JP2016209591A - 平面骨置換材料および多孔体の製造方法 - Google Patents

平面骨置換材料および多孔体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】骨欠陥部分の充填およびブリッジ形成に適した補強用骨置換材料の提供。【解決手段】生体適合性のプラスチック材料、生体適合性の金属および/または生体適合性の金属合金で構成され、該少なくとも1つのプレートは平面構造体(1)を含み、並びに該少なくとも1つのプレートの平面構造体(1)から外側に向かって延びる複数のピン(2)を含み、該ピン(2)は弾性的に変形可能で十分密着して配列されるので、複数のプレートの表面を互いに圧縮すると、異なるプレートの結合要素(4)が互いに連結および/またはスナップインし、互いに連結および/またはスナップインしたプレートは、互いに連結および/またはスナップインしたプレートの開放細孔体を形成する、骨欠陥補強用の好ましくは複数のプレートから成る平面アロプラスチック骨置換材料。【選択図】図1

Description

本発明は、アロプラスチック骨置換材料に関する。更に、本発明は、アロプラスチック骨置換材料から自由曲面多孔体を製造する方法にも関する。
従って、本発明の主題は、骨空洞を充填し安定させるためのアロプラスチック骨置換材料である。更に、自由曲面多孔体の製造方法も提案される。
骨置換材料はかなり以前から知られており、臨床応用で広範囲に使用されている(非特許文献1)。既知の骨置換材料は、一般的に体積は安定しているが形状は安定していない。顕著な一例外は、ZimmerによりTrabecular Metal(商標)の名前で販売されている骨置換材料であり、例えば特許文献1により知られている。上記材料は、人の海綿骨(海綿組織)の構造を模倣した多孔質構造を有している。上記材料はタンタルで構成されており、定まった形状およびサイズで販売されている。素材の形状およびサイズは手術現場で変えることはできない。従来の道具を用いて手術現場で加工することはできない。従って、患者個人の解剖学的状況を考慮する場合、限界を伴う。医療ユーザは、インプラントの土台を既存の幾何形状に合わせようと試みるか、ほぼ適合するインプラントを挿入し同種異系の骨材料または他の体積充填剤で既存の間隙を埋めようとするしかない。
特に、感染した股関節補綴の敗血性修正手術における寛骨臼蓋欠陥の再建において、いわゆる修正寛骨臼カップを移植できるような機械的に安定した方法で、失われた骨物質を補いブリッジを形成するのは極めて重要である。
WO2013/074909A1
J.M.Rueger:Knochenersatzmittel, Orthopaede 27(1998)72−79
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を乗り越えることである。特に、骨欠陥部分の充填およびブリッジ形成に適し、上記目的のために成形可能な補強用骨置換材料が開発されるべきである。骨置換材料は、一旦形成後は、例えばラジカル重合などの化学的な硬化反応を要することなしに、形状安定な多孔体を形成すべきである。当該骨置換材料は開放気孔率を有しており、形成工程後は機械的に安定しているべきである。この点に関して言えば、細孔の気孔率およびサイズは、当該骨置換材料で処理された患者の骨が骨置換材料の細孔に入り込んで成長するのに十分かつ適切なものでなければならない。別の目的は、当該骨置換材料が、形成された状態で、できるだけ耐荷重性であることである。更に、当該骨置換材料は、患者の体内に挿入できるように、生体適合性でなければならない。
本発明の目的は、少なくとも1つのプレート、好ましくは複数のプレートから成る平面アロプラスチック骨置換材料により達成されるが、その場合、骨置換材料は生体適合性のプラスチック材料、生体適合性の金属および/または生体適合性の金属合金で構成され、該少なくとも1つのプレートは平面構造体を含み、並びに該少なくとも1つのプレートの平面構造体から外側に向かって延びる複数のピンを含み、該ピンは各々少なくとも1つの結合要素を含み、該ピンは弾性的に変形可能で十分密着して配列されるので、複数のプレートの表面を互いに圧縮すると、異なるプレートの結合要素が互いに連結および/またはスナップインし、互いに連結および/またはスナップインしたプレートは、互いに連結および/またはスナップインしたプレートの開放細孔体を形成する。
本発明によれば、生体適合性金属または生体適合性金属合金が、骨置換材料のプレートを製造するのに好ましい。
連結とは、プレートのピンの結合要素の突起物が隣接プレートのピン上の結合要素の突起物、把持面またはアンダーカットと係合することを意味し、その場合、ピンはプレートを更に一緒に圧縮すると互いに移動可能であるが、容易には互いに離れることができない。スナップインとは、プレートのピンの結合要素が隣接プレートのピンの結合要素と適切に係合することを意味し、その場合、プレートはもはや互いに容易に離れることができない。プレートをさらに移動させても、互いの方向にはもはや移動させることができない。従って、結合要素は、フック、溝、アンダーカット、スナップイン手段および/または対向スナップイン手段により、および/またはフック、溝、アンダーカットおよび/またはスナップイン要素により提供できる。
本発明によれば、上記少なくとも1つのプレートおよび複数のプレートで形成される三次元体は骨伝導性であるのが好ましい。
理論的には、単一のプレート、例えば、1回または複数回折り曲げて望ましい三次元体を製造できるので十分である。しかし、本発明によれば、骨置換材料は結合可能な複数のプレートから成る。異なる形状を有する結合可能な複数のプレートから成るのが、特に好ましい。この点に関して言えば、プレートの形状の選択は治療計画次第である。
平面という用語は、各々1つの閉ざされたプレート状の基板、または好ましくは穿孔を有する1つのプレート状の基板で形成される平面体および平面体から導かれる物体を意味することは、理解されるべきである。この点に関して言えば、骨組織が上記穿孔および/または穿孔により形成される細孔を通して表面内に入り込み成長できるので、穿孔を有する平面構造体の方が好ましい。本発明によれば、1つの穿孔および/または1つの細孔がプレートの各ピンの隣に配列されているのが、特に有利で好ましい。この場合、材料が適切に選択されるならば(例えばタンタル)、複数のプレートすなわち複数の平面補強材料の連結および/またはスナップインにより、骨伝導性の開放細孔体が形成される。
本発明によれば、互いに接触している骨置換材料のプレートは、圧力を加えると機械的に安定な複合体を形成する。
本発明は、マッシュルーム、フック、アンダーカットおよび/またはスナップイン要素、好ましくはマッシュルーム、フック、アンダーカット、スナップイン手段および/または対向スナップイン手段である、本発明の骨置換材料の結合要素を提供できる。
上記結合要素は、互いにスナップインおよび/または連結するのに特に適している。しかし、容易に変形可能な繊維を有する面ファスナのような繊維連結要素は、立体的に安定な耐圧性の物体が形成できないので、本発明には適していない。
更に、本発明は、結合要素と少なくとも1つのプレートの平面構造体との間の距離を、0.3mmと2mmの間、好ましくは0.5mmと1mmの間に提供できる。
それにより、連結および/またはスナップインされた結合要素間に自由を保たれている細孔は、開放細孔構造体に十分な大きさの直径を有することができる。その結果、このようにして製造される骨置換材料製の三次元体は骨伝導性である。
更に、本発明は、少なくとも1つのプレートから垂直に延びる、または60°と90°の間の角度で延びる、好ましくは80°と90°の間の角度で延びる上記少なくとも1つのプレートのピンを提供できる。
その結果、粒子は、後に互いに結合するのが特に容易である。更に、骨置換材料の荷重能力は均一となる。
更に、本発明は、ピンのジャケット面に提供される結合要素を提案する。
その結果、ピン、従ってプレートの安定結合が達成できる。
好ましい骨置換材料は、互いに圧縮されるプレートが不可逆的に連結および/またはスナップインされるように、適切に提供できる。
これにより、十分形成された骨置換材料の粒子が、そのようにして形成された物体から確実に離れることがなくなる。その結果、治療部位における炎症が予防できる。
本発明の一改良は、突出したピンのない少なくとも1つのプレートの厚さがせいぜい1.5mm、好ましくは、該厚さが0.25mmと1.5mmの間、特に好ましくは、該厚さが0.5mmと1mmの間であることを提案する。
少なくとも1つのプレートの厚さは、該プレートの平面構造体に垂直に配列されるピンが存在しない場合の、プレートの寸法を表す。その結果、治療計画に適応できるように、プレートは十分に曲げるおよび/または変形させることができる。
更に、本発明は、少なくとも1つのプレートをジェネレーティブ3D印刷法で製造できる。
その結果、粒子、従って骨置換材料は低価格で製造が可能である。
好ましい実施態様によれば、本発明は、1つのピンに存在する少なくとも1つの結合要素のうち少なくとも1つを円錐台の形状に提供でき、その場合、ピンの縦軸は円錐台の縦軸を形成し、円錐台のジャケットは該少なくとも1つのプレートの平面構造から離れた外側に面している。
その結果、該少なくとも1つのプレートは、円錐台の形をした結合要素の手段により特に安定した結合が可能となる。更に、斯かる形状により、骨置換材料を移植した後、周囲の軟組織および骨組織が傷付くのを予防できる。
更に、本発明は、1つのピンに存在する少なくとも1つの結合組織のうち少なくとも1つをフックの形で、あるいはマッシュルームヘッドとして提供できる。
フックおよび/またはマッシュルームヘッドは、互いに安定で分離不能な結合をプレートに提供する。結合要素がマッシュルームヘッドの形状をしていれば、例えば、マッシュルームヘッドの端に平面構造体の方向に存在する環が提供されるので、フック形状をした他のプレートの結合要素がこのようにして生じたアンダーカットに係合でき、該プレート間に、不可逆的で分離不能な連結またはスナップイン結合が生まれる。少なくとも1つのプレートが、種々の結合要素あるいは異なる結合要素を有する種々のピンを含むことが可能であるし、本発明によればそれが好ましい。従って、1つのプレートが、同じピンおよび異なるピンに、フックとマッシュルームヘッドを結合要素として同時に有することが可能である。
好ましい一実施態様では、結合要素はマッシュルームヘッドとして提供される。特に好ましい実施態様では、マッシュルームヘッドは、少なくとも1つのプレートの表面に面する側に円錐形のアンダーカットを有するように適切に成形される。その結果、フック形状のスナップイン要素と上記マッシュルームヘッドとを、不可逆的かつ分離不可能な形で連結できる。アンダーカットの形状とマッシュルームヘッドの形状が適合するならば、マッシュルームヘッドがアンダーカットにスナップインし、マッシュルームヘッドのそれ以上の動きが妨げられる。
特に好ましい骨置換材料は、ピンが、1つのプレートの平面構造体と上記少なくとも1つの結合要素のうち少なくとも1つとの間に、追加の結合要素として周方向溝を含むように適切に提供でき、その場合、他の粒子の結合要素は、上記結合要素がピンに沿ってそれ以上移動できないように、上記溝に連結および/またはスナップインできる、好ましくは適切にスナップインできる。
この方法によっても、特に安定した相互プレート結合が達成できる。更に、この点に関して言えば、骨置換材料からこのように形成された物体にプレートをスナップイン結合した後、境界が明確でしかも占有されていない中間空間が開放細孔として確保できるので、この方法は有利である。つまり、追加プレートのピン間で、該ピンが更に突出することにより開放細孔構造が更に閉鎖されるという可能性が防止でき、従って、細孔が開放状態に保たれる。
本発明の一改良は、ピンのジャケット面に連続して配列された少なくとも2つの結合要素、好ましくはピンのジャケット面に連続して配列された少なくとも3つの結合要素を提案する。
その結果、プレートは互いに異なる距離で連結および/またはスナップインできる。従って、骨置換材料の形成中、高い自由度が達成される。
更に、本発明は、正方形、長方形、不等辺四辺形、平行四辺形および/または多角形を有する少なくとも1つのプレートを提供できる。
斯かる形状により、骨置換材料で構成される物体は、充填および/または治療される骨に特に良く適応できる。
更に、本発明は、貫通する細孔を含む少なくとも1つのプレートの平面構造体を提供でき、その場合、該細孔は丸みを帯びており、特に該細孔は角張った輪郭を有しておらず、プレートの平面構造体内の該細孔は好ましくは0.25mmと1mmの間、特に好ましくは0.3mmと0.9mmの間の自由断面を有している。
その結果、細孔はこのようにして形成された三次元体内のあらゆる方向に拡張し、それにより、骨の成長は特に上記少なくとも1つのプレートの平面構造体内に進められる。
更に、本発明は、貫通細孔を含む少なくとも1つのプレートの平面構造体を提供でき、その場合、上記少なくとも1つのプレートの平面構造体に垂直な細孔の深さは、少なくとも0.25mm、好ましくは少なくとも0.4mmである。
その結果、細孔は安定かつ均一に骨で包まれる。斯くして、プレートは、正常な骨構造(海綿骨)に対応する海綿状組織を複製し、正常な骨構造に良くオッセオインテグレートできる。
更に、本発明は、生体適合性のプラスチック材料、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタル、タンタル合金または上記材料の複合体で作られる、上記少なくとも1つのプレートを提供できる。
上記材料は特に医療目的に適しており、斯かる材料はピンの適切な弾力性を達成するのに使用できる。本発明によれば、選択的レーザー焼結法または電子ビーム溶融法、好ましくは3D印刷法で、金属または金属合金から成る粒子を製造するのが好ましい。
生体適合性プラスチック材料は、生分解性であってもよい。この目的では、異なるアルファヒドロキシカルボン酸から形成されるポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトンおよびポリエステルが使用できる。考え得る非分解性プラスチック材料としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリスルホンなどが挙げられる。斯かる非分解性および生分解生プラスチック材料でつくられるプレートは、選択的レーザー焼結法で製造できる。
本発明の一改良は、上記少なくとも1つのプレートの第1のプレートのピンが、上記少なくとも1つのプレートの第2のプレートの結合要素に連結および/またはスナップインすることによる弾性変形の後、該第2のプレートの少なくとも2つの更なる結合要素に少なくとも2つの連結および/またはスナップイン結合できるように、好ましくは該第2のプレートの3つの更なる結合要素に少なくとも3つの連結および/またはスナップイン結合できるように、該第1のプレートの同じ側に配列されている近接ピンを互いに適切な距離に配置できる。
プレートの複数連結および/またはスナップイン結合により、骨置換材料から特に安定した物体が形成できる。
更に、本発明は、一方の側にだけピンを有し他方の側で骨に平面状態に取り付け可能なプレートまたはプレートの少なくとも1つを提供できるのが好ましく、その場合、この目的のためには、骨に押し込み可能な尖ったチップが提供されるのが好ましい、あるいは上記少なくとも1つのプレートの平面構造体にアイレットまたはボアホールが提供され、それにより上記少なくとも1つのプレートが骨にネジで留められる、あるいは他の手段で取り付けられるようにするのが好ましい。
この種のプレートを用いれば、骨に直接平面的に取り付けることができる。アイレットまたはボアホールにより、骨置換材料および/または該プレートが骨組織にネジ留めできるようになり、骨置換材料の追加プレートを何枚でも該プレートに追加し、その後、連結および/またはスナップインさせることが可能となる。この手段により、例えば寛骨臼蓋欠陥が起きている場合に生じるような複雑な三次元構造体が、耐荷重的に充填できる。更に、骨セメントを使ってまたは骨セメントを用いずに、寛骨臼カップを上記構造体に固定してもよい。
尖ったチップは、上記少なくとも1つのプレートの両側にピンが存在する場合でも、骨表面への取り付け用に提供でき、その場合、該チップは、結合要素を有するピンよりも突出しているべきである。
尖ったチップを有する実施態様では、平面骨置換材料は、その尖ったチップを骨組織に打ち込むことにより固定できる。骨置換材料の層および/またはプレートはいくつでも、その基板上に追加し連結できる。
本発明は、上記少なくとも1つのプレートまたは上記少なくとも1つのプレートのうち少なくとも1つが両側にピンを有するように提供してもよい。
この種のプレートは、骨置換材料で構成される三次元体の重層設計を可能にする。
更に、本発明は、無機または有機粒状骨置換材料および/または自家海綿骨、または同種異系の海綿骨と混合される上記少なくとも1つのプレートを提案する。
この方法により、骨の治癒および骨置換材料と骨との結合が促進される。
本発明は、抗生物質、ビスホスホネート、ステロイド、非ステロイド性抗炎症薬、成長因子および細胞増殖抑制剤の群から選ばれる1つまたはそれ以上の医薬品でコーティングされている上記少なくとも1つのプレートを提供できるのが好ましい。
その結果、骨置換材料は、該骨置換材料で治療されている患者の治癒に寄与する薬理学的効果を与える。抗生物質の群から選ばれる好ましい医薬品は、特に、ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、バンコマイシン、テイコプラニン、クリンダマイシンおよびダプトマイシンである。
更なる実施態様では、本発明は、上記少なくとも1つのプレートまたはそれらのプレートのうち少なくとも1つを、半球状カップまたは半球形表面として、あるいは円弧またはトラフとして提供できる。
この手段により、プレートは特定の治療計画に予め適応させることができるので、半球形構造体の形成に特に適している。
更に、本発明は、相互連結し骨伝導性である、複数のプレートで形成される開放細孔体の細孔を提案しており、該細孔は、好ましくは0.1mmと1mmの間、特に好ましくは0.25mmと0.9mmの間の自由断面を有している。
その結果、骨は、骨置換材料で形成される物体の細孔内に成長することができる。
本発明は、少なくとも1つのプレートが、上記平面構造体内で塑性的にまたは弾性的に変形可能であるように提供してもよい。
その結果、上記少なくとも1つのプレートを、種々の治療計画に特に容易に適応させることができる。
本発明の一改良による提案では、結合要素を有するピンは各々3つ以上の列に配列され、上記少なくとも1つのプレートの非占有表面の細長い片が斯かる各3つ以上のピンの列の間に残存する、あるいは結合要素を有するピンのグループ配列または入れ子配列が提供される。
この手段により、連結および/またはスナップイン結合時に、結合要素を有するピンが変形するための空間が与えられる。
好ましい改良によると、本発明は、上記少なくとも1つのプレートの他に少なくとも1つの粒子を含む骨置換材料を提供でき、その場合、少なくとも1つの粒子は、コアおよび該コアから延びる少なくとも6本のピンを含み、該ピンは各々上記少なくとも1つのプレートの結合要素と同様に設計された少なくとも1つの結合要素を含むので、上記少なくとも1つのプレートおよび少なくとも1つの粒子は、上記少なくとも1つのプレートおよび少なくとも1つの粒子の結合要素を互いに圧縮することにより互いに連結および/またはスナップインされ、互いに連結および/またはスナップインされた上記プレート(群)および粒子(群)は、互いに連結および/またはスナップインされたプレート(群)および粒子(群)の開放細孔体を形成する。
その結果、自由曲面を持ち、間隙と空洞の間を橋渡しするのに使用可能な、更に用途の広い骨置換材料が提供できる。
本発明の目的は、複数のプレートを含む本発明の平面アロプラスチック骨置換材料から作られる物体を形成する方法によっても達成され、その場合、複数のプレートは互いに圧縮されることにより、互いに連結および/またはスナップインされて開放細孔を形成する。
上記方法は、互いに接触する少なくとも2つのプレートの結合要素を有するピン、並びにプレートを互いに圧縮することにより互いに連結および/またはスナップインされる結合要素を有するピンを提供できる。
本発明は、上記プレートの少なくとも1つが、第2骨置換材料の細孔を有する結合要素をスナップインおよび/または連結することにより、該第2骨置換材料の多孔性三次元体に結合されるように提供されてもよいし、および/または上記プレートの少なくとも1つが、複数の粒子から成る第3の粒状骨置換材料に結合されるように提供されてもよく、その場合、第3の粒状骨置換材料の粒子は、結合要素を有する該粒子のコアから延びる複数のピンを有しており、第3の粒状骨置換材料の粒子のピンおよび結合要素は、本発明の骨置換材料の少なくとも1つのプレートのピンおよび結合要素の特徴を有しているのが好ましい。
上記第2骨置換材料の多孔性三次元体は、例えば、Zimmer製のTrabecular Metal(商標)であってもよい。
本発明の目的は、外傷外科手術、整形外科または獣医学におけるインプラント材料として、本発明の平面アロプラスチック骨置換材料を使用することによっても達成される。
本発明によれば、互いに接触している骨置換材料のプレートは、圧力を加えると、機械的に安定な複合体を形成する。
驚いたことに、本発明は、機械的にスナップインおよび/または連結されるプレートはアロプラスチック骨置換材料として使用可能であるという発見に基づいている。この点に関して言えば、プレートは重層的にまたは部分的に重なり合うように配置できるので、このようにして形成された三次元体は、例えばラジカル重合のような化学硬化反応を必要とせずに、好ましい三次元構造体を形成した後、丈夫で安定している。プレートはある限界内でフレキシブルであり、圧力を加えることにより適合形状がもたらされ、互いに連結され、それにより互いに結合されるのが好ましい。形成されたプレートが互いに連結および/またはスナップインされると、該プレートは互いに安定し、そのようにして得られる骨置換材料の三次元体は丈夫で次元的に安定している。種々の方向から十分な力で互いに圧縮してプレートを結合させることにより、十分な数の連結および/またはスナップイン結合が達成されるので、そのようにして生成された開放細孔の三次元体は次元的に安定かつ機械的に丈夫である。従って、プレートの適切な形状およびサイズに基づいて、医学応用において機械的に十分安定した多孔性骨置換材料を成形できる。骨は、圧力下に結合された骨置換材料の細孔内に成長できるので、骨置換材料と永続的に結合するようになる。
驚いたことに、本発明の平面骨置換材料は、異なる形状の表面にプレートの形で重層的に配置できること、並びに手または乳棒を用いて単に圧縮して平面補強材料および/または骨置換材料の個々の層を連結および/またはスナップインさせることにより、多孔性であるが均一な物体に硬化できることが発見された。形状およびサイズを医療ユーザが自由に決定できない以前のTrabecular Metal(商標)骨置換材料と比較して、この方法は有利である。この目的のために、例えばラジカル重合のような化学反応を必要とせずに、骨置換材料をインサイチュー硬化および/または硬化することにより、あらゆる形状の骨空洞を充填することが可能である。本発明の骨置換材料は、互いに表面を接触するように配置されたプレートを単に圧縮することにより容易に硬化できる。
面ファスナの設計原理に従う機械的連結システムは、ここ数十年良く知られている。面ファスナの原理は、CH295638Aでde Mestralにより最初に記載された。該原理は更に開発が進められ、可逆的に係止可能なベルクロ留めとして幅広く使用されている。例示的な改良が、DE1610318A1、DE1625396A1,US5077870AおよびUS4290174Aの出版物に記載されている。
興味深い改良が後になされた。つまり、機械的高荷重アプリケーションおよび高温アプリケーション用の可逆的面ファスナスチールベルトシステムが開発された(DE10204048464A1,DE102006015100A1,DE102006015145A1,DE102006015148A1)。
驚くべきことに、本発明の範囲において、上記システムおよび/または上記機能原理が骨置換材料に使用可能であること、および/または骨置換材料に転換可能であることは明白である。この点に関して言えば、このタイプの結合は、密着させるのではなく開放細孔構造体として間隙が残っていることが、骨置換材料にとっては有利である。骨は、このようにして固体中に形成された相互結合細孔内に成長するので、骨と骨置換材料との間に安定した結合が生成される。この目的のため、ユーザは、骨置換材料内の細孔が十分な自由断面を有しているのを確認しなければならない。骨が細孔内に成長し、骨置換材料で形成された物体に結合することができるならば、斯かる骨は骨伝導性であると言われる。
本発明によれば、本発明の例示的で特に好ましい実施態様は平面強化材料であり、少なくとも1つのスナップイン要素を末端に有している3つ以上の弾性変形するピンが、生体適合性の金属または金属合金から成る平面構造体の少なくとも1つの表面に配列されており、上記3つ以上のピンは互いに適切に近い位置に配置されているので、少なくとも2つの平面構造体のピンが接触し圧力が加えられると、斯かるピンは互いに連結および/またはスナップインされ平面強化材料の複合体を形成する。
この点に関して言えば、プレートを一緒に圧縮することにより、接触したプレートが不可逆的にスナップインまたは連結され、並びに互いに連結またはスナップインされたプレートから成る開放細孔体が形成されるように、該プレートは適切に設計されている。
本発明の更なる例示的実施態様を以下に37の概略図を基に説明するが、本発明が斯かる実施態様により制限されることはない。
図1は、互いに部分的に結合した本発明の骨置換材料から成る5つのプレートの概略斜視図を示す。 図2は、図1の2つの下部プレートの5つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は底面側の図、E)は図2B)のA−A線に沿った断面図である。 図3は、図1の3つの上部プレートの3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図である。 図4は、互いに異なる深さに連結している、図1〜図3に示される本発明による骨置換材料の3つのプレートの概略斜視図を示す。 図5は、結合要素により互いに連結している、図1〜図4に示される本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示す。 図6は、結合要素および平面構造体により互いに連結している、図1〜図5に示される本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示す。 図7は、結合要素および平面構造体により互いに連結している、図6の2つのプレートの概略側面図を示す。 図8は、互いに結合している第2代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は図8C)のC−C線に沿った断面図である。 図9は、互いに結合している第3代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は図9C)のB−B線に沿った断面図である。 図10は、互いに結合している第4代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は上面の平面図、C)は図10B)のA−A線に沿った断面図である。 図11は、結合要素により互いに結合している、図10に示される本発明による第4骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図12は、図10および図11に示される本発明による第4骨置換材料の2つのプレート(互いに結合していない)の概略斜視図を示す。 図13は、欠陥のある実施態様における第4代替骨置換材料の4つの概略図を示しており、A)は結合要素により結合した2つのプレートの斜視図、B)は基礎プレートの側面図、C)は図13B)に示される基礎プレートの上面の平面図であり、D)は図13C)のA−A線に沿った断面図である。 図14は、結合要素により互いに結合している、本発明による第5骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図15は、互いに結合している、図14に示される第5代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図15A)のB−B線に沿った断面図である。 図16は、結合要素により互いに連結している、本発明による第6骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図17は、図16に示される本発明による第6骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図18は、互いに連結された、図16に示される本発明による第6骨置換材料のプレートの概略側面図を示す。 図19は、図16ないし図18に示される本発明による第6骨置換材料の2つの連結されたフック(左)および2つの連結されていないフック(右)の詳細な概略斜視図を示す。 図20は、本発明による第7骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図21は、互いに結合している、第7骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図21A)のB−B線に沿った断面図である。 図22は、本発明による第8代替骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図23は、互いに結合している、第8骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図23A)のC−C線に沿った断面図である。 図24は、本発明による第8骨置換材料の変形の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図25は、互いに結合している、第8代替骨置換材料の変形の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図23A)のC−C線に沿った断面図である。 図26は、3つおよび6つのペアとして相互に結合された第8代替骨置換材料のプレート並びに骨置換材料の3つの粒子の概略斜視図を示しており、この場合、該プレートは該粒子に結合可能である。 図27は、互いにスナップインされた、本発明による第9骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図28は、図27に示される本発明による第9骨置換材料の2つのプレート(互いにスナップインされていない)の概略斜視図を示す。 図29は、互いにスナップインされた、図27に示される第9代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、図29の下部に上面の平面図、図29の上部に側面図が示される。 図30は、図27および図29に示される互いにスナップインされたプレートの、図29(下部)のA−A線に沿った概略断面図を示す。 図31は、結合要素により部分的に連結した、本発明による第10および第11骨置換材料の複数のプレートの概略斜視図を示す。 図32は、第12代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図32(底部)のA−A線に沿った断面図を示す。 図33は、第10代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図33(底部)のB−B線に沿った断面図を示す。 図34は、第11代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図34(底部)のC−C線に沿った断面図を示す。 図35は、互いに結合している、図32に示された第12代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図35(底部)のD−D線に沿った断面図を示す。 図36は、互いに結合している、図33に示された第10代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図36(底部)のE−E線に沿った断面図を示す。 図37は、互いに結合している、図34に示された第11代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図37(底部)のF−F線に沿った断面図を示す。
図1〜図7は本発明の第1実施態様を示し、図1は、互いに部分的に結合して開放細孔体および/または固体を形成している本発明の骨置換材料から成る5つのプレートの概略斜視図を示しており、図2は、図1の2つの下部プレート(基礎プレート)の5つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は底面側の図、E)は図2B)のA−A線に沿った断面図である。更に、図3は、図1の3つの上部プレート(強化プレート)の3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図である。図4は、互いに異なる深さに連結されて図1〜図3に示される開放細孔三次元体を形成する、本発明による骨置換材料の3つのプレートの概略斜視図を示している。
上記プレートは、弾性を有する生体適合性のプラスチック材料、またはステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタル、タンタル合金で構成される。あるいは上記材料の複合体で製造できる。上記粒子は、CAM(コンピューター支援製造)手順および/または選択的レーザー溶融SLM(選択的レーザー溶融)などによる3D印刷手順で製造される。他のラピッドプロトタイピング法および/または生成的な製造方法を用いても上記粒子を製造できる。例えば、熱溶解層モデリング/製造法(FLM)、熱溶解積層法(FDM)、プラスチックフィルムの薄膜積層法(LOM)、プラスチックフィルムの積層製造法(LLM)、プラスチック材料または金属の電子ビーム溶融法(EBM)、プラスチック材料のマルチジェットモデリング法(MJM)、プラスチック材料または金属の選択的レーザー焼結法(SLS)、プラスチック材料の光造形法(STLまたはSLA)、光重合液体プラスチック材料の研磨または多軸フライス加工またはディジタル光処理法(DLP)などが挙げられる。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体1を含んでいる。該平面構造体1はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体1で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン2が各プレートの平面構造体1から外に延び、該平面構造体1の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部3が該平面構造体1のピン2の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて固体を形成すると、三次元体は該平面構造体1に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図1〜図7は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン2が平面構造体1から該平面構造体1の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン2が平面構造体1の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図1の下部、図2、図4の下部および図5の下部に示してある。強化プレートは、図1の上部、図3、図4の上部、図5の上部、図6および図7に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、理論的には、基礎プレートは省略できる。
ピン2は元々円柱状であるが、ピン2の末端つまり平面構造体の反対側に、マッシュルーム4を結合要素4として有する。マッシュルーム4は、外側に向かって(すなわち平面構造体1から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム4は、平面構造体1に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム4との連結、または係合プレートの凹部3との連結に適した平面の把持面6を形成する。
この点に関して言えば、図5は、マッシュルーム4により互いに連結している、本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示しており、図6は、マッシュルーム4および平面構造体1の凹部3により互いにスナップインしている、本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示しており、図7は、マッシュルーム4および平面構造体1の凹部3により互いにスナップインしている、図6の2つのプレートの概略側面図を示している。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結および/またはスナップインしていない状態、すなわち隣接プレートのピン2のマッシュルーム4が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体で濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、プレートは上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体1の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン2とマッシュルーム4の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向にも開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約5mmの断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は約0.5mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン2を弾性変形させるマッシュルーム4により、およびピン2の弾性回復力により平面構造体1から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム4により、互いに連結できる(図5を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体1の凹部3を通して圧縮されるマッシュルーム4によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム4は凹部3内で停止し、それによりマッシュルーム4が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム4の端がまずピン2または凹部3またはマッシュルーム4を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部3の端が隣接プレートのマッシュルーム4を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。更に、2つのプレートがマッシュルーム4によってある領域で連結され、別の領域ではマッシュルーム4および凹部3によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム4の寸法、凹部3の深さ(および/または平面構造体1の厚さ)および平面構造体1とマッシュルーム4との間のピン2の長さは、プレートを連結させると平面構造体1から離れた位置に面しているマッシュルーム4が隣接プレートの平面構造体1の表面に接触するように、並びにプレートを互いにスナップインすると、平面構造体1から離れた位置に面しているマッシュルーム4の表面が隣接プレートのマッシュルーム4の把持面6に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、連結した時またはスナップインした時、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
マッシュルーム4の把持面6または対向キャップ上面側が凹部3を完全に閉じないようにするため、すなわち凹部3がマッシュルーム4により容易に変形できるようにするため、凹部6は各々、凹部3の周囲に分散された6つのスリットを有している。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
図8は、互いに結合している第2代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は図8C)のC−C線に沿った断面図である
プレートは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルおよび/またはタンタル合金で構成されているが、弾性のある生体適合性プラスチック材料または金属材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体11を含んでいる。該平面構造体11はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体11で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン12が各プレートの平面構造体11から外に延び、該平面構造体11の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部13が該平面構造体11のピン12の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部13を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体11に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図8は2種類のプレートのうち1つだけ、すなわち強化プレートだけを示しているので、ピン12は平面構造体11の両側から延びている。基礎プレートを用いてもよいが、その場合、ピン12は平面構造体11の一方側のみから平面構造体11から離れる方向に延びている。上記基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、理論的には、基礎プレートは省略できる。
ピン12は元々円柱状であるが、ピン12の末端つまり平面構造体11の反対側並びにピン12の末端と平面構造体11との間に、マッシュルーム14を結合要素14として有する。マッシュルーム14は、外側に向かって(すなわち平面構造体11から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム14は、平面構造体11に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム14との連結、または係合プレートの凹部13との連結に適した平面の把持面16を形成する。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図8に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン12のマッシュルーム14が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体11の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン12とマッシュルーム14の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約9mmの断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は約0.5mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン12を弾性変形させるマッシュルーム14により、およびピン12の弾性回復力により平面構造体11から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム14により、互いに連結できる。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、図8に示されるように、該プレートは、平面構造体11の凹部13を通して圧縮されるマッシュルーム14によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム14は凹部13内で停止し、それによりマッシュルーム14が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム14の端がまずピン12または凹部13またはマッシュルーム14を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部13の端が隣接プレートのマッシュルーム14を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。隣接プレートの外側のマッシュルーム14が互いに係合する時には、第1の連結が既に進行している。更に、2つのプレートがマッシュルーム14によってある領域で連結され、別の領域ではマッシュルーム14および凹部13によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム14の寸法、凹部13の深さ(および/または平面構造体11の厚さ)および平面構造体11とマッシュルーム14との間のピン12の長さ、並びに内側のマッシュルーム14と外側のマッシュルーム14との間のピン12の長さは、プレートを連結させると平面構造体11から離れた位置に面しているマッシュルーム14が隣接プレートの平面構造体11の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体11から離れた位置に面しているマッシュルーム14の表面が隣接プレートのマッシュルーム14の把持面16に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
マッシュルーム14の把持面16または対向キャップ上面側が凹部13を完全に閉じないようにするため、すなわち凹部13がマッシュルーム14により容易に変形できるようにするため、凹部13は各々、凹部13の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図8の実施態様は、主にピン12が互いに距離を置いて配列された2つのマッシュルーム14を有しているという意味で、図1〜7の実施態様とは異なっている。更に、凹部13は追加のスリットを全く含んでいない。
図9は、互いに結合している第3代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示している。この点に関して言えば、9A)は斜視図を示しており、9B)は側面図を示しており、9C)は上面の平面図を示しており、9D)は図9C)のB−B線に沿った断面図を示している。
プレートは、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、ステンレス鋼、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体21を含んでいる。該平面構造体21はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体21で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン22が各プレートの平面構造体21から外に延び、該平面構造体21の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部23が該平面構造体21のピン22の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部23を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体21に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図9は2種類のプレートのうち1つだけ、すなわち強化プレートだけを示しているので、ピン22は平面構造体21の両側から延びている。基礎プレートを用いてもよいが、その場合、ピン22は平面構造体21の一方側のみから平面構造体21から離れる方向に延びている。上記基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、理論的には、基礎プレートは省略できる。
ピン22は元々円柱状であるが、ピン22の末端つまり平面構造体21の反対側に、マッシュルーム24を結合要素24として有する。マッシュルーム24は、外側に向かって(すなわち平面構造体21から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム24は、平面構造体21に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム24との連結またはスナップイン結合、または係合プレートの凹部23との連結に適した平面の把持面26を形成する。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図9に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン22のマッシュルーム24が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体21の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン22とマッシュルーム24の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約3mmの断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は約0.3mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピ22を弾性変形させるマッシュルーム24により、およびピン22の弾性回復力により平面構造体21から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム24により、互いに連結できる。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、図9に示されるように、該プレートは、平面構造体21の凹部23を通して圧縮されるマッシュルーム24により連結またはスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム24は凹部23内で停止し、それによりマッシュルーム24が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム24の端がまずピン22または凹部23またはマッシュルーム24を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部23の端が隣接プレートのマッシュルーム24を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがマッシュルーム24によってある領域で連結され、別の領域ではマッシュルーム24および凹部23によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム24の寸法、凹部23の深さ(および/または平面構造体21の厚さ)および平面構造体21とマッシュルーム24との間のピン22の長さは、プレートを連結させると平面構造体21から離れた位置に面しているマッシュルーム24の表面が隣接プレートの平面構造体21の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体21から離れた位置に面しているマッシュルーム24の表面が隣接プレートのマッシュルーム24の把持面26に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
マッシュルーム24の把持面26または対向キャップ上面側が凹部23を完全に閉じないようにするため、すなわち凹部23がマッシュルーム24により容易に変形できるようにするため、凹部23は各々、凹部23の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図9の実施態様は、主にピン22と凹部23の距離が互いに多少離れているという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部23は追加のスリットを全く含んでいない。
図10は、互いに結合している第4代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は上面の平面図、C)は図10B)のA−A線に沿った断面図であり、図11〜図13は、第4代替骨置換材料の更なる変形である。
プレートは、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタル、タンタル合金などの生体適合性金属で構成されているが、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体31を含んでいる。該平面構造体31はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体31で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン32が各プレートの平面構造体31から外に延び、該平面構造体31の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部33が該平面構造体31のピン32の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部33を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体31に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図10〜図13は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン32が平面構造体31から該平面構造体31の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン32が平面構造体31の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図10の下部および/またはその下、図11の下部、図12の上部、図13A)の下部および図13B)〜D)に示してある。強化プレートは、図10の上部、図11の上部、図12の下部および図13A)の上部に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン32は元々円柱状であるが、ピン32の末端つまり平面構造体31の反対側に、マッシュルーム34を結合要素34として有する。マッシュルーム34は、外側に向かって(すなわち平面構造体31から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム34は、平面構造体31に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム34との連結またはスナップイン結合、または係合プレートの凹部33との連結に適した平面の把持面36を形成する。
更に、溝37が結合要素37としてピン32の把持面36の隣に提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム34が溝37に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、溝37は図示されている溝37とは異なる形状にしてもよいが、本発明の好ましい方法では、マッシュルーム34が溝37に良く適合するように、溝37はマッシュルーム34の湾曲形状の反対像として形成されるのがよい。
図11は、結合要素34により互いに結合している、図10に示されるタイプの本発明による第4骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示しており、図12は、図10および図11に示されるタイプの本発明による第4骨置換材料の2つのプレート(互いに結合していない)の概略斜視図を示しており、図13は、ピン32に空所のある実施態様における第4代替骨置換材料の4つの概略図を示しており、A)は結合要素により結合した2つのプレートの斜視図、B)は基礎プレートの側面図、C)は図13B)に示される基礎プレートの上面の平面図であり、D)は図13C)のA−A線に沿った断面図である。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図10A)、図11または図13A)に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン32のマッシュルーム34が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体31の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン32、マッシュルーム34および溝37の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約6mmの断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は約0.6mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン32を弾性変形させるマッシュルーム34、およびピン32の弾性回復力により溝37内に押し込まれ平面構造体31から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム34および/またはマッシュルーム34の端により、互いにスナップインできる(図10、図11および図13Aを参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体31(図示しない)の凹部33を通して圧縮されるマッシュルーム34によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム34は凹部33内で停止し、それによりマッシュルーム34が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム34の端がまずピン32、溝37または凹部33またはマッシュルーム34を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部33の端が隣接プレートのマッシュルーム34を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがマッシュルーム34および溝37によってある領域で互いにスナップインされて結合され、別の領域ではマッシュルーム34および凹部33によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム34の寸法、凹部33の深さ(および/または平面構造体31の厚さ)、溝37の形状および平面構造体31とマッシュルーム34との間のピン32の長さは、プレートを連結させると平面構造体31から離れた位置に面しているマッシュルーム34の表面が隣接プレートの平面構造体31の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体31から離れた位置に面しているマッシュルーム34の表面が、隣接プレートのマッシュルーム34の把持面36に接触するように、好ましくは、それが隣接プレートのピン32の溝37に少なくとも1つの線に沿って、特に好ましくは平面的に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
更に、溝37は、マッシュルーム34の把持面36または対向キャップ上面側が凹部33を完全に覆うのを妨げる。凹部33がマッシュルーム34により容易に変形できるようにするには、凹部33は、凹部33の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図10〜図13の第4実施態様は、主にピン32がより分厚く、追加の結合要素として溝37を含んでいるという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部33は追加のスリットを全く含んでいない。
図14は、結合要素により互いに結合している、本発明による第5骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示している。図15は、互いに結合している、図14に示される第5代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示している。すなわち、図15A)は上面の平面図を示し、図15B)は側面図を示し、図15C)は図15A)のB−B線に沿った断面図を示している。
プレートは、生体適合性金属、特にステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体41を含んでいる。該平面構造体41はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体41で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン42が各プレートの平面構造体41から外に延び、該平面構造体41の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部43が該平面構造体41のピン42の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部43を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体41に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図14および図15は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン42が平面構造体41から該平面構造体41の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン42が平面構造体41の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図14の下部および/またはその下、図15Aの下部(画像平面内)、図15B)の下部および図15C)の右に示してある。強化プレートは、図14、図15A)の上部(画像平面外)、図15B)の上部および図15C)の左に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン42は元々円柱状であるが、ピン42の末端つまり平面構造体41の反対側に、マッシュルーム44または4つのフック45群(それぞれ結合要素44、45として提供される)を有する。マッシュルーム44は、外側に向かって(すなわち平面構造体41から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。フック45は同様に外側に向かって丸みを帯びている。マッシュルーム44は、平面構造体41に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム44およびフック45との連結またはスナップイン結合に適した、または係合プレートの凹部43との連結に適した平面の把持面46を形成する。従って、フック45は、平面構造体41に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム44およびフック45に連結またはスナップインされるのに適した、あるいは係合プレートの凹部43に連結するのに適したアンダーカットを形成する。
更に、溝47が結合要素47としてピン42の把持面46の隣およびフック45の隣に提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム44およびフック45が溝47に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、溝47は図示されている溝47とは異なる形状にしてもよいが、本発明の好ましい方法では、マッシュルーム44およびフック45が溝47に良く適合するように、溝はマッシュルーム44および/またはフック45の湾曲形状の反対像として形成されるのがよい。
この第5実施態様においては、フック45は結合要素45として基礎プレートにのみ提供され、マッシュルーム44は結合要素44として強化プレートにのみ提供される。これは逆であってもよいし、フック45とマッシュルーム44を混合要素として提供してもよい。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図14または図15に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン42のマッシュルーム44およびフック45が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体41の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン42、マッシュルーム44、フック45および溝47の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約7mmの断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は約0.7mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン42を弾性変形させるマッシュルーム44およびフック45により、並びにピン42の弾性回復力により溝47内に押し込まれ平面構造体41から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム44およびフック45および/またはマッシュルーム44の端およびフック45の先端により、互いにスナップインできる(図14および図15を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体41(図示しない)の凹部43を通して圧縮されるマッシュルーム44およびフック45によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム44およびフック45は凹部43内で停止し、それによりマッシュルーム44およびフック45が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム44の端および/またはフック45の先端がまずピン42、溝47または凹部43またはマッシュルーム44を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部43の端が隣接プレートのマッシュルーム44および/またはフック45を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがマッシュルーム44、フック45および溝47によってある領域で互いにスナップインされて結合され、別の領域ではマッシュルーム44、フック45および凹部43によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム44、フック45の寸法、凹部43の深さ(および/または平面構造体41の厚さ)、溝47の形状および平面構造体41とマッシュルーム44またはフック45との間のピン42の長さは、プレートを連結させると平面構造体41から離れた位置に面しているマッシュルーム44およびフック45の表面が隣接プレートの平面構造体41の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体41から離れた位置に面しているマッシュルーム44およびフック45の表面が、隣接プレートのマッシュルーム44の把持面46に接触するように、好ましくは、それが隣接プレートのピン42の溝47に少なくとも1つの線に沿って、特に好ましくは平面的に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
更に、溝47は、マッシュルーム44またはフック45の把持面46または対向キャップ上面側が凹部43を完全に覆うのを妨げる。凹部43がマッシュルーム44およびフック45により容易に変形できるようにするには、凹部43は、凹部43の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図14および図15の第5実施態様は、主に、ピン42がより分厚く、追加の結合要素として溝47を含んでおり、フック45が結合要素45として提供されているという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部43は追加のスリットを全く含んでいない。
図16は、互いに連結している、本発明による第6骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示しており、図17は、図16に示される本発明による第6骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示している。図18は、互いに連結された、図16に示される本発明による第6骨置換材料のプレートの概略側面図を示している。最後に、図19は、図16ないし図18に示される本発明による第6骨置換材料の2つの連結されたフック(左)および2つの連結されていないフック(右)の詳細な概略斜視図を示している。
プレートは、生体適合性金属、特にステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、弾性のある生体適合性プラスチック材料で製造してもよい。プレートは、上記材料の複合体で製造されてもよい。プレートは、CAM手順および/または3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他の例示的実施態様に記載されているように、ラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体51を含んでいる。該平面構造体51はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体51で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン52が各プレートの平面構造体51から外に延び、該平面構造体51の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部53が該平面構造体51のピン52の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて固体を形成すると、該三次元体は該平面構造体51に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図16〜図18は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン52が平面構造体51から該平面構造体51の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン52が平面構造体51の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図16の下部および/またはその下、図2および図18の下部に示してある。強化プレートは、図16の上部並びに図17および図18の上部に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン52は元々円柱状であるが、ピン52の末端つまり平面構造体51の反対側に、5つのフック55群を各々結合要素55として有する。フック55は、外側に向かって(すなわち平面構造体51から離れる方向に)丸くなっており、球状面の部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。フック55は、平面構造体51の方に向かう側に、係合プレートの他のフック55に連結および/またはスナップインするのに適した、または係合プレートの凹部53に連結するのに適したアンダーカットを形成する。
ピン52は、フック55および/またはフック55のアンダーカットの隣の領域がより薄くなっている、および/またはより小さい断面を有するように形成されている。隣接プレートのフック55は、そのより薄い領域に相対的に容易に係合および/またはスナップインできる。
この第6実施態様では、結合要素55としてフック55のみが提供される。本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図16または図18に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン52のフック55が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体51の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。連結は図19に詳細に示される。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン52およびフック55の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約5mmの断面および/または直径を有しているので、残留細孔は約0.5mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン52を弾性変形させるフック55により、およびピン52の弾性回復力により互いに押し込まれ平面構造体51から離れる隣接プレートの動きを制限するフック55および/またはフック55の先端により、互いにスナップインできる(図16、図18および図19を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体51(図示しない)の凹部53を通して圧縮されるフック55によりスナップインできる。この点に関して言えば、フック55は凹部53内で停止し、それによりフック55が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。フック55の先端がまずピン52または凹部53を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部53の端が隣接プレートのフック55を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがフック55によってある領域で互いにスナップインされて結合され、別の領域ではフック55および凹部53によりスナップインするようにしてもよい。プレートを連結させると平面構造体51から離れた位置に面しているフック55の側面が隣接プレートの平面構造体51の表面に接触するように、並びにプレートを結合させると平面構造体51から離れた位置に面しているフック55の側面がフック55のアンダーカットに接触するように、フック55の寸法、凹部53の深さ(および/または平面構造体51の厚さ)および平面構造体51とフック55との間のピン52の長さを、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
フック55の形状は、凹部53を完全に覆うようなものではない。凹部53がフック55により容易に変形できるようにするには、凹部53は、凹部53の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。
従って、図16〜図19の第6実施態様は、主に、ピン52の領域がより分厚くなっており、フック55が結合要素55として提供されているという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部53は追加のスリットを全く含んでいない。
図20は、本発明による第7骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示しており、図21は、互いに結合している、第7骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示し、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図21A)のB−B線に沿った断面図である。
プレートは、生体適合性金属、特にステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体61を含んでいる。該平面構造体61はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体61で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン62が各プレートの平面構造体61から外に延び、該平面構造体61の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部63が該平面構造体61のピン62の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部63を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体61に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図20および図21は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン62が平面構造体61から該平面構造体61の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン62が平面構造体61の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図20の下部、図21Aの下部(画像平面内)、図21B)の下部および図21C)の右に示してある。強化プレートは、図20、図21すなわち図21A)の上部の上(画像平面の外)、図21B)の上部および図21C)の左に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン62は元々円柱状であるが、ピン62の末端つまり平面構造体61の反対側に、マッシュルーム64または4つのフック65群(それぞれ結合要素64、65として提供される)を有する。マッシュルーム64は、外側に向かって(すなわち平面構造体61から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。フック65は同様に外側に向かって丸みを帯びている。マッシュルーム64は、平面構造体61に向かう側面に、係合プレートの他のマッシュルーム64およびフック65との連結またはスナップイン結合に適した、または係合プレートの凹部63との連結に適した平面の把持面66を形成する。従って、フック65は、平面構造体61に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム64およびフック65に連結またはスナップインされるのに適した、あるいは係合プレートの凹部63に連結するのに適したアンダーカットを形成する。
更に、溝67が結合要素67としてピン62の把持面66の隣およびフック65の隣に提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム64およびフック65が溝67に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、溝67は図示されている溝67とは異なる形状にしてもよいが、本発明の好ましい方法では、マッシュルーム64およびフック65が溝67に良く適合するように、溝はマッシュルーム64および/またはフック65の湾曲形状の反対像として形成されるのがよい。
この第7実施態様では、マッシュルーム64およびフック65が結合要素64、65としてプレート上に混合して提供され、11の結合要素64、65のうち2つがフック65であり、残りの要素がマッシュルーム64である。これは逆であっても良いし、フック65およびマッシュルーム64を異なる混合率で提供してもよい。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図21に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン62のマッシュルーム64およびフック65が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体61の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン62、マッシュルーム64、フック65および溝67の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは約9mmの断面および/または直径を有しているので、残留細孔は約0.9mmの範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン62を弾性変形させるマッシュルーム64およびフック65により、並びにピン62の弾性回復力により溝67内に押し込まれ平面構造体61から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム64およびフック65および/またはマッシュルーム64の端およびフック65の先端により、互いにスナップインできる(図21を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体61(図示しない)の凹部63を通して圧縮されるマッシュルーム64およびフック65によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム64およびフック65は凹部63内で停止し、それによりマッシュルーム64およびフック65が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム64の端および/またはフック65の先端がまずピン62、溝67または凹部63またはマッシュルーム64を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部63の端が隣接プレートのマッシュルーム64および/またはフック65を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがマッシュルーム64、フック65および溝67によってある領域で互いにスナップインされて結合され、別の領域ではマッシュルーム64、フック65および凹部63によりスナップインするようにしてもよい。プレートを連結させると平面構造体61から離れた位置に面しているマッシュルーム64およびフック65の表面が隣接プレートの平面構造体61の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体61から離れた位置に面しているマッシュルーム64およびフック65の表面が、隣接プレートのマッシュルーム64の把持面66に接触するように、好ましくは、それが隣接プレートのピン62の溝67に少なくとも1つの線に沿って、特に好ましくは平面的に接触するように、マッシュルーム64、フック65の寸法、凹部63の深さ(および/または平面構造体61の厚さ)、溝67の形状および平面構造体61とマッシュルーム64またはフック65との間のピン62の長さを、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
更に、溝67は、マッシュルーム64またはフック65の把持面66または対向キャップ上面側が凹部63を完全に覆うのを妨げる。凹部63がマッシュルーム64およびフック65により容易に変形できるようにするには、凹部63は、凹部63の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図20および図21の第5実施態様は、主に、ピン62がより分厚く追加の結合要素として溝67を含んでおり、フック65が結合要素65として提供されているという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部63は追加のスリットを全く含んでいない。
図22は、本発明による第8代替骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示しており、図23は、互いに結合している、第8骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、図23A)は上面の平面図を示し、図23B)は側面図を示し、図23C)は図23A)のC−C線に沿った断面図を示している。
図24は、本発明による第8骨置換材料の変形の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示しており、図25は、互いに結合している、第8代替骨置換材料の変形の2つのプレートの3つの概略図を示しており、図25A)は上面の平面図を示し、図25B)は側面図を示し、図25C)は図23A)のC−C線に沿った断面図を示している。
プレートは、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、別の弾性のある生体適合性材料で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体71を含んでいる。該平面構造体71はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体71で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン72が各プレートの平面構造体71から外に延び、該平面構造体71の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部73が該平面構造体71のピン72の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部73を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体71に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図22〜図25は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン72が平面構造体71から該平面構造体71の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン72が平面構造体71の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図22の下部、図23A)の下部(画像平面内)、図23B)の下部および図23C)の右、並びに図24の下部、図25A)の下部(画像平面内)、図25B)の下部および図25C)の右に示してある。強化プレートは、図22および図24および図23の上部すなわち図23A)の上部の上(画像平面外)、図23B)の上部、図23C)の左および/または図25A)の上部(画像平面外)、図25B)の上部および図25C)の左に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン72は元々円柱状であるが、ピン72の末端つまり平面構造体71の反対側に、マッシュルーム74または4つのフック75群(それぞれ結合要素74、75として提供される)を有する。マッシュルーム74は、外側に向かって(すなわち平面構造体71から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。フック75は同様に外側に向かって丸みを帯びている。マッシュルーム74は、平面構造体71に向かう側に、係合プレートのフック75と連結および/またはスナップイン結合するのに適したアンダーカット76形成する。従って、フック75は、平面構造体71に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム74およびフック75と連結および/またはスナップイン結合するのに適した、あるいは係合プレートの凹部73と連結するのに適したアンダーカットを形成する。
更に、溝77が結合要素77としてピン72のアンダーカット76の隣およびフック75の隣に提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム74およびフック75が溝77に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、平面構造体71に面する溝77の端は、マッシュルーム74およびフック75が溝77に適合できる、および/または良く滑り込めるように丸く形成されている。
この第8実施態様では、マッシュルーム74およびフック75は、混合結合要素74、75としてプレート上に提供される。図22および図23の変形では、11の結合要素74、75のうち2つがフック75であり、残りがマッシュルーム74である。図24および図25の変形では、11の結合要素74、75のうち8つがフック75であり、残りがマッシュルーム74である。これは逆であっても良いし、フック75およびマッシュルーム74を異なる混合率で提供してもよい。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図23または図25に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン72のマッシュルーム74およびフック75が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体71の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン72、マッシュルーム74、フック75および溝77の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは5mmと10mmの間の断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は0.5mmと1mmの間の範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、結合プレートのピン72を弾性変形させるマッシュルーム74およびフック75により、並びにピン72の弾性回復力により溝77内に押し込まれ平面構造体71から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム74およびフック75および/またはマッシュルーム74の端およびフック75の先端により、互いにスナップインできる(図23および図25を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると、該プレートは、平面構造体71(図示しない)の凹部73を通して圧縮されるマッシュルーム74およびフック75によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム74およびフック75は凹部73内で停止し、それによりマッシュルーム74およびフック75が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム74の端および/またはフック75の先端がまずピン72、溝77または凹部73またはマッシュルーム74を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部73の端が隣接プレートのマッシュルーム74および/またはフック75を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、2つのプレートがマッシュルーム74、フック75および溝77によってある領域で互いにスナップインされて結合され、別の領域ではマッシュルーム74および/またはフック75および凹部73によりスナップインするようにしてもよい。マッシュルーム74、フック75の寸法、凹部73の深さ(および/または平面構造体71の厚さ)、溝77の形状および平面構造体71とマッシュルーム74またはフック75との間のピン72の長さは、プレートを連結させると平面構造体71から離れた位置に面しているマッシュルーム74およびフック75の表面が隣接プレートの平面構造体71の表面に接触するように、および/またはプレートを結合させると平面構造体71から離れた位置に面しているマッシュルーム74およびフック75の表面が、隣接プレートのマッシュルーム74の把持面76に接触するように、好ましくは、それが隣接プレートのピン72の溝77に少なくとも1つの線に沿って接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
更に、溝77は、マッシュルーム74またはフック75の把持面76または対向キャップ上面側が凹部73を完全に覆うのを妨げる。凹部73がマッシュルーム74およびフック75により容易に変形できるようにするには、凹部73は、凹部73の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
従って、図22〜図25の第8実施態様は、主に、ピン42がより分厚く、追加の結合要素として溝47を含んでおり、マッシュルーム74が隣接プレートのフック75と係合可能なアンダーカット76を有しているという意味で、図20および図21の実施態様とは異なっている。
図26は、3つおよび6つのペアとして相互に結合された第8代替骨置換材料のプレート並びに骨置換材料の3つの粒子の概略斜視図を示しており、この場合、該プレートは該粒子に結合可能である。
粒子は、該粒子の幾何学的中心に配列されるコアおよび該コアから放射状に種々の方向に延びる20本のピン82で構成される。マッシュルーム84または4つのフック85群の各々は、元々円柱状のピン82上に結合要素84、85として配列される。マッシュルーム84およびフック85は、プレートのマッシュルーム74およびフック75に対応し、類似の寸法を有している。従って、マッシュルーム84およびフック85は、外側に向かって(すなわちコアから離れる方向に)球状に丸くなるように形成されている。他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム84は、コアに向かう側面にアンダーカットを有する。同様に、フック85もアンダーカットを含む。マッシュルーム84のアンダーカットおよびフック85のアンダーカットは、係合粒子の他のマッシュルーム84およびフック85と連結および/またはスナップイン結合するのに、あるいは係合プレートの他のマッシュルーム74およびフック75と連結および/またはスナップイン結合するのに適している。
プレートのピン72および結合要素74、75は、均一な安定性が達成できるように、粒子のピン82および結合要素84、85にマッチしているのが好ましい。粒子を製造する材料はプレートの材料と同じであってもよく、同じ製造手順を用いてもよい。
プレートは、チップまたはネジ形式の固定手段(図示しない)により患者の骨に結合できる。その後、本発明による骨置換材料の追加プレートまたは粒子が上記プレートに固定される。この点に関して言えば、粒子およびプレートは、互いに結合される粒子とプレート間に自由間隙が残るように互いに適切に結合されるので、該粒子およびプレートで形成される強化三次元体は開放細孔体である。開放細孔構造体の自由断面は、骨材料が細孔内に形成されるのに十分な大きさ、および/または骨材料が細孔内に入り込み成長できるのに十分な大きさを有していなければならない。従って、プレートおよび粒子で形成される開放細孔の三次元体は骨伝導性であると言える。骨伝導性を促進させるため、粒子の表面は骨成長促進物質でコーティングされていてもよい。従って、粒子およびプレートで形成される三次元体は骨置換材料として適している。
図27〜図30は、本発明による第9代替骨置換材料のプレートを示しており、本発明ではこれが特に好ましい。この点に関して言えば、図27は、互いにスナップインされた2つのプレートの概略斜視図を示しており、図28は、図27に示される2つのプレート(互いにスナップインされていない)の概略斜視図を示しており、図29は、互いにスナップインされた図27に示されるプレートの2つの概略図、すなわち上面の平面図(図29の下部)および側面図(図29の上部)が示されており、図30は、図27および図29に示される互いにスナップインされたプレートの、図29(下部)のA−A線に沿った概略断面図を示している。
プレートは、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、ステンレス鋼、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体91を含んでいる。該平面構造体91はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体91で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン92が各プレートの平面構造体91から外に延び、該平面構造体91の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部93が該平面構造体91のピン92の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部93を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体91に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図27〜図30は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン92が平面構造体91から該平面構造体91の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン92が平面構造体91の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図27の下部および/またはその下、図28、図29の側面図の下部、図29の平面図の下(画像平面内)および図30の左下に示してある。強化プレートは、図27の上部の上、図28、図29の側面図の上部、図29の平面図の上(画像平面外)および図30の右上に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン92は元々円柱状であるが、ピン92の末端つまり平面構造体91の反対側に、マッシュルーム94を結合要素94として有する。マッシュルーム94は、外側に向かって(すなわち平面構造体91から離れる方向に)丸くなっており、球状部分を形成する。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。マッシュルーム94は、平面構造体91に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム94と連結および/またはスナップイン結合するのに適した、あるいは係合プレートの凹部93と連結するのに適したアンダーカット96形成する。
更に、溝97が結合要素97としてピン92および/または把持面96に提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム94が溝97に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、平面構造体91に面する溝97の端は、マッシュルーム94が溝97に適合できる、および/または良く滑り込めるように丸く形成されている。溝97の形状は、マッシュルーム94の表面形状の反対像に対応するので、マッシュルームは、溝97の1つの線に沿って接触できる。従って、マッシュルーム94はスナップイン手段94を形成し、溝97はマッチする対向スナップイン手段97を形成する。この構造により、該プレートの更なる挿入は妨げられる。
マッシュルーム94を有するピン92が、各々16のピン92および/またはマッシュルーム94のグループおよび/または島として配列されている。この方法により、別のプレートのマッシュルーム94が圧縮されたとき、上記グループおよび/または島の端に配列されたピン92は、より容易に外側に変形できる。この方法により、マッシュルーム94が溝97にスナップインしたとき、ピン92の弾性変形は互いに干渉し合わないので、プレートは互いに結合できる。
この第9実施態様においては、マッシュルーム94と溝97のみが結合要素94、97としてプレート上に提供されている。または、あるいは加えて、フック(図示しない)が結合要素としてピン92上に提供されてもよい。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態(すなわち図27、図29および図30に示してある状態でない場合)、すなわち隣接プレートのピン92のマッシュルーム94が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体91の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン92、マッシュルーム94および溝97の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは5mmと10mmの間の断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は0.5mmと1mmの間の範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、結合プレートのピン92を弾性変形させるマッシュルーム94および/またはピン92の弾性回復力により溝97内に押し込まれ平面構造体91から離れる隣接プレートの動きを制限するマッシュルーム94の端により、互いに連結できる(図27、図29および図30を参照)。溝97の形状はマッシュルーム94の形状にマッチするように作られているので、マッシュルーム94のそれ以上の動きは阻止される。多数のマッシュルーム94が多数の溝97にスナップインする場合は特にそうである。
マッシュルーム94、平面構造体91の厚さ、溝97の形状および平面構造体91とマッシュルーム94との間のピン92の長さは、プレートを連結させると平面構造体91から離れた位置に面しているマッシュルーム94およびフック95の表面が隣接プレートの溝97の表面に接触するように、並びにプレートを結合させるとマッシュルーム94の把持面96が、隣接プレートのマッシュルーム94の把持面96に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
更に、溝97は、マッシュルーム94の把持面96または対向キャップ上面側が凹部93を完全に覆うのを妨げる。凹部93がマッシュルーム94によってより少なく覆われるようにするため、凹部93は、凹部93の周囲に分散された複数のスリット(図示しない)を有していてもよい。
従って、図27〜図30の第9実施態様は、主に、隣接のマッシュルーム94がスナップインできる適合溝97をマッシュルーム94が追加結合要素として有しており、ピン92がより分厚いという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部43は追加のスリットを全く含んでいない。
図31は、結合要素104、114により部分的に連結した、本発明による第10および第11骨置換材料の複数のプレートの概略斜視図を示している。
図31、図33および図36は、本発明による第10代替骨置換材料のプレートを示しており、本発明ではこれが特に好ましい。図33は、第10代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、図33の下部は上面の平面図、図33の中間部は側面図、図33の上部は図33(底部)のB−B線に沿った断面図を示している。図36は、互いに結合している、第10代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、図36の下部は上面の平面図、図36の上部は図36(底部)のE−E線に沿った断面図を示している。
図31、図34および図37は、本発明による第11代替骨置換材料のプレートを示しており、本発明ではこれが特に好ましい。図34は、第11代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、図34の下部は上面の平面図、図34の中間部は側面図、図34の上部は図34(底部)のC−C線に沿った断面図を示している。図37は、互いに結合している、第11代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、図37の下部は上面の平面図、図37の上部は図37(底部)のF−F線に沿った断面図を示している。
図32および図35は、本発明による第12代替骨置換材料のプレートを示しており、本発明ではこれが特に好ましい。図32は、第12代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、図32の下部は上面の平面図、図32の中間部は側面図、図32の上部は図32(底部)のA−A線に沿った断面図を示している。図35は、互いに結合している、第12代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、図35の下部は上面の平面図、図35上部は図35(底部)のD−D線に沿った断面図を示している。
第10、11、12の3つの実施態様は極めてよく似ているので、以下に一緒に記載される。
プレートは、チタン、チタン合金、タンタルまたはタンタル合金で構成されているが、ステンレス鋼、弾性のある生体適合性プラスチック材料または上記材料の複合体で製造してもよい。プレートは、CAM手順および/または選択的レーザー溶融(EBM)などによる3D印刷手順で製造される。プレートを製造するにあたり、他のラピッドプロトタイピング法および/またはコンピューター支援ジェネレーティブ製造法を用いてもよい。
プレートは、各々、プレート全体を支えプレート同士を結合させるプレート状の平面構造体101、111、121を含んでいる。該平面構造体101、111、121はフレキシブルであり、平面以外の表面を該平面構造体101、111、121で形成できるほど弾性的に変形可能である。複数のピン102、112、122が各プレートの平面構造体101、111、121から外に延び、該平面構造体101、111、121の平面から垂直に突出している。複数の貫通凹部103、113、123が該平面構造体101、111、121のピン102、112、122の間に配列されているので、プレートが互いに結合されて三次元体を形成すると、並びに隣接プレートが接触せず凹部103、113、123を覆わない場合に、三次元体は該平面構造体101、111、121に垂直な方向に開放細孔を持つようになる。
図31〜図37には、第10、11、12実施態様として2種類のプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン102、112、122が平面構造体101、111、121から該平面構造体101、111、121の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン102、112、122が平面構造体101、111、121の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図31の左下、他の全図面では図示された両方のプレートの下側に示してある。上記基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
ピン102、112、122は元々円柱状であるが、各々、互いに重なり合っている4つのマッシュルーム104、114、124を結合要素104、114、124として有する。マッシュルーム104、114、124は、外側に向かって(すなわち平面構造体101、111、121から離れる方向に)丸くなっている。第10実施態様(図31、図33および図35)および第12実施態様(図32および図35)のマッシュルーム104、124はピン102、122の先端に球状の部分を形成するが、第11実施態様のマッシュルーム114はピン112の先端部分が多少尖っている。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。ピン102、112、122の先端のマッシュルーム104、114、124の下に位置しているマッシュルーム104、114、124、すなわち平面構造体101、111、121と平面構造体101、111、121から離れた側のピン102、112、122上に位置するマッシュルーム104、114、124との間にあるマッシュルームは、円錐台の形状を有している。マッシュルーム104、114、124は、平面構造体101、111、121に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム104、114、124と連結および/またはスナップイン結合するのに適した、あるいは係合プレートの凹部103、113、123と連結するのに適したアンダーカット106、116、126を形成する。第11実施態様(図31、図34および図37)のピン112およびマッシュルーム114は、第10および第12実施態様のそれより僅かに小さい直径を有しているので、第11実施態様の把持面116は、第10および第12実施態様の把持面106、126よりも多少深いまたは大きい面積を持つように構成されている。
更に、溝107、117、127が結合要素107、117、127としてピン107、117、127の把持面106、116、126に隣接して提供されており、それにより、隣接プレートのマッシュルーム104、114、124が溝107、117、127に係合および/またはスナップインできる。この目的のために、溝107、117、127はマッシュルーム104、114、124の湾曲形状の反対像に近く形成されてあり、従って、マッシュルーム104、114、124は、溝107、117、127の線に沿ってマッチすることになる。このように、マッシュルーム104、114、124はスナップイン手段104、114、124を形成し、溝107、117、127はマッチする対向スナップイン手段を形成する。第10、11、12実施態様においては、ピン102、112、122をマッシュルーム104、114、124と一緒に凹部103、113、123内に押し込む、あるいはそれぞれ圧縮して貫通させることにより、プレートを更に挿入することも可能である。
第12実施態様では、マッシュルーム124を有するピン122が、各々46のピン122のグループおよび/または島として配列されている。この方法により、別のプレートのマッシュルーム124が圧縮されたとき、上記グループおよび/または島の端に配列されたピン122は、より容易に外側に変形できる。この方法により、マッシュルーム124が溝127にスナップインしたとき、ピン122の弾性変形は互いに干渉し合わないので、プレートは互いに結合できる。
本発明の骨置換材料を形成するには、互いに連結またはスナップインしていない状態、すなわち隣接プレートのピン102、112、122のマッシュルーム104、114、124が互いにまだ係合していない状態で、プレートが互いに接触する位置に配置されるのが好ましい。更に、プレートは、液体により濡らされた状態で存在していてもよい。該液体は、感染を制御するため、あるいは骨の成長を促進するため、少なくとも1つの製薬的に活性な物質を含んでいるのが好ましい。または、あるいは加えて、粒子は上記タイプの製薬的に活性な物質でコーティングされていてもよい。
骨置換材料は、プレートの表面を互いに圧縮することにより形成できる。この方法により、プレートは互いに連結および/またはスナップインされ、その結果、骨置換材料は好ましい程度に強化される。プレートは、治療計画に適合するように、平面構造体101、111、121の弾性変形を通して予め変形させておいてもよい。少なくとももう1つのプレート(これも通常は変形する)と連結またはスナップインさせると、このようにして互いに結合した2つのプレートは、選択された形状が強化され互いに安定する。
この点に関して言えば、互いに結合されるプレート間の自由間隙がピン102、112、122、マッシュルーム104,114、124および溝107、117、127の領域に残るように、すなわちプレートにより形成される三次元体がプレートの平面に平行な方向に開放細孔になるように、プレートは互いに適切に結合される。プレートは5mmと10mmの間の断面および/または厚さを有しているので、残留細孔は0.5mmと1mmの間の範囲の自由断面を有する。上記断面は、骨材料が細孔内に形成される、および/または成長するのに十分な大きさである。従って、該三次元体は骨伝導性であると言える。従って、該プレートで形成される三次元体は骨置換材料に適している。
ピン102、112、122はマッシュルーム104、114、124と平面構造体101、111、121との間が最も薄いので、ピン102、112、122は平面構造体101、111、121との結合において最も傾きやすい、あるいはそれぞれ最もフレキシブルであり、従って、マッシュルーム104、114、124は、マッシュルーム104、114、124間にある溝107、117、127に連結またはスナップイン結合できる。
プレートは、三次元体が次元的に安定するように互いにしっかりと圧縮されるべきである。この点に関して言えば、プレートは、第1段階では、ピン102、112、122を弾性変形させるマッシュルーム104、114、124により互いに連結でき、並びにピン102、112、122の弾性回復力により、マッシュルーム104、114、124またはマッシュルーム104、114、124の端がそれぞれ溝107、117、127内に押し込まれ、平面構造体101、111、121から離れる隣接プレートの動きを制限する(図35〜図37を参照)。第2段階では、プレートを更に互いに圧縮すると(図示しない)、該プレートは、平面構造体101、111、121の凹部103、113、123を通して圧縮されるマッシュルーム104、114、124によりスナップインできる。この点に関して言えば、マッシュルーム104、114、124は凹部103、113、123内で停止し、それによりマッシュルーム104、114、124が隣接のプレートに対して移動するのが妨げられ、2つのプレートが互いにスナップインされる。マッシュルーム104、114、124の端がまずピン102、112、122、溝107、117、127、凹部103、113、123またはマッシュルーム104、114、124を僅かに塑性変形させ、あるいは、次に凹部103、113、123の端が隣接プレートのマッシュルーム104、114、124を僅かに塑性変形させ、それによりプレートが互いにスナップインするようにしてもよい。
更に、まずピン102、112、122の先端に位置するマッシュルーム104、114、124によってある領域でプレートが連結することにより、2つのプレートが結合できる。更に、ある領域でマッシュルーム104、114、124によりプレートを連結させ、並びに他の領域でマッシュルーム104、114、124および凹部103、113、123を互いにスナップインさせることにより、2つのプレートは結合できる。マッシュルーム104、114、124、凹部103、113、123の深さ(それぞれ平面構造体101、111、121の厚さ)および平面構造体101、111、121とマッシュルーム104、114、124との間のピン102、112、122の長さは、プレートを連結させると平面構造体101、111、121から離れた位置に面しているマッシュルーム104、114、124の表面が隣接プレートの平面構造体101、111、121の表面に接触するように、並びにプレートを結合させると平面構造体101、111、121から離れた位置に面しているマッシュルーム104、114、124の表面が、隣接プレートのマッシュルーム104、114、124の把持面106、116、126に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
従って、図31〜図37の第10、11および12実施態様は、主に、マッシュルーム104、114、124が、重なるように配置されている複数のマッシュルーム104、114、124によって異なる位置で互いに連結でき、その結果、最も正確でしかも厚さのずれが僅かな骨置換材料が構築できるという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、隣接プレートの溝107、117、127にますます多くのマッシュルーム104、114、124が取り込まれ、それに伴いプレート間の距離が短縮されるので、更に安定したネットワークが提供される。
上述の説明、特許請求の範囲、図面および例示的実施態様で開示した本発明の特徴は、種々の実施態様で本発明を実現するにあたり、個別的にまたはそれらのあらゆる組み合わせにおいて非常に重要である。
1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121:平面構造体
2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122::ピン
3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123:凹部
4、14、24、34、44、64、74、94、104、114、124:マッシュルーム/結合要素
6、16、26、36、46、66、96,106、116、126:把持面
37、47、67、77、97、107、117、127:溝/結合手段
38:ネジ/固定手段
39:チップ/固定手段
45、55、65、75:フック/結合要素
76:アンダーカット
82:ピン
84:マッシュルーム/結合要素
85:フック/結合要素
図1は、互いに部分的に結合した本発明の骨置換材料から成る5つのプレートの概略斜視図を示す。 図2は、図1の2つの下部プレートの5つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は底面側の図、E)は図2B)のA−A線に沿った断面図である。 図3は、図1の3つの上部プレートの3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図である。 図4は、互いに異なる深さに連結している、図1〜図3に示される本発明による骨置換材料の3つのプレートの概略斜視図を示す。 図5は、結合要素により互いに連結している、図1〜図4に示される本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示す。 図6は、結合要素および平面構造体により互いに連結している、図1〜図5に示される本発明による骨置換材料の2つのプレートの概略側面図を示す。 図7は、結合要素および平面構造体により互いに連結している、図6の2つのプレートの概略側面図を示す。 図8は、互いに結合している第2代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は図8C)のC−C線に沿った断面図である。 図9は、互いに結合している第3代替骨置換材料のプレートの4つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は側面図、C)は上面の平面図、D)は図9C)のB−B線に沿った断面図である。 図10は、互いに結合している第4代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は斜視図、B)は上面の平面図、C)は図10B)のA−A線に沿った断面図である。 図11は、結合要素により互いに結合している、図10に示される本発明による第4骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図12は、図10および図11に示される本発明による第4骨置換材料の2つのプレート(互いに結合していない)の概略斜視図を示す。 図13は、欠陥のある実施態様における第4代替骨置換材料の4つの概略図を示しており、A)は結合要素により結合した2つのプレートの斜視図、B)は基礎プレートの側面図、C)は図13B)に示される基礎プレートの上面の平面図であり、D)は図13C)のA−A線に沿った断面図である。 図14は、結合要素により互いに結合している、本発明による第5骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図15は、互いに結合している、図14に示される第5代替骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図15A)のB−B線に沿った断面図である。 図16は、結合要素により互いに連結している、本発明による第6骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図17は、図16に示される本発明による第6骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図18は、互いに連結された、図16に示される本発明による第6骨置換材料のプレートの概略側面図を示す。 図19は、図16ないし図18に示される本発明による第6骨置換材料の2つの連結されたフック(左)および2つの連結されていないフック(右)の詳細な概略斜視図を示す。 図20は、本発明による第7骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図21は、互いに結合している、第7骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図21A)のB−B線に沿った断面図である。 図22は、本発明による第8代替骨置換材料の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図23は、互いに結合している、第8骨置換材料の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図23A)のC−C線に沿った断面図である。 図24は、本発明による第8骨置換材料の変形の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示す。 図25は、互いに結合している、第8代替骨置換材料の変形の2つのプレートの3つの概略図を示しており、A)は上面の平面図、B)は側面図、C)は図25A)のC−C線に沿った断面図である。 図26は、3つおよび6つのペアとして相互に結合された第8代替骨置換材料のプレート並びに骨置換材料の3つの粒子の概略斜視図を示しており、この場合、該プレートは該粒子に結合可能である。 図27は、互いにスナップインされた、本発明による第9骨置換材料の2つのプレートの概略斜視図を示す。 図28は、図27に示される本発明による第9骨置換材料の2つのプレート(互いにスナップインされていない)の概略斜視図を示す。 図29は、互いにスナップインされた、図27に示される第9代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、図29の下部に上面の平面図、図29の上部に側面図が示される。 図30は、図27および図29に示される互いにスナップインされたプレートの、図29(下部)のA−A線に沿った概略断面図を示す。 図31は、結合要素により部分的に連結した、本発明による第10および第11骨置換材料の複数のプレートの概略斜視図を示す。 図32は、第12代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図32(底部)のA−A線に沿った断面図を示す。 図33は、第10代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図33(底部)のB−B線に沿った断面図を示す。 図34は、第11代替骨置換材料のプレートの3つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、中間部は側面図、上部は図34(底部)のC−C線に沿った断面図を示す。 図35は、互いに結合している、図32に示された第12代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図35(底部)のD−D線に沿った断面図を示す。 図36は、互いに結合している、図33に示された第10代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図36(底部)のE−E線に沿った断面図を示す。 図37は、互いに結合している、図34に示された第11代替骨置換材料の2つのプレートの2つの概略図を示しており、下部は上面の平面図、上部は図37(底部)のF−F線に沿った断面図を示す。
マッシュルーム4の把持面6または対向キャップ上面側が凹部3を完全に閉じないようにするため、すなわち凹部3がマッシュルーム4により容易に変形できるようにするため、凹部は各々、凹部3の周囲に分散された6つのスリットを有している。スリットの幅は、骨伝導性効果を可能にする十分な大きさを有しているべきである。
図14および図15は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン42が平面構造体41から該平面構造体41の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン42が平面構造体41の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図14の下部および/またはその下、図15Aの下部(画像平面内)、図15B)の下部および図15C)のに示してある。強化プレートは、図14、図15A)の上部(画像平面外)、図15B)の上部および図15C)のに示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
図16〜図18は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン52が平面構造体51から該平面構造体51の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン52が平面構造体51の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図16の下部またはその下、図17および図18の下部に示してある。強化プレートは、図16の上部並びに図17および図18の上部に示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
図20および図21は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン62が平面構造体61から該平面構造体61の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン62が平面構造体61の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図20の下部、図21Aの下部(画像平面内)、図21B)の下部および図21C)のに示してある。強化プレートは、図20、図21すなわち図21A)の上部の上(画像平面の外)、図21B)の上部および図21C)のに示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
従って、図20および図21の第実施態様は、主に、ピン62がより分厚く追加の結合要素として溝67を含んでおり、フック65が結合要素65として提供されているという意味で、図1〜図7の実施態様とは異なっている。更に、凹部63は追加のスリットを全く含んでいない。
図24は、本発明による第8骨置換材料の変形の2つのプレート(互いに連結されていない)の概略斜視図を示しており、図25は、互いに結合している、第8代替骨置換材料の変形の2つのプレートの3つの概略図を示しており、図25A)は上面の平面図を示し、図25B)は側面図を示し、図25C)は図25A)のC−C線に沿った断面図を示している。
図22〜図25は2種類の異なるプレート、すなわち、第1に、平坦な底面側を含みピン72が平面構造体71から該平面構造体71の一方側のみに延びている基礎プレート、そして第2に、ピン72が平面構造体71の両側から延びている強化プレートを示している。基礎プレートは、図22の下部、図23A)の下部(画像平面内)、図23B)の下部および図23C)の、並びに図24の下部、図25A)の下部(画像平面内)、図25B)の下部および図25C)のに示してある。強化プレートは、図22および図24および図23の上部すなわち図23A)の上部の上(画像平面外)、図23B)の上部、図23C)のおよび/または図25A)の上部(画像平面外)、図25B)の上部および図25C)のに示してある。基礎プレートは、広い表面部分を接触させて、治療対象の骨に取り付けることができる。しかし、強化プレートも、接触表面は相対的に少なくなるが、治療対象の骨に取り付け可能である。つまり、基礎プレートは省略できる。
マッシュルーム94、平面構造体91の厚さ、溝97の形状および平面構造体91とマッシュルーム94との間のピン92の長さは、プレートを連結させると平面構造体91から離れた位置に面しているマッシュルーム94の表面が隣接プレートの溝97の表面に接触するように、並びにプレートを結合させるとマッシュルーム94の把持面96が、隣接プレートのマッシュルーム94の把持面96に接触するように、互いに適切に適合させるのが好ましい。その結果、プレートは、変形させることなしには互いに移動しないようになる。
ピン102、112、122は元々円柱状であるが、各々、互いに重なり合っている4つのマッシュルーム104、114、124を結合要素104、114、124として有する。マッシュルーム104、114、124は、外側に向かって(すなわち平面構造体101、111、121から離れる方向に)丸くなっている。第10実施態様(図31、図33および図36)および第12実施態様(図32および図35)のマッシュルーム104、124はピン102、122の先端に球状の部分を形成するが、第11実施態様のマッシュルーム114はピン112の先端部分が多少尖っている。しかし、他の種類の丸み、例えば、楕円部分を形成してもよい。ピン102、112、122の先端のマッシュルーム104、114、124の下に位置しているマッシュルーム104、114、124、すなわち平面構造体101、111、121と平面構造体101、111、121から離れた側のピン102、112、122上に位置するマッシュルーム104、114、124との間にあるマッシュルームは、円錐台の形状を有している。マッシュルーム104、114、124は、平面構造体101、111、121に向かう側に、係合プレートの他のマッシュルーム104、114、124と連結および/またはスナップイン結合するのに適した、あるいは係合プレートの凹部103、113、123と連結するのに適したアンダーカット106、116、126を形成する。第11実施態様(図31、図34および図37)のピン112およびマッシュルーム114は、第10および第12実施態様のそれより僅かに小さい直径を有しているので、第11実施態様の把持面116は、第10および第12実施態様の把持面106、126よりも多少深いまたは大きい面積を持つように構成されている。

Claims (29)

  1. 骨欠陥補強用の、少なくとも1つのプレート、好ましくは複数のプレートから成る平面アロプラスチック骨置換材料であって、前記骨置換材料は、生体適合性のプラスチック材料、生体適合性の金属および/または生体適合性の金属合金で構成され、前記少なくとも1つのプレートは、平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)を含み、並びに前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)から外側に向かって延びる複数のピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)を含み、前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は、各々少なくとも1つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)を含み、前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は弾性的に変形可能で十分密着して配列されるので、複数のプレートの表面を互いに圧縮すると、異なるプレートの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)が互いに連結および/またはスナップインし、互いに連結および/またはスナップインしたプレートは、互いに連結および/またはスナップインしたプレートの開放細孔体を形成することを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  2. 請求項1に記載の骨置換材料において、前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)は、マッシュルーム(4、14、24、34、44、64、74、94、104、114、124)、フック(45、55、65、75)、アンダーカット(76)および/またはスナップイン要素(34、37、44、45、47、64、65、67、74、75、77、94、97、104、107、114、117、124、127)、好ましくはマッシュルーム(4、14、24、34、44、64、74、94、104、114、124)、フック(45、55、65、75)、アンダーカット(76)、スナップイン手段(34.44、45、64、65、74、75、94、104、114、124)および/または対向スナップイン手段(37、47、67、77、97、107、117、127)であることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  3. 請求項1または2に記載の骨置換材料において、前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)と前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)との間の距離は、0.3mmと2mmの間、好ましくは0.5mmと1mmの間であることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートのピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は、前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)から垂直に延びる、または60°と90°の間の角度、好ましくは80°と90°の間の角度で延びることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)は、前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)のジャケット面上に提供されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の骨置換材料において、互いに圧縮されるプレートが不可逆的に連結および/またはスナップインされることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の骨置換材料において、突出したピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)のない前記少なくとも1つのプレートの厚さはせいぜい1.5mm、好ましくは、前記厚さは0.25mmと1.5mmの間、特に好ましくは、前記厚さは0.5mmと1mmの間であることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、ジェネレーティブ3D印刷法で製造されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の骨置換材料において、1つのピンに存在する前記少なくとも1つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)のうち少なくとも1つは円錐台の形状をしており、ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)の縦軸は前記円錐台の縦軸を形成し、前記円錐台のジャケットは前記平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)から離れた外側に面していることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の骨置換材料において、1つのピンに存在する前記少なくとも1つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)のうち少なくとも1つは、フック(45、55、65、75)の形で、および/またはマッシュルームヘッド(4、14、24、34、44、64、74、94、104、114、124)として提供されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は、1つのプレートの前記平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)と前記少なくとも1つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)のうち少なくとも1つとの間に、追加の結合要素(37、47、67、77、97、107、117、127)として周方向溝(37、47、67、77,97、107、117、127)を含んでおり、他のプレートの結合要素(4、14、24、34、44、45、55、64、65、74、75、94)は、前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)が前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)に沿ってそれ以上移動できないように、前記溝に連結および/またはスナップインできる、好ましくは適切にスナップインできることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の骨置換材料において、少なくとも2つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)が前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)のジャケット面に連続して配列され、特に好ましくは、少なくとも3つの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)が前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)のジャケット面に連続して配列されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、正方形、長方形、不等辺四辺形、平行四辺形および/または多角形として提供されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)は貫通する細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123)を含んでおり、前記細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123)は丸みを帯びており、特に前記細孔は角張った輪郭を有しておらず、前記プレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)内の前記細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123)は好ましくは0.25mmと1mmの間、特に好ましくは0.3mmと0.9mmの間の自由断面を有していることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)は貫通する細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93)を含んでおり、前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)に垂直な前記細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、3)の深さは、少なくとも0.25mm、好ましくは少なくとも0.4mmであることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、生体適合性のプラスチック材料、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタル、タンタル合金または前記材料の複合体で作られることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  17. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートの第1のプレートの同じ側に配列されている近接ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は、前記第1のプレートのピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)が、前記少なくとも1つのプレートの第2のプレートの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)に連結および/またはスナップインすることによる弾性変形の後、前記第2のプレートの少なくとも2つの更なる結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)に少なくとも2つの連結および/またはスナップイン結合できるように、好ましくは前記第2のプレートの3つの更なる結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)に少なくとも3つの連結および/またはスナップイン結合できるように、互いに適切な距離に配置されていることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  18. 請求項1〜17のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記プレートまたはプレートの少なくとも1つは一方の側にだけピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)を有し、他方の側では骨に平面状態で取り付け可能であり、この目的のために、好ましくは、骨に押し込め可能な尖ったチップが提供される、あるいは前記少なくとも1つのプレートの平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)にアイレットまたはボアホールが提供され、それにより前記少なくとも1つのプレートが骨にネジで留められる、あるいは他の手段で取り付けられるようにすることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  19. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートまたは前記少なくとも1つのプレートのうち少なくとも1つは、両側にピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)を有することを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  20. 請求項1〜19のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、無機または有機粒状骨置換材料および/または自家海綿骨、または同種異系の海綿骨と混合されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  21. 請求項1〜20のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、抗生物質、ビスホスホネート、ステロイド、非ステロイド性抗炎症薬、成長因子および細胞増殖抑制剤の群からの1つまたはそれ以上の医薬品でコーティングされていることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  22. 請求項1〜21のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートまたはそれらのうち少なくとも1つは、半球状カップまたは半球形表面として、あるいは円弧またはトラフとして提供されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  23. 請求項1〜22のいずれか一項に記載の骨置換材料において、複数のプレートで形成される開放細孔体の細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123)は相互連結し骨伝導性であり、前記細孔(3、13、23、33、43、53、63、73、93、103、113、123)は、好ましくは0.1mmと1mmの間、特に好ましくは0.25mmと0.9mmの間の自由断面を有していることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  24. 請求項1〜23のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記少なくとも1つのプレートは、前記平面構造体(1、11、21、31、41、51、61、71、91、101、111、121)内で塑性的にまたは弾性的に変形可能であることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  25. 請求項1〜24のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)を有する前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)は各々3つ以上のピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)の列に配列され、前記少なくとも1つのプレートの非占有表面の細長い片が斯かる各3つ以上の列の間に残存する、あるいは前記結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)を有する前記ピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)のグループ配列または入れ子配列が提供されることを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  26. 請求項1〜25のいずれか一項に記載の骨置換材料において、前記骨置換材料は、前記少なくとも1つのプレートの他に少なくとも1つの粒子を含み、前記少なくとも1つの粒子は、コアおよび前記コアから延びる少なくとも6本のピン(82)を含み、前記ピン(82)は各々前記少なくとも1つのプレートの結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)と同様に設計された少なくとも1つの結合要素(84、85)を含むので、前記少なくとも1つのプレートおよび前記少なくとも1つの粒子は、前記少なくとも1つのプレートおよび前記少なくとも1つの粒子の結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)を互いに圧縮することにより互いに連結および/またはスナップインされ、互いに連結および/またはスナップインされた前記プレート(群)および粒子(群)は、互いに連結および/またはスナップインされたプレート(群)および粒子(群)の開放細孔体を形成することを特徴とする、平面アロプラスチック骨置換材料。
  27. 請求項1〜26のいずれか一項に記載の複数のプレートを含む平面アロプラスチック骨置換材料から成る物体を形成する方法であって、複数のプレートが互いに圧縮されることにより、前記プレートは互いに連結および/またはスナップインされて開放細孔を形成することを特徴とする、方法。
  28. 請求項27に記載の方法において、前記プレートの少なくとも1つは、第2骨置換材料の細孔を有する結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)をスナップインおよび/または連結することにより、前記第2骨置換材料の多孔性三次元体に結合され、および/または前記プレートの少なくとも1つは、複数の粒子から成る第3の粒状骨置換材料に結合され、前記第3の粒状骨置換材料の粒子は、前記粒子から延び結合要素(84、85)を有する複数のピン(82)を有しており、前記第3の粒状骨置換材料の粒子のピン(82)および結合要素(84、85)は、請求項1〜25のいずれか一項に記載の骨置換材料の少なくとも1つのプレートのピン(2、12、22、32、42、52、62、72、92、102、112、122)および結合要素(4、14、24、34、37、44、45、47、55、64、65、67、74、75、76、77、94、97、104、107、114、117、124、127)の特徴を有していることを特徴とする、方法。
  29. 請求項1〜26のいずれか一項に記載の平面アロプラスチック骨置換材料の、外傷外科手術、整形外科または獣医学におけるインプラント材料としての使用。
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