MXPA03006697A

MXPA03006697A - Metodo para produccion de rebajos en superficies socavadas.

Info

Publication number: MXPA03006697A
Application number: MXPA03006697A
Authority: MX
Inventors: L Rolfe Jonathan
Original assignee: Tecomet Inc
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2004-10-15
Also published as: KR20030081397A; EP1229147A1; JP2002301091A; US20030194869A1; WO2002071918A2; HUP0501183A2; CA2435914A1; CZ20032016A3; IL156968A0; US6599322B1; WO2002071918A3; PL364717A1; CN1371665A; HK1048651A1; SK9652003A3

Abstract

Se describe un metodo para producir una multiplicidad de microrebajos socavados en una superficie (12) de un articulo (10), de tal manera que el articulo exhibe un area fractal mayor a un nivel debajo de la superficie que el que se exhibe en la superficie (12). El metodo comprende aplicar un estrato de enmascaramiento a la superficie seleccionada del articulo, remover el estrato de enmascaramiento en la ubicacion seleccionada para exponer las porciones inferiores de la superficie del articulo en un patron seleccionado, aplicar un agente de grabado quimico para las porciones de superficie inferior expuestas durante un tiempo suficiente para grabar las porciones expuestas del articulo (10) y para permitir que el agente de grabado quimico, grabe debajo de las porciones del estrato de enmascaramiento restante, y remover el estrato de enmascaramiento restante para proporcionar la superficie en una condicion expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados, para proporcionar un patron de ingenieria de los rebajos.

Description

MÉTODO PARA PRODUCCIÓN DE REBAJOS EN SUPERFICIES SOCAVADAS Campo de la Invención La invención se refiere a la producción de superficies texturizadas para aplicaciones médicas e industriales, y se dirige más particularmente a la producción de microrebajos socavados en una superficie, un implante quirúrgico hecho con ellos, y un método para fijar un implante al hueso. Antecedentes de la Invención Se conoce el uso de superficies texturizadas en los implantes quirúrgicos para el propósito de alentar la adhesión al hueso y estabilizar así la ubicación del implante con relación al hueso. Por ejemplo, en una cadera artificial, que consiste de un sub-ensamble femoral para colocar en el fémur de un paciente, y un sub-ensamble acetabular para colocarse en el acetábulo del paciente, el sub-ensamble femoral incluye un vástago artificial que se suministra típicamente con una superficie texturizada, y el sub-ensamble acetabular incluye un depósito acetabular que se suministra típicamente con una superficie texturizada, las superficies texturizadas se suministran para promover el crecimiento en el hueso. La conveniencia de superficies endurecidas, texturizadas, que se acoplen al hueso para asegurar un posicionamiento estable de los implantes quirúrgicos, ha sido REF : 149104 reconocida en la patente de E.U.A. número 5,298,115, concedida el 29 de Marzo de 1994 a nombre de Ian Leonard, patente de E.U.A. número 5,456,723, concedida el 10 de Octubre de 1995, a nombre de Samuel G. Steinemann, patente de E.U.A. número 5,603,338, concedida el 18 de Febrero de 1997, a nombre de Keith D. Beaty, y patente de E.U.A. número 5,853,561, concedida el 29 de Diciembre de 1998, a nombre de Bruce A. Banks, y la patente de E.U.A. número 5,965,006, concedida el 12 de Octubre de 1999 a nombre de Roland Baege et al. Para producir tales superficies texturizadas , un método conocido es proporcionar una masa de esferas de titanio fundidas al vacío sobre una superficie de plano de referencia del implante. Este método se describe en la patente de E.U.A. número 4,834,756, concedida el 30 de Mayo de 1989, a Robert V. Kenn. En procedimiento similar, descrito en la patente de E.U.A. número 4,644,942, concedida el 24 de Febrero de 1987 a Kenneth R. Sump, un componente extraible y esferas de titanio se densifican como un recubrimiento, que se fusiona sobre la superficie del plano de referencia del implante, y ae extrae posteriormente el componente extraible. Aunque hay una mejora sobre el metal sin tratar, se han planteado preguntas sobre la longevidad de la utilidad de los dispositivos implantados utilizando tales superficies. Se cuestiona si hay una adhesión genuina substancial . Se cree que los huecos formados por las esferas no son suficientes para una nutrición a largo plazo del tejido interno creciente y/o el hueso. Además, han habido fallas de las prótesis tratadas de esta manera, debido a que el proceso de fusión afecta adversamente las propiedades metalúrgicas del material de implante, y debido a las dificultades en separar a los contaminantes en la fabricación, tales como los aceites de corte, a partir de una red de esferas fusionadas. Todavía además, la superficie de plano de referencia original, que se puede determinar con precisión, se pierde por la aplicación de las esferas de recubrimiento. La formación de láminas o placas metálicas delgadas perforadas por medio de molienda y/o técnicas de grabado fotoquímicas ha sido descrita en la patente de E.U.A. número 3,359,192 concedida el 19 de Diciembre de 1967 a nombre de Hans-Joachim Heinrich et al, patente de E.U.A. número 5,606,589, concedida el 25, de Febrero de 1997 a nombre de Anthony J. Pellegrino et al, y patente de E.U.A. número 5,814,235 concedida el 29 de Septiembre de 1998 a nombre de Anthony J. Pellegrino et al. Los procesos en ellas descritos se ha encontrado que carecen de un control preciso sobre el grado y amplitud de la dureza o el texturizado. En la patente de E.U.A. número 5,258,098, concedida el 2 de Noviembre de 1993, para Donald J. agner et al, patente de E.U.A. número 5,507,815, concedida el 16 de Abril de 1996, para Donald J. Wagner et al, y en la patente de E.U.A. número 6,193,762, concedida el 27 de Febrero de 2001 a nombre de Donald J. Wagner, et al, ae deacriben procesos de grabado químico y electroquímico usados en conjunto con patrones de rocío aleatorios de un agente de enmascaramiento para crear un patrón de puntos resistente al grabado. Después de grabar y quitar repetidamente el agente de enmascaramiento, se produce un patrón complejo. Aunque es complejo en apariencia, tales patrones ofrecen poca predicción y repetibilidad entre los implantes, y carecen de puntos de plano de referencia preparados por ingeniería. De esta manera, permanece la necesidad de un método de producción de una superficie texturizada preparada por ingeniería, para entrelazarse con un cuerpo adyacente, tal como un hueso u otro cuerpo de crecimiento interno. Breve Descripción de la Invención Un objetivo de la invención es por lo tanto, suministrar un método para la producción de una superficie texturizada que se adapta para entrelazarse con un cuerpo adyacente. Un objetivo adicional es suministrar un método para la producción de microrebajos socavados en la superficie de un cuerpo. Un objetivo todavía adicional es suministrar un método para la producción de tales rebajos en un patrón deseado que se mida y prediga, y que se pueda duplicar y repetir precisamente en cualquier número selecto de superficies. Un objetivo todavía adicional es suministrar un método para la producción de un dispositivo de implante quirúrgico, en dondel material del dispositivo conserva sus propiedades metalúrgicas a través de la producción. Un objetivo todavía adicional es proporcionar un método para la producción de superficies texturizadas para implantes quirúrgicos, las superficies promueven el crecimiento interno de tejido y/o hueso para interconectar con seguridad el implante y el tejido y/o hueso. Un objetivo adicional todavía es proporcionar un método para la producción de tales superficies que incluyen rebajos socavados e interconectados, que promueven y facilitan el crecimiento hacia dentro del hueso y que con el implante, facilita un "ajuste con ruido de roce" con el hueso, para estabilizar la posición de superficie en el hueso e iniciar un proceso de interconexión entre el implante y el hueso. El "ajuste con ruido de roce" se efectúa por la superficie texturizada que roza el hueso desdel sitio del implante durante un implante de ajuste a presión, con lo cual se produce un hueso autoinj ertado en los huecos de la superficie texturizada . Un objetivo adicional de la invención es suministrar métodos para colocar un implante quirúrgico al hueso. Todavía un objetivo adicional de la invención, es proporcionar un método para recolectar el hueso y sembrar un implante quirúrgico con materia ósea en partículas durante la colocación del implante al hueso.

Un objetivo todavía adicional es proporcionar un método para la elaboración de un implante quirúrgico que muestre un ajuste preciso con un sitio de implante al hueso para reducir un micro-movimiento entre el implante y el sitio del hueso. Todavía un objeto adicional de la invención es proporcionar un implante quirúrgico que tiene microrebaj os socavados con bordes firmemente definidos en una superficie de acoplamiento del hueso del mismo. Con los objetivos anteriores y otros objetivos a la vista, una característica de la invención es suministrar un método para la producción de una multiplicidad de microrebaj os socavados en una superficie de un artículo, de manera tal que el artículo con ello muestra un área mayor fractal al nivel debajo de la superficie que se muestra en la superficie, el método comprende las etapas de aplicar una capa de un agente de enmascaramiento a substancialmente una totalidad de la superficie del artículo, separar el estrato de enmascaramiento en los lugares seleccionados para exponer las porciones inferiores de la superficie del artículo en un patrón seleccionado, predecible y reproducible , aplicando un agente de grabado químico a las porciones de la superficie inferior expuesta por un tiempo suficiente para grabar químicamente las porciones de la superficie expuesta y permitir que el agente de grabado químico grabe químicamente las porciones restantes del estrato de enmascaramiento y produzca una multiplicidad de rebajos socavados, y separar las porciones del estrato de enmascaramiento restantes, para suministrar la superficie del artículo en una condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados y que comprende rebajos interconectados , para proporcionar un patrón preparado por ingeniería de los rebajos. De conformidad con una característica adicional de la invención, se proporciona un método para producir una multiplicidad de microrebajos socavados en la superficie de un artículo en un patrón seleccionado que se puede repetir en cualquier número seleccionado de superficie. El método incluye las etapas de aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente una totalidad de la superficie seleccionada del artículo. El estrato de enmascaramiento luego se separa por una extirpación láser dirigida por computadora en un lugar programado para exponer las porciones inferiores de la superficie del artículo en un patrón programado. Luego se aplica un agente de grabado químico a las porciones de la superficie subyacente expuesta por un tiempo suficiente para grabar químicamente las porciones de la superficie expuesta y permitir que el agente de grabado químico grabe químicamente debajo de las porciones remanentes del estrato de enmascaramiento y produzca la multiplicidad de rebajos socavados, y el resto del estrato de enmascaramiento se separa para suministrar la superficie seleccionada en una condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados en ella.

De conformidad con una característica adicional de la invención, se proporciona un método para producir un implante quirúrgico que tiene facilidad para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso con la colocación de un implante al hueao. El método incluye las etapas de proporcionar un artículo rígido, aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente una totalidad de la superficie de plano de referencia del artículo, separar las porciones del estrato de enmascaramiento en los lugares seleccionados para exponer las porciones inferiores de la superficie del artículo, aplicar un agente de grabado químico a las porciones de la superficie inferior expuesta por un tiempo suficiente para grabar químicamente las porciones de superficie expuestas y permitir que el agente de grabado químico grabe químicamente debajo de las porciones restantes del estrato de enmascaramiento y produzca una multiplicidad de rebajos socavados que tienen bordes firmes en sus intersecciones con la superficie del plano de referencia, y separar las porciones restantes del estrato de enmascaramiento para suministrar la superficie del plano de referencia en una condición expuesta con los bordes firmes para retirar el material en forma de partículas del hueso, y con los rebajos para recibir y retener el material en forma de partículas óseas para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso. Todavía de conformidad con una característica adicional de la invención, se proporciona un método para producir una superficie texturizada en un implante quirúrgico. El método incluye las etapas de aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente una totalidad de la superficie del plano de referencia del implante, separar las porciones del estrato de enmascaramiento en lugares seleccionados para exponer las porciones inferiores de la superficie del plano de referencia del implante, aplicar un agente de grabado químico a las porciones de la superficie del plano de referencia inferiores expuestas por un tiempo suficiente para grabar químicamente las porciones de la superficie expuestas, y permitir que el agente de grabado químico grabe químicamente debajo de las porciones remanentes del estrato de enmascaramiento y produzca una multiplicidad de rebajos socavados que tienen bordes firmes en sus intersecciones con la superficie del plano de referencia, y separar las porciones remanentes del estrato de enmascaramiento para suministrar la superficie del plano de referencia en una condición expuesta con los bordes firmes para separar el material en forma de partículas del hueso, y con los rebajos para recibir y retener el material en partículas óseas para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso. De conformidad con todavía otra característica adicional de la invención, se proporciona un método para proporcionar un implante quirúrgico a un hueso, el método comprende las etapas de proporcionar un implante quirúrgico que tiene una superficie de un plano de referencia, una multiplicidad de microrebajoa en la superficie del plano de referencia, y una estructura de molienda de hueso en la superficie del plano de referencia, presionando la superficie del plano de referencia contra una superficie del hueso, e impulsando al implante a lo largo de la superficie del hueso para moler material en forma de partículas del hueso, en donde los rebajos reciben y conservan el material óseo en forma de partículas para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso. De conformidad con todavía otra característica de la invención, se proporciona un método para colocar un implante quirúrgico a un hueso, el método comprende las etapas de suministrar un implante quirúrgico que tiene una superficie de un plano de referencia y una multiplicidad de microrebaj os socavados en la superficie del plano de referencia, de manera que el implante muestra un área fractal superior al nivel debajo de superficie del plano de referencia que se muestra en la superficie del plano de referencia, intersecciones de la superficie del plano de referencia y los rebajos definen bordes firmes, oprimir la superficie del plano de referencia contra una superficie del hueso, e impulsar el implante a lo largo de una superficie del hueso, para provocar que los bordes firmes retiren la materia ósea en partículas del hueso, en donde los rebajos reciben y conservan la materia ósea en partículas para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso.

De conformidad con todavía otra característica de la invención, ae proporciona un método para recolectar el hueso y sembrar un implante quirúrgico con materia ósea en partículas durante la colocación del implante al hueso, el método comprende las etapas de proporcionar un implante quirúrgico que tiene una superficie para el acoplamiento con una superficie del hueso, el implante tiene un multiplicidad de rebajos socavados y la eatructura de molienda en el hueso de la superficie del mismo, y se mueve el implante junto con el hueso, de manera tal que la estructura de molienda disloca el material óseo en partículas del hueso, la materia ósea cae dentro de loa microrebajoa y ae conserva con lo cual ae estimula el crecimiento hacia dentro del hueso en los rebajos socavados. De conformidad con una característica adicional de la invención, se suministra un método para la elaboración de un implante quirúrgico que tiene superficies de plano de referencia generalmente opuestas espaciadas una de la otra por una distancia predeterminada, cada una de las superficies del plano de referencia se adaptan para entrelazarse a una superficie del hueso, el método comprende las etapas de suministrar un artículo que tiene una primera y segunda porciones de superficie del plano de referencia adaptadas para acoplarse respectivamente a la primera y segunda superficies del hueso, las porciones de la superficie del plano de referencia están espaciadas una de la otra por una distancia predeterminada que es substancialmente igual a una distancia entre la primera y segunda superficies del hueso, aplicando un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de cada una de las superficies del plano de referencia, separando los estratos de enmascaramiento en lugares seleccionados para exponer las porciones inferiores de las superficies del plano de referencia en un patrón seleccionado, aplicar un agente de grabado químico a las porciones de la superficie del plano de referencia inferiores expuestas, por un tiempo suficiente para grabar químicamente las porciones expuestas de las superficies del plano de referencias, y permitir que el agente de grabado químico, grabe químicamente debajo de los estratos de enmascaramiento restantes y produzca rebajos socavados, y separar el agente de enmascaramiento restante para suministrar la superficie de plano de referencia opuesta en una condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados, y eliminar la estructura que sobresale de ellos. De conformidad con una característica todavía adicional de la invención, se proporciona un implante quirúrgico que comprende un artículo que tiene una superficie de un plano de referencia para un acoplamiento a tope con un hueso, y una multiplicidad de microrebaj os socavados en la superficie del plano de referencia, de manera tal que el cuerpo muestra un área fractal superior al nivel debajo de la superficie que la se muestra en la superficie. Las intersecciones de los rebajos y las superficies del plano de referencia, definen bordes firmes adaptados para cortar el hueso y producir partículas óseas. Los rebajos se adaptan para recibir y conservar las partículas de hueso cortadas de los huesos por los bordes, para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso en los rebajos. Las características anteriores y otras características de la invención, incluyendo diversos detalles novedosos de los componentes y etapas del método, se describirán ahora más particularmente con referencia a los dibujos anexos y señalados en las reivindicaciones. Se entenderá que los métodos y dispositivos particulares abarcados por la invención se muestran y describen a manera de ilustración solamente y no como limitaciones de la invención. Los principios y características de esta invención se pueden emplear en diversas y numerosas modalidades sin alejarse de del alcance de la invención. Breve Descripción De Los Dibujos Se hace referencia a los dibujos anexos en los cuales se muestran modalidades ilustrativas de la invención, a partir de la cual serán evidentes sus características y ventajas novedosas. En los dibujos: La Figura 1 es una vista en una sección diagramática de un artículo que tiene una superficie en la cual se desea suministrar una multiplicidad microrebajos socavados.

La Figura 2 detalla el artículo de la Figura 1 con un estrato de material de enmascaramiento depositado en la superficie anterior. La Figura 3 detalla el artículo y el estrato de enmascaramiento de la Figura 2 con el estrato de enmascaramiento en la parte separada. La Figura 4 es similar a la Figura 3 y muestra porciones del artículo que no están cubiertas por el agente de enmascaramiento grabado químicamente para proporcionar rebajos interconectados y socavados. La Figura 5 es similar a la Figura 4, pero muestra retirada la capa de agente de enmascaramiento restante. Las Figuras 6 a la Figura 10 son vistas en una sección diagramática progresiva que muestra el posicionamiento del artículo adyacente a un hueso y la interconexión del artículo y el hueso, y La Figura 11 es una vista en una sección diagramática de un implante quirúrgico que tiene una pluralidad de superficies tratadas como se ilustra en las Figuras 2-10. Descripción de las Modalidades Preferidas En los ejemplos del arte previo antes referidos de el contorneado químico, electroquímico, fotoquímico, el efecto conocido como "socavado" , se ha considerado como un defecto serio y un mecanismo limitante para la precisión y resolución de operaciones de contorneado químico. El socavado sucede cuando el agente de grabado químico separa el metal más allá de la frontera de un agente de enmascaramiento o estrato de resistencia. A menudo, tal socavado limita la resolución fina necesaria para muchos procesos, tal como la producción de dispositivos electrónicos, placas de rotograbado y otras partes finas. Sin embargo, el socavado se puede explotar para producir geometrías tridimensionales útiles y novedosas, al permitir que el efecto del socavado se expanda a regiones más profundas de un patrón químicamente aplicado, de manera que el estrato resultante del tratamiento es un patrón de ingeniería de rebajos por socavado. Esto proporciona geometrías definidas cuando se desea, y produce un volumen superior de huecos y dimensiones fractales mayores que las que se obtienen por otros métodos. Además, permite la retención de un área predeterminada de la superficie original para permitir una "superficie de plano de referencia" preparada por ingeniería y repetible, o una superficie pretendida para unirse a tope con otro cuerpo al cual se le colocará la superficie socavada. El metal del patrón complejo es idéntico y contiguo al metal base del cuerpo tratado, con tal de que se genere en el cuerpo y no ae aplique después, tal como las esferas de metal fusionadas mencionadas aquí anteriormente. Aunque el método aquí descrito se describe en términos de la producción de superficies de metal texturizadas , y aunque se espera que el método encontrará utilidad substancial en los cuerpos de metal, y aunque el método produce superficies profundamente texturizadas en los metales, tales como titanio, zirconio, acero inoxidable, y aleaciones de los mismos, tántalo, metales ref actarios, carburos de metal y cobalto-cromo, se apreciará que el método se adapta fácilmente para su uso con cuerpos de otros materiales incluyendo metales ferrosos y no ferrosos y aleaciones de los mismos, y cerámicos, plásticos, y vidrio y compuestos de metales cerámicos, plásticos y vidrio. Con referencia a la figura 1, se observará que primero se proporciona un artículo 10 de uno de los materiales antes mencionados o un material similar al mismo. Al artículo 10 se proporciona con una superficie de plano de referencia 12 en la cual se desea proporcionar una multiplicidad de rebajos socavados. Como se muestra en la figura 2, una capa 14 del material de enmascaramiento se deposita en substancialmente la totalidad de la superficie 12. El agente de enmascaramiento es adecuadamente una capa protectora acrílica, epoxi o poliéster o similares. El estrato 14 se puede aplicar al sumergir, recubrir por rocío, o deposición electrostática, para producir un espesor del estrato de alrededor de (0.0254 - 0.254 mm) 0.001 - 0.10 pulgadas. El artículo recubierto de la figura 2 se hornea preferiblemente a 200°F (93°C) (±10°C) por alrededor de 15-17 minutos. La capa protectora de película delgada Kodak se ha encontrado que es un agente de enmascaramiento bastante adecuado. A la capa protectora Kodak se le agrega 2% en peso de pigmento de negro de humo u otro pigmento descrito aquí a continuación. La dispersión de un pigmento apropiado o colorante dentro del estrato de enmascaramiento puede hacer que el agente de enmascaramiento sea receptivo al láser. El agente de enmascaramiento se selecciona con base en la longitud de onda de láser, o de cualquier fuente de luz proyectada, para usarse para producir el patrón deseado del agente de enmascaramiento 14, en la superficie 12. En el caso de láser infrarrojo, el calentamiento local resultante de la absorción de la energía láser, retira selectivamente áreas pequeñas del estrato de enmascaramiento o de la capa protectora 14, con lo cual se expone la superficie de metal inferior 12 del artículo a la acción del grabado químico. Como se observa arriba, un agente de enmascaramiento preferido es la capa protectora Kodak a la cual se agrega 2% de pigmento de negro de humo, u otro pigmento más particularmente adecuado para la longitud de onda láser a ser empleada. El pigmento se dispersa dentro del agente de enmascaramiento en un mezclador de alto corte hasta que se dispersa completamente, o hasta que se alcanza una elevación de temperatura de 15-20°C. El agente de enmascaramiento resultante se aplica al sumergir o al rociar, girar, cepillar, o depositar electrostáticamente sobre la superficie a ser tratada.

Las áreas seleccionadas 16 de la capa 14, luego se aeparan para exponer las porciones 18 de la superficie del plano de referencia 12. El uso de una extirpación láser directa dirigida por computadora para generar patrones programados en el estrato de enmascaramiento, permite la aplicación de tales patrones a bienes, partes o artículos terminados de forma irregular, que tienen superficies de curvas o radios del compuesto. Tales formas se encuentran rutinariamente en dispositivos médicos implantables tales como implantes post dentales, ensambles para uniones de cadera y prótesis maxilofaciales . Para generar una imagen seleccionada o una configuración de rebajos o un patrón fractal en un agente de enmascaramiento receptivo al láser, se prefiere el uso de un láser dirigido por computadora, para hacer la extirpación directamente al agente de enmascaramiento o a la capa protectora de grabado químico en los lugares seleccionados. En una modalidad preferida del método, las ablaciones se hacen por la escritura directa con un láser YAG cargado con neodimio con una longitud de onda de 1.06 mieras, al cual es receptor el negro de humo. Se selecciona un patrón que optimiza los efectos del socavado. El patrón escogido se guarda en un formato de archivo de imágenes etiquetado (TIFF) o como un archivo de gráficos (PLT) y se usa para dirigir un marcador láser.

Un marcador láser Electroix, Scriba Nd: YAG se puede usar con los patrones almacenados en un formato de archivo digital. Con la exposición al láser, las porciones de la superficie interior 18 se exponen en aquellas áreas en las cuales el agente de enmascaramiento absorbe el rayo láser. El patrón producido por la extirpación con láser es predecible y se puede duplicar y repetir con precisión de implante a implante. Aunque el láser YAG antes mencionado se ha encontrado como efectivo, también los son el C02, las bombas de diodos, y los láseres verdes. Cualquier láser capaz de extirpación o de vaporización térmica, del agente de enmascaramiento para generar un patrón deseado de superficie expuesta se puede usar para llevar a cabo el método aquí descrito. El patrón se puede generar en un sistema de diseño auxiliado por computadora (CAD) usando cualquier tipo de archivo compatible, o generado como una fotoherramienta para formaciones de imagen. El patrón se puede escanear de un dibujo, impresión, fotografía, o similares, o convertirse en cualquier tipo de archivo compatible con el sistema láser empleado . Un método alternativo de manufactura es utilizar un agente de enmascaramiento fotosensible, que se aplica al dispositivo como se establece arriba, o se aplica como una película seca que se lamina a la superficie. El agente de enmascaramiento se expone luego usando una fuente de luz de una longitud de onda apropiada (típicamente 280-550 nanómetros) . Las porciones del agente de enmascaramiento se reticulan y/o enlazan a la superficie durante el proceso de exposición (en el caso de la capa protectora de trabajo negativo) . Las otras áreas del agente de enmascaramiento se disuelven o se lavan en un proceso de revelado que utiliza una solución compatible de revelado tal como carbonato de sodio o potasio, o solventes "stoddard" con lo cual se expone el material inferior. Las porciones expuestas 18 de la superficie 12 se tratan con grabado químico, usando preferiblemente un agente para grabado químico por rocío a una temperatura de rociado de 100°F (37.7°C) y una presión de rociado de 10 lbs/in2 (0.703 kg/cm2) en una solución de ácido fluorhídrico y nítrico por alrededor de 20 minutos. Se hace incidir continuamente suficiente agente de grabado químico "fresco" en las superficies grabadas 18 para alentar el grabado químico vertical así como lateral. Se entenderá que los procesos alternos de grabado químico tales como ultrasonido por inmersión y grabado químico electrolítico pueden producir resultados similares. El grabado químico produce los rebajos 20 que están socavados como se muestran en la figura 4 y que en parte están interconectados como en 22. El metal es grabado químicamente en una forma tal que provoca deliberadamente el socavado del patrón, y permite la conexión, unión, o rompimiento de algunos de los rebajos para producir una estructura de red compleja claramente definida, incluyendo un patrón de interconexión en el cual el tamaño de la mayoría de los rebajos es más pequeño en la superficie 12 que en el plano de alguna distancia debajo de la superficie 12 abajo del artículo 10. Los rebajos 20 pueden al menos en algunos casos, interconectarse en y cerca de la superficie 12 como en 22 en la figura 4, para proporciona rebajos de superficie aumentados 20a (figura 5) . El grabado químico de la superficie de metal 12 se lleva a cabo entonces en una etapa, lo opuesto al grabado químico repetitivo sugerido en alguna de las referencias del arte previo citadas anteriormente. En el proceso de grabado químico de una etapa, los rebajos de forma ovoide no esférica se crean caracterizando los tamaños y profundidades deseadas que se repiten de implante a implante. La capa protectora remanente se puede separar por inmersión de la superficie del cuerpo en un baño desmoldeador NU fase 23 alrededor de 180°F (82 °C) por alrededor de 10 minutos. Alternativamente, el estrato de enmascaramiento se puede separar (figura 5) por solvatación o emulsificación. Si se desea, el artículo 10 se puede ligeramente grabar químicamente posteriormente. Se proporciona entonces un método para producir un complejo, al menos en parte un patrón de interconexión, o un tratamiento similar de superficie tridimensional para mejorar la colocación de material biológico a una superficie de un dispositivo implantable, o la interconexión de otros cuerpos a ser enlazados, hechos por el grabado químico selectivo y el socavado de una superficie, de manera de formar una red de al menos en parte, rebajos interconectados . El patrón se forma por una extirpación directa en láser de una capa protectora de grabado químico o un estrato de enmascaramiento, que permite que se aplique la superficie texturizada a artículos de superficie complejas o curvadas. El patrón se almacena en un CAD u otro sistema basado en computadora que controla las ablaciones del agente de enmascaramiento y se predice y se somete a una duplicación repetitiva. El artículo se graba químicamente para formar un patrón complejo. Las propiedades metalúrgicas del material del artículo no se alteran por el calor, sino que permanecen substancialmente consistentes durante el proceso. El tejido suave o hueso puede crecer hacia dentro de la superficie así producida, resultando en una red interpenetrante que ofrece una adhesión mecánica superior y resistencia a la degradación. Además, los extremos filosos en las intercepciones de los rebajos socavados y la superficie de plano de referencia original facilitan un "ajuste con ruido de roce" inicial entre la superficie del implante y un hueso. En operación, para producir una superficie texturizada en un implante quirúrgico, se efectúa un patrón seleccionado de socavado y al menos rebajos interconectados en parte en una superficie del implante quirúrgico (figura 5) . En el implante, la superficie del implante 12 se presiona contra el hueso B, (figura 6) de manera tal que los extremos filosos 24 de los rebajos afectan el "ajuste de raspaduras" con el hueso B, que involucra retirar o moler segmentos en partículas b del hueso B, cuyos segmentos B entran a los rebajos huecos 20 en donde y en el tiempo requerido, los segmentos de hueso b estimulan el crecimiento hacia dentro del hueso B (figura 7) para hacer un cierre seguro del implante al hueso B (figura 8) . De esta manera, el "ajuste con ruido de roce" une firmemente el articulo de implante 10 al hueso B, para prevenir o minimizar el micromovimiento entre el cuerpo 10 y el hueso B. La presencia de tal movimiento podría desalentar el crecimiento hacia adentro del hueso en el implante y por lo tanto desalentar la interconexión a largo plazo del implante y el hueso. Además, la aplicación del "ajuste con ruido de roce" del implante al hueso cosecha materia en partículas del hueso que caen en el rebajo de la superficie y se retienen por el rebajo para alentar y estimular el crecimiento hacia adentro del hueso en el rebajo. En vista de que los rebajos son de una configuración ovoide, proporcionan una mayor área fractal sub-superficial que los rebajos de forma esférica, y por ello una mayor área para unión del material óseo y el implante.

Con referencia a la Figura 11, se observará que para los huesos B que aceptan un implante 10 que tiene una pluralidad de superficie de plano de referencia 12, que incluyen superficies opuestas 12a y 12b, la ubicación exacta de la superficie de plano de referencia es la más crítica, en vista de que cualquier construcción del material de implante arriba de la superficie de plano de referencia,, causa que el implante no se acepte por el hueso B. La textura de la superficie 12 bajo la superficie, no agrega nada a la superficie. En tanto, la textura de la superficie 12 arriba de la superficie incrementa el espacio requerido entre la superficie del hueso opuesta para aceptar el implante y conduce al rechazo del implante. Los métodos conocidos de texturizado al agregar a una superficie, carecen del control preciso requerido para determinar la desviación de los picos del material agregado. El método presentado aquí facilita la localización exacta y precisa de la superficie del plano de referencia de los implantes quirúrgicos. Otras aplicaciones en la industria y la fabricación, serán aparentes para tales superficie formadas, que incluyen taladros dentales, raspadores quirúrgicos, limas y esmeriles médicos, y herramientas de corte generalmente. Se entenderá que pueden hacerse muchos cambios adicionales en los detalles, materiales, etapas y colocaciones de las partes, que se han descrito en la presente y se ilustran con objeto de explicar la naturaleza de la invención, por aquellos expertos en la técnica dentro de los principios y alcance de la invención. Por ejemplo, aunque los rebajos se muestran con un eje central normal a la superficie de plano de referencia, será aparente que los ejes del rebajo pueden "inclinarse" para proporcionar un subcorte asimétrico. Al impactar el grabado en un ángulo, puede realizarse una estructura de diente aserrado inclinada (no se muestra) . Tal estructura permite una inserción relativamente fácil en el canal del hueso, pero resiste fuertemente la fuerza de tensión de desalojamiento del implante. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un método para producir una multiplicidad de microrebajos socavados en la superficie de un artículo, el artículo por ello exhibe una mayor área fractal a un nivel debajo de la superficie que el que se exhibe en la superficie, el método caracterizado porque comprende: aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de la superficie del artículo; remover las porciones del estrato de enmascaramiento en ubicaciones seleccionadas para exponer las porciones inferiores de la superficie del artículo en un patrón seleccionado; aplicar un agente de grabado químico a las porciones de la superficie inferior durante un tiempo suficiente para grabar las porciones de la superficie expuestas y para permitir el grabado en las porciones que quedan debajo del grabado del estrato de enmascaramiento y produce una multiplicidad de rebajos socavados; y remover las porciones del estrato de enmascaramiento para proporcionar la superficie del artículo en una condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados y que comprende interconectar los rebajos, para proporcionar un patrón de ingeniería de los rebajos.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el artículo comprende un material seleccionado del grupo que consiste de materiales de metal, cerámica, plásticos, y vidrio, y composiciones de los mismos.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el artículo de metal comprende un metal seleccionado del grupo que consiste de metal ferroso, metal no ferroso, y aleaciones de los mismos.
4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el artículo de metal comprende un metal seleccionado del grupo que consiste de titanio, zirconio, acero inoxidable, tántalo, metales refractarios, carburos de metal, y aleaciones de cobalto/cromo.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de enmascaramiento comprende un material seleccionado del grupo que consiste de un acrílico, un epóxico, y un poliéster.
6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el agente de enmascaramiento comprende además uno seleccionado de un tinte y un pigmento.
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el pigmento comprende negro de humo.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de enmascaramiento comprende una capa protectora de polímero.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estrato de enmascaramiento es de alrededor de 0.001-0.010 pulgadas (0.0025-0.025 cm) de grosor.
10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende hornear el estrato de enmascaramiento a 200°F [93 °C] (±10°F) durante alrededor de 15-17 minutos.
11. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además dispersar el pigmento en el agente de enmascaramiento en una mezcla de corte superior, y mezclar el agente de enmascaramiento y el pigmento en esa, hasta que se realiza un aumento de temperatura de 15° - 20°C por la mezcla.
12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación del estrato de enmascaramiento a la superficie del artículo comprende uno seleccionado de goteo, rocío, manchado, cepillado, y deposición electrostática del agente de enmascaramiento en el artículo.
13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la remoción del agente de enmascaramiento se efectúa por extirpación láser.
14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la extirpación láser se controla por computadora .
15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el patrón se forma al remover selec ivamente el agente de enmascaramiento por un patrón de proyección de láser activo.
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación del agente de grabado químico a las porciones de la superficie expuestas del artículo, se efectúa por un grabado por rocío.
17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el grabado por rocío se opera a una temperatura de rocío de 100°F (37.8°C) y una presión de rocío de 10 lbs/pulgada2 (0.703 kg/cm2) en una solución de ácido nítrico-fluorhídrico durante alrededor de 20 minutos.
18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las porciones del estrato de enmascaramiento restantes se remueven por inmersión de la superficie en un baño desmoldeador U/Phase 23 a 180°F (82 °C) durante alrededor de diez minutos.
19. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la computadora de control opera en conjunto con un sistema CAD que tiene la facilidad de almacenar patrones en un formato digital o transferir los datos en una fotoherramienta .
20. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la extirpación por láser se efectúa seleccionando uno de un láser YAG, un láser C02í y un láser verde, y otros tipos de láser que proporcionan una longitud de onda apropiada para la absorción del agente de enmascaramiento .
21. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los rebajos socavados son de una configuración no esférica.
22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la configuración es substancialmente ovoide.
23. Un método para producir una multiplicidad de microrebajoB socavados en una superficie de un artículo en un patrón seleccionado que puede repetirse en cualquier número seleccionado de superficies, el método caracterizado porque comprende: aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de una superficie seleccionada del artículo; remover las porciones del estrato de enmascaramiento por extirpación láser dirigida por computadora en una ubicación programada para exponer las porciones inferiores de la superficie del artículo en un patrón programado,- aplicar un agente de grabado químico a las porciones de superficie inferior expuestas durante un tiempo suficiente para grabar las porciones de la superficie expuesta y para permitir que el agente de grabado químico grabe debajo de las porciones restantes del estrato de enmascaramiento y producir la multiplicidad de rebajos socavados; y remover las porciones del estrato de enmascaramiento restantes para proporcionar la superficie seleccionada en condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados en esta.
24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la extirpación con láser se realiza por un láser YAG estimulado con neodimio con una longitud de onda de 1.06 mieras.
25. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la extirpación con láser se realiza seleccionando uno de un láser C02, un láser de bomba de diodo, y un láser verde.
26. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el patrón programado se almacena en uno seleccionado de un Formato de Archivo de Imagen Etiquetada y un Archivo de Gráfico de Plano.
27. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque los rebajos socavados son de una configuración no esférica.
28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la configuración es substancialmente ovoide.
29. Un método para producir un implante quirúrgico que tiene la facilidad de estimular el crecimiento hacia dentro del hueso sobre la colocación del implante en un hueso, el método caracterizado porque comprende: proporcionar un artículo rígido; aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de la superficie de plano de referencia del artículo; remover las porciones del estrato de enmascaramiento en la ubicación seleccionada para exponer las porciones inferiores de la superficie de plano de referencia del artículo; aplicar un agente de grabado químico a las porciones de superficie de plano de referencia inferiores expuestas durante un tiempo suficiente para permitir que el agente de grabado químico socave las porciones restantes del estrato de enmascaramiento y produzca una multiplicidad de rebajos socavados que tienen extremos afilados en sus intersecciones con la superficie de plano de referencia; y remover las porciones restantes del estrato de enmascaramiento para proporcionar la superficie de plano de referencia en condición expuesta con los extremos afilados para retirar la materia en partículas del hueso, y con los rebajos para recibir y mantener la materia ósea en partículas para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso.
30. Un método para producir una superficie texturizada en un implante quirúrgico, el método caracterizado porque comprende: aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de una superficie de plano de referencia del implante; remover las porciones del estrato de enmascaramiento en ubicaciones seleccionadas para exponer las porciones inferiores de la superficie de plano de referencia del implante ; aplicar un agente de grabado químico a las porciones de superficie de plano de referencia inferiores expuestas durante un tiempo suficiente para grabar las porciones de superficie expuestas y para permitir que el agente de grabado químico grabe debajo de las porciones restantes del estrato de enmascaramiento y producir una multiplicidad de rebajos socavados que tienen extremos afilados en sus intersecciones con la superficie de plano de referencia; y remover las porciones restantes del estrato de enmascaramiento para proporcionar la superficie de plano de referencia en una condición expuesta con los extremos afilados para retirar la materia en partículas del hueso, y con el rebajo para recibir y mantener la materia en partículas del hueso para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso .
31. Un método para sujetar un implante quirúrgico al hueso, el método caracterizado porque comprende: proporcionar un implante quirúrgico que tiene la superficie de plano de referencia y una multiplicidad de microrebajos socavados en la superficie de plano de referencia, de tal manera que el implante exhibe una mayor área fractal a un nivel debajo de la superficie de plano de referencia que la exhibida en la superficie de plano de referencia, intersecciones de la superficie de plano de referencia y el rebajo que define los extremos afilados; oprimir la superficie de plano de referencia contra la superficie del hueso; y impulsar el implante a lo largo de la superficie del hueso, para causar que los extremos afilados retiren la materia ósea en partículas del hueso; en donde los rebajos reciben y mantienen la materia ósea en partículas que estimula el crecimiento hacia dentro del hueso.
32. Un método para sujetar un implante quirúrgico al hueso, caracterizado porque comprende: proporcionar un implante quirúrgico que tiene una superficie de plano de referencia, una multiplicidad de microrebajos en la superficie de plano de referencia, y una estructura molida ósea en la superficie de plano de referencia,- oprimir la superficie de plano de referencia contra la superficie del hueso; e impulsar el implante a lo largo de la superficie del hueso para moler la materia ósea en partículas del hueso; en donde los rebajos se adaptan para recibir y mantener la materia ósea en partículas que estimula en crecimiento hacia dentro del hueso.
33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los rebajos socavados están en una configuración no esférica.
34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la configuración es substancialmente ovoide.
35. Un método para cosechar y sembrar hueso de un implante quirúrgico con materia ósea en partículas durante la fijación del implante al hueso, caracterizado porque comprende: proporcionar un implante quirúrgico que tiene una superficie para acoplarse con una superficie de hueso, el implante tiene una multiplicidad de microrebajos socavados y una estructura molida de hueso, en la superficie del mismo; y mover el implante a lo largo del hueso, de tal manera que la estructura molida disloca la materia ósea en partículas del hueso, la materia ósea cae en los microrebajos y se mantiene en ella para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso en los rebajos socavados.
36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque los rebajos socavados son de configuración no esférica.
37. El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la configuración es substancialmente ovoide .
38. Un método para hacer un implante quirúrgico que tiene generalmente superficies del plano de referencia opuestas espaciadas una de la otra por una distancia predeterminada, cada una de las superficies del plano ed referencia se adapta a para asegurarse con la superficie ósea, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar un artículo que tiene una primera y segunda porciones de superficie de plano de referencia adaptadas para acoplar respectivamente la primera y segunda superficie del hueso, las porciones de la superficie del plano de referencia están espaciadas una de la otra por una distancia predeterminada que es susbtancialmente igual a la distancia entre la primera y segunda superficie ósea; aplicar un estrato de enmascaramiento a substancialmente la totalidad de cada una de las superficies del plano de referencia; remover los estratos de enmascaramiento en ubicaciones seleccionadas para exponer las porciones inferiores de las superficies del plano de referencia en patrones seleccionados ; aplicar un agente de grabado químico a las porciones de superficie de plano de referencia inferiores expuestas, durante un tiempo suficiente para grabar las porciones expuestas de las superficies del plano de referencia y para permitir que el agente de grabado químico grabe debajo de los estratos de enmascaramiento restantes y producir rebajos socavados; y remover el agente de enmascaramiento restante para proporcionar las superficies del plano de referencia opuestas en condición expuesta con la multiplicidad de rebajos socavados ; en donde las superficies del plano de referencia están libres de salientes de estructura de la misma.
39. Un implante quirúrgico, caracterizado porque comprende : un artículo que tiene una superficie de plano de referencia para acoplarse en un empalme con el hueso; una multiplicidad de microreb jos socavados en la superficie del plano de referencia, de tal manera que el artículo exhibe una mayor área fractal a un nivel debajo de la superficie que el que se exhibe en la superficie del plano de referencia; interseccionar los rebajos y la superficie del plano de referencia que define los extremos afilados adaptados para cortar el hueso y producir partículas de hueso; los rebajos están adaptados para recibir y mantener las partículas del hueso cortadas del hueso por los extremos, para estimular el crecimiento hacia dentro del hueso en los rebajos.
40. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el artículo es de un material seleccionado del grupo que consiste de metal, cerámica, plásticos, y materiales de vidrio, y composiciones de los mismos.
41. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el artículo de metal ea de un metal seleccionado del grupo que consiste de metal ferroso, metal no ferroso, y aleaciones de los mismos.
42. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el artículo de metal comprende un metal seleccionado del grupo que consiste de titanio, zirconio, acero inoxidable, tántalo, metales refractarios, carburos de metal, y aleaciones de cobalto/cromo.
43. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque los rebajos socavados son de una configuración no esférica.
44. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la configuración es susbtancialmente ovoide.
45. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de grabado químico se aplica a la superficie expuesta a un ángulo seleccionado de (i) normal a la superficie expuesta, y (ii) agudo con relación a la superficie expuesta.
46. El implante quirúrgico de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque los microrebajos tienen cada uno un eje central en uno seleccionado de (i) normal a la superficie de plano de referencia, y (ii) en un ángulo agudo a la superficie de plano de referencia.