KR20030081397A - 표면에 언더커팅 마이크로 리세스를 만드는 방법과 이러한방법으로 제조된 외과용 삽입물, 및 뼈에 삽입물을고정하는 방법 - Google Patents

표면에 언더커팅 마이크로 리세스를 만드는 방법과 이러한방법으로 제조된 외과용 삽입물, 및 뼈에 삽입물을고정하는 방법 Download PDF

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KR20030081397A
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Abstract

본 발명은 아티클이 표면에서 나타나는 것보다 표면 아래의 레벨에서 더 큰 프랙탈 영역을 제공하도록 아티클의 표면 내에 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 마스컨트 층을 상기 아티클의 선택된 표면에 제공하는 단계; 선택된 패턴으로 아티클 표면의 언더라잉 부분을 노출시키기 위하여 선택된 위치의 마스컨트 층을 제거하는 단계; 아티클의 노출된 부분을 에칭하고 에천트가 남아있는 마스컨트 층의 일부분 아래를 에칭할 수 있는 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 표면 부분에 제공하는 단계; 및 리세스의 고도로 처리된 패턴을 제공하기 위하여, 다수의 언더커팅된 리세스를 갖는 노출된 상태의 표면을 제공하도록 남아있는 마스컨트 층을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

표면에 언더커팅 마이크로 리세스를 만드는 방법과 이러한 방법으로 제조된 외과용 삽입물, 및 뼈에 삽입물을 고정하는 방법 {METHOD FOR PRODUCING UNDERCUT MICRO RECESSES IN A SURFACE, A SURGICAL IMPLANT MADE THEREBY, AND METHOD FOR FIXING AN IMPLANT TO BONE}
뼈의 부착력을 높이고 뼈에 대한 삽입물의 위치를 안정화시키기 위해 외과용 삽입물 상에 텍스처 표면을 사용하는 것이 공지되어 있다. 예컨대, 환자의 대퇴부에 위치시키기 위한 대퇴부 서브-어셈블리를 구성하는 인공 고관절과, 환자의 비구(acetabulum)에 위치시키기 위한 비구 서브-어셈블리의 경우에, 대퇴부 서브-어셈블리는 통상적으로 텍스처 표면이 제공된 인공 줄기(stem)를 포함하고, 비구 서브-어셈블리는 통상적으로 텍스처 표면이 제공된 비구 컵(cup)을 포함하는데, 상기 텍스처 표면은 뼈의 내증식을 촉진하는데 사용된다.
외과용 삽입물을 안정적으로 위치시키기 위해 거칠고, 텍스처링되고, 뼈에결합되는 바람직한 표면이 1994년 3월 29일 Tan Leonard에게 부여된 미국특허번호 5,298,115호, 1995년 10월 10일에 Samuel G. Steinemann에게 부여된 미국특허번호 5,456,723호, 1997년 2월 18일에 Keith D. Beaty에게 부여된 미국특허번호 5,603,338호, 1998년 12월 29일에 Bruce A. Banks 에게 부여된 미국특허번호 5,853,561호, 및 1999년 10월 12일에 Roland Baege 등에게 부여된 미국특허번호 5,965,006호에 개시되어 있다.
이러한 텍스처 표면을 만들기 위해, 한 가지 공지된 방법은 삽입물의 데이텀 표면(datum surface) 상에 융합된 다량의 티타늄 스피어 배쿠엄(sphere vacuum)을 제공하는 것이다. 이러한 방법은 1989년 5월 30일에 Robert V. Kenna에게 부여된 미국특허번호 4,834,756호에 개시되어 있다. 1987년 2월 24일에 Kenneth R. Sump에게 부여된 미국특허번호 4,644,942호에 개시된 유사한 방법에서, 추출가능한 성분(extractable component) 및 티타늄 스피어가 삽입물의 데이텀 표면 상에 융합된 코팅재로서 조밀해지고, 다음에 추출가능한 성분이 추출되는 것이 개시되어 있다. 처리되지 않은 금속에 대해 개선이 되었지만, 이러한 표면을 이용하는 삽입 장치의 수명에 대해 문제가 제기되었다. 실제로 고유한 부착성이 있는지에 대해 의문이 제기되었다. 스피어에 의해 형성된 공극은 내증식 조직(ingrowing tissue) 및/또는 뼈가 장기간 성장하는데 충분하지 않다는 것이다. 더욱이, 이러한 방식으로 처리된 보철물은 삽입물 재료의 야금 특성에 나쁜 영향을 미치는 융합 처리와, 융합된 스피어 네트워크로부터 제조시 발생한 절단 오일과 같은 오염물질 제거의 곤란성으로 인해 실패하게 되었다. 더구나, 정확하게 결정될 수 있는 오리지널 데이텀표면은 코팅 스피어를 제공함으로써 사라지게 된다.
화학 밀링 및/또는 포토-화학 에칭 기술을 사용하여 구멍이 있는 얇은 금속 시트 또는 플레이트를 형성하는 것이 1967년 12월 19일 Hans-Joachim Heinrich 등에게 부여된 미국특허번호 3,359,192호, 1997년 2월 25일에 Anthony J. Pellegrino 등에게 부여된 미국특허번호 5,606,589호, 1998년 9월 29일에 Anthony J. Pellegrino 등에게 부여된 미국특허번호 5,814,235호에 개시되어 있다. 여기 개시된 방법은 조도 또는 텍스처링의 정도 및 범위에 대해 정확한 제어를 제공하지 않는다.
1993년 11월 2일 Donald J. Wagner 등에게 부여된 미국특허번호 5,258,098호, 1996년 4월 16일에 Donald J. Wagner 등에게 부여된 미국특허번호 5,507,815호, 2001년 2월 27일에 Donald J. Wagner 등에게 부여된 미국특허번호 6,193,762호에는, 에칭을 방지하는 도트 패턴을 형성하기 위해 임의로 스프레이된 마스컨트 패턴과 함께 사용된 화학 및 전기화학 에칭 방법이 개시되어 있다. 에칭과 마스컨트 스트리핑이 반복적으로 수행된 후에, 복합된 패턴이 제조된다. 복합되어 나타나지만, 이러한 패턴은 삽입물 사이에 예측성과 반복성을 거의 제공하지 않으며, 고도로 처리된(engineer) 데이텀 포인트가 존재하지 않는다.
따라서, 뼈 또는 다른 내증식 신체부분과 같은 인접한 신체부분에 결합하기 위해 고도로 처리된 텍스처 표면을 제조하는 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 의료용 및 산업용 분야의 텍스처 표면(textured surface)을 제조하는 것에 관한 것으로, 특히 표면에 언더커팅 마이크로 리세스를 제조하는 방법과 이러한 방법으로 제조된 외과용 삽입물, 및 뼈에 삽입물을 고정하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 다수의 언더커팅 마이크로 리세스가 제공되기에 바람직한 표면을 갖는 아티클의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 상기 표면에 증착된 마스컨트 재료 층을 갖는 도 1의 아티클을 도시한다.
도 3은 부분적으로 제거된 마스컨트 층을 갖는 도 2의 아티클 및 마스컨트 층을 도시한다.
도 4는 도 3과 유사하며 언더커팅되고 서로 연결된 리세스를 제공하기 위해 에칭하여 제거된 마스컨트에 의해 덮이지 않은 아티클의 일부분을 도시한다.
도 5는 도 4와 유사하지만, 벗겨내고 남아있는 마스컨트 층을 도시한다.
도 6-10은 뼈에 인접한 아티클의 위치설정과 아티클과 뼈의 상호 결합을 진행에 따라 도시한 단면도이다.
도 11은 도 2-10에서 도시된 것처럼 처리된 다수의 표면을 가지는 외과용 삽입물의 단면도이다.
본 발명의 목적은 인접한 신체부분과 상호결합하기에 적합한 텍스처 표면을제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 신체부분의 표면내에 언더커팅 마이크로 리세스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측정가능하고 예측가능하며, 임의의 선택된 수의 표면에 정확하게 복제되고 반복될 수 있는 소정의 패턴으로 상기 리세스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장치의 재료가 제조 공정에 걸쳐 야금 특성을 보유하는 외과용 삽입물 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외과용 삽입물용 텍스처 표면을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 이러한 표면은 삽입물 및 조직(tissue) 및/또는 뼈와 견고하게 서로 결합되도록 조직 및/또는 뼈의 내증식을 촉진한다.
본 발명의 또 다른 목적은 뼈의 내증식을 촉진하고 용이하게 하며 삽입물 설치시 뼈 위의 표면 위치를 안정화시키고 삽입물과 뼈 사이의 상호 결합 과정을 개시하기 위해 뼈와 "스크래치 피팅(scratch fit)"을 용이하게 하는 언더커팅 및 상호결합하는 리세스를 포함하는 표면을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. "스크래치 피팅"은 프레스 피팅 설치 동안 삽입물의 위치로부터 뼈를 스크래핑하는 텍스처 표면에 의해 이루어진다.
본 발명의 또 다른 목적은 뼈에 외과용 삽입물을 부착하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 뼈에 삽입물을 부착하는 동안 미립자의 뼈 물질로외과용 삽입물의 뼈 하베스팅(harvesting) 및 시딩(seeding)을 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 삽입물과 뼈 위치 사이에 마이크로-움직임을 감소시키기 위하여 뼈 삽입물 위치와 정화하게 피팅되는 외과용 삽입물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 뼈와 결합하는 표명에 예리하게 형성된 에지를 갖는 언더커팅 마이크로 리세스를 갖는 외과용 삽입물을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적의 견지에서, 본 발명의 특징은 아티클(article)의 표면에 다수의 언더커팅 마이크로 리세스를 제조하여 아티클이 표면에서 나타나는 프랙탈 영역보다 표면 아래의 레벨에서 프랙탈 영역이 더 크게 나타나게 하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 실질적으로 전체 아티클 표면에 마스컨트 층을 제공하는 단계; 선택되고, 예측가능하며, 재생성가능한 패턴으로 아티클 표면의 언더라잉 부분을 노출하도록 선택된 장소의 마스컨트 층을 제공하는 단계; 노출된 표면 부분을 에칭하고 에천트가 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하고 다수의 언더커팅 리세스를 생성하기에 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 표면 부분에 에천트를 제공하는 단계; 및 고도로 처리된 패턴의 리세스를 제공하기 위해 상호 연결된 리세스를 포함하는 언더커팅된 다수의 리세스를 가지며 노출된 상태의 아티클 표면을 제공하기 위해 남겨진 마스컨트 층 부분을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 특징에 따라서, 임의의 선택된 수의 표면에서 반복될 수 있는 선택된 패턴으로 아티클의 표면에 다수의 언더커팅 마이크로 리세스를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 마스컨트 층을 실질적으로 아티클의 선택된 표면 전체에 제공하는 단계들을 포함한다. 다음에 마스컨트 층은 프로그래밍된 패턴으로 아티클 표면의 언더라잉 부분을 노출하기 위해 프로그래밍된 위치에서 컴퓨터-제어 레이저 절제에 의해 제거된다. 다음에 에천트가 노출된 표면 부분을 에칭하고 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하고 다수의 언더커팅 리세스를 생성하기에 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 표면 부분에 제공되며, 남아있는 마스컨트 층은 다수의 언더커팅 리세스를 가진 노출된 상태에서 선택된 표면을 제공하기 위해 제거된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 뼈에 삽입물을 부착할 때 뼈의 내증식을 자극하기 쉬운 외과용 설치물을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 리지드 아티클을 제공하는 단계; 마스컨트 층을 실질적으로 아티클의 데이텀 표면 전체에 제공하는 단계; 아티클 표면의 언더라잉 부분을 노출하기 위해 선택된 위치에 마스컨트 층의 부분을 제거하는 단계; 노출된 표면 부분을 에칭하고 에천트가 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하고 데이텀 표면을 갖는 자신의 접속 단면에서 예리한 에지를 가지는 다수의 언더커팅 리세스를 제조하기에 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 표면 부분에 에천트를 제공하는 단계; 및 뼈에서 미립자 물질을 깍아내기 위해 예리한 에치를 갖는 노출된 상태에서 데이텀 표면을 제공하기 위해 마스컨트 층의 남아있는 부분을 제거하는 단계를 포함하는데, 상기 리세스는 뼈의 내증식을 자극하기 위해 뼈 미립자 물질을 수용하고 보유한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 외과용 삽입물에 텍스처 표면을 제조하기위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 삽입물의 데이텀 표면 전체에 실질적으로 마스컨트 층을 제공하는 단계; 삽입물의 데이텀 표면의 언더라잉 부분을 노출하기위해 선택된 위치에서 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계; 노출된 표면 부분을 에칭하고 에천트가 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하며 데이텀 표면을 갖는 자신의 교차부에서 예리한 에지를 갖는 다수의 언더커팅 리세스를 제조하기에 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 데이텀 표면부분에 에천트를 제공하는 단계; 및 뼈로부터 미립자 물질을 깍아내기 위해 예리한 에지를 갖는 노출된 상태에서 데이텀 표면을 제공하기 위해 마스컨트 층의 남아있는 부분을 제거하는 단계를 포함하는데, 상기 리세스는 뼈의 내증식을 자극하기 위해 뼈 미립자 물질을 수용하고 보유한다.
본 발명의 또다른 특징에 따라서, 뼈에 외과용 삽입물을 부착하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은 데이텀 표면, 상기 데이텀 표면 내에 다수의 마이크로 리세스, 및 상기 데이텀 표면 상에 뼈 밀링 구조물을 가지는 외과용 삽입물을 제공하는 단계; 상기 데이텀 표면을 상기 뼈의 표면에 프레싱하는 단계; 및 삽입물이 상기 뼈로부터 미립자 뼈 물질을 뼈 표면을 따라 밀링하도록 하는 단계를 포함하며, 상기 리세스는 뼈의 내증식을 자극하기 위해 미립자 뼈 물질을 수용하고 보유한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 외과용 삽입물을 뼈에 부착하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은 데이텀 표면 및 상기 데이텀 표면 내에 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스를 갖는 외과용 삽입물을 제공하여, 삽입물이 데이텀 표면,데이텀 표면의 교차부 및 예리한 에지를 형성하는 리세스에서 나타나는 프랙탈 영역보다 데이텀 표면 아래 레벨에서의 더 큰 프랙탈 영역을 나타내게 하는 단계; 상기 데이텀 표면을 뼈의 표면에 프레싱하는 단계; 및 상기 뼈 표면을 따라 삽입물이 뼈로부터 미립자 뼈 물질을 깍아 예리한 에지를 형성하게 하는 단계를 포함하는데, 상기 리세스는 뼈의 내증식을 자극하기 위해 미립자 뼈 물질을 수용하고 보유한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 뼈에 삽입물을 부착하는 동안 미립자 뼈 물질을 갖는 외과용 삽입물을 뼈 하베스팅 및 시딩하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은 뼈 표면과 결합하기 위한 표면을 가지며 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스와 표면에서 뼈 밀링 구조물을 갖는 외과용 삽입물을 제공하는 단계; 및 뼈를 따라 삽입물을 이동시켜, 밀링 구조물이 뼈로부터 미립자 뼈 물질을 이탈시키고 상기 벼 물질이 마이크로 리세스내로 떨어져 언더커팅된 리세스 내부로 뼈의 내증식을 자극하도록 담겨진다.
본 발명의 추가의 특징에 따라서, 미리결정된 거리만큼 서로 이격된 일반적으로 마주하며 각각이 뼈 표면과 서로 결합되기에 적합한 데이텀 표면을 갖는 외과용 삽입물을 제조하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 각각이 제 1 및 제 2 뼈 표면을 결합하기에 적합한 제 1 및 제 2 데이텀 표면 부분을 갖는 아티클을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 데이텀 표면 부분은 제 1 및 제 2 뼈 표면 사이에서 소정의 거리가 실질적으로 동일한 미리결정된 거리만큼 서로 이격되며; 각각의 상기 데이텀 표면 전체에 실질적으로 마스컨트 층을 제공하는 단계; 선택된 패턴으로 데이텀 표면의 언더라잉 부분을 노출하기 위해 선택된 위치의 마스컨트 층을 제거하는 단계; 데이텀 표면의 노출된 부분을 에칭하고 에천트가 남아있는 마스컨트 층 아래를 에칭하며 언더커팅 리세스를 제조할 수 있는 충분한 시간동안 노출된 언더라잉 데이텀 표면 부분에 에천트를 제공하는 단계; 및 다수의 언더커팅 리세스와 이로부터 돌출된 구조물이 없는 노출된 상태에서 마주하는 데이텀 표면을 제공하기 위해 남아있는 마스컨트를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 특징에 따라서, 뼈와 인접하여 결합시키기 위해 데이텀 표면을 갖는 아티클과 데이텀 표면 내의 다수의 언더커팅 마이크로 리세스를 포함하여, 신체부분은 표면에서 나타나는 것보다 표면 아래의 레벨에서 더 큰 프랙탈 영역을 나타내는 외과용 삽입물이 제공된다. 리세스와 데이텀 표면의 교차는 뼈를 커팅하고 뼈 미립자를 생성하기에 적합한 예리한 에지를 형성한다. 리세스는 에치에 의해 뼈로부터 커팅된 뼈 미립자를 수용하고 보유하기에 적합하며, 리세스로 뼈의 내증식을 자극하기에 적합하다.
여러 새로운 사항의 부품 및 방법 단계들을 포함하는 본 발명의 상기 특징 및 다른 특징은 청구항에 개시되고 첨부된 도면을 참고로 더 상세하게 이하에서 설명된다. 본 발명을 구현하는 특정 방법 및 장치는 본 발명을 제한하지 않으며 오로지 예시적으로만 사용된 것이다. 본 발명의 원리 및 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 구현될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 첨부 도면이 참조되며, 이로부터 새로운 특징과 장점이 자명할 것이다.
상기 언급한 화학, 전기화학, 및 포토화학 밀링의 종래 기술에서, "언더커팅"으로 알려진 효과는 심각한 결점을 가지며 화학 밀링 동작의 정확도와 해상도에 대한 메카니즘을 제한한다. 언더커팅은 화학 에천트가 마스컨트 또는 레지스트 층 경계 너머의 금속을 제거할 때 발생한다. 종종, 이러한 언더커팅은 전자 장치, 로토그라비어 플레이트, 및 다른 정밀한 부분의 제조와 같은 여러 프로세스에서 필요한 정교한 해상도를 제한한다. 그러나, 언더커팅은 언더커팅 효과가 화학적으로제공된 패턴의 영역을 더 깊이 확장하게 함으로써 유용하고 새로운 3차원 형상을 제조하는 개발되고 이용될 수 있어, 처리된 층이 언더커팅된 리세스의 고도로 처리된 패턴이 되게 한다. 이것은 필요에 따라서 예리한 형상을 제공하고 다른 방법에서 얻을 수 있는 것보다 더 높은 공극 체적과 더 큰 프랙탈 크기를 제조한다. 더욱이, 고도로 처리되고 반복가능한 "데이텀 표면", 또는 언더커팅된 표면이 부착될 또 다른 신체부분에 인접할 표면은 오리지널 표면의 미리결정된 영역을 유지하게 한다. 복합 패턴의 금속은 이후 제공되지는 않지만 상기 언급한 융합된 금속 스피어와 같이 신체부분에서 생성되므로 처리될 신체부분의 베이스 금속과 동일하고 인접하게 된다.
여기서 개시된 방법은 텍스처 금속 표면을 제조하는 것과 관련하여 설명되고, 상기 방법은 금속 신체부분에 상당히 유용하며, 상기 방법은 티타늄, 지르코늄, 스테인리스 스틸 및 이들의 합금, 탄탈륨, 난융금속, 금속 카바이드, 및 코발트/크로뮴과 같은 금속에 깊이 텍스처된 표면을 제조하지만, 상기 방법은 철으 함유한 금속 및 비철 금속, 및 이들의 함금, 세라믹, 플라스틱, 유리, 및 금속, 세라믹, 플라스틱, 및 유리의 혼합물을 포함하는 다른 재료의 신체부분으로 용이하게 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 우선 상기 언급된 재료 또는 이와 유사한 재료중 하나의 아티클(10)이 제공된 것을 볼 수 있다. 아티클(10)은 다수의 언더커팅 리세스를 제공하기에 바람직한 데이텀 표면(12)이 제공된다.
도 2에 도시된 것처럼, 마스컨트 재료 층(14)은 실질적으로 표면(12) 전체에증착된다. 마스컨트는 아크릴, 에폭시, 또는 폴리에스터 수지, 또는 이와 같은 것이 바람직하다. 층(14)은 약 0.001-0.010 인치의 두께를 갖는 층을 제조하기 위해 디핑, 스프레이 코팅, 또는 정전기 증착에 의해 제공될 수 있다. 도 2의 코팅된 아티클은 약 15-17 분동안 200℉(±10℉)에서 베이킹된다. 코닥 씬 필름 레지스트가 매우 적합한 마스컨트로 알려졌다. 코닥 레지스트에 2% 무게의 카본 블랙 색소 또는 이하 설명하는 다른 색소가 추가된다.
카스컨트 층에 적절한 색소 또는 염료를 분산시키는 것은 마스컨트가 레이저를 수용할 수 있게 한다. 마스컨트는 표면(12) 상의 마스컨트(14)의 바람직한 패턴을 제조하는데 사용될 레이저의 파장 또는 임의의 투사된 광 소스에 기초하여 선택된다. 적외선 레이저의 경우에, 레이저 에너지의 흡수로 인한 국부적인 가열은 레지스트 또는 마스컨트 층(14)의 작은 영역을 선택적으로 제거하고, 이는 에천트의 작용을 위해 아티클의 언더라잉 금속 표면(12)을 노출시킨다. 상기 언급한 바와 같이, 바람직한 마스컨트는 코닥 레지스트이며, 2%의 카본 블랙 색소 또는 사용될 레이저 파장에 적합한 다른 색소가 추가된다. 색소는 완전하게 분산될 때까지 또는 15-20℃로 온도가 상승할 때까지 높은 전단 혼합기내의 마스컨트로 분산된다. 그 결과 마스컨트는 디핑 또는 처리된 표면 위로 스프레잉, 스피닝, 브러싱 또는 정전기 증착되어 제공된다.
다음에 층(14)의 선택된 영역(16)은 데이텀 표면(12)의 일 부분(18)을 노출하기 위해 제거된다. 마스컨트 층에 프로그래밍된 패턴을 생성하기 위해 컴퓨터-제어 레이저 절제의 사용은 이러한 패턴을 불규칙적인 형상으로 피니싱되고 혼합된굴곡 또는 반경을 갖는 제품, 부분, 또는 아이템에 적용할 수 있다. 이러한 형상은 정형적으로 이차용 포스트 삽입물, 고관절 결합 어셈블리, 및 상악안면 보철물과 같은 삽입용 의학 장치에 사용된다.
레이저 수용 마스컨트에 선택된 이미지, 또는 리세스의 어레이, 또는 프랙탈 패턴을 생성하기 위하여, 선택된 위치에서 직접 마스컨트를 절제하기 위한 컴퓨터-제어 레이저 사용 또는 레지스트 층 에칭이 바람직하다.
상기 방법의 바람직한 실시예에서, 절제는 카본 블랙이 수용할 수 있는 1.06 마이크론의 파장을 갖는 네오디뮴-도핑 YAG 레이저로 직접 라이팅(writing)하여 이루어진다. 패턴은 언더커팅의 효과를 최적화하도록 선택된다. 선택된 패턴은 태그드 이미지 파일 포맷(Tagged Image File Format:TIFF) 또는 플롯(PLT) 그래픽 파일 로서 저장되고, 레이저 마커를 제어하는데 사용된다.
Electrox, Scriba Nd:YAG 레이저 마커가 디지털 파일 형태로 저장된 패턴을 사용하여 이용될 수 있다. 레이저 노출시, 언더라잉 표면 부분(18)은 마스컨트 가 레이저 빔을 흡수하는 영역에 노출된다.
레이저 절제에 의해 제조된 패턴은 예측가능하며 삽입물에서 삽입물로 정확하게 복제되고 반복될 수 있다. 상기 언급한 YAG 레이저가 유효하다고 알려졌지만, CO2, 다이오드 펌프, 그린 레이저도 유용하다. 노출된 표면의 원하는 패턴을 생성하기 위해 마스컨트를 절제, 또는 열 증발할 수 있는 임의의 레이저가 여기 개시된 방법을 수행하는데 사용될 수 있다.
패턴은 임의의 호환가능한 파일 타입을 사용하여 컴퓨터 에이디드 디자인(Computer Aided Design:CAD) 상에서 생성될 수 있거나, 또는 이미지화하기 위한 포토툴로서 생성될 수 있다. 패턴은 그림, 인쇄물, 사진 또는 이와 유사한 것으로부터 스캐닝될 수 있으며, 사용된 레이저 시스템과 호환가능한 임의의 파일 타입으로 변환된다.
대안적인 제조 방법은 포토 감지 마스컨트를 사용하는 것인데, 이는 상기 언급한 것과 같은 장치에 적용되거나, 표면에 적층된 드라이 필름으로서 적용된다. 다음에 마스컨트가 적절한 파장(통상적으로 280-550 나노미터)의 광 소스를 사용하여 노출된다. 마스컨트의 일부분은 노출 처리동안(네거티브 작용 레지스트의 경우) 표면에 교차결합 및/또는 접착된다. 마스컨트의 다른 영역은 솔디움 또는 포타지움 카보네이트 또는 스토다드 솔벤트와 같은 호환가능한 디벨로퍼 용액을 이용하는 디벨로핑 처리에서 용해되거나 세척되어, 언더라잉 재료를 노출시킨다.
표면(12)의 노출된 부분(18)은 100℉ 스프레이 온도와 101bs/in2스프레이 압력에서 스프레이 에처를 사용하여 약 20분 동안 Nitric 및 Hydrofluoric Acid 용액에서 에칭된다. 충분히 "새로운(fresh)" 에천트가 수평 및 수직 에칭을 수행하기 위해 에칭 표면(18)에 계속해서 투입된다. 초음파 처리 및 전해질 에칭과 같은 대안적인 에칭 처리에 의해서도 유사한 결과를 얻을 수 있다. 에칭은 도 4에 도시된 것처럼 언더커팅된 리세스(20)와 부분적으로 서로 연결된 리세스(22)를 만든다. 금속은, 대부분의 리세스의 크기가 아티클(10)의 표면(12) 아래의 평행 거리에서보다 표면(12)에서의 거리가 더 작은 상호 연결 패턴을 포함하는, 예리하게 형성된 복합 네트워크 구조물을 제조하기 위하여 일부 리세스를 연결, 결합 또는 "관통"하도록 천천히 패턴의 언더커팅을 수행하는 방식으로 에칭된다. 적어도 일부 예에서, 리세스(20)는 확대된 표면 리세스(20a)(도 5)를 제공하기 위하여 도 4의 22에서처럼, 표면(12) 및 그 부근에서 서로 연결될 수 있다.
따라서 금속 표면(12)의 에칭은 여기서 인용된 종래 예중 일부에서 제기된 반복적인 에칭과는 반대로, 한 단계로 수행된다. 한-단계의 에칭 처리시, 삽입물에서 삽입물로 반복가능한 소정의 크기와 깊이의 특징을 갖는 스피어가 아닌 알모양 형상의 리세스가 생성된다.
잔류 레지스트는 약 180℉에서 약 10분 동안 NU/Phase 23 Stripper 배스(bath)에 신체부분 표면을 담금으로써 제거될 수 있다. 선택적으로, 마스컨트 층은 용매화 또는 유화에 의해 제거될 수 있다(도 5). 필요하다면, 아티클(10)은 간단하게 이후에 에칭될 수 있다.
따라서, 생물학 물질을 삽입물 장치의 표면에 부착하는 것 또는 접착될 다른 신체부분의 상호연결을 개선하기 위해, 적어도 부분적으로 상호연결된 리세스의 네트워크를 형성하기 위해 표면을 선택적으로 에칭하고 언더커팅하여 이루어진 복합된, 적어도 부분적으로 서로 연결된 패턴, 또는 유사한 3 차원 표면 처리를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 패턴은 에칭 레지스트 또는 마스컨트 층의 직접적인 레이저 절제에 의해 형성되며, 이는 텍스처 표면이 복합된 또는 굴곡된 표면 형상을 갖는 아이템에 사용될 수 있게한다. 패턴은 마스컨트 절제를 제어하고 예측가능하며 반복가능하게 복제할 수 있는 CAD 또는 다른 컴퓨터-기반 시스템에 저장된다. 아티클은 복합된 패턴을 형성하기 위해 화학적으로 에칭된다. 아티클 재료의 야금 특성은 열에 의해 변화되지 않으며, 처리동안 실질적으로 일정하게 유지된다. 연조직(soft tissue) 또는 뼈는 표면을 내증식시켜, 이로써 우수한 기계적 부착과 퇴화에 대한 저항성을 제공하는 상호 꿰뚫는 네트워크에서 제조된다. 더욱이, 언더커팅 리세스와 오리지널 데이텀 표면의 상호 교차부에서의 예리한 에지는 삽입물 표면과 뼈 사이에서 초기 "스크래치 피팅"을 용이하게 한다.
동작시, 외과용 삽입물에 텍스처 표면을 제조하기 위하여, 언더커팅된 선태된 패턴과 적어도 부분적으로 상호연결된 리세스가 외과용 삽입물의 표면에 유효하다(도 5). 삽입물 설치시, 삽입물 표면(12)은 뼈(B)에 프레싱되어(도 6), 리세스의 예리한 에지(24)가 뼈(B)와 유효하게 "스크래치 피팅"되게 하며, 이는 뼈(B)의 미립자 세그먼트(b)를 깍아내거나 밀링하는 것을 포함하며, 세그먼트(b)는 삽입물이 뼈(B)에 견고하게 고정되도록(도 8) 뼈(B)의 내증식을 자극한다(도 7).
따라서, 스크래치-피팅은 신체부분(10)과 뼈(B) 사이에서 마이크로 움직임을 방지하거나 최소화하기 위해 삽입물 아티클(10)을 뼈(B)에 견고하게 부착시킨다. 이러한 움직임이 존재하면 뼈가 삽입물로 내증식하는 것을 방해하게 되고, 이는 삽입물과 뼈가 장기간 상호결합하는 것을 방해한다.
더욱이, 삽입물을 뼈에 스크래치-피팅하는 것은 표면 리세스로 떨어져 뼈가 리세스내로 내증식하는 것을 수행하고 자극하도록 리세스에 보유되는 뼈 미립자 물질을 하베스팅하는 것이다. 리세스가 알모양의 구조물로 이루어지기 때문에, 이는스피어 형상의 리세스보다 더 큰 서브-표면의 프랙탈 영역을 제공하고, 뼈 물질과 삽입물의 결합을 위한 더 큰 영역을 제공한다.
도 11을 참조하면, 데이텀 표면 위로 삽입물 재료의 구성이 삽입물을 뼈(B)에 수용되지 않게 하기 때문에, 다수의 데이텀 표면(12) 및 반대로 향하는 표면(12a, 12b)을 갖는 삽입물(10)을 수용하는 뼈(B)를 위해 데이텀 표면의 정화한 위치가 매우 중요하다. 표면 아래의 표면(12)을 텍스처링하는 것은 표면에 어떠한 것도 추가하지 않는다. 한편, 표면 위의 표면(12)을 텍스처링하는 것은 삽입물을 수용하는 반대로 향하는 뼈 표면 사이에 필요한 공간을 증가시키고 삽입물에 대한 거부를 유발한다. 표면에 추하하여 테스처링하는 공지된 방법은 추가된 물질의 피크 이탈을 결정하기 위해 필요한 정확한 제어를 제공하지 않는다. 여기 개시된 방법은 외과용 삽입물의 데이텀 표면의 정확하고 정밀한 위치설정을 용이하게 한다.
치과용 드릴, 외과용 강판, 의료용 파일 및 절삭 도구, 및 절단 도구를 포함하는 다른 제조 및 산업 분야에서 이러한 예리한 표면에 대해 적용할 수 있다.
본 발명을 설명하기 위해 개시되고 예시된 설명, 재료, 단계 및 각 부분의 배치에 대한 추가의 변화가 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 당업자에게 자명하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 리세스는 데이텀 표면에 수직하는 중앙축으로 도시되었지만, 리세스 축이 비대칭 언더커팅을 제공하기 위해 "기울어질" 수 있다. 에천트를 소정을 각도로 침투시킴으로써, 기울어진 톱날 구조물(도시 안됨)이 구현 가능하다. 이러한 구조물은 뼈 채널에 비교적 쉽게 삽입이 가능하며, 삽입물을 퇴적시키는 장력에 강하게 저항한다.

Claims (46)

  1. 표면에서 나타나는 것보다 상기 표면 아래의 레벨에서 더 큰 프랙탈 영역을 제공하도록, 아티클의 표면 내에 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스를 제조하는 방법으로서:
    마스컨트 층을 실질적으로 상기 아티클의 표면 전체에 제공하는 단계;
    선택된 패턴으로 상기 아티클 표면의 언더라잉 부분을 노출시키기 위해 선택된 위치에 상기 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 노출된 표면 일부분을 에칭하고 에천트가 상기 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하여 다수의 언더커팅된 리세스를 제조할 수 있도록 충분한 시간동안 상기 에천트를 상기 노출된 언더라잉 표면 부분에 제공하는 단계; 및
    언더커팅된 다수의 리세스를 가지며 서로 연결된 리세스를 포함하는 노출된 상태의 상기 아티클 표면을 제공하고 상기 리세스의 고도로 처리된(engineered) 패턴을 제공하기 위해 상기 남아있는 마스컨트 층을 제거하는 단계를 포함하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아티클은 금속, 세라믹, 플라스틱, 유리 물질, 및 이들의 합성물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 아티클은 철을 포함하는 금속, 비철 금속 및 이들의 합금을 포함하는 그룹 중에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 아티클은 티타늄, 지르코늄, 스테인리스 강, 탄탈륨, 난융금속, 금속 카바이드, 및 코발트/크롬 합금을 포함하는 그룹 중에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마스컨트는 아크릴, 에폭시, 및 폴리에스테르를 포함하는 그룹중에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 마스컨트는 염로 및 색소중 선택된 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 색소는 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 마스컨트는 폴리머 레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 마스컨트 층은 약 0.001 - 0.010 인치의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 마스컨트 층을 약 200℉(±10℉)에서 약 15-17 분 동안 베이킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 색소를 높은 전단 혼합기내의 상기 마스컨트로 분산시키는 단계 및 상기 마스컨트와 상기 색소를 상기 혼합기에 의해 15-20℃ 온도 상승될 때까지 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 마스컨트 층을 상기 아티클의 표면에 제공하는 단계는 상기 아티클에 상기 마스컨트를 디핑, 스프레잉, 스피닝, 브러싱, 및 정전기 증착하는 것중 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 마스컨트의 제거는 레이저 절제에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 레이저 절제는 컴퓨터로 제어되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 패턴은 활성 레이저 투사 패턴에 의해 상기 마스컨트를 선택적으로 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 아티클의 노출된 표면 부분에 상기 에천트를 제공하는 것은 스프레이 에칭기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 스프레이 에칭기는 100℉ 스프레이 온도 및 10 lbs/in2스프레이 압력에서 약 20 분 동안 니트릭-플루오르화수소산 용액에서 동작되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 남아있는 마스컨트 층 부분은 상기 표면을 약 10 분동안 180 ℉에서 NU/Phase 23 Stripper 수조에 담궈 제거되는 것을 특징으로 하는다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 제어 컴퓨터는 패턴을 디지털 형태로 저장하거나 상기 데이터를 포토 툴로 전송하는 장치를 갖는 CAD 시스템과 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 레이저 절제는 YAG 레이저, CO2레이저, 그린 레이저, 및 상기 마스컨트를 흡수하기에 적합한 파장을 제공하는 다른 레이저중 선택된 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 언더커팅 리세스는 스피어 구조물이 아닌 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 구조물은 실질적으로 알모양인 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  23. 임의의 선택된 수의 표면에서 반복될 수 있는 선택된 패턴으로 아티클의 표면에 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스를 제조하는 방법으로서:
    마스컨트 층을 실질적으로 상기 아티클의 선택된 표면 전체에 제공하는 단계;
    프로그래밍된 패턴으로 상기 아티클의 표면중 언더라잉 부분을 노출시키기 위해 프로그래밍된 위치에 컴퓨터-제어된 레이저 절제에 의해 상기 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 노출된 표면 부분을 에칭하고 에천트가 상기 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하여 다수의 언더커팅된 리세스를 제조할 수 있는 충분한 시간 동안 상기 노출된 언더라잉 표면 부분에 상기 에천트를 제공하는 단계; 및
    다수의 언더커팅된 리세스를 가지는 노출된 상태의 상기 선택된 표면을 제공하기 위해 상기 남아있는 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 레이저 절제는 약 1.06 마이크론의 파장을 갖는 네오디뮴-도핑된 YAG 레이저에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 레이저 절제는 CO2레이저, 다이오드 펌프 레이저, 및 그린 레이저 중에서 선택된 레이저에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 프로그래밍된 패턴은 Tagged Image File Format 및 Plot Graphic File 중에서 선택된 형태로 저장되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 언더커팅된 리세스는 스피어 구조물이 아닌 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 구조물은 실질적으로 알모양인 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  29. 삽입물을 뼈에 부착할 때 상기 뼈의 내증식을 자극하기 위한 장치를 갖는 외과용 삽입물을 제조하는 방법으로서:
    견고한 아티클을 제공하는 단계;
    마스컨트 층을 실질적으로 상기 아티클의 데이텀 표면 전체에 제공하는 단계;
    상기 아티클의 데이텀 표면중 언더라잉 부분을 노출시키기 위해 선택된 위치에서 상기 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 마스컨트 층의 남아잇는 부분을 언더커팅하여 상기 데이텀 표면을 갖는 상호교차부에서 예리한 에지를 갖는 다수의 언더커팅된 리세스를 제조하기에 충분한 시간동안 상기 노출된 언더라잉 데이텀 표면에 에천트를 제공하는 단계; 및
    상기 뼈로부터 미립자 물질을 깍아내기 위한 예리한 에지를 가지며 상기 뼈의 내증식을 자극하기 위한 상기 뼈 미립자 물질을 수용하고 보유하는 리세스를 갖는 조출된 상태의 데이텀 표면을 제공하기 위해 상기 마스컨트 층의 남아있는 부분을 제거하는 단계를 포함하는 외과용 삽입물을 제조 방법.
  30. 외과용 삽입물 내에 텍스처 표면을 제조하기 위한 방법으로서:
    마스컨트 층을 실질적으로 상기 삽입물의 데이텀 표면 전체에 제공하는 단계;
    상기 삽입물의 데이텀 표면중 언더라잉 부분을 노출시키기 위해 선택된 위치에 상기 마스컨트 층의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 노출된 표면 부분을 에칭하고 에천트가 상기 마스컨트 층의 남아있는 부분 아래를 에칭하여 상기 데이텀 표면을 갖는 상호교차부에서 예리한 에지를 갖는 다수의 언더커팅된 리세스를 제조할 수 있는 충분한 시간동안 상기 노출된 언더라잉 데이텀 표면 부분에 상기 에천트를 제공하는 단계; 및
    상기 뼈로부터 미립자 물질을 깍아내기 위해 상기 예리한 에지를 가지며, 상기 뼈의 내증식을 자극하기 위해 상기 뼈 미립자 물질을 수용하고 보유하는 리세스를 갖는 노출된 상태의 데이텀 표면을 제공하기 위해 상기 마스컨트 층의 남아있는 부분을 제거하는 단계를 포함하는 외과용 삽입물 내의 텍스처 표면 제조 방법.
  31. 데이텀 표면과 상기 데이텀 표면 내에 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스를 가져, 상기 삽입물이 상기 데이텀 표면, 상기 데이텀 표면의 상호교차부 및 예리한 에지를 형성하는 상기 리세스에서 나타나는 것보다 상기 데이텀 표면 아래의 레벨에서 더 큰 프랙탈 영역을 나타나게 하는 외과용 삽입물을 제공하는 단계;
    상기 뼈의 표면에 대해 상기 데이텀 표면을 프레싱하는 단계; 및
    뼈의 표면을 따라 상기 삽입물을 상기 예리한 에지가 상기 뼈로부터 미립자 뼈 물질을 깍아낼 수 있게 어징(urge)하는 단계를 포함하며,
    상기 리세스는 상기 뼈의 내증식을 자극하는 상기 미립자 뼈 물질을 수용하고 보유하는 외과용 삽입물 부착 방법.
  32. 데이텀 표면, 상기 데이텀 표면 내의 다수의 마이크로 리세스 및 상기 데이텀 표면 상의 뼈 밀링 구조물을 갖는 외과용 삽입물을 제공하는 단계;
    상기 뼈의 표면에 대해 상기 데이텀 표면을 프레싱하는 단계; 및
    상기 뼈로부터 미립자 뼈 물질을 밀링하기 위해 상기 뼈 표면을 따라 상기 삽입물을 어징하는 단계를 포함하고,
    상기 리세스가 상기 뼈의 내증식을 자극하는 상기 미립자 뼈 물질을 수용하고 보유하기에 적합한 뼈에 외과용 삽입물을 부착하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서 상기 언더커팅된 리세스는 스피어 구조물이 아닌 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 뼈에 외과용 삽입물을 부착하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 구조물은 실질적으로 알모양인 것을 특징으로 하는 뼈에 외과용 삽입물을 부착하는 방법.
  35. 삽입물을 뼈에 부착하는 동안 미립자 뼈 물질을 이용하여 외과용 삽입물이 뼈 하베스팅(harvesting) 및 시딩(seeding)하는 방법으로서:
    뼈 표면과 결합하기 위한 표면을 가지며, 상기 표면 내에 다수의 언더커팅된 마이크로 리스스 및 뼈 밀링 구조물을 갖는 상기 외과용 삽입물을 제공하는 단계; 및
    상기 밀링 구조물이 상기 뼈로부터 상기 미립자 뼈 물질을 이탈시키며(dislocate), 상기 뼈 물질이 상기 마이크로 리세스로 떨어지고 상기 언더커팅된 리세스 내로 상기 뼈의 내증식을 자극하기 위해 보유되도록, 상기 뼈를 따라 상기 삽입물을 이동시키는 단계를 포함하는 뼈 하베스팅 및 시딩하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 언더커팅된 리세스는 스피어가 아닌 구조물로 이루어진 것을 특징으로 하는 뼈 하베스팅 및 시딩하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 구조물은 실질적으로 알모양으로 이루어진 것을 특징으로 하는 뼈 하베스팅 및 시딩하는 방법.
  38. 미리 결정된 거리만큼 서로 이격된 반대로 향하고, 각각이 뼈 표면과 상호결합하기에 적합한 데이텀 표면을 갖는 외과용 삽입물을 제조하는 방법으로서:
    제 1 뼈 표면 및 제 2 뼈 표면과 각각 결합하기에 적합한 제 1 데이텀 표면 부분 및 제 2 데이텀 표면 부분을 갖는 아티클을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 데이텀 표면은 상기 제 1 뼈 표면 및 제 2 뼈 표면 사이의 거리가 실질적으로 동일한 미리 결정된 거리만큼 서로 이격되며;
    마스컨트 층을 실질적으로 각각의 상기 데이텀 표면 전체에 제공하는 단계;
    선택된 패턴으로 상기 데이텀 표면의 언더라잉 부분을 노출시키기 위하여 선택된 위치에서 상기 마스컨트 층을 제거하는 단계;
    상기 데이텀 표면의 노출된 부분을 에칭하고 에천트가 상기 남아있는 마스컨트 층 아래를 에칭하여 언더커팅된 리세스를 제조할 수 있는 충분한 시간동안 상기 노출된 언더라잉 데이텀 표면 부분에 상기 에천트를 제공하는 단계; 및
    다수의 상기 언더커팅된 리세스를 갖는 노출된 상태의 반대하는 방향의 데이텀 표면을 제공하기 위해 상기 남아있는 마스컨트를 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 데이텀 표면은 상기 표면으로부터 돌출된 구조물이 없는 외과용 삽입물 제조 방법.
  39. 뼈와 인접하여 결합하기 위해 데이텀 표면을 갖는 아티클;
    상기 아티클이 상기 데이텀 표면에서 나타나는 것보다 상기 표면 아래의 레벨에서 더 큰 프랙탈 영역을 나타내는, 상기 데이텀 표면 내의 다수의 언더커팅된마이크로 리세스; 및
    상기 뼈를 커팅하고 뼈 미립자를 제조하기에 적합한 예리한 에지를 형성하는 상기 리세스와 상기 데이텀 표면의 교차부를 포함하며,
    상기 리세스는 상기 리세스로 상기 뼈의 내증식을 자극하기 위해 상기 에지에 의해 상기 뼈로부터 커팅된 상기 뼈 미립자를 수용하고 보유하기에 적합한 외과용 삽입물.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 아티클은 금속, 세라믹, 플라스틱, 유리 물질, 및 이들의 합성물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 금속 아티클은 철을 함유한 금속, 비철 금속, 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
  42. 제 40 항에 있어서, 상기 금속 아티클은 티타늄, 지르코늄, 스테인리스 강, 탄탈륨, 난융금속, 금속 카바이드, 및 코발트/크로뮴 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
  43. 제 39 항에 있어서, 상기 언더커팅된 리세스는 스피어가 아닌 구조물로 이루어진 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 구조물은 실질적으로 알모양인 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
  45. 제 1 항에 있어서, 상기 에천트는 상기 노출된 표면에 수직각(ⅰ) 및 상기 노출된 표면에 예각(ⅱ)을 으로 상기 노출된 표면에 제공되는 것을 특징으로 하는 다수의 언더커팅된 마이크로 리세스 제조 방법.
  46. 제 39 항에 있어서, 상기 마이크로 리세스는 각각 상기 데이텀 표면에 수직각(ⅰ) 및 상기 데이텀 표면에 예각(ⅱ) 중에서 선택된 각으로 중앙축을 가지는 것을 특징으로 하는 외과용 삽입물.
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