および、<2>骨欠損部付近の筋組織が硬膜に癒着している場合について、代表的に説明する。なお、図5中の破線は、欠損骨体形状データ13の外表面(欠損骨体外表面形状データ132)を示し、図6中の破線は、欠損骨体形状データ13の内表面を示す。   The soft tissue near the bone defect to which the implant is applied may be in any state. In the following description, referring to FIGS. 5 and 6, <1> at least the soft tissue near the bone defect A case where a part is atrophied or deficient, and a case where <2> muscle tissue in the vicinity of the bone defect portion is adhered to the dura mater will be representatively described. 5 indicates the outer surface of the defective bone body shape data 13 (defect bone outer surface shape data 132), and the broken line in FIG. 6 indicates the inner surface of the defective bone body shape data 13.

<1>骨欠損部付近の軟部組織が少なくとも一部が萎縮または欠損している場合
骨欠損部付近の軟部組織が少なくとも一部が萎縮または欠損している場合、前記のような欠損骨体形状データ13(骨切り面104の形状に合致するように補正を加えられた欠損骨体形状データ13)を、そのままインプラント製造用のデータとして用いると、インプラントを適用した際に、上記萎縮または欠損を生じた部位に対応する部位で、外観上明らかな凹みを生じることが多い。
<1> When the soft tissue near the bone defect part is at least partially atrophied or defective When the soft tissue near the bone defect part is at least partially atrophied or defective, the above-mentioned defective bone body shape If the data 13 (defect bone shape data 13 corrected so as to match the shape of the osteotomy surface 104) is used as it is as data for manufacturing an implant, when the implant is applied, the atrophy or defect described above is used. In many cases, a dent that is apparent in appearance is generated at a site corresponding to the generated site.

そこで、欠損部付近の軟部組織が少なくとも一部が萎縮または欠損している場合には、通常、欠損骨体形状データ13に対し、少なくともその一部の厚みが大きくなるような補正を加えることにより、インプラント形状データ14を得る(図5参照)。これにより、上記のような凹みを十分に防止、抑制することができる。   Therefore, when at least a part of the soft tissue in the vicinity of the defect is atrophied or missing, the defect bone body shape data 13 is usually corrected by adding a correction that increases the thickness of at least a part thereof. The implant shape data 14 is obtained (see FIG. 5). Thereby, the above dents can be sufficiently prevented and suppressed.

欠損骨体形状データ13に対する厚みの補正は、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して行う。   The thickness correction for the defective bone body shape data 13 includes the shape data of the soft tissue near the bone defect portion 101 and the shape data of the soft tissue at the symmetric portion (near the defect symmetric portion 103) near the bone defect portion 101 with respect to the symmetry plane 102. This is done using at least one of the above.

骨欠損部101付近の軟部組織の形状データを利用して補正を行う場合、インプラントが適用される部位付近の軟部組織の状態(例えば、軟部組織の萎縮、欠損の度合いや、軟部組織の厚さ等)に関する情報を、上記厚みの補正に直接的に反映させることができる。その結果、最終的に得られるインプラント9は、骨欠損部に適用した際に、適用部位付近における外観上の違和感を特に生じ難いものとなる。   When correction is performed using the shape data of the soft tissue near the bone defect 101, the state of the soft tissue near the site to which the implant is applied (for example, soft tissue atrophy, degree of defect, soft tissue thickness, etc. Etc.) can be directly reflected in the correction of the thickness. As a result, when the implant 9 finally obtained is applied to a bone defect portion, it is particularly difficult to cause a discomfort in appearance near the application site.

ところで、頭蓋骨が骨欠損部を有する場合、その周辺の軟部組織は、本来あるべき部位とは異なる部位に存在していることが多い。言い換えると、骨欠損部にあるべき骨体が欠損しているため、該骨体に支持されていた軟部組織が本来あるべき部位とは異なる部位に移動していることが多い。このように、骨欠損部付近の軟部組織が本来あるべき部位とは異なる部位に存在している場合、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データを利用して補正を行うことが困難であることが多い。このような場合、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データを利用して補正を行うのが好ましい。これにより、欠損骨体形状データ13に対する厚みの補正を容易に行うことができるとともに、最終的に得られるインプラント9を適用した際に、上記のような凹みを十分に防止、抑制することができる。   By the way, when a skull has a bone defect part, the soft tissue of the periphery often exists in the site | part different from the site | part which should be originally. In other words, since the bone body that should be in the bone defect portion is deficient, the soft tissue supported by the bone body is often moved to a site different from the site where it should be. As described above, when the soft tissue near the bone defect portion is present at a site different from the site where it should be, it is difficult to perform correction using the shape data of the soft tissue near the bone defect portion 101. There are many cases. In such a case, it is preferable to perform correction using the shape data of the soft tissue in the symmetric part (near the defect symmetric part 103) in the vicinity of the bone defect part 101 with respect to the symmetry plane 102. Thereby, while being able to perform correction | amendment of the thickness with respect to the defect bone body shape data 13, when applying the implant 9 finally obtained, the above dents can fully be prevented and suppressed. .

また、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データを利用して補正を行う場合、該軟部組織の形状データを対称面102について半体11側に反転させて、すなわち、骨欠損部101付近の対称部位の軟部組織の形状データを面対称な位置に移動させて、得られる反転軟部組織データと、前記のような欠損骨体形状データ13(骨切り面104の形状に合致するように補正を加えられた欠損骨体形状データ13)とを重ねあわせ、このような状態で、反転軟部組織データの外表面(外皮組織の外表面に相当)と、欠損骨体形状データ13の外表面との距離を求め、その距離に応じて、欠損骨体形状データ13の外表面側の少なくとも一部に所定の厚さを加えるのが好ましい。これにより、最終的に得られるインプラント9を適用した際における、上記のような凹みの発生をより確実に防止、抑制することができる。   In addition, when correction is performed using the shape data of the soft tissue of the symmetrical portion near the bone defect portion 101 (near the defect symmetry portion 103) with respect to the symmetry plane 102, the shape data of the soft tissue is halved with respect to the symmetry plane 102. 11. Inverted soft tissue data obtained by inverting to the 11 side, that is, moving the shape data of the soft tissue in the symmetric part near the bone defect 101 to a plane-symmetrical position, and the defect bone shape data as described above 13 (defect bone body shape data 13 corrected to match the shape of the osteotomy surface 104), and in this state, the outer surface of the inverted soft tissue data (the outer surface of the outer skin tissue) It is preferable to obtain a distance from the outer surface of the defective bone shape data 13 and add a predetermined thickness to at least a part of the outer surface side of the defective bone shape data 13 according to the distance. Thereby, generation | occurrence | production of the above dents at the time of applying the implant 9 finally obtained can be prevented and suppressed more reliably.

また、このような場合、欠損骨体形状データ13の外表面から反転軟部組織データの外表面までの長さの1/3〜1/2に相当する厚さを、欠損骨体形状データ13の外表面の少なくとも一部に対して加えるのが好ましい。これにより、上述した効果はさらに顕著なものとなる。   Further, in such a case, a thickness corresponding to 1/3 to 1/2 of the length from the outer surface of the defective bone shape data 13 to the outer surface of the inverted soft tissue data is set as the thickness of the defective bone shape data 13. It is preferable to add to at least a part of the outer surface. Thereby, the effect mentioned above becomes further remarkable.

また、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データを利用して補正を行う場合、対称面102についてインプラントを適用する部位と対称な部位付近における軟部組織の形状データを対称面102について反転させて得られる反転軟部組織データと、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データとを重ねあわせ、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データの曲率とほぼ一致するように、前記反転軟部組織データを移動することにより、形状の補正を行ってもよい。これにより、最終的に得られるインプラント9を適用した際における、上記のような凹みの発生をより確実に防止、抑制することができる。   Further, when correction is performed using the shape data of the soft tissue of the symmetric surface 102 near the bone defect portion 101 (near the defect symmetric portion 103), the symmetric surface 102 is symmetric with the portion to which the implant is applied. The inverted soft tissue data obtained by inverting the shape data of the soft tissue in the vicinity with respect to the symmetry plane 102 and the shape data of the soft tissue near the bone defect 101 are overlapped to form the shape data of the soft tissue near the bone defect 101 The shape may be corrected by moving the inverted soft tissue data so as to substantially coincide with the curvature of. Thereby, generation | occurrence | production of the above dents at the time of applying the implant 9 finally obtained can be prevented and suppressed more reliably.

なお、上記のような形状データの反転を行う場合、面対称な位置に反転するのに留まらず、例えば、反転後に、適宜、反転データの移動等の補正を行ってもよい。   Note that when the shape data is inverted as described above, it is not limited to the inversion to the plane-symmetrical position. For example, after the inversion, correction of the movement of the inverted data may be appropriately performed.

また、上記のような補正は、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、および、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データの両方を利用して行ってもよい。これにより、欠損骨体形状データ13に対する厚みの補正をより好適に行うことができ、最終的に得られるインプラント9を適用した際における、上記のような凹み等の発生をより確実に防止、抑制することができる。   The correction as described above is performed on the soft tissue shape data near the bone defect portion 101 and the soft tissue shape data on the symmetry portion 102 near the bone defect portion 101 (near the defect symmetry portion 103). You may use both. As a result, the thickness of the defect bone shape data 13 can be corrected more suitably, and the occurrence of the above-described dent or the like can be more reliably prevented or suppressed when the finally obtained implant 9 is applied. can do.

<2>骨欠損部付近の筋組織が硬膜に癒着している場合
骨欠損部付近の筋組織が硬膜に癒着している場合、前記のような欠損骨体形状データ13(骨切り面104の形状に合致するように補正を加えられた欠損骨体形状データ13)を、そのままインプラント製造用のデータとして用いると、インプラントを適用する際に、前記筋組織を本来あるべき部位、すなわち、頭蓋骨(インプラント)より外表面側に配置しないと、インプラントと頭蓋骨とを確実に嵌合させるのが困難となる。言い換えると、前記筋組織を硬膜から剥離しないと、インプラントと頭蓋骨とを確実に嵌合させるのが困難となる。しかしながら、筋組織と硬膜とが癒着している場合、筋組織を硬膜から剥離しようとすると、硬膜等に損傷を与えるおそれがある。
<2> When the muscular tissue near the bone defect is adhered to the dura mater When the muscular tissue near the bone defect is adhered to the dura mater, the above-described defect bone shape data 13 (osteotomy surface) When the defect bone shape data 13) corrected so as to match the shape of 104 is used as it is as data for manufacturing an implant, when the implant is applied, the muscle tissue should be the site that should be originally, that is, If it is not arranged on the outer surface side from the skull (implant), it is difficult to reliably fit the implant and the skull. In other words, unless the muscle tissue is peeled from the dura mater, it is difficult to reliably fit the implant and the skull. However, when the muscular tissue and the dura mater are adhered, if the muscular tissue is peeled from the dura mater, the dura mater and the like may be damaged.

骨欠損部付近の筋組織が硬膜に癒着している場合には、通常、欠損骨体形状データ13に対し、少なくともその一部の厚みが小さくなるような補正を加えることにより、インプラント形状データ14を得る(図6参照)。これにより、筋組織を硬膜から剥離することなくインプラントを好適に適用することができ、上記のような問題の発生を防止することができる。なお、このような補正は、欠損骨体形状データ13から、その内周面側の一部を除去することにより行うものであるのが好ましい。   When the muscular tissue near the bone defect part is adhered to the dura mater, the implant shape data is usually obtained by correcting the defect bone shape data 13 so that at least a part of the thickness is reduced. 14 is obtained (see FIG. 6). Thereby, the implant can be suitably applied without peeling the muscle tissue from the dura mater, and the occurrence of the above problems can be prevented. Note that such correction is preferably performed by removing a part on the inner peripheral surface side from the defect bone shape data 13.

欠損骨体形状データ13に対する厚みの補正は、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して行うことができるが、少なくとも、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データを利用して行うのが好ましい。   The thickness correction for the defective bone body shape data 13 includes the shape data of the soft tissue near the bone defect portion 101 and the shape data of the soft tissue at the symmetric portion (near the defect symmetric portion 103) near the bone defect portion 101 with respect to the symmetry plane 102. However, it is preferable to use at least the shape data of the soft tissue near the bone defect 101.

骨欠損部101付近の軟部組織の形状データを利用して補正を行う場合、インプラントが適用される部位付近の軟部組織の状態(例えば、硬膜の外表面において筋組織が癒着している面積、硬膜と癒着している筋組織の厚さ等)に関する情報を、上記厚みの補正に直接的に反映させることができる。その結果、最終的に得られるインプラント9は、骨欠損部に適用した際に、適用部位付近における外観上の違和感を特に生じ難いものとなる。   When correction is performed using the shape data of the soft tissue near the bone defect 101, the state of the soft tissue near the site to which the implant is applied (for example, the area where the muscle tissue adheres on the outer surface of the dura mater, Information relating to the thickness of the muscular tissue adhering to the dura mater) can be directly reflected in the correction of the thickness. As a result, when the implant 9 finally obtained is applied to a bone defect portion, it is particularly difficult to cause a discomfort in appearance near the application site.

また、上記のような補正は、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データを利用して行うものであってもよいし、骨欠損部101付近の軟部組織の形状データ、および、対称面102についての骨欠損部101付近の対称部位(欠損対称部103付近)の軟部組織の形状データの両方を利用して行うものであってもよい。   Further, the correction as described above may be performed using shape data of the soft tissue of the symmetric part (near the defect symmetric part 103) near the bone defect part 101 with respect to the symmetry plane 102, or the bone defect. Even using both the soft tissue shape data in the vicinity of the portion 101 and the soft tissue shape data in the symmetrical portion near the bone defect portion 101 (near the defect symmetry portion 103) with respect to the symmetry plane 102 Good.

以上のようにして得られるインプラント形状データ14は、そのまま、インプラント製造用の形状データとして用いてもよいし、必要に応じて、さらなる補正を加えてもよい。インプラント形状データ14に対して施す補正としては、例えば、その少なくとも一部における曲率、厚さの変更等が挙げられる。このような補正を施すことにより、最終的に得られるインプラントの、頭蓋骨との形状適合性をさらに優れたものとすることができる。   The implant shape data 14 obtained as described above may be used as it is as shape data for manufacturing an implant, or may be further corrected as necessary. As correction | amendment performed with respect to the implant shape data 14, the curvature in at least one part, the change of thickness, etc. are mentioned, for example. By performing such correction, the shape compatibility of the finally obtained implant with the skull can be further improved.

以上のようにして得られるインプラント形状データ14は、その周方向の少なくとも一部において、三次元データ10の骨切り面104の形状に合致するものであるのが好ましく、ほぼ全周にわたって三次元データ10の骨切り面104の形状に合致するものであるのがより好ましい。これにより、最終的に得られるインプラントは、頭蓋骨の骨欠損部に適用したときの安定性に特に優れたものとなる。   The implant shape data 14 obtained as described above preferably matches the shape of the osteotomy surface 104 of the three-dimensional data 10 in at least a part of the circumferential direction. More preferably, it matches the shape of the ten osteotomy surfaces 104. Thereby, the finally obtained implant is particularly excellent in stability when applied to a bone defect portion of the skull.

[インプラントおよびインプラントの製造]
本発明のインプラントは、上述の設計を基に製造されたものである。上述したように、本発明においては、骨欠損部付近の軟部組織の状態を考慮してインプラントを設計するため、得られるインプラントは、骨欠損部との形状の適合性に優れ、かつ、骨欠損部に適用した際に、適用部付近における外観上の違和感が生じ難いものとなる。
[Implants and implant manufacturing]
The implant of the present invention is manufactured based on the above-described design. As described above, in the present invention, since the implant is designed in consideration of the state of the soft tissue in the vicinity of the bone defect, the resulting implant has excellent shape compatibility with the bone defect and the bone defect. When applied to the part, it is difficult for the appearance discomfort in the vicinity of the application part to occur.

なお、インプラント製造時において、前述した設計方法で得られた形状データに対して、回転処理等の各種処理を施してもよい。   In addition, at the time of implant manufacture, you may perform various processes, such as a rotation process, with respect to the shape data obtained by the design method mentioned above.

以下、インプラントの製造方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a manufacturing method of an implant is explained in detail based on a suitable embodiment shown in an accompanying drawing.

図7は、インプラントの製造方法の好適な実施形態で用いる製造装置の構成を示す図、図8は、インプラントの製造方法の第1の工程を示す図、図9は、インプラントの製造方法の第2の工程を示す図、図10は、インプラントの製造方法の第3の工程を示す図、図11は、図8〜図10に示す第1の工程〜第3の工程を繰り返し行った状態を示す図、図12は、図8〜図10に示す第1の工程〜第3の工程を繰り返し行うことにより得られたインプラントの形状を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a manufacturing apparatus used in a preferred embodiment of an implant manufacturing method, FIG. 8 is a diagram showing a first step of the implant manufacturing method, and FIG. 9 is a first diagram of the implant manufacturing method. FIG. 10 is a diagram illustrating a third step of the method for manufacturing an implant, and FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the first to third steps illustrated in FIGS. 8 to 10 are repeatedly performed. FIG. 12 and FIG. 12 are views showing the shape of the implant obtained by repeatedly performing the first to third steps shown in FIGS. 8 to 10.

本発明のインプラント9は、例えば、図7に示すような製造装置を用いて製造することができる。   The implant 9 of the present invention can be manufactured using, for example, a manufacturing apparatus as shown in FIG.

図7に示すように、インプラント製造装置1は、原料粉末供給槽2と、インプラント形成ステージ3と、ローラー4と、給液ヘッド5とを有している。   As shown in FIG. 7, the implant manufacturing apparatus 1 includes a raw material powder supply tank 2, an implant formation stage 3, a roller 4, and a liquid supply head 5.

原料粉末供給槽2には、インプラント9の製造に用いられる原料粉末6が貯えられている。   In the raw material powder supply tank 2, raw material powder 6 used for manufacturing the implant 9 is stored.

原料粉末供給槽2の底部21は、ピストンとなっており、鉛直方向に移動可能となっている。   The bottom portion 21 of the raw material powder supply tank 2 is a piston and can move in the vertical direction.

インプラント形成ステージ3は、原料粉末供給槽2から供給された原料粉末6と、反応液7とを反応させ、インプラント9を製造するためのステージである。   The implant formation stage 3 is a stage for producing the implant 9 by reacting the raw material powder 6 supplied from the raw material powder supply tank 2 with the reaction solution 7.

インプラント形成ステージ3は、ピストン31により鉛直方向に移動可能となっている。   The implant formation stage 3 is movable in the vertical direction by the piston 31.

ローラー4は、軸41を中心に回転しつつ、原料粉末供給槽2上およびインプラント形成ステージ3上を略水平方向に移動するものであり、原料粉末供給槽2の原料粉末6を用いて、インプラント形成ステージ3上に層61を形成する機能を有する。   The roller 4 moves on the raw material powder supply tank 2 and the implant formation stage 3 in a substantially horizontal direction while rotating around the shaft 41, and uses the raw material powder 6 in the raw material powder supply tank 2 to implant It has a function of forming the layer 61 on the formation stage 3.

給液ヘッド5は、原料粉末6の層61の少なくとも一部に向けて、反応液7を噴出する機能を有する。また、給液ヘッド5は、図7中の紙面左右方向及び垂直方向に移動可能であり、つまり、給液ヘッド5による反応液7の噴出は、インプラント形成ステージ3上の層61に対して二次元的に行われる。   The liquid supply head 5 has a function of ejecting the reaction liquid 7 toward at least a part of the layer 61 of the raw material powder 6. Further, the liquid supply head 5 can move in the horizontal direction and the vertical direction in FIG. 7, that is, the ejection of the reaction liquid 7 by the liquid supply head 5 is twice with respect to the layer 61 on the implant formation stage 3. It is done dimensionally.

このようなインプラント製造装置1を用いた製造方法の各工程について、順次説明する。   Each process of the manufacturing method using such an implant manufacturing apparatus 1 will be described sequentially.

1.原料粉末で構成された層の形成(第1の工程)
まず、原料粉末供給槽2中の原料粉末6を用いて、インプラント形成ステージ3上に原料粉末6の層61を形成する。
1. Formation of a layer composed of raw material powder (first step)
First, the layer 61 of the raw material powder 6 is formed on the implant formation stage 3 using the raw material powder 6 in the raw material powder supply tank 2.

本実施形態では、図8に示すように、ローラー4が、軸41を中心に回転しつつ、原料粉末供給槽2上およびインプラント形成ステージ3上を略水平方向に移動することにより、原料粉末供給槽2の上面付近の原料粉末6が、インプラント形成ステージ3上に供給され、層61が形成される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the raw material powder is supplied by moving the roller 4 in the substantially horizontal direction on the raw material powder supply tank 2 and the implant formation stage 3 while rotating around the shaft 41. The raw material powder 6 in the vicinity of the upper surface of the tank 2 is supplied onto the implant formation stage 3 to form a layer 61.

このようにして形成される層61の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜0.5mmであるのが好ましく、0.1〜0.3mmであるのがより好ましい。   The average thickness of the layer 61 formed in this manner is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 0.5 mm, and more preferably 0.1 to 0.3 mm.

層61の平均厚さが前記下限値未満であると、層61の各部位での厚さのバラツキが大きくなる傾向を示す。また、製造するインプラント9の大きさによっては、製造に要する時間が長くなり、生産性が低下する。   When the average thickness of the layer 61 is less than the lower limit value, the variation in thickness at each portion of the layer 61 tends to increase. Further, depending on the size of the implant 9 to be manufactured, the time required for the manufacturing becomes long, and the productivity is lowered.

一方、層61の平均厚さが前記上限値を超えると、後述する反応液7が十分に反応せず、得られるインプラント9の機械的強度が不十分となる可能性がある。また、得られるインプラント9の寸法精度が低下する傾向を示す。   On the other hand, when the average thickness of the layer 61 exceeds the upper limit, the reaction solution 7 described later does not sufficiently react, and the mechanical strength of the resulting implant 9 may be insufficient. Moreover, the dimensional accuracy of the resulting implant 9 tends to decrease.

なお、原料粉末供給槽2から供給された原料粉末6の余剰分は、原料粉末回収槽8に回収される。   The surplus of the raw material powder 6 supplied from the raw material powder supply tank 2 is recovered in the raw material powder recovery tank 8.

2.反応液の噴出(第2の工程)
次に、上述のようにして形成した層61の少なくとも一部に、反応液7を接触させる。
2. Jet of reaction liquid (second step)
Next, the reaction solution 7 is brought into contact with at least a part of the layer 61 formed as described above.

これにより、反応液7と、層61を構成する原料粉末6との間で化学反応が進行する。この化学反応により原料粉末6が硬化し、硬化部62が形成される。   Thereby, a chemical reaction proceeds between the reaction liquid 7 and the raw material powder 6 constituting the layer 61. The raw material powder 6 is cured by this chemical reaction, and a cured portion 62 is formed.

これにより、結合材(バインダー)を添加することなく、原料粉末6を硬化させることができる。このため、得られるインプラント9は、不純物の含有量の少ない、純度の高いものとすることができる。その結果、得られるインプラント9は、生体への親和性が特に優れたものとなる。   Thereby, the raw material powder 6 can be hardened without adding a binder (binder). For this reason, the obtained implant 9 can have a low impurity content and high purity. As a result, the resulting implant 9 has a particularly excellent affinity for a living body.

なお、原料粉末6および反応液7については、後に詳述する。
本実施形態では、反応液7は、給液ヘッド5から液滴として噴出される。
The raw material powder 6 and the reaction liquid 7 will be described in detail later.
In the present embodiment, the reaction liquid 7 is ejected as droplets from the liquid supply head 5.

反応液7がこのような液滴であると、目的とする部位において、原料粉末6と反応液7との接触を精度良くかつ効率良く行うことができる。その結果、インプラント9の寸法精度がさらに優れたものとなるとともに、生産性も向上する。   When the reaction liquid 7 is such a droplet, the raw material powder 6 and the reaction liquid 7 can be contacted with high accuracy and efficiency at the target site. As a result, the dimensional accuracy of the implant 9 is further improved and the productivity is improved.

図9に示すように、本工程では、給液ヘッド5は、原料粉末供給槽2上およびインプラント形成ステージ3上を略水平方向に順次移動し、硬化部62が目的のパターンとなるように反応液7の液滴を噴出する。反応液7の噴射パターンは、前述したインプラントの設計方法により得られたインプラントの三次元パターンに基づいて決定する。また、後の工程等において硬化部62が収縮する場合は、その収縮分を考慮して、反応液7の噴射パターンを決定する。   As shown in FIG. 9, in this step, the liquid supply head 5 sequentially moves in a substantially horizontal direction on the raw material powder supply tank 2 and on the implant formation stage 3, and reacts so that the curing portion 62 has a target pattern. A droplet of liquid 7 is ejected. The spray pattern of the reaction liquid 7 is determined based on the three-dimensional pattern of the implant obtained by the above-described implant design method. Moreover, when the hardening part 62 shrink | contracts in a subsequent process etc., the injection pattern of the reaction liquid 7 is determined in consideration of the shrinkage.

3.第3の工程
その後、図10に示すように、原料粉末供給槽2の底部21を上方に移動させることにより、原料粉末供給槽2内の原料粉末6の上面の高さを調節する。また、インプラント形成ステージ3を下方に移動させることにより、層61の上面の高さを調整する(図10参照)。
3. 3rd process Then, as shown in FIG. 10, the height of the upper surface of the raw material powder 6 in the raw material powder supply tank 2 is adjusted by moving the bottom part 21 of the raw material powder supply tank 2 upward. Further, the height of the upper surface of the layer 61 is adjusted by moving the implant formation stage 3 downward (see FIG. 10).

このとき、底部21の移動距離は、前記第1の工程で原料粉末供給槽2から供給された原料粉末の高さとほぼ等しいものであるのが好ましい。また、インプラント形成ステージ3の移動距離は、前記第1の工程で形成された層61の平均厚さとほぼ等しいものであるのが好ましい。これにより、積層される複数の層61の厚さをほぼ一定にすることができる。   At this time, it is preferable that the moving distance of the bottom portion 21 is substantially equal to the height of the raw material powder supplied from the raw material powder supply tank 2 in the first step. Moreover, it is preferable that the moving distance of the implant formation stage 3 is substantially equal to the average thickness of the layer 61 formed in the first step. Thereby, the thickness of the several layer 61 laminated | stacked can be made substantially constant.

その後、前記第1の工程、第2の工程および第3の工程を繰り返し行うことにより、図11に示すように、複数の層61が積層され、硬化部62により、前述した設計方法により得られた三次元パターンに対応する形状のインプラントが形成される。   Thereafter, by repeatedly performing the first step, the second step, and the third step, a plurality of layers 61 are stacked as shown in FIG. An implant having a shape corresponding to the three-dimensional pattern is formed.

このように、本実施形態では、硬化部62を積み重ねることにより、目的の形状のインプラント9を製造する。これにより、目的とするインプラント9が複雑な形状を有するものであっても、容易に作製することができる。また、これにより、得られるインプラント9は寸法精度に優れるものとなる。さらに、比較的短時間で目的とするインプラント9を作製することができるので、緊急手術等にも対応できる。   Thus, in this embodiment, the implant 9 having a desired shape is manufactured by stacking the hardened portions 62. Thereby, even if the target implant 9 has a complicated shape, it can be easily manufactured. Thereby, the obtained implant 9 is excellent in dimensional accuracy. Furthermore, since the target implant 9 can be produced in a relatively short time, it is possible to cope with an emergency operation or the like.

その後、図12に示すように、インプラント形成ステージ3を上方に移動し、未硬化の原料粉末6を除去することにより、目的の形状を有するインプラント9が得られる。未硬化の原料粉末6は、例えば、エアーを吹き付けること等により除去することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 12, the implant forming stage 3 is moved upward, and the uncured raw material powder 6 is removed, whereby an implant 9 having a target shape is obtained. The uncured raw material powder 6 can be removed, for example, by blowing air.

なお、必要に応じて、例えば、焼結、薬剤(例えば、BMP、TGFのような骨形成因子や、PGのような骨誘導因子等)の含浸等の処理(前処理、中間処理、後処理)を施してもよい。   If necessary, for example, sintering (eg, pretreatment, intermediate treatment, post-treatment) such as sintering, impregnation with a drug (for example, osteogenic factors such as BMP and TGF, and osteoinductive factors such as PG). ) May be applied.

このようにして得られるインプラント9は、適度な空孔率を有するものであるのが好ましい。これにより、インプラント9を生体内に埋め込んだときに、骨芽細胞がインプラント9の空孔内に侵入し易くなり、骨形成がスムーズに進行する。その結果、インプラント9の安定した効果が得られるまでの期間を短縮することができる。インプラント9の空孔率は、例えば、10〜90vol%であるのが好ましく、30〜80vol%であるのがより好ましい。   The implant 9 obtained in this way preferably has an appropriate porosity. Thereby, when the implant 9 is embedded in the living body, osteoblasts easily enter the pores of the implant 9, and bone formation proceeds smoothly. As a result, the period until the stable effect of the implant 9 is obtained can be shortened. For example, the porosity of the implant 9 is preferably 10 to 90 vol%, and more preferably 30 to 80 vol%.

また、インプラント9内に形成された空孔の大きさ(空孔径)は、100μm以上(平均値)の連続孔であるのが好ましい。空孔径(平均値)が100μm未満であると、骨芽細胞がインプラント9の空孔内に侵入し難くなり、骨形成が進行し難くなる可能性がある。   In addition, the size of the holes (hole diameter) formed in the implant 9 is preferably a continuous hole of 100 μm or more (average value). When the pore diameter (average value) is less than 100 μm, it is difficult for osteoblasts to enter the pores of the implant 9 and bone formation may not proceed easily.

一方、インプラント9の空孔率が前記上限値を超えると、インプラント9の機械的強度が十分に得られない可能性がある。   On the other hand, when the porosity of the implant 9 exceeds the upper limit, the mechanical strength of the implant 9 may not be sufficiently obtained.

前述したように、本実施形態では、原料粉末6と反応液7との化学反応により、原料粉末6を硬化させる。これにより、結合材(バインダー)を添加することなく、原料粉末6を硬化させることができる。このため、得られるインプラント9は、不純物の含有量の少ない、純度の高いものとすることができる。その結果、得られるインプラント9は、生体への親和性が特に優れたものとなる。   As described above, in this embodiment, the raw material powder 6 is cured by a chemical reaction between the raw material powder 6 and the reaction liquid 7. Thereby, the raw material powder 6 can be hardened without adding a binder (binder). For this reason, the obtained implant 9 can have a low impurity content and high purity. As a result, the resulting implant 9 has a particularly excellent affinity for a living body.

また、原料粉末6および反応液7は、いずれも、生体に対する親和性に優れるものとすることができる。このため、未反応の原料粉末6、反応液7が残存した場合であっても、生体に対する悪影響の発生が効果的に防止される。   Moreover, both the raw material powder 6 and the reaction liquid 7 can be excellent in affinity with a living body. For this reason, even if it is a case where the unreacted raw material powder 6 and the reaction liquid 7 remain | survive, generation | occurrence | production of the bad influence with respect to a biological body is prevented effectively.

以下、原料粉末6および反応液7について詳細に説明する。
<原料粉末>
本実施形態では、原料粉末6として、例えば、α−リン酸三カルシウムと、リン酸四カルシウムと、リン酸水素カルシウムとを含有する粉末を用いることができる。
Hereinafter, the raw material powder 6 and the reaction liquid 7 will be described in detail.
<Raw material powder>
In the present embodiment, as the raw material powder 6, for example, a powder containing α-tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, and calcium hydrogen phosphate can be used.

使用するα−リン酸三カルシウムおよびリン酸四カルシウムは、例えば、それぞれ別個に公知方法で製造したものであってもよいし、ハイドロキシアパタイトを焼成することにより得られたα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとの混合物を用いてもよい。   The α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate used may be, for example, those separately produced by known methods, or α-tricalcium phosphate obtained by firing hydroxyapatite and Mixtures with tetracalcium phosphate may be used.

ハイドロキシアパタイトを焼成する場合、その焼成条件は、例えば、減圧条件下、1150℃〜1450℃で、1時間程度とされる。   When hydroxyapatite is fired, the firing conditions are, for example, 1150 ° C. to 1450 ° C. under reduced pressure for about 1 hour.

また、リン酸水素カルシウムとしては、公知の任意の方法で製造されたものを使用することができ、無水物(CaHPO)、水和物(例えば、2水和物(CaHPO・2HO)等)のいずれを用いてもよい。 As the calcium hydrogen phosphate, can be used those produced by any method known, anhydride (CaHPO 4), hydrate (e.g., dihydrate (CaHPO 4 · 2H 2 O ) Etc.) may be used.

原料粉末6は、上記の3成分の他に、必要に応じて、例えば、ハイドロキシアパタイト、フッ素アパタイト、β−リン酸三カルシウム、ピロリン酸カルシウム等を含むものであってもよい。
原料粉末6は、後に詳述する反応液7と接触することにより化学反応し、硬化する。
The raw material powder 6 may contain, for example, hydroxyapatite, fluorapatite, β-tricalcium phosphate, calcium pyrophosphate and the like as necessary in addition to the above three components.
The raw material powder 6 is chemically reacted by being brought into contact with a reaction liquid 7 to be described in detail later, and is cured.

また、原料粉末6は、Ca/P比が1.40〜1.80であるのが好ましく、1.40〜1.67であるのがより好ましい。Ca/P比が1.40未満、あるいは1.80を超えると、硬化反応の反応速度が低下し、また得られるインプラント9の機械的強度が低下する場合がある。   In addition, the raw material powder 6 preferably has a Ca / P ratio of 1.40 to 1.80, and more preferably 1.40 to 1.67. When the Ca / P ratio is less than 1.40 or more than 1.80, the reaction rate of the curing reaction is lowered, and the mechanical strength of the resulting implant 9 may be lowered.

また、原料粉末6中には、必要に応じて、X線造影剤、抗菌剤、BMP、TGF等の骨形成因子、PG等の骨誘導因子等の添加剤が含まれていてもよい。X線造影剤としては、特に制限はなく各種のものを使用でき、例えば、硫酸バリウム、塩基性炭酸ビスマス、ヨードホルムなどが挙げられ、これらの1種以上を使用することができる。また、抗菌剤としては、ヨードホルム、クロルヘキシジンなどが挙げられる。   In addition, the raw material powder 6 may contain additives such as an X-ray contrast agent, an antibacterial agent, a bone forming factor such as BMP and TGF, and an osteoinductive factor such as PG as necessary. There are no particular limitations on the X-ray contrast agent, and various types can be used. Examples thereof include barium sulfate, basic bismuth carbonate, and iodoform, and one or more of these can be used. Examples of the antibacterial agent include iodoform and chlorhexidine.

原料粉末6の平均粒径は、10〜100μmであるのが好ましく、20〜40μmであるのがより好ましい。   The average particle diameter of the raw material powder 6 is preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 40 μm.

原料粉末6の平均粒径が前記下限値未満であると、原料粉末6の取扱いが困難となる。また、原料粉末6の平均粒径が前記下限値未満であると、得られるインプラント9の空孔率が低くなり過ぎ、骨形成が進行し難くなる可能性がある。   When the average particle diameter of the raw material powder 6 is less than the lower limit, it is difficult to handle the raw material powder 6. Moreover, when the average particle diameter of the raw material powder 6 is less than the lower limit, the porosity of the resulting implant 9 becomes too low, and bone formation may not easily proceed.

一方、原料粉末6の平均粒径が前記上限値を超えると、製造により得られるインプラント9の大きさによっては、十分な寸法精度が得られない可能性がある。   On the other hand, when the average particle diameter of the raw material powder 6 exceeds the upper limit, sufficient dimensional accuracy may not be obtained depending on the size of the implant 9 obtained by manufacturing.

<反応液>
反応液7としては、原料粉末6と化学反応し、原料粉末6を硬化させるものであればいかなるものであってもよいが、水または水を主とするものであるのが好ましい。
<Reaction solution>
The reaction liquid 7 may be any reaction liquid 7 as long as it chemically reacts with the raw material powder 6 and cures the raw material powder 6, but water or water is preferred.

これにより、原料粉末6と反応液7との反応によって形成される硬化部62は、特に機械的強度に優れたものとなる。また、反応液7として水または水を主とするものを用いた場合、原料粉末6との反応で、アパタイト(ハイドロキシアパタイトまたはリン酸八カルシウム)を生成することとなるが、このアパタイトは、生体との親和性が特に優れている。このため、より安全性の高いインプラント9を提供することが可能となる。   Thereby, especially the hardening part 62 formed by reaction of the raw material powder 6 and the reaction liquid 7 becomes the thing excellent in mechanical strength. In addition, when water or a substance mainly composed of water is used as the reaction liquid 7, apatite (hydroxyapatite or octacalcium phosphate) is generated by reaction with the raw material powder 6, and this apatite is a living body. The affinity with is particularly excellent. For this reason, it becomes possible to provide the implant 9 with higher safety.

反応液7中には、水以外の構成成分として、例えば、酢酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、酒石酸、ポリアクリル酸、グルコン酸等の有機酸、リン酸等の無機酸、pH調整剤、増粘剤、X線造影剤、抗菌剤、BMP、TGF等の骨形成因子、PG等の骨誘導因子等が含まれていてもよい。   In the reaction solution 7, as components other than water, for example, acetic acid, lactic acid, citric acid, malic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, polyacrylic acid, gluconic acid and other organic acids, phosphoric acid Inorganic acids such as pH adjusters, thickeners, X-ray contrast agents, antibacterial agents, osteogenic factors such as BMP and TGF, osteoinductive factors such as PG, and the like may be included.

また、反応液7は、十分な流動性を有するものであれば、不溶性の成分を含むものであってもよい。   The reaction solution 7 may contain an insoluble component as long as it has sufficient fluidity.

以上、本発明のインプラントの設計方法およびインプラントについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   The implant design method and implant of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this.

例えば、前述した実施形態では、インプラントは、頬骨弓の周辺、頬骨弓があるべき部位またはその周辺に適用されるものとして説明したが、インプラントの適用部位は、特に限定されず、例えば、頭頂部付近等に適用されるものであってもよい。   For example, in the above-described embodiments, the implant is described as being applied to the periphery of the zygomatic arch, the site where the zygomatic arch should be, or the periphery thereof. However, the application site of the implant is not particularly limited, for example, It may be applied to the vicinity.

また、前述した実施形態では、欠損骨体形状データに対して、頭蓋骨の三次元データの骨切り面と合致するような補正を行った後に、軟部組織の形状データを用いた補正を行うものとして説明したが、軟部組織の形状データを用いた補正を行った後に、頭蓋骨の三次元データの骨切り面と合致するような補正を行ってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the defect bone shape data is corrected using the soft tissue shape data after being corrected to match the osteotomy surface of the three-dimensional data of the skull. As described above, after performing correction using the soft tissue shape data, correction may be performed so as to match the osteotomy surface of the three-dimensional data of the skull.

また、前述した実施形態では、軟部組織の形状データを用いた補正を、所定の厚みを有する欠損骨体形状データについて行うものとして説明したが、このような補正は、実質的に厚みを有さない欠損骨体形状データ(例えば、欠損骨体外表面形状データ等)について行うものであってもよい。言い換えると、実質的に厚みを有さない欠損骨体形状データについて軟部組織の形状データを用いた補正を行い、その後、所定の厚みをもたせるような処理を施してもよい。   In the above-described embodiment, the correction using the soft tissue shape data is described as being performed on the defect bone body shape data having a predetermined thickness. However, such correction has a substantial thickness. It may be performed on missing bone body shape data (for example, defect bone outer surface shape data). In other words, the defect bone shape data that does not substantially have a thickness may be corrected using the soft tissue shape data, and then processed so as to have a predetermined thickness.

また、前述した実施形態では、反応液は、原料粉末と化学反応することにより、原料粉末を硬化させるものとして説明したが、これに限定されない。すなわち、反応液は、原料粉末を硬化させるものであればいかなるものであってもよく、例えば、メチルセルロースやポリビニルアルコールを含む液体等のように、化学反応によらず、原料粉末を硬化させるもの(結合剤)であってもよい。   In the above-described embodiment, the reaction liquid has been described as curing the raw material powder by chemically reacting with the raw material powder, but is not limited thereto. That is, the reaction solution may be any material that cures the raw material powder, such as a material that cures the raw material powder regardless of a chemical reaction, such as a liquid containing methylcellulose or polyvinyl alcohol ( Binder).

複数の断層データを基に作製された頭蓋骨の三次元データを示す図である。It is a figure which shows the three-dimensional data of the skull produced based on several tomographic data. 骨欠損を生じる以前に骨欠損部にあったと思われる骨体(欠損骨体)の外表面形状データを、骨欠損部に重ね合わせた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which piled up the outer surface shape data of the bone body (deficient bone body) considered to exist in the bone defect part before producing a bone defect on the bone defect part. 骨欠損部に、所定の厚さを有する欠損対称部のデータを重ね合わせた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which piled up the data of the defect symmetrical part which has predetermined | prescribed thickness on the bone defect part. 頭蓋骨の厚さ方向のほぼ全体にわたって、頭蓋骨の骨切り面と合致するように処理された欠損骨体形状データを示す図である。It is a figure which shows the defect bone body shape data processed so that it might correspond with the osteotomy surface of a skull over the whole thickness direction of a skull. 軟部組織の形状データを利用して、図4に示すような欠損骨体形状データについて形状の補正を行うことにより得られるインプラント形状データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the implant shape data obtained by performing shape correction | amendment about the defect bone body shape data as shown in FIG. 4 using the shape data of a soft tissue. 軟部組織の形状データを利用して、図4に示すような欠損骨体形状データについて形状の補正を行うことにより得られるインプラント形状データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the implant shape data obtained by performing shape correction | amendment about the defect bone body shape data as shown in FIG. 4 using the shape data of a soft tissue. インプラントの製造方法の好適な実施形態で用いる製造装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the manufacturing apparatus used with suitable embodiment of the manufacturing method of an implant. インプラントの製造方法の第1の工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st process of the manufacturing method of an implant. インプラントの製造方法の第2の工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd process of the manufacturing method of an implant. インプラントの製造方法の第3の工程を示す図である。It is a figure which shows the 3rd process of the manufacturing method of an implant. 図8〜図10に示す第1の工程〜第3の工程を繰り返し行った状態を示す図である。It is a figure which shows the state which performed repeatedly the 1st process-3rd process shown in FIGS. 図8〜図10に示す第1の工程〜第3の工程を繰り返し行うことにより得られたインプラントの形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the implant obtained by performing repeatedly the 1st process-3rd process shown in FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

1 インプラント製造装置
2 原料粉末供給槽
21 底部
3 インプラント形成ステージ
31 ピストン
4 ローラー
41 軸
5 給液ヘッド
6 原料粉末
61 層
62 硬化部
7 反応液
8 原料粉末回収槽
9 インプラント
10 三次元データ
101 骨欠損部
102 実質的な対称面
103 欠損対称部
104 骨切り面
105 無欠損部
11 半体
12 半体
13 欠損骨体形状データ
131 輪郭データ
132 欠損骨体外表面形状データ
133 重なり部
14 インプラント形状データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Implant manufacturing apparatus 2 Raw material powder supply tank 21 Bottom part 3 Implant formation stage 31 Piston 4 Roller 41 Axis 5 Liquid supply head 6 Raw material powder 61 Layer 62 Hardening part 7 Reaction liquid 8 Raw material powder collection tank 9 Implant 10 Three-dimensional data 101 Bone defect Part 102 Substantial symmetry plane 103 Defect symmetry part 104 Osteotomy surface 105 Non-defect part 11 Half body 12 Half body 13 Defect bone body shape data 131 Contour data 132 Defect bone outer surface shape data 133 Overlapping part 14 Implant shape data

Claims (18)

骨欠損部を有する頭蓋骨に適用するインプラントの設計方法であって、
前記頭蓋骨の複数の断層データを基に、前記頭蓋骨の三次元データを作成する工程と、
前記三次元データの実質的な対称面について前記三次元データの骨欠損部と対称な部位の形状データを利用することにより、欠損骨体形状データを得る工程と、
前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データ、あるいは前記対称面についての前記骨欠損部付近の対称部位の軟部組織の形状データのうちの少なくとも一方を利用して、前記欠損骨体形状データについて形状の補正を行う工程とを有することを特徴とするインプラントの設計方法。
A method of designing an implant applied to a skull having a bone defect,
Based on a plurality of tomographic data of the skull, creating three-dimensional data of the skull;
Using the shape data of a portion symmetrical to the bone defect portion of the three-dimensional data for a substantially symmetrical plane of the three-dimensional data, obtaining a defect bone body shape data;
Using at least one of the shape data of the soft tissue near the bone defect or the shape data of the soft tissue near the bone defect about the symmetry plane, the shape of the defect bone shape data And a method of designing the implant.
前記形状の補正は、厚さの補正である請求項1に記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to claim 1, wherein the shape correction is a thickness correction. 前記軟部組織の形状データは、前記断層データを基に作成したものである請求項1または2に記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to claim 1, wherein the shape data of the soft tissue is created based on the tomographic data. 前記インプラントが適用される前記骨欠損部付近の軟部組織は、少なくとも一部が萎縮または欠損している請求項1ないし3のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the soft tissue near the bone defect portion to which the implant is applied is atrophied or defective. 前記インプラントが適用される前記骨欠損部付近の筋組織は、硬膜に癒着している請求項1ないし4のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to any one of claims 1 to 4, wherein the muscular tissue in the vicinity of the bone defect to which the implant is applied is adhered to the dura mater. 前記インプラントの周方向の少なくとも一部において、前記頭蓋骨の骨切り面の形状と合致するように設計する請求項1または2に記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to claim 1, wherein the implant design method is designed to match a shape of an osteotomy surface of the skull in at least a part of a circumferential direction of the implant. 前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状と合致し、かつ所定の厚さを有する欠損骨体の形状を予測した後、
予測した前記形状のデータから、前記頭蓋骨と重なり合う部位のデータを削除することにより、前記骨切り面の形状と合致するように設計する請求項6に記載のインプラントの設計方法。
After predicting the shape of the defective bone body that matches the shape of the outline of the osteotomy surface on the outer surface of the skull and has a predetermined thickness,
The implant design method according to claim 6, wherein the design is performed so as to match the shape of the osteotomy surface by deleting data of a portion overlapping the skull from the predicted shape data.
前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状に合致するように、欠損骨体の外表面の輪郭データを作成し、
前記輪郭データを用いて、所定の厚さを有し、かつ厚さ方向にほぼ一定の形状を有する前記欠損骨体の形状を予測し、
その後、予測した前記形状のデータから、前記頭蓋骨の前記三次元データと重なり合う部位のデータを削除することにより、前記骨切り面の形状と合致するように設計する請求項6に記載のインプラントの設計方法。
Create contour data of the outer surface of the defective bone body to match the shape of the contour of the osteotomy surface on the outer surface of the skull,
Using the contour data, predicting the shape of the defective bone body having a predetermined thickness and a substantially constant shape in the thickness direction,
The implant design according to claim 6, wherein the implant design is performed so as to match the shape of the osteotomy surface by deleting data of a portion overlapping the three-dimensional data of the skull from the predicted shape data. Method.
前記頭蓋骨の外表面における前記骨切り面の輪郭の形状に合致するように、欠損骨体の外表面の輪郭データを作成し、
前記輪郭データを用いて、所定の厚さを有し、かつ厚さ方向にほぼ一定の形状を有する前記欠損骨体の形状を予測し、
その後、予測した前記形状のデータを、前記三次元データの前記骨切り面のデータと比較することにより、前記骨切り面の形状と合致するように前記欠損骨体の形状データに補正を加える請求項6に記載のインプラントの設計方法。
Create contour data of the outer surface of the defective bone body to match the shape of the contour of the osteotomy surface on the outer surface of the skull,
Using the contour data, predicting the shape of the defective bone body having a predetermined thickness and a substantially constant shape in the thickness direction,
Thereafter, the predicted shape data is compared with the osteotomy surface data of the three-dimensional data to correct the defect bone shape data so as to match the osteotomy shape. Item 7. A method for designing an implant according to Item 6.
前記骨切り面の形状と合致するように処理が施された前記形状データに対して、前記軟部組織の形状データを用い、厚さの補正を加える請求項7ないし9のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant according to any one of claims 7 to 9, wherein thickness correction is applied to the shape data processed so as to match the shape of the osteotomy surface using shape data of the soft tissue. Design method. 前記頭蓋骨の厚さ方向のほぼ全体にわたって、前記インプラントと前記頭蓋骨とが嵌合するように設計する請求項1ないし10のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to any one of claims 1 to 10, wherein the implant and the skull are designed to fit over substantially the entire thickness direction of the skull. 前記インプラントは、頬骨弓の周辺、頬骨弓があるべき部位またはその周辺に適用されるものである請求項1ないし11のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to any one of claims 1 to 11, wherein the implant is applied to the periphery of the zygomatic arch, the site where the zygomatic arch should be, or the periphery thereof. 前記対称面についてインプラントを適用する部位と対称な部位付近における前記軟部組織の形状データを前記対称面について反転させて得られる反転軟部組織データの外表面と、前記欠損骨体形状データの外表面との距離のデータを求め、それに基づいて前記欠損骨体形状データについて形状の補正を行う請求項1ないし12のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The outer surface of the inverted soft tissue data obtained by inverting the shape data of the soft tissue in the vicinity of the symmetric surface with the site to which the implant is applied with respect to the symmetry plane, and the outer surface of the defect bone shape data The implant design method according to any one of claims 1 to 12, wherein the distance correction data is obtained, and the shape of the defect bone body shape data is corrected based thereon. 前記対称面についてインプラントを適用する部位と対称な部位付近における前記軟部組織の形状データを前記対称面について反転させて得られる反転軟部組織データと、前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データとを重ねあわせ、
前記骨欠損部付近の軟部組織の形状データの曲率とほぼ一致するように、前記反転軟部組織データを移動することにより、前記形状の補正を行う請求項1ないし12のいずれかに記載のインプラントの設計方法。
Reversing soft tissue data obtained by inverting the shape data of the soft tissue in the vicinity of the symmetrical portion with respect to the site to which the implant is applied with respect to the symmetry plane, and shape data of the soft tissue near the bone defect portion Superimposed,
The implant according to any one of claims 1 to 12, wherein the shape is corrected by moving the inverted soft tissue data so that the curvature of the shape data of the soft tissue near the bone defect portion substantially coincides with the curvature. Design method.
前記三次元データの作成に用いられる前記断層データのスライス間隔は、0.1〜5mmである請求項1ないし14のいずれかに記載のインプラントの設計方法。   The implant design method according to any one of claims 1 to 14, wherein a slice interval of the tomographic data used for creation of the three-dimensional data is 0.1 to 5 mm. 請求項1ないし15のいずれかに記載のインプラントの設計方法により設計し、その設計を基に製造されたものであることを特徴とするインプラント。   An implant designed by the implant design method according to any one of claims 1 to 15 and manufactured based on the design. 原料粉末で構成された層を形成する第1の工程と、
前記層の少なくとも一部に、反応液を接触させ、前記原料粉末を硬化させる第2の工程とを有し、
前記第1の工程と、前記第2の工程とを繰り返し行うことにより、複数の前記層を積層させ、前記設計方法により得られた三次元パターンに対応する形状のインプラントを製造する方法により製造された請求項16に記載のインプラント。
A first step of forming a layer composed of raw material powder;
A second step of bringing at least a part of the layer into contact with a reaction liquid and curing the raw material powder,
It is manufactured by a method of stacking a plurality of the layers by repeatedly performing the first step and the second step, and manufacturing an implant having a shape corresponding to the three-dimensional pattern obtained by the design method. The implant of claim 16.
空孔率が10〜90vol%である請求項16または17に記載のインプラント。   The implant according to claim 16 or 17, which has a porosity of 10 to 90 vol%.
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