(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
該骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）を他の構造体と相互に界面接続するよう作用可能な界面部分（１０２、２０２）と、
該界面部分（１０２、２０２）に連結された軸部（１０４、２０４）とを備え、該軸部は、骨組織（２０１）内の所望の深さ（２１６）まで植え込み得る構造とされ、該軸部（１０４、２０４）は、
金属製ピン、フィン及び／又は格子構造体（１０８、２２４）であって、骨組織（２０１）と界面接続されるよう作用可能であることにより、荷重を前記軸部（１０４、２０４）と骨組織（２０１）との間にて伝達する前記ピン、フィン及び／又は格子構造体（１０８、２２４）を含み、
前記ピン、フィン及び／又は格子構造体（１０８、２２４）は、中央支持部材（２０８）から外方へ離間して配置された金属製外側リング構造体（２１０）を有する中空の本体（２０７）を含み、前記金属製外側リング構造体（２１０）は、前記中央支持部材（２０８）に一体的に形成され且つ該中央支持部材（２０８）の端部を超えて伸びており、
前記中空の本体（２０７）は所望の植え込み深さ（２１６）に相応する長さを有し、前記金属製外側リング構造体（２１０）は外側格子構造体（１０８、２２４）を形成する複数の第一の開口部（２２６）を含み、
前記外側リング構造体（２１０）の内側にて前記中空の本体（２０７）内に配設された内側リング構造体（２１４）を更に備え、
該内側リング構造体（２１４）は、内側格子構造体（１０８、２２４）を形成する第二の複数の開口部（２２６）を含み、
前記外側リング構造体（２１０）の内側で且つ前記内側リング構造体（２１４）の外側にて前記中空の本体（２０７）内に配設された金属製中間リング構造体（２１２）を更に備え、
該中間リング構造体（２１２）は、中間の格子構造体（１０８、２２４）を形成する第三の複数の開口部を含む、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記界面部分（１０２、２０２）は大腿骨頂部であり、前記その他の構造体は、腰関節ソケットである、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項３】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記軸部（１０４、２０４）は中空の通路（２２８）を含み、前記中空の通路（２２８）内に配設された骨成長剤（２３０）を更に備える、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項４】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記開口部（２２６）は、外側リング構造体（２１０）を貫通して伸び、中空の本体（２０７）の内側を骨組織（２０１）の内側の成長に対して露呈させる、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項５】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記外側格子構造体（１０８、２２４）は、ワレン式梁（Ｗａｒｒｅｎ ｇｉｒｄｅｒ）及びストラッツメッシュ（ｓｔｒｕｔ ｍｅｓｈ）により規定される、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項６】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記外側格子構造体（１０８、２２４）のストラッツ構造体は、ヒトの骨組織（２０１）の剛性に相応する中空の本体（２０７）の剛性を実現するよう調整される、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項７】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記内側リング構造体（２１４）は、前記内側リング構造体（２１４）の末端と前記内側リング構造体（２１４）の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体（２１０）に連結される、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項８】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記中間リング構造体（２１２）は、前記中間リング構造体（２１２）の末端と前記中間リング構造体（２１２）の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体（２１０）に、及び前記内側リング構造体（２１４）に連結される、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項９】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記中央支持部材（２０８）は、前記内側リング構造体（２１４）の末端と前記内側リング構造体（２１４）の基端との間の複数の位置にて前記内側リング構造体（２１４）に連結される、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
複数の剛性化アーム（２２２）を更に備え、
前記剛性化アーム（２２２）の数及び／又は厚さが、ヒトの骨組織（２０１）の剛性に合うべく軸部（１０４、２０４）の剛性を調整するように選ばれる、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
複数の半径方向部分（２２２）を更に備え、
前記半径方向部分（２２２）の数が、ヒトの骨組織（２０１）の剛性に合うべく軸部（１０４、２０４）の剛性を調整するように選ばれる、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）において、
前記中央支持部材（２０８）は、前記外側リング構造体（２１０）の末端と前記外側リング構造体（２１０）の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体（２１０）に連結されている、骨に植え込み可能な補綴用装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置（２００）を形成する方法において、
補綴用装置（２００）を鋳造する一体のコアと一体のシェルとを有するセラミックモールド（１２）を電子的に規定するステップと、
該電子的規定を使用してセラミックモールド（１２）をフリーフォーム製造するステップと、
前記セラミックモールド（１２）を焼結するステップと、
溶融合金を焼結したモールドに供給するステップと、
溶融合金を凝固させるステップと、
セラミックモールド（１２）を除去して鋳造した補綴用装置（２００）を生産するステップとを備える、補綴用装置（２００）を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００９年８月１０日付けにて出願され、その内容を参考として本出願に含めた米国仮特許出願第６１／２３２，６５０号の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、全体として、医療装置、より特定的には、補綴用インプラント及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
補綴用インプラントは、常に関心が持たれる分野である。一部の既存のシステムは、特定の用途に関して種々の短所、欠点及び不利益な点がある。従って、この技術分野にて更なる貢献が常に必要とされている。
【０００４】
本発明の１つの実施の形態は、独創的な補綴用インプラント及び補綴用インプラントを製造する方法である。その他の実施の形態は、補綴用インプラント用の機器、システム、装置、金具、方法及び組み合わせ体を含む。本発明の更なる実施の形態、態様、特徴、利点及び有利な効果は、本明細書の説明及び添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書の説明は、幾つかの図面の全体を通じて同様の部品を同様の参照番号で示す添付図面を参照する。
【図１】本発明の１つの特徴に従って補綴用インプラント鋳造モールドをフリーフォーム製造するシステムの図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に従った補綴用インプラントを示す図である。
【図３】３Ａは異なる剛性を有する１つリングの中空の格子軸部構造体を示す図である。  ３Ｂは異なる剛性を有する２つリングの中空の格子軸部構造体を示す図である。  ３Ｃは異なる剛性を有する３つリングの中空の格子軸部構造体を示す図である。
【図４】図３Ａ−３Ｃの中空の格子構造体の剛性対中実な軸部の剛性を示すグラフである。
【図５】本発明の１つの実施の形態に従った補綴用インプラントの断面図である。インプラントはヒトの大腿骨内に植え込んだ状態で示されている。
【図６】図５の補綴用インプラントの軸部の長さに沿った位置における断面図である。
【図７】図５の補綴用インプラントの軸部の長さに沿った異なる位置における断面図である。
【図８】図５の補綴用インプラントの軸部の長さに沿った異なる位置における断面図である。
【図９】本発明の１つの特徴に従った格子構造体を示す図５の補綴用インプラントの側面図である。
【０００６】
本発明の原理の理解を容易にするため、以下に、図面に示した実施の形態に関して説明し、その説明のため、特定の用語を使用する。しかし、本発明の特定の実施の形態の図面及び説明は本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。更に、図示し且つ（又は）説明した実施の形態の任意の改変及び（又は）変更例は、本発明の範囲に含めことを意図するものである。更に、本発明が属する技術分野の当業者に通常、案出されるように、図示し且つ（又は）本明細書にて説明した本発明の原理の任意のその他の適用例は、本発明の範囲に属するものと考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
腰関節インプラントのような、以前の補綴用インプラントは、重く、剛性な装置であり、機械的な性質の点にて自然の骨と比較して著しい不適合がある。剛性の点の不適合は、インプラントの大きい破損の要因であり、人工腰関節のような以前のインプラントの長期間の性能を特に、荷重支承状況にて著しく制限する可能性がある。例えば、ある場合にて、主要なチタン製人工腰関節の平均寿命は、１０年程度にしか過ぎない。
【０００８】
骨の剛性と金属の剛性とに差があることは、荷重を支承する機能のほぼ全てが金属製補綴具に伝達されることを意味する。従って、インプラントを取り囲む骨に作用する機械的応力は僅かであり、これは、「応力遮蔽」として知られた状況である。応力を受けない細胞は身体に再吸収されるため、インプラントを所要の位置に保持する骨は軟化し、装置は緩み易くなる。インプラント又は取り囲む骨が破損したとき、通常、更なる外科的処置が必要となる。本発明の幾つかの特徴によれば、応力遮蔽効果は減少し又は解消され、このため、余分な医療的介入が避けられる。
【０００９】
更に、インプラントと骨組織との間の界面が弱い場合、インプラントの「微細動作（ｍｉｃｒｏｍｏｔｉｏｎ）」が生じ、このため、突然、インプラントの最終的な破損が発生する可能性がある。例えば、相互に接続した（開放した）多孔質構造体のような、多孔質インプラントは、骨の内部成長を許容し、微細動作という問題を軽減し又は解消し、このため、破断率を減少させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの形態において、本発明の実施の形態は、中空の腰関節軸部と、例えば、鋳造モールドのフリーフォーム製造のような、仮想パターン鋳造法（ＶＰＣ法）を介して中空の腰関節軸部を製造する方法を含む。本発明の幾つかの実施の形態は、低剛性を有する軽量なインプラントを可能にするピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体を含む。更に、幾つかの実施の形態において、ピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体は、特別注文的な剛性の「調整」を可能にし、その場合、剛性は、ピンの型式及びフィンの特徴、特徴部の位置、又は、例えば、格子構造体の骨組み部材の寸法及び配置位置のような、格子構造体の性質の選択に依存する。更に、幾つかの実施の形態において、ピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体は、骨が装置内に内部成長し、補綴用装置を骨内にて一層良く固定することを可能にする。更に、幾つかの実施の形態において、中空の通路は装置内に鋳造し、骨の成長剤を運び、生物分解性プラグを受け入れることができ、このことは、装置内への骨の内部成長を更に可能にする。また、幾つかの実施の形態において、補綴用装置を鋳造するため、一体的なコア／シェルモールドが形成される。
【００１１】
本発明の幾つかの実施の形態は、「フレキシブル」な装置の設計を含み、この設計は、荷重を補綴用装置の端部に集中させるのではなくて、分配し、このため、「応力遮蔽効果」を軽減する。更に、本発明の幾つかの実施の形態は、骨の内部成長用の中空の格子構造体を提供することにより、装置の長期間の性能を改善し、このことは、骨／金属の界面を改良し、また、骨と補綴用インプラント装置との間の微細動作を軽減し又は解消することができる。幾つかの実施の形態において、ピン／フィン／中空の格子構造体は、インプラントの剛性をヒトの骨の剛性により正確に適合させる構成とされている。剛性が小さく又は適合することは、装置は、最早、荷重を装置の端部まで伝達しないため、大腿骨に対する応力遮蔽効果を軽減し又は解消することになる。幾つかの実施の形態において、ピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体は、例えば、厚さ、長さ及び（又は）その他のパラメータを制御して、特定の患者の骨の幾何学的形態の特徴及び（又は）剛性の特徴を調節するＶＰＣ法により、装置の剛性をヒトの骨の特定の骨密度に合うよう「調整する」能力を可能にする。また、幾つかの実施の形態において、ピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体は骨の成長に伴い骨を支えるための場所を提供する。幾つかの実施の形態において、インプラントは、骨の成長を速めるため、骨成長剤を運ぶことができる。例えば、１つの形態において、中空の通路を補綴用装置内に鋳造し、骨成長剤を充填し、その後、例えば、時間解放式の生物分解性又は体内吸収性プラグにて栓をする。このようにして、補綴用装置は、時間の経過と共に骨成長剤の解放を制御し、これにより、術後の回復を早めることができる。
【００１２】
幾つかの実施の形態において、ピン、フィン及び（又は）中空の格子構造体は、膝、肘、脊柱のインプラントのような、腰関節軸部又はその他の荷重支承インプラント装置にて具体化することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、本発明の１つの実施の形態に従ってセラミック製の補綴用インプラントモールド１２をフリーフォームに製造するためのフリーフロー製造システム１０の非限定的な例が概略図にて示されている。本発明にてインプラント用として考えられるセラミック材料は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、イットリア、マグネシア、及びそれらの混合体を含むが、これらにのみ限定されるものではない。１つの形態において、システム１０は、選択的レーザ作動（ＳＬＡ）立体リソグラフィシステムである。選択的レーザ作動は、供給エネルギに露呈されたとき、凝固する樹脂を利用する立体リソグラフィ法に基づくものである。１つの形態において、樹脂は、光重合性モノマー及び（又は）オリゴノマー内に配設されたセラミック粒子を含み、供給エネルギは、重合化する供給エネルギである。本発明は、オリゴノマー樹脂を単独にて又はモノマー樹脂と組み合わせて使用することを考えている。本発明は、補綴用インプラントモールド１２の形態をした構成要素に関して説明するが、本発明は、その他の型式の材料及びその他の型式の構成要素にも適用可能であることを理解すべきである。本発明は、全体として、ＳＬＡ立体リソグラフィシステムに関して説明するが、フラッシュキュアシステム及びその他の形態の走査式キュアシステムのような、その他のフリーフロー製造システムにも等しく適用可能である。
【００１４】
その幾つかを層１４、１６、１８及び２０として特定した複数の層にて形成された三次元的なセラミック製構成要素としてセラミック製の補綴用インプラントのモールド１２を形成すべくシステム１０が使用される。１つの形態において、立体リソグラフィシステム１０は、セラミック装填樹脂２２を採用し、また、樹脂の封込めリザーバ２４と、高さ変更部材２６と、レーザ源２８と、高さ変更部材２６を渡ってレーザビーム３２を走査するよう作用可能な走査装置３０とを含んでいる。樹脂封込めリザーバ２４は、ある量のセラミック装填樹脂２２にて充填されており、該樹脂２２からモールド１２が製造される。１つの形態において、セラミック装填樹脂２２は光開始剤を保持している。別の形態において、セラミック装填樹脂２２は、例えば、光開始剤に加えて、分散剤を保持している。走査装置３０は、例えば、セラミック装填樹脂２２の表面３４にセラミック製補綴用インプラントのモールド１２の各層を形成するよう望まれる形状にてレーザ源２８からセラミック装填樹脂２２を渡ってレーザビーム３２を走査する。セラミック装填樹脂２２内に保持されたセラミック粒子は、最終的に、完成したモールド１２を形成する。
【００１５】
１つの形態において、第一の軸線と、第二の軸線と、第三の軸線とを含む三次元的座標系は、例えば、セラミックモールド１２のような、製造される物品に対する空間的基準として利用される。１つの形態において、三次元的座標系は、立体リソグラフィシステム１０の軸線に相応するＸ、Ｙ及びＺ軸線を有するデカルト座標系である。しかし、極座標、円筒状座標、及び球面座標を含むが、これらにのみ限定されない、その他の三次元的座標系とすることを考えられる。
【００１６】
１つの形態において、補綴用インプラントモールド１２は、軸線Ｚから測定した成形角度にて形成されている。図１に示した成形角度は、０°である。その他の成形角度とすることが十分、考えられる。三次元的座標系は、成形角度にて整合されている。１つの形態において、セラミック製補綴用インプラントモールド１２の三次元的座標系及び立体リソグラフィシステム１０の座標系は同一幅にて伸びている。
【００１７】
補綴用インプラントモールド１２は、供給エネルギを付与して、セラミック装填した光重合性樹脂をキュアして重合化した層を形成するステップと、新たな樹脂膜を施すステップと、新たな樹脂膜を新しい層に光重合化し、且つその新しい層をそれ以前の層に接着させるべくオーバキュアするステップとによってシステム１０により層毎に形成する仕方にてフリーフォーム製造される。１つの形態において、新たな樹脂の膜は、高さ変更部材２６を下降させてセラミック充填樹脂２２内の最上方の重合化した層をリザーバ２４内に没入させることにより、最上部の重合化した層の上に形成される。その他の実施の形態において、その他の手段を使用してセラミック充填樹脂２２の新たな層を最上方の重合化した層に施すことができる。この工程を反覆し、重合化した複数の層、すなわち、例えば、図示した層１４、１６、１８及び２０のような、ポリマーバインダにより互いに保持されたセラミック粒子の層を形成する。連続的に形成されたキュアした層は、最終的に、所望の三次元的特徴部が形成された、セラミック製補綴用インプラントモールド１２の三次元的形状体を形成する。補綴用インプラントモールド１２の三次元的特徴部は、モールドの部分の多孔度の分布状態を制御することを含む。例えば、制御された多孔度の分布状態は、相互に接続された節部が複数の交互に接続したポアによって隔てられるようにし、それらのポアは、インプラントのモールド１２の一部として層毎に形成されるものとする。１つの例において、相互に接続した節部及び相互に接続したポートは、インプラントモールド１２を使用して製作された鋳物の選んだ部分にて連続気泡構造体を有する金属発泡材を形成するよう作用可能である。その他の実施の形態において、多孔度の分布状態を制御することにより、鋳物に独立気泡構造体を形成することができる。別の例において、多孔度の分布状態の制御は、相互に接続した節及び相互に接続したポアの所望の幾何学的形状、寸法及び分布状態のような、所望の形態を規定することにより、生成することができる。相互に接続した節及び相互に接続したポアは、例えば、市販の立体リソグラフィコンピータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを使用してＳＴＬ（．ｓｔｌ）ファイルを生成することにより、電子的に規定することができる。次に、その電子的規定をシステム１０に供給し、これにより、走査装置３０は、後続の層を選択的にキュアし、ＳＴＬファイルに基づいて所望の三次元的な相互に接続した節及び相互に接続したポアを得ることができる。多孔度の分布状態を制御することは、モールド１２を使用して形成された鋳造インプラント内への骨の内部成長を助けることができ、このことは、インプラントと骨組織との間の荷重の伝達を助けるのみならず、インプラントと取り囲む骨組織との間の微細動作を減少させることができる。モールド１２内又はその上の制御された多孔度の位置は、適用例の必要性に応じて変更することができる。
【００１８】
１つの形態において、重合化した層の各々は、例えば、成形方向と称することのできるＺ軸線に沿って測定した時、０．０５ｍｍ（０．００２インチ）程度の厚さである。その他の実施の形態にて、より薄い層又はより厚い層を採用することができる。例えば、各層の厚さは、完成したモールド１２の所望の分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）含む、用途の必要性に応じて変更することができる。幾つかの実施の形態において、幾つかの層は同一のモールド内にてその他の層よりも厚い厚さを有するようにしてもよい。本発明を特定の数の層又は層の厚さに限定することを意図するものではないことを理解すべきである。更に、補綴用インプラントモールド１２のみを示したが、同一及び（又は）異なる形態の複数のセラミック製補綴用インプラントモールド１２をシステム１０にてバッチとして形成することができることを理解すべきである。
【００１９】
１つの形態において、重合化した層の形成は、樹脂を重合化すべく使用されるエネルギを受け取る前、光重合性セラミック装填した樹脂の層の各々を平坦にする平坦化技術を使用するステップを含む。平坦化技術の例は、超音波加工、時間的遅延、及び（又は）ワイヤーブレードを使用する場合のような機械的支援による掃引を含む。本発明は、また、能動的な平坦化技術を採用しない実施の形態とすることも考える。
【００２０】
各層を重合化し且つオーバキュアさせるべく使用されるエネルギ供給量は変更し又はその他の方法にて制御することができる。１つの形態において、エネルギ供給量は、レーザ２８のパワー及びビーム３２の直径を一定にし、次に、樹脂の表面を渡るレーザの走査速度（量）を制御することにより、制御される。フラッシュキュアシステムを有するような、別の形態において、レーザの走査速度及びレーザパワーに代えて、露出時間及びランプパワーを使用する。更に別の形態において、キュア及びオーバキュアを制御するパラメータは、ランプパワー及び走査速度である。色々な実施の形態において、その他のパラメータは、キュア及び（又は）オーバキュアを制御することができる。
【００２１】
モールド１２を形成した後、使用する前、補綴用インプラントモールド１２に対し追加的な加工工程を行なうことができる。１つの形態において、補綴用インプラントモールド１２に対して燃焼加工及び焼結加工を行い、補綴用インプラント鋳物を形成するため、一体的なセラミック鋳造モールドを得ることができる。
【００２２】
次に、図２を参照すると、本発明の１つの実施の形態に従ったシステム１０により形成された補綴用インプラント１００の非限定的な例が示されている。補綴用インプラント１００は、界面部分１０２と、該界面部分１０２と連結された軸部１０４とを含む。界面部分１０２は、補綴用装置をその他の構造体と相互に界面接続するよう作用可能である。１つの形態において、界面部分１０２は、インプラント１００をヒトの腰関節ソケットと相互に界面接続する大腿骨頂部である。その他の実施の形態において、界面部分１０２は、例えば、その他の生物学的構造体と相互に界面接続するその他の形態を取ることができる。１つの形態において、軸部１０４は、例えば、大腿骨のようなヒトの骨組織内に植え込まれる構成とされている。その他の形態において、軸部１０４はその他の組織内に植え込まれ又はその他の構成要素又は装置と相互に接続される構成とすることがきる。１つの形態において、軸部１０４は、ネック部分１０６を介して界面部分１０２と連結されている。補綴用インプラント１００は、粗調節ピン／フィン／格子の形態物１０８を含む。
【００２３】
図３Ａ−３Ｃ及び図４を参照すると、当該発明者らは、コンピュータ支援設計ソフトウェアを使用して中空の格子構造体１２０、１４０及び１６０の見本を作製し、剛性の「調整」量を決定し、この調整量は、例えば、大腿骨のような、ヒトの骨組織のような、骨組織内に植え込まれるインプラントの軸部にて調節することができる。剛性アームの厚さ及びその数、並びに半径方向部分の数を変化させることにより、剛性の「調整可能な」３０%の調節が実現された。構造体１２０は、１つリング構造体であり、構造体１４０は、２つリング構造体であり、構造体１６０は、３つリング構造体である。図４は、中実な構造体に対する構造体１２０、１４０及び１６０の剛性を示すプロット図１８０である。リングＲ（半径方向部分）の数及び剛性化アームＳＡの数及び厚さは、異なる剛性値を実現するよう変更することができることを理解すべきである。１つの形態において、リングの数及び（又は）剛性化アームの数及び（又は）厚さは、異なるインプラントの間にて変更する。別の形態において、リングＲの数及び（又は）剛性化アームＳＡの数及び（又は）厚さは、特定のインプラトの軸部の長さに沿って変化させ、軸部の剛性を変更し、軸部の長さに沿った異なる箇所において異なる剛性値が得られるようにする。
【００２４】
次に、図５−９を参照すると、本発明の別の実施の形態に従った別の補綴用インプラントが示されている。インプラント２００は、ヒトの大腿骨２０１内に植え込んだ状態で示されている。インプラント２００は、界面部分２０２と、界面部分２０２に連結された軸部２０４とを含む。界面部分２０２は、補綴用装置をその他の構造体に相互に界面接続するよう作用可能である。１つの形態において、界面部分２０２は、インプラント２００をヒトの腰関節ソケットと相互に界面接続する大腿骨頂部である。他の実施の形態において、界面部分１０２は、例えば、他の生物学的構造体と相互に界面接続するその他の形態を取ることができる。１つの形態において、軸部２０４は、ネック部分２０６を介して界面部分２０２に連結されている。
【００２５】
軸部２０４は、本体２０７を含む。本体２０７は、コア部材２０８と、外側リング２１０と、中間リング２１２と、内側リング２１４とを含む。軸部２０４は、所望の深さ２１６迄、植え込み得る構造とされている。深さ２１６は、用途の必要性に応じて変更することができる。１つの形態において、コア部材２０８は、リング２１０、２１２及び２１４に対する支持体を提供する中央の支持部材である。１つの形態において、本体２０７は、所望の植え込み深さ２１６にほぼ相応する長さ２２０を有している。１つの形態において、本体２０７は中空である。１つの形態において、コア部材２０８は中実であり、外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リング２１４は、例えば、ワレン式梁（Ｗａｒｒｅｎ  ｇｉｒｄｅｒ）又はストラッツメッシュの形態をした、中空の格子構造体である。１つの形態において、コア部材２０８、外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リング２１４は、剛性化アーム２２２を介して互いに連結されている。強化部材２２２の数及び寸法は、用途の必要性に応じて変更することができる。１つの形態において、剛性化アーム２２２は、２つ以上のリング２１０、２１２、２１４と（又は）コア部材２０８との間を伸びるピンの形態をしている。別の形態において、剛性化アーム２２２は、２つ以上のリング２１０、２１２、２１４と（又は）コア部材２０８との間を伸びる、例えば、軸方向又は半径方向フィンのような、フィンの形態をしている。１つの形態において、剛性化アーム２２２は、リング２１０、２１２、２１４及びコア部材２０８と一体的に鋳造されている。別の形態において、剛性化アーム２２２は、リング２１０、２１２、２１４及びコア部材２０８にその他の方法にて連結し又は固定することができる。
【００２６】
本明細書にて、３つのリング部分２１０、２１２、２１４を有するものとして説明したが、幾つかの実施の形態は、より多数の又は少数のリング部分を有するものとしてもよく、また、リング部分の数を軸部の長さに沿って変化させ、又は軸部の長さに沿って一定としてもよいことを理解すべきである。１つの形態において、外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リング２１４の各々は、格子構造体２２４を含む。１つの形態において、リング２１０、２１２、２１４の各々は、格子リングである、すなわち、例えば、シート部材、又は格子材料を円筒状の形態又はその他の形状体にロール巻きしたとき、格子構造体２２４により規定される管状の配列である。１つの形態において、リング２１０、２１２、２１４は、例えば、図６−図８に示したように、円形の断面形状をしている。その他の実施の形態において、リング２１０、２１２、２１４は、ヒトの大腿骨又はその他の骨又は骨の非円形の開口部の断面に相応する形状のような、その他の断面形状であるようにしてもよい。幾つかの実施の形態において、２つ以上のリング２１０、２１２、２１４の断面寸法及び形状は、軸部２０４の長さに沿って変化するものとする。１つの形態において、格子構造体２２４は、開口部２２６によって規定される。開口部２２６の寸法、形状、位置及び数は、用途の必要性に応じて変更することができる。１つの形態において、開口部２２６は、２つ以上の外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リング２１４を貫通して伸びている。図５−８の図面において、明確化のため、数個の格子開口部２２６のみが示されている。幾つかの実施の形態において、コア部材２０８は、格子構造体２２４も含む。１つの形態において、コア部材２０８は、ネック部２０６に隣接するコア部材２０８の基端からの距離の増大に伴ない断面寸法が減少する。その他の実施の形態において、コア部材は、用途の必要性に応じて断面寸法が変化するようにしてもよい。幾つかの実施の形態において、コア部材の断面寸法は、コア部材の長さに沿って増減するようにしてもよい。
【００２７】
１つの形態において、外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リング２１４の各々は、コア部材２０８と一体的であり、且つコア部材２０８から伸びている。その他の実施の形態において、その他の幾何学的配置を採用することができる。１つの形態において、界面部分２０２、軸部分２０４（本体２０７を含む）及びネック部２０６は、システム１０のような、ＶＰＣ加工システムを使用して形成された一体のシェル及び一体のコアを有するモールド１２に対し溶融金属を供給することにより形成された、一体的な鋳物特徴部である。１つの形態において、コア部材２０８、外側リング２１０、中間リング２１２及び内側リングの２つ以上に複数のリザーバ２２８が形成されている。その他の実施の形態において、リザーバ２２８のようなリザーバは採用しなくてよい。１つの形態において、２つ以上のリザーバ２２８は、盲開口部である。別の形態において、２つ以上のリザーバ２２８は、中空の通路である。１つの形態において、骨成長剤のような薬剤２３０が２つ以上のリザーバ２２８内に配設されている。１つの形態において、体内吸収性プラグのような、プラグ２３２を採用して２つ以上のリザーバ２２８を密封する。１つの形態において、プラグ２３２は、時間放出式化学構造体を有する。その他の実施の形態において、かかる剤プラグ及び（又は）時間放出式化学構造体の２つ以上を採用しなくてよい。
【００２８】
１つの形態において、外側リング２１０は、インプラント２００を植え込む間及び植え込んだ後、骨組織と接触している。術後の期間中、骨組織は外側リング２１０、格子構造体２２４の開口部２２６内に成長して、インプラント２００を大腿骨２０１に固定する。１つの形態において、可撓性の格子構造体２２４は、荷重を外側リング２１０の長さに沿って骨組織に伝達する。幾つかの実施の形態において、骨の成長は、外側リング２１０の開口部２２６を通って続き、外側リング２１０と中間リング２１２との間の容積を充填し、又は部分的に充填する。幾つかの実施の形態において、骨の成長は、中間リング２１２の開口部２２６に侵入し、中間リング２１２と内側リング２１４との間の容積を充填し、又は部分的に充填する。幾つかの実施の形態において、成長した骨は内側リング２１４の開口部２２６内に侵入し、内側リング２１４とコア部材２０８との間の容積を充填し又は部分的に充填する。従って、幾つかの実施の形態において、軸部２０４及び骨組織は、互いに挿置され／相互に差し込まれ、このことは、骨組織とインプラント２００との接触を増し、このことは、幾つかの実施の形態にて、インプラント２００と骨組織との間の微細動作を減少させ、且つ例えば、軸部２０４の全円周に沿って荷重を骨組織に伝達することになる。
【００２９】
本発明の実施の形態は、補綴用装置を他の構造体と相互に界面接続するよう作用可能な界面部分と、該界面部分に連結された軸部とを備え、該軸部は、骨組織内の所望の深さまで植え込み得る構造とされ、該軸部は、ピンと、フィン及び（又は）格子構造体を含み、これらは、荷重を軸部と骨組織との間にて伝達するよう作用可能である、骨に植え込み可能な補綴用装置を含む。
【００３０】
改良例において、格子構造体は中空である。
【００３１】
別の改良例において、界面部分は大腿骨頂部である。
【００３２】
更に別の改良例において、その他の構造体は、腰関節ソケットである。
【００３３】
更に別の改良例において、軸部は中空の通路を含む。
【００３４】
更に別の改良例において、補綴用装置は、中空の通路内に配設された骨成長剤を更に含む。
【００３５】
更なる改良例において、補綴用装置は、中空の通路を密封するよう作用可能なプラグを更に含む。
【００３６】
更なる改良例において、該プラグは、体内吸収性である。
【００３７】
更なる改良例において、該プラグは、時間放出式プラグである。
【００３８】
本発明の実施の形態は、その他の構造体と相互界面接続するよう作用可能な界面部分と、該界面部分に連結された軸部とを備え、該軸部は骨組織内に所望の深さまで植え込み得る構造とされ、また、該軸部は、外側リング構造体を有する中空本体を含み、該中空本体は、所望の植え込み深さに相応する長さを有し、外側リング構造体は、外側格子構造体を形成する第一の複数の開口部を含む、補綴用インプラントに関するものである。
【００３９】
１つの改良例において、開口部は、外側リング構造体を貫通して伸び、これにより中空本体の内側を骨組織の成長に対して露呈させる。
【００４０】
別の改良例において、外側格子構造体は、ストラッツメッシュにより規定される。
【００４１】
更に別の改良例において、外側格子構造体は、ワレン式梁により規定される。
【００４２】
更に別の改良例において、外側格子構造体のスラッツ構造体は、ヒトの骨組織の剛性に相応する中空本体の剛性を実現するよう調整されている。
【００４３】
更に別の改良例において、インプラントは、盲開口部を更に含む。
【００４４】
更なる改良例において、該盲開口部は、外側リング構造体にある。
【００４５】
更なる改良例において、インプラントは、盲開口部内に配設された骨成長剤を含む。
【００４６】
更なる改良例において、インプラントは、盲開口部を密封するよう作用可能なプラグを含む。
【００４７】
更なる改良例において、プラグは体内吸収性である。
【００４８】
更なる改良例において、プラグは、時間放出式プラグである。
【００４９】
別の改良例において、インプラントは、外側リング構造体の内側にて中空本体内に配設された内側リング構造体を含み、該内側リング構造体は、内側格子構造体を形成する第二の複数の開口部を含む。
【００５０】
更に別の改良例において、内側リング構造体は、内側リング構造体の末端と内側リング構造体の基端との間の複数の位置にて外側リング構造体に連結されている。
【００５１】
更に別の改良例において、インプラントは、外側リング構造体の内側で且つ内側リング構造体の外側にて中空本体内に配設された中間リング構造体を含み、該中間リング構造体は、中間の格子構造体を形成する第三の複数の開口部を含む。
【００５２】
更に別の改良例において、中間リング構造体は、中間リング構造体の末端と中間リング構造体との基端との間の複数の位置にて外側リング構造体に、及び内側リング構造体に連結されている。
【００５３】
更なる改良例において、インプラントは、内側リング構造体の内側にて中空本体内に配設された中央の支持部材を更に含む。
【００５４】
更なる改良例において、中央の支持部材は、内側リング構造体の末端と内側リング構造体の基端との間の複数の位置にて内側リング構造体に連結されている。
【００５５】
更なる改良例において、インプラントは、複数の剛性化アームを更に含む。
【００５６】
更に別の改良例において、剛性化アームの数は、ヒトの骨組織の剛性に合うべく軸部の剛性を調整するように選ばれる。
【００５７】
追加の改良例において、ヒトの骨組織の剛性に合うよう軸部の剛性を調整するため、剛性化アームの厚さが選ばれる。
【００５８】
別の改良例において、インプラントは、複数の半径方向部分を更に含む。
【００５９】
更に別の改良例において、半径方向部分の数は、ヒトの骨組織の剛性に合うべく軸部の剛性を調整するように選ばれる。
【００６０】
更に別の改良例において、中央の支持部材が外側リング構造体の内側にて中空本体内に配設されている。
【００６１】
更に別の改良例において、中央の支持部材は、外側リング構造体の末端と外側リング構造体の基端との間の複数の位置にて外側リング構造体に連結されている。
【００６２】
本発明の実施の形態は、外側構造体と相互に界面接続するよう作用可能な界面部分と、該界面部分に連結された軸部と、を備え、該軸部は、骨組織内に所望の深さまで植え込み得る構造とされており、該軸部は、所望の植え込み深さに相応する長さを有する本体と、該本体から外方に伸びて、且つ該本体の長さに沿って互いに隔てられた複数の突出部と、を含み、該突出部は、本体と一体に形成され且つ骨組織と係合するよう作用可能である、補綴用インプラントをも含む。
【００６３】
１つの改良例において、本体は中空である。
【００６４】
別の改良例において、複数の突出部は、複数のピンを含む。
【００６５】
更に別の改良例において、複数の突出部は、複数のフィンを含む。
【００６６】
更に別の改良例において、本体は、外側リング構造体を含み、突出部は、外側リング構造体から外方に伸びている。
【００６７】
更に別の改良例において、本体は、外側リング構造体の内側にて本体内に配設された中央の支持部材を含む。
【００６８】
本発明の実施の形態は、一体のコアと、一体のシェルとを有し、鋳造した補綴用インプラントを得る構造とされたセラミックモールドをフリーフォームにて製作するステップと、セラミックモールドを焼結するステップと、溶融合金を焼結したモールドに供給するステップと、セラミックモールドを除去して鋳造した補綴用インプラントを得るステップとを備える、補綴用インプラントを形成する方法も含む。
【００６９】
１つの改良例において、該方法は、上述した特徴の任意のものを含むようセラミックモールドを製造する方法を含む。
【００７０】
本発明の実施の形態は、補綴用インプラントを鋳造する一体のコアと一体のシェルとを有するセラミックモールドを電子的に規定するステップと、該電子的規定を使用してセラミックモールドをフリーフォームにて製作するステップと、溶融合金をセラミックモールドに供給するステップと、溶融合金を凝固させるステップと、セラミックモールドを一体的なコアと共に浸出液に浸して鋳造された補綴用インプラントを得るステップとを備える、補綴用インプラントを形成する方法も含む。
【００７１】
１つの改良例において、該方法は、上述した特徴の任意のものを含むようセラミックモールドを製造する方法を含む。
【００７２】
現在、最も実用的で且つ好ましい実施の形態であると考えられるものに関して本発明を説明したが、本発明は、開示した実施の形態にのみ限定されるものではなく、法により許容される改変例及び等価物の全てを包含するよう最広義の解釈に従って行なわれるべき、特許請求の範囲の思想及び範囲に含まれる多様な改変例及び等価的な構成を対象とすることを目的とするものである。更に、上記の説明にて使用した、好ましい、好ましくは又は好まれるという語は、その説明した特徴が望ましいことを意味するが、必ずしもそうではなく、その語を欠く全ての実施の形態が本発明の範囲に属するものと解釈することができ、その範囲は、以下の定義によって規定されるべきである。特許請求の範囲を読むとき、「ある」、「１つの」、「少なくとも１つの」及び「少なくとも一部分」というような語が使用されるとき、請求の範囲に別段の記載がない限り、特許請求の範囲を１つの項目にのみ限定することを意図するものではない。更に、「少なくとも一部分」及び（又は）「一部分」という語が使用されるとき、その項目は、別段の記載がない限り、その項目の一部分及び（又は）全体を含むものである。以下は、当初の請求項の記載である。
（請求項１）
骨に植え込み可能な補綴用装置において、
該骨に植え込み可能な補綴用装置を他の構造体と相互に界面接続するよう作用可能な界面部分と、
該界面部分に連結された軸部とを備え、該軸部は、骨組織内の所望の深さまで植え込み得る構造とされ、該軸部は、
ピン、フィン及び／又は格子構造体であって、骨組織と界面接続されるよう作用可能であることにより、荷重を前記軸部と骨組織との間にて伝達する前記ピン、フィン及び／又は格子構造体を含む、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項２）
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記格子構造体は中空である、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項３）
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記界面部分は大腿骨頂部である、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項４）
請求項３に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記その他の構造体は、腰関節ソケットである、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項５）
請求項１に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記軸部は中空の通路を含む、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項６）
請求項５に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記中空の通路内に配設された骨成長剤を更に備える、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項７）
請求項６に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記中空の通路を密封するよう作用可能なプラグを更に備える、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項８）
請求項７に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記プラグは、体内吸収性（ｒｅｓｏｒｂａｂｌｅ）である、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項９）
請求項７に記載の骨に植え込み可能な補綴用装置において、
前記プラグは、時間放出式プラグである、骨に植え込み可能な補綴用装置。
（請求項１０）
補綴用インプラントにおいて、
その他の構造体と相互界面接続するよう作用可能な界面部分と、
該界面部分に連結された軸部とを備え、該軸部は、
骨組織内に所望の深さまで植え込み得る構造とされ、また、該軸部は、外側リング構造体を有する中空の本体を含み、
該中空本体は、所望の植え込み深さに相応する長さを有し、
前記外側リング構造体は、外側格子構造体を形成する第一の複数の開口部を含む、補綴用インプラント。
（請求項１１）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記開口部は、外側リング構造体を貫通して伸び、中空本体の内側を骨組織の内側の成長に対して露呈させる、補綴用インプラント。
（請求項１２）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側格子構造体は、ストラッツメッシュ（ｓｔｒｕｔ ｍｅｓｈ）により規定される、補綴用インプラント。
（請求項１３）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側格子構造体は、ワレン式梁（Ｗａｒｒｅｎ ｇｉｒｄｅｒ）により規定される、補綴用インプラント。
（請求項１４）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側格子構造体のスラッツ構造体は、ヒトの骨組織の剛性に相応する中空本体の剛性を実現するよう調整される、補綴用インプラント。
（請求項１５）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側リング構造体に盲開口部を更に備える、補綴用インプラント。
（請求項１６）
請求項１５に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記盲開口部内に配設された骨成長剤と、
前記盲開口部を密封するよう作用可能なプラグとの少なくとも１つを更に備える、補綴用インプラント。
（請求項１７）
請求項１６に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記プラグは体内吸収性であり、且つ時間放出式プラグであるかの少なくとも一方である、補綴用インプラント。
（請求項１８）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側リング構造体の内側にて前記中空の本体内に配設された内側リング構造体を更に備え、
該内側リング構造体は、内側格子構造体を形成する第二の複数の開口部を含む、補綴用インプラント。
（請求項１９）
請求項１８に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記内側リング構造体は、前記内側リング構造体の末端と前記内側リング構造体の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体に連結される、補綴用インプラント。
（請求項２０）
請求項１８に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側リング構造体の内側で且つ前記内側リング構造体の外側にて前記中空の本体内に配設された中間リング構造体を更に備え、
該中間リング構造体は、中間の格子構造体を形成する第三の複数の開口部を含む、補綴用インプラント。
（請求項２１）
請求項２０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記中間リング構造体は、前記中間リング構造体の末端と前記中間リング構造体の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体に、及び前記内側リング構造体に連結される、補綴用インプラント。
（請求項２２）
請求項１８に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記内側リング構造体の内側にて前記中空の本体内に配設された中央支持部材を更に備え、
該中央支持部材は、前記内側リング構造体の末端と前記内側リング構造体の基端との間の複数の位置にて前記内側リング構造体に連結される、補綴用インプラント。
（請求項２３）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
複数の剛性化アームを更に備え、
前記剛性化アームの数が、ヒトの骨組織の剛性に合うべく軸部の剛性を調整するように選ばれる、補綴用インプラント。
（請求項２４）
請求項２３に記載の補綴用インプラントにおいて、前記剛性化アームの厚さが、ヒトの骨組織の剛性に合うべく前記軸部の剛性を調整するように選ばれる、補綴用インプラント。
（請求項２５）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、複数の半径方向部分を更に備え、
前記半径方向部分の数が、ヒトの骨組織の剛性に合うべく軸部の剛性を調整するように選ばれる、補綴用インプラント。
（請求項２６）
請求項１０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記外側リング構造体の内側にて前記中空の本体内に配設された中央支持部材を更に備え、
前記中央支持部材は、前記外側リング構造体の末端と前記外側リング構造体の基端との間の複数の位置にて前記外側リング構造体に連結されている、補綴用インプラント。
（請求項２７）
補綴用インプラントにおいて、
外側構造体と相互に界面接続するよう作用可能な界面部分と、
該界面部分に連結された軸部と、を備え、該軸部は、骨組織内に所望の深さまで植え込み得る構造とされ、該軸部は、
所望の植え込み深さに相応する長さを有する本体と、
該本体から外方に伸びて、且つ該本体の長さに沿って互いに隔てられた複数の突出部と、を含み、
該突出部は、本体と一体に形成され且つ骨組織と係合するよう作用可能である、補綴用インプラント。
（請求項２８）
請求項２７に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記本体は中空である、補綴用インプラント。
（請求項２９）
請求項２７に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記複数の突出部は、複数のピン及び（又は）複数のフィンを含む、補綴用インプラント。
（請求項３０）
請求項２７に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記本体は、外側リング構造体を含み、
前記突出部は、前記外側リング構造体から外方に伸びている、補綴用インプラント。
（請求項３１）
請求項３０に記載の補綴用インプラントにおいて、
前記本体は、前記外側リング構造体の内側にて前記本体内に配設された中央支持部材を含む、補綴用インプラント。
（請求項３２）
補綴用インプラントを形成する方法において、
一体のコアと、一体のシェルとを有するセラミックモールドをフリーフォーム製造するステップであって、該セラミックモールドは、鋳造した補綴用インプラントを生産するよう構成された、前記セラミックモールドをフリーフォーム製造するステップと、
前記セラミックモールドを焼結するステップと、
溶融合金を焼結したモールドに供給するステップと、
セラミックモールドを除去して鋳造した補綴用インプラントを生産するステップとを備える、補綴用インプラントを形成する方法。
（請求項３３）
補綴用インプラントを形成する方法において、
補綴用インプラントを鋳造する一体のコアと一体のシェルとを有するセラミックモールドを電子的に規定するステップと、
該電子的規定を使用してセラミックモールドをフリーフォーム製造するステップと、
溶融合金をセラミックモールドに供給するステップと、
溶融合金を凝固させるステップと、
セラミックモールドを浸出液に浸して鋳造された補綴用インプラントを得るステップとを備える、補綴用インプラントを形成する方法。
【図１】
0005984669.tif 000002
【図２】
0005984669.tif 000003
【図３Ａ】
0005984669.tif 000004
【図３Ｂ】
0005984669.tif 000005
【図３Ｃ】
0005984669.tif 000006
【図４】
0005984669.tif 000007
【図５】
0005984669.tif 000008
【図６】
0005984669.tif 000009
【図７】
0005984669.tif 000010
【図８】
0005984669.tif 000011
【図９】
0005984669.tif 000012