(57)【要約】  ノードで連結された複数のストラットを有する２つ以上の平面トラスユニットを備える立体トラスを有するウェブ構造を含むインプラントを使用して、２つの分離された骨部分を連結する。ウェブ構造は、癒合を増強するために、分離された骨部分の間に配設されるよう構成される。いくつかの実施形態では、インプラントは、非平面状表面を備える。【選択図】図６Ａ
2015502192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ構造を含むインプラントであって、前記ウェブ構造が、
互いに結合した複数の平面トラスユニットを含み、前記平面トラスユニットが、
複数のノードに結合した複数のストラットを含み、
１つ以上の平面トラスユニットの２つのストラット及び１つのノードによって画成される１つ以上の角度が、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、接続外部表面ストラットが、前記異なる角度の平面トラスユニットの前記ノードを互いに結合し、非平面状表面を画成する、インプラント。
【請求項２】
前記複数のトラスユニットが、三角形形状で、３つの実質的に直線状のストラットと３つのノードとを有する１つ以上の平面三角トラスユニットを含む、請求項１に記載のインプラント。
【請求項３】
１つ以上の平面トラスユニットが少なくとも１つのストラットを前記１つ以上の平面トラスユニットと共有する平面トラスユニットの平面に実質的に平行ではない平面内にあるように、前記複数の平面トラスユニットが互いに結合する、請求項１又は２に記載のインプラント。
【請求項４】
複数の平面トラスユニットが、前記ウェブ構造の外部表面を画成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項５】
前記接続ストラットの前記少なくともいくつかが、異なる対応する角度を有する２つの異なる三角平面トラスユニットによって共有される少なくとも１つのノードを有する三角トラスを画成する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項６】
前記複数の平面トラスユニットが、第２の平面三角トラスユニットに結合した第１の平面三角トラスユニットを含み、前記第１及び第２の平面三角トラスユニットが、各平面三角トラスユニットの頂点を画成する単一のノードと対向する方式で結合する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項７】
前記非平面状表面が、実質的に丸みを帯びた表面である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項８】
前記インプラントの対向する表面が、丸みを帯びている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項９】
前記接続外部表面ストラットの１つ以上が、湾曲され、前記インプラントの丸みを帯びた外部表面を形成する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項１０】
前記平面トラスユニットの前記１つ以上の少なくとも一部分が、前記非平面状表面を超えて延在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項１１】
前記インプラントの一方の表面から前記インプラントの前記対向する表面まで延在する複数のポーラーストラットを更に含み、外部接続ストラットが前記ポーラーストラットの前記端部に結合し、前記ポーラーストラットの少なくとも２つが、前記ウェブ構造が、前記ポーラーストラットの前記端部と前記外部接続ストラットによって画成される少なくとも１つの非平面状表面を有するように、異なる長さを有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項１２】
複数の平面トラスユニットが、前記ウェブ構造の外部表面を画成し、前記複数の平面トラスユニットによって画成される前記ウェブ構造の前記外部表面が、前記ポーラーストラットの前記長手方向軸に実質的に平行である、請求項１１に記載のインプラント。
【請求項１３】
前記接続ストラットの前記少なくともいくつかが、少なくとも１つのノードを前記ポーラーストラットの端部で有する三角トラスを画成する、請求項１１又は１２に記載のインプラント。
【請求項１４】
前記ポーラーストラットの端部で１つのノードと結合した前記ストラットの少なくとも一部分が、湾曲され、前記インプラントの丸みを帯びた外部表面を形成する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項１５】
前記複数の平面トラスユニットが、前記インプラントの外部側面を画成する複数の側面平面トラスユニットを画成し、前記側面平面トラスユニットが、複数のノードに結合した複数のストラットを含み、複数の表面ストラットが、前記側面平面トラスユニットの１つ以上の前記ノードの１つ以上から前記インプラントの前記内部部分に向かって延在し、前記表面ストラットと前記側面平面トラスを画成する前記ストラットとの間の前記角度が、実質的に９０度を超えるか、又は実質的に９０度未満であり、前記インプラントが、前記表面ストラットを互いに結合させ、前記インプラントの外部表面を画成する複数の内部ノードを更に含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインプラント。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載されるようなインプラントを調製する方法であって、前記インプラントが、ウェブ構造を含み、前記ウェブ構造が、
互いに結合した複数の平面トラスユニットを含み、前記平面トラスユニットが、
複数のノードに結合した複数のストラットを含み、
１つ以上の平面トラスユニットの２つのストラット及び１つのノードによって画成される１つ以上の角度が、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、接続外部表面ストラットが、前記異なる角度の平面トラスユニットの前記ノードを互いに結合し、非平面状表面を画成する、インプラントであって、
前記方法が、
材料の層を支持体に付着させることと、
固体材料が前記１つ以上の平面トラスユニットの一部分を形成する中で、前記付着された材料を固体に変換することと、
前記インプラントを前記支持体から除去することと、を含む方法。
【請求項１７】
前記付着された層を固体に変換することが、指向性エネルギー源を前記支持体に対して移動させて、前記材料の一部分を融解させることを含み、前記指向性エネルギー源が、前記ウェブ構造の少なくとも一部分の三次元モデルから決定されたパターンで移動される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記材料が、生体適合性材料である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
分離された骨における長さ保存の方法であって、
前記分離された骨の第１の側面上に接触表面を形成することと、
前記分離された骨の第２の側面上に接触表面を形成することと、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載されるようなインプラントを、前記分離された骨の前記第１及び第２の接触表面に接触して配置することと、を含む方法。
【請求項２０】
前記分離された骨の前記接触表面の１つで溝部を形成することと、前記インプラントを、前記分離された骨の前記接触表面の１つで形成された溝部と整列させることと、を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
連結部材が前記分離された骨の前記第１の側面を前記分離された骨の前記第２の側面に結合するように、前記連結部材を前記分離された骨に取り付けることを更に含む、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が、第１中足骨指節骨関節固定術における長さ保存に適用される、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ウェブ構造を含むインプラントであって、前記ウェブ構造が、ノードで連結された複数のストラットを有する２つ以上の平面トラスユニットを含む立体トラスを含み、前記インプラントが少なくとも１つの非平面状表面を有する、インプラント。
【請求項２４】
２つの分離された骨部分の間に、ノードで連結された複数のストラットを有する２つ以上の平面トラスユニットを含む立体トラスを含むウェブ構造を設置することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には医療装置に関し、より具体的にはインプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
インプラントは、１つ以上の骨を支持及び／又は固定するために、ヒト及び／又は動物で用いられ得る。例えば、インプラントは、脊椎内の椎骨間の損傷した組織を支持及び／又は交換するために脊椎で用いられ得る。２つの椎骨間に一旦埋め込まれると、インプラントは、２つの椎骨間の支持を提供し、インプラントの周囲及びインプラントを通して骨成長が発生し、長期の支持のために２つの椎骨を少なくとも部分的に癒合することができる。インプラントは、終板と相互作用する例えば５０％の領域を覆うことができる固体材料を有する比較的大型のリムを含有する場合がある。リムはインプラントと椎骨終板との間に接触領域を提供することができる。大型のリムは、いくつかの欠点を有することがある。例えば、大型のリムは、骨成長を妨げ、上位又は下位椎体に癒合する骨柱の寸法を低減する場合がある。
【０００３】
脊椎インプラントは、上位／下位方向で支持用リムの中心を通る開放式チャネルを含有することができる。開放式チャネル設計は、椎骨終板間の圧縮力を吸収するために椎骨終板と相互作用するリムを隔てるインプラントの部材を必要とする場合がある。これは椎骨終板の小領域上の圧力を増大させることがあり、椎骨終板における応力集中部へと繋がり得る。更に、骨成長を促進するために、骨移植片物質がインプラントと併用して用いられることが多いが、インプラントの開放式カラム設計は、骨移植片物質それ自体がインプラントに固定する可能性を減少させることもあり、これが、良好な癒合を促進することに導かない生体力学的協調性をもたらす可能性がある。
【０００４】
骨移植片物質は、高圧状態でインプラント内にパッキングされ、これは骨移植片物質が椎骨終板の間に定置されると同時にインプラントから流出することを防止することができる。高圧状態はまた、インプラントと椎骨終板との間の運動又はインプラントの沈降中に受ける圧縮力のために、骨移植片物質が弛緩する可能性も低減することができる。これに加えて、高圧環境は、骨移植片物質を高強度で再構築かつ癒合させることを可能にする。しかしながら、高圧状態は、インプラント内の骨移植片物質については、作成かつ維持することは困難な場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
インプラントシステム及び関連装置の様々な実施形態、並びにこれらを操作する方法が本明細書で記載される。様々な実施形態において、提供されるものは、骨構造とつながるインプラントであり、インプラントは、ヒトの骨組織とつながるよう構成された立体トラスを含むウェブ構造を含有する。立体トラスは、ノードで連結された複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを含む。
【０００６】
特定の実施形態では、インプラントは、ヒトの骨組織とつながるよう構成されたウェブ構造を含有する。インプラントは、立体トラスと外部トラスとを含有する。立体トラスは、ノードで連結された複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを含む。外部トラスは、実質的に同一平面内にある２つ又はそれ以上の隣接する平面トラスユニットを有する１つ以上の平面トラスを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、平面トラスユニットは、三角形の形状で３つの実質的に直線状のストラットと３つのノードとを有する平面三角トラスユニットを含む。立体トラスユニットは、互いに結合した複数の平面トラスを含むことができ、このトラスユニットのそれぞれは、少なくとも１つのストラットを共有する隣接するトラスユニットの平面に実質的に平行ではない平面内にある。
【０００８】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのストラットは、インプラントの中央部を通過する。少なくとも１つのストラットは、四角形の共通のトラスユニットの２つ又はそれ以上の対向する頂点を接続することができる。少なくとも１つのストラットは、八面体の２つの対向頂点を接続することができる。
【０００９】
一実施形態では、インプラントは、互いに結合した複数の平面トラスユニットを含むウェブ構造から構成され、平面トラスユニットは、複数のノードに結合した複数のストラットを備え、ここでは１つ以上の平面トラスの２つのストラット及び１つのノードによって画成される１つ以上の角度は、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラット及び１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、接続外部表面ストラットは、異なる角度の平面トラスユニットのノードを互いに結合させ、非平面状表面を画成する。
【００１０】
実施形態では、複数の平面トラスユニットは、三角形の形状で３つの実質的に直線状のストラットと３つのノードとを有する１つ以上の平面三角トラスユニットを備える。１つ以上の平面トラスユニットが、少なくとも１つのストラットを１つ以上の平面トラスユニットと共有する平面トラスユニットの平面に実質的に平行ではない平面内にあるように、複数の平面トラスユニットは、互いに結合することができる。いくつかの実施形態では、複数の平面トラスユニットは、ウェブ構造の外部表面を画成する。複数の平面トラスユニットは、第２の平面三角トラスユニットに結合した第１の平面三角トラスユニットを含むことができ、ここでは、第１及び第２の平面三角トラスユニットは、各々の平面三角トラスユニットの頂点を画成する単一のノードと対向する方式で結合されている。
【００１１】
実施形態では、接続ストラットの少なくともいくつかは、異なる対応する角度を有する２つの異なる三角平面トラスユニットによって共有される少なくとも１つのノードを有する三角トラスを画成することができる。接続ストラットは、インプラントの非平面状接触表面を画成することができる。いくつかの実施形態では、非平面状表面は、実質的に丸みを帯びた表面である。インプラントの対向する表面は、非平面状及び／又は丸みを帯びていてもよい。いくつかの実施形態では、接続外部表面ストラットの１つ以上は湾曲していて、インプラントの丸みを帯びた外部表面を形成する。
【００１２】
別の実施形態では、インプラントは、ウェブ構造から構成され、このウェブ構造は、インプラントの１つの表面からインプラントの対向する表面まで延在する複数のポーラーストラットと、ポーラーストラットの端部に結合した複数の接続ストラット（これらは共に複数の平面トラスユニットを画成する）とを含み、ここではポーラーストラットの少なくとも２つは、ウェブ構造が、ポーラーストラットの端部によって画成される少なくとも１つの非平面状表面を有するように、異なる長さを有する。
【００１３】
実施形態では、複数の平面トラスユニットは、三角形の形状で、３つの実質的に直線状のストラットと３つのノードとを有する１つ以上の平面三角トラスユニットを備える。１つ以上の平面トラスユニットが、１つ以上の平面トラスユニットと少なくとも１つのストラットを共有する平面トラスユニットの平面に実質的に平行ではない平面内にあるように、複数の平面トラスユニットは互いに結合され得る。いくつかの実施形態では、複数の平面トラスユニットは、ウェブ構造の外部表面を画成する。複数の平面トラスユニットによって画成されるウェブ構造の外部表面は、ポーラーストラットの長手方向軸に実質的に平行である。複数の平面トラスユニットは、第２の平面三角トラスユニットに結合した第１の平面三角トラスユニットを含むことができ、ここでは第１及び第２の平面三角トラスユニットは、各平面三角トラスユニットの頂点を画成する単一のノードと対向する方式で結合されている。
【００１４】
いくつかの実施形態では、接続ストラットの少なくともいくつかは、ポーラーストラットの端部で少なくとも１つのノードを有する三角トラスを画成する。非平面状表面は、実質的に丸みを帯びた表面を有する。いくつかの実施形態では、インプラントの対向する表面は、丸みを帯びている。ポーラーストラッドの端部でノードに結合したストラットの少なくとも一部分は、湾曲して、インプラントの丸みを帯びた外部表面を形成してもよい。
【００１５】
実施形態では、インプラントは、ウェブ構造を備え、ウェブ構造は、互いに結合した複数の平面トラスユニットを備え、平面トラスユニットは、複数のノードに結合した複数のストラットを備え、ここでは１つ以上の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の角度は、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、接続外部表面ストラットは、異なる角度の平面トラスユニットのノードを互いに結合させ、非平面状表面を画成する。インプラントは、材料の層を支持体に付着させること、付着された材料を固体に変換すること（この固体材料は、１つ以上の平面トラスユニットの一部分を形成する）と、インプラントを支持体から取り外すこととを含む方法によって作成され得る。
【００１６】
一実施形態では、付着された層を固体に変換することは、指向性エネルギー源を支持体に対して移動して、材料の一部分を溶融することを含み、ここで指向性エネルギー源は、ウェブ構造の少なくとも一部分の三次元モデルから決定されたパターンで移動される。
【００１７】
実施形態では、分離された骨における長さ保存の方法は、分離された骨の第１の側に接触面を形成することと、分離された骨の第２の側に接触面を形成することと、インプラントを分離された骨の第１及び第２の接触面と接触して配置することとを含み、インプラントは、ノードで連結した複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを備える立体トラスを具備するウェブ構造を含む。実施形態では、インプラントは、対向する非平面状表面を備える。実施形態では、方法はまた、分離された骨の接触面の１つで溝部を形成することを含む。方法は、インプラントを、分離された骨の接触面の１つで形成された溝部と整列させることを更に含む。いくつかの実施形態では、方法は、連結部材が分離された骨の第１の側を分離された骨の第２の側に結合させるように、連結部材を分離された骨に取り付けることを更に含む。
【００１８】
実施形態では、長さ保存法で用いられるインプラントは、共に複数の平面トラスユニットを画成する、インプラントの一方の表面からインプラントの対向する表面まで延在する複数のポーラーストラットと、ポーラーストラットの端部に結合した複数の接続ストラットとを含み、ここではポーラーストラットの少なくとも２つは、対向する非平面状表面を画成する、異なる長さを有する。別の実施形態では、長さ保存法で用いられるインプラントは、互いに結合した複数の平面トラスユニットを含み、この平面トラスユニットは、複数のノードに結合した複数のストラットを含有し、ここでは１つ以上の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の角度は、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、異なる角度の平面トラスユニットのノードは、１つ以上の外部ストラットと互いに結合し、この外部ストラットは非平面状表面を画成する。
【００１９】
実施形態では、第１の中足骨指節骨関節固定における長さ保存の方法は、非平面状表面が関節の中足骨側上に形成されるように、関節の中足節側をリーミングすることと、非平面表面が関節の指節骨側に形成されるように、関節の指節骨側をリーミングすることと、関節の中足骨側の非平面状表面と関節の指節骨側の非平面状表面とに接触する状態で、インプラントを配置することと、を含み、ここでインプラントは、ノードで連結した複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを具備する立体トラスを備えるウェブ構造を含み、インプラントは、対向する非平面状表面を備え、関節の指節骨側の非平面状表面は、インプラントの第１の非平面状表面と実質的に相補的であり、関節の中足骨側の非平面状表面は、インプラントの第１の非平面状表面と反対側のインプラントの第２の非平面状表面と実質的に相補的である。
【００２０】
実施形態では、インプラントはウェブ構造から構成され、ウェブ構造は、インプラントの外部側面を画成する複数の側面平面トラスユニットを含み、側面平面トラスユニットは、複数のノードに結合した複数のストラットを備え、複数の表面ストラットは、側面平面トラスユニットの１つ以上のノードの１つ以上からインプラントの内部部分に向かって延在し、表面ストラットと側面平面トラスユニットを画成するストラットとの間の角度は、実質的に９０度を超えるか、又は実質的に９０度未満であり、複数の内部ノードは表面ストラットを互いに結合させ、インプラントの外部表面を画成する。
【００２１】
実施形態では、インプラントは、ノードで連結した複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを備える立体トラスを含むウェブ構造から構成され、このインプラントは、少なくとも１つの非平面状表面を有する。
【００２２】
実施形態では、方法は、２つの分離された骨部分の間に、ノードで連結した複数のストラットを有する２つ又はそれ以上の平面トラスユニットを備える立体トラスを含むウェブ構造を取り付けることを含む。
【００２３】
以下の詳細な説明が以下の図面と兼ね併せて検討される場合、本発明のより深い理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ−１Ｂ】実施形態による、前弯を備えるインプラントの図を示す。
【図２Ａ−２Ｄ】実施形態による前弯を有さないインプラントの図を示す。
【図３Ａ−３Ｃ】実施形態による、インプラントの内部構造を示している経過断面図を示す。
【図３Ｄ】実施形態によるインプラントの等角図を示す。
【図４Ａ−４Ｄ】実施形態による、ウェブ構造の別の構成を示す。
【図５】実施形態による、インプラントを作成するための方法の流れ図を示す。
【図６Ａ−６Ｃ】非平面状表面を有するインプラントの実施形態を示す。
【図７Ａ−７Ｂ】凸状上部表面と凹状下部表面とを有するインプラントの実施形態を示す。
【図８Ａ−８Ｂ】凸状上部表面と凹状下部表面とを有する代替インプラントの実施形態を示す。
【図９Ａ−９Ｅ】骨部分を癒合させるために骨部分の間に配置されたインプラントの斜視図を示す。
【図１０】テーパ状のインプラントの代替実施形態の斜視図を示す。
【図１１】Ｅｖａｎのウェッジの代替実施形態を示す。
【図１２】非平面状表面を有するインプラントの代替実施形態を示す。
【図１３】実施形態による、インプラント上に配設されたトラス構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は様々な変形及び変更形態を受けやすいが、その特定の実施形態は、図面に例として示され、本明細書に詳細に説明されるであろう。しかしながら、図面及びその詳細な説明は、本発明を開示される特定の形態に限定するよう意図するものではなく、むしろ、本発明は、添付の請求項によって定義されるような本発明の精神及び範囲内に入る全ての変形形態、等価物、及び変更形態を網羅するためのものであることが理解されるべきである。表題は構成上の目的に過ぎず、説明又は請求項を限定又は解釈するよう用いられることを意味するものではないことに留意されたい。
【００２６】
図１Ａ〜１Ｂは、実施形態による、インプラント１００の図を示している。インプラント１００は、例えば、前方経由脊椎体間骨癒合術（ＡＬＩＦ）又は後方経由脊椎体間骨癒合術（ＰＬＩＦ）で用いられ得る。いくつかの実施形態では、インプラント１００は、１つ以上のトラス１０２（例えば、平面トラス及び立体トラス）を備えるウェブ構造１０１
を含むことができる。インプラント１００及びそのウェブ構造１０１は、脊椎インプラント（例えば、図１Ａ〜２Ｄ及び３Ａ〜４Ｄを参照）及び椎体切除装置（例えば、図２Ｃ〜２Ｄを参照）などのヒト又は動物用の様々なタイプのインプラントで使用され得る。その他のインプラントの用途もまた考えられる。
【００２７】
本明細書で使用するとき、「トラス」とは、ノードと呼ばれる接合部分によって接続される１つ以上の細長いストラットを有する構造である。トラスとしては、プラットトラス、キングポストトラス、クイーンポストトラス、タウンズラティストラス、平面トラス、立体トラス、及び／又はフィーレンデールトラスの変形を挙げることができる（その他のトラスもまた使用されてもよい）。各ユニット（例えば、細長いストラットによって画成される周囲を有する領域）は、「トラスユニット」と呼ぶことができる。
【００２８】
本明細書で使用するとき、「平面トラス」とは、ストラット及びノードの全てが、実質的に単一の二次元平面内にある場合のトラス構造である。平面トラスは、例えば、１つ以上の「トラスユニット」を含み、そこではストラットのそれぞれは、１つ以上のトラスユニットのストラット及びノードの全体が実質的に同一平面内にあるように、実質的に直線状の部材である。トラスユニットのストラット及びノードの全体が実質的に同一平面内にあるように、ストラットのそれぞれが実質的に直線状部材であるトラスユニットは、「平面トラスユニット」と呼ばれる。
【００２９】
本明細書で使用するとき、「立体トラス」とは、単一の二次元平面内に実質的に限定されないストラット及びノードを有するトラスである。立体トラスは、２つ又はそれ以上の平面トラス（例えば、平面トラスユニット）を含むことができ、ここでは２つ又はそれ以上の平面トラスの少なくとも１つは、その他の２つ又はそれ以上の平面トラスの少なくとも１つ以上の平面に実質的に平行ではない平面内にある。立体トラスは、例えば、互いに隣接する（例えば、共通ストラットを共有する）２つの平面トラスユニットを含むことができ、各平面トラスユニットは、互いに対して傾斜した（例えば、互いに平行ではない）別個の平面内にある。
【００３０】
本明細書で使用するとき、「三角トラス」とは、ノードと呼ばれる接合部分で接続された３つの直線状ストラットによって形成される１つ以上の三角形ユニットを有する構造である。例えば、三角トラスは、３つのノードで互いに結合し、三角形の形状のトラスを形成する３つの直線状の細長いストラット部材を含むことができる。本明細書で使用するとき、「平面三角トラス」とは、ストラット及びノードの全てが単一の二次元平面内に実質的にある場合の三角トラス構造である。各三角ユニットは、「三角トラスユニット」と呼ばれてもよい。三角トラスユニットのストラット及びノードの全体が、実質的に同一平面内にあるように、各々のストラットが実質的に直線状部材である場合の三角トラスユニットは、「平面三角トラスユニット」と呼ばれる。本明細書で使用するとき、「三角立体トラス」とは、１つ以上の三角トラスユニットを含有する立体トラスである。
【００３１】
本明細書で使用するとき、「四辺形トラス」とは、ノードと呼ばれる接合部分で接続された４つの直線状ストラットによって形成される１つ以上の四辺形ユニットである。例えば、四辺形トラスは、４つのノードに結合し、四辺形の形状のトラスを形成する４つの直線状の細長いストラット部材を含むことができる。本明細書で使用するとき「平面四辺形トラス」とは、ストラット及びノードの全てが、単一の二次元平面内に実質的にある場合の四辺形トラス構造である。各四辺形ユニットは、「四辺形トラスユニット」と呼ばれてもよい。三角トラスユニットのストラット及びノードの全体が同一平面内に実質的にあるように、各々のストラットが実質的に直線状部材である場合の四辺形トラスユニットは、「平面四辺形トラスユニット」と呼ばれる。本明細書で使用するとき、「四辺形立体トラス」とは、１つ以上の四辺形トラスユニットを含有する立体トラスである。
【００３２】
様々な実施形態では、ウェブ構造１０１のトラス１０２は、様々なノードで接続された直線状の又は湾曲した／アーチ型の部材（例えば、ストラット）で構成された１つ以上の平面トラスユニット（例えば平面三角トラスユニット）を含むことができる。いくつかの実施形態では、トラス１０２は、マイクロ−トラスであってもよい。「マイクロ−トラス」は、複数のマイクロ−トラスが組み立てられ又はその他の方法で互いに結合して十分に小さい全体寸法（例えば、高さ、長さ及び幅）を有するウェブ構造を形成することができるように、十分に小さな寸法を十分に有するトラスを含有することができることで、ウェブ構造の実質的に全てが、埋め込み場所（例えば、２つの椎骨の間）に挿入され得る。したがって、このようなウェブ構造及びそのマイクロ−トラスは、周辺組織（例えば、椎骨、骨等）の荷重力をウェブ構造全体を通して受容かつ分散するために使用され得る。一実施形態では、マイクロ−トラスを形成するストラットの直径は、約０．２５ミリメートル（ｍｍ）と５ｍｍの間の直径であり得る（例えば、約０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、又は５ｍｍの直径）。一実施形態では、マイクロ−トラスは、約１インチ未満の全体長さ又は幅を有することができる（例えば、約０．９インチ、０．８インチ、０．７インチ、０．６インチ、０．５インチ、０．４インチ、０．３インチ、０．２インチ、０．１インチ未満の長さ）。
【００３３】
例えば、図１Ａ〜１Ｂで示すように、ウェブ構造１０１は、インプラント１００全体にわたって（インプラント１００の中央部を含む）延在し、インプラント１００の全体にわたって支持を提供することができる。したがって、インプラント１００のトラス１０２は、張力、圧縮力、及び剪断力に対してインプラント１００を支持することができる。トラス１０２のウェブ構造はまた、複数の平面に沿ってインプラント１００を補強することもできる。例えば、外部トラス構造は、インプラントを通して垂直に作用する張力及び圧縮力に対して支持を提供することができ、内部ウェブ構造は、各トラスを収容する様々な平面に沿っての張力、圧縮力、及び剪断力に対して支持を提供することができる。いくつかの実施形態では、ウェブ構造は、多数のストラット（例えば、ストラット１０３ａ〜ｆ）を有する三角形状のウェブ構造を形成するトラス１０２を含む（本明細書では、ストラットは、一般的に「ストラット１０３」と呼ばれる）。
【００３４】
一実施形態では、インプラント１００のウェブ構造１０１は、外部トラス構造によって少なくとも部分的に囲まれる内部ウェブ構造を含むことができる。例えば、一実施形態では、ウェブ構造１０１は、単一平面内に実質的にある複数の平面トラスで形成された１つ以上の平面トラスを含有する外部トラス構造によって包囲された立体トラスの少なくとも一部分を有する立体トラスを含有する内部ウェブ構造を含んでもよい。図１Ａは、インプラント１００並びに内部ウェブ構造１０４と外部トラス構造１０５とを含むウェブ構造１０１の実施形態を示す。図示した実施形態では、内部ウェブ構造１０４は、各隣接するトラスが各隣接するトラスユニットと同一平面上にないように、互いに対してある角度で結合した複数の平面トラスユニット１０６によって画成される立体トラスを含む。隣接するトラスユニットは、共有されたストラットの端部で、１つのストラットと２つのそれぞれのノードを共有する２つのトラスユニットを含むことができる。
【００３５】
一実施形態では、外部トラス構造１０５は、インプラントの外部、内部又はその他の部分の周りで結合する複数の平面トラスを含む。例えば、図示した実施形態では、外部トラス構造１０５は、互いに結合する一連の平面トラス１０７ａ、ｂを含む。各平面トラス１０７ａ、ｂは、互いに結合しかつ同一平面内に実質的にある複数の平面トラスユニット１０８を含む。示すように、平面トラス１０７ａは、共通の頂点１１０を有し、単一の共通平面１０９内にある概ね長方形の構造を形成するよう配置された４つの三角平面トラスユニット１０８を含む。言い換えると、４つのトラスユニットは、長方形構造の１つの角部から長方形構造の反対側の角部まで延在する「Ｘ字」型を有する実質的に長方形の構造を形成するよう配置されている。示すように、実質的に長方形の構造は、台形形状を含有することができる。以下により詳細に示すように、台形形状は、前弯を含むインプラントを提供するよう導くことができる。前弯は、インプラントが脊柱の曲率を支持するよう導かれるように、インプラントの前方領域及び後方領域において厚さの違いを提供するインプラントの表面（例えば、頂部及び底部）の傾斜した配向を含むことができる。
【００３６】
一実施形態では、外部トラスを形成する平面トラスは、互いに結合し、少なくとも１つの軸に沿って整列されている。例えば、図１Ａでは、平面トラスセクション１０７ａ、ｂは、隣接する平面トラス１０７ｂに結合する。平面トラスセクション１０７ａ、ｂは、全ての方向で平行ではない。しかしながら平面トラスセクション１０７ａ、ｂは、少なくとも一方向で（例えば、インプラント１００の頂部面と底部面との間の垂直方向で）互いに平行に整列される。例えば、平面トラス１０７ａ、ｂ及び追加の平面トラスは、互いに対してある角度で連続して配置され、垂直方向で配置された平面トラスと平面トラスユニットによって画成される実質的に垂直な壁を有する、概ね円形又は多角形形状の囲いを形成する。
【００３７】
一実施形態では、外部トラス部分は、インプラントの側面、頂部、及び／又は底部を包含することができる。例えば、一実施形態では、外部トラス部分は、頂部領域、側面領域、及び／又は底部領域を含むことができる。図１Ａは、外部トラス部分１０５が、頂部１１１、底部１１２及び側面領域１１３を含むインプラント１００の実施形態を示す。上記の通りに、側面領域１１３は、垂直に配置され、インプラント１００の中央部で配設される立体トラスの周囲を完全に又は少なくとも部分的に包囲する円形／多角形のリング様構造を形成する一連の平面トラスを含む。示した実施形態では、外部トラス構造１０５の頂部部分１１１は、互いに結合し、内部ウェブ構造１０４の全頂部領域を実質的に覆う平面トラスを形成する複数のトラスユニットを含む。図示した実施形態では、頂部部分１１は、外部トラス構造１０５の側面部分１１３の上端の間の領域に完全に及ぶ。図示した実施形態では、頂部部分１１１は、実質的に同一平面内にある複数のトラスユニットを含む単一の平面トラスから形成される。言い換えると、頂部部分１１１の平面トラスは、概ね平坦な表面を画成する。図１で見ることは難しいが、インプラント１００の下面は、頂部部分１１１のものと同様な形状を有する底部分１１２を含むことができる。他の実施形態では、外部トラス構造１０５は、部分的側面、頂部及び／又は底部の外部トラス部分を含んでもよい。若しくは、側面、頂部及び底部外部トラス部分の１つ以上を含まなくてもよい。例えば、以下により詳細に記載するように、図２Ｃは、立体トラスを含有するが、外部トラス構造を有さない内部ウェブ構造１０４を含むインプラント１００の実施形態を示している。
【００３８】
いくつかの実施形態では、インプラント１００は、チタン合金（例えば、γチタンアルミド）、コバルト、クロム、ステンレス鋼、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、セラミック類等などの生体適合性材料から構成され得る。他の材料もまた考えられる。例えば、生体分解性ポリマー（例えば、乳酸−グリコール酸共重合体）又は合成骨材料（例えば、ヒドロキシアパタイト）が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、インプラント１００は、以下に更に詳細に記載するように、急速プロトタイピング法（例えば、電子ビーム融解（ＥＢＭ）法）を通して製造され得る。その他の方法もまた可能である（例えば、射出成形、鋳造、焼結、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）、直接的金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）等）。ＳＬＳは、米国のミシガン州ノバイに本部を置くＥＯＳ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．によって提供されるものなどの高性能ポリマーのレーザー焼結を含むことができる。高性能ポリマーは、ＰＥＥＫの様々な形態を含むことができる（例えば、最大約９５メガパスカル（ＭＰａ）の引張り強度及び最大約４４００ＭＰａのヤング率、並びに約１８０℃（３５６°Ｆ）と２６０℃（５００°Ｆ）の間の連続動作温度を有するＨＰ３）。その他の材料としては、ＥＯＳ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．によって提供されるＰＡ１２及びＰＡ１１を挙げることができる。
【００３９】
図１Ｂに示すように、インプラント１００は、埋め込まれる場合、隣接する椎骨を更に支持するために、前弯（例えば、およそ４〜１５度の範囲（４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５度など）の頂部及び／又は底部表面１１５ａ、ｂにおける角度）を含むことができる。上記の通りに、前弯は、インプラントが脊椎柱の曲率を支持するよう導くように、インプラントの前方又は後方部分１２０における厚さの違いを提供する表面（頂部及び底部）の傾斜した配向を含むことができる。図示した実施形態では、インプラント１００の厚さは、インプラントの前方部分１１８で又はその近辺で大きく、インプラントの後方部分で又はその近辺で小さい。図示した実施形態では、外部トラス構造１０５の側面部分は、実質的に垂直に配置され、前弯は、外部トラス構造１０５の頂部部分１１１と底部部分１１２の角度によって形成される。例えば、図示した実施形態では、外部トラス構造１０５の頂部部分１１１及び底部部分１１２は、側面部分１１３によって画成される垂直面に垂直ではない。むしろ、頂部部分１１１及び底部部分１１２は、インプラント１００の前方領域１１８で又はその近辺で側面部分１１３の垂直面に対して鋭角で配置され、インプラントの１００の後方領域１２０で又はその近辺で側面１１３の垂直面に対して鈍角で配置される。示すように、インプラント１００の後方領域１２０に近接する外部トラス構造１０５の側面部分１１３の平面トラスを形成する垂直ストラット１０３は、インプラント１００の前方領域１１８に近接する外部トラス構造１０５の側面部分１１３を形成するストラット１０３よりも短い。そこで垂直トラスが実質的に均等に隔設されている図示した実施形態では、インプラント１００の後方領域１２０に近接する側面の平面トラスの「Ｘ字型」交差部材を形成するストラット１０３は、インプラント１００の前方領域１１８に近接する側面の平面トラスの「Ｘ字型」交差部材を形成するストラットよりも短い。他の実施形態は、インプラントの様々な形状を提供するトラスの配置の変形を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、頂部及び底部外部トラス部分の１つだけが、又はいずれも、インプラントの前方及び後方領域に近接する外部トラスの側面部分に垂直でなくともよい。更に、側面、頂部、及び／又は底部部分は、いずれかの方向で互いに対して傾斜した多数の平面トラスを含んでもよい。例えば、頂部部分又は底部部分は、これら部分（複数可）がピラミッド様形状を含むように、それぞれが多数のトラスユニットから形成された、４つの平面トラスを含有してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、インプラントは、前弯を含まなくともよい。例えば、図２Ａ〜２Ｂは、前弯を含まないインプラント２００の実施形態の２つの図を示している。いくつかの実施形態では、頂部表面及び底部表面は、接続ストラットを備えずともよい。例えば、図２Ｃ〜２Ｄは、外側ストラットがない（例えば、平面トラスから形成された外部トラス部分がない）インプラント２５０の２つの図を示している。図示した実施形態では、インプラント２５０は、内部ウェブ構造１０４（例えば、立体トラス）を含み、外部トラス構造を含まない。例えば、図示した実施形態では、インプラント２５０の外部面は、その隣接するトラスユニットのそれぞれに対して傾斜した複数のトラスユニットによって画成される。トラスユニットのこの相対的整列は、複数の鋭い接合部を含む非平面状の外形を結果として生じる。先の尖った接合部（例えば先の尖った接合部２０１）は、周辺の骨に埋め込むために動作し、インプラントを所定の位置で保持することができる（例えば、インプラントが椎体切除装置で使用される場合）。
【００４１】
図３Ａ〜３Ｃは、実施形態による、インプラント１００の内部構造を示すインプラント１００の経過断面図を示している。図３Ａは、インプラント１００の下方部分の断面図を示している。底部表面１０５ｂは、底部表面１０５ｂから上方に延在する様々なストラット（例えば、ストラット１０３）で示されている。図３Ｂは、インプラント１００のほぼ中ほどの断面図を示している。ウェブ構造における様々な積層された四面体によって共有されるストラット１０３ｅ、１０３ｆなどのストラットを示している。一部のストラットは、インプラント１００の中央部５０１ａ及び／又は５０１ｂを貫通して延びている。図３Ｂはまた、インプラント１００の中央部５０１ａ、ｂも示している。いくつかの実施形態では、中央部５０１ａは、インプラントの幅の約５０％の幅、インプラントの高さの約５０％の高さ、及びインプラントの長さの約５０％の長さを有し、インプラント１００の中央に位置付けられる長方形領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、中央部５０１ｂは、インプラント１００のほぼ半分の幅、ほぼ半分の長さ、及びほぼ半分の高さで配置された位置（すなわち、インプラント１００の中心）の周りで、インプラント１００のほぼ１／８〜１／４の幅のほぼ半径の領域（例えば、球面領域、正方形領域等）を包含することができる。その他の中央部も考えられる。例えば、中央部は、インプラントのほぼ半分の幅、ほぼ半分の長さ、及びほぼ半分の高さにおける位置の周りで、インプラント１００のほぼ１／４〜１／２の幅で正方形領域の１つの辺の長さを有する正方形領域を含んでもよい。例示の高さ５０２ａ、幅５０２ｂ、及び長さ５０２ｃを図３Ｄに示す。いくつかの実施形態では、高さは最大約７５ｍｍ以上であることができる。いくつかの実施形態では、長骨再建用に使用されるものなどでは、幅及び／又は長さは、約７インチ以上であることができる。いくつかの実施形態では、幅、長さ、及び／又は高さは、インプラント１００に従って異なってもよい（例えば、インプラントが前弯を含有する場合、高さが異なってもよい）。高さは、対向する側面の１つ、中央部で取られてもよく、及び／又はインプラント１００の長さに沿う１つ以上の高さの平均値であってもよい。ウェブ構造は、インプラントの中央部５０１ａ、ｂを貫通して延びることができる（例えば、ウェブ構造の少なくとも１つのストラットは、中央部５０１ａ、ｂを少なくとも部分的に通過することができる）。図３Ｃは、ウェブ構造内の頂部の四面体の断面図を示す別の断面図を示している。図３Ｄは、頂点３０１ａ〜ｄを備える頂部表面を含むインプラント１００の完成図を示している。
【００４２】
図４Ａ〜４Ｄは、インプラント１００の代替実施形態を示す。いくつかの実施形態では、四面体形状の幾何学的デザインの異なるセクションが使用され得る。例えば、図４Ａで見ることができるように、四面体形状の幾何学的デザインの下部半分が使用され得る（主として、下部四面体構造を含む）。デザインの下部半分を用いる場合、デザイン６００は、四面体形状の幾何学的デザインと同様な全体寸法を有するように比例的に拡張され得る（例えば、四面体は、デザイン６００、四面体形状の幾何学的デザインとほぼ同様な高さを得るために四面体形状の幾何学的デザイン中の四面体のほぼ２倍の高さに拡張され得る）。いくつかの実施形態では、デザイン６００はまた、前弯を備えるデザイン６００を提供するために、いくつかの実施形態では、椎骨終板の間のより良好な嵌合を有するために、傾斜されてもよい（例えば、頂部表面６０１ａ及び／又は底部表面６０１ｂで）。頂部表面６０１ａ及び／又は底部表面６０１ｂはまた、デザイン６００のノードに接続するために、ストラットを含んでもよい（例えば、図４Ａの頂部表面上のストラット網状構造を参照されたい）。頂部表面６０１ａ及び／又は底部表面６０１ｂについてのストラットのその他のパターンが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、デザイン６００は、ストラット間の負角を含むことがなく、したがって、鋳造又は成形プロセスを通して製造することがより容易であり得る。
【００４３】
図４Ｃ〜４Ｄは、インプラント１００の別の代替実施形態を示す。いくつかの実施形態では、四面体形状の幾何学的デザインのほぼ中央の４０〜６０％が使用され得る。例えば、四面体形状の幾何学的デザインの全体の高さが約３７ｍｍである場合、デザインのほぼ下部１０ｍｍ及びほぼ頂部１０ｍｍが除去され、デザインのほぼ中央１７ｍｍが、インプラントとして使用され得る。次いで、拡張したデザインのおよその高さが約３７ｍｍ（又は必要に応じて異なる高さ）であり得るように、中央部分デザイン６５０が、比例的に拡張され得る。頂部表面６５１ａ及び底部表面６５１ｂは、ストラットの網状構造を含むことができる（例えば、図４Ｃの頂部表面６５１ａのストラットを参照されたい）（その他のストラットの網状構造もまた考えられる）。インプラント用のデザインのその他の部分もまた考えられる（例えば、図１Ａに示したデザインの上部半分、図１Ａに示したデザインの下部半分等）。デザイン部分は、比例的に拡張され、特定の寸法（特定の高さ、幅及び長さ）に適応することができる。いくつかの実施形態では、一部のストラットが大きな直径を有することができ、いくつかが小さい直径を有することができるように、ストラットの量が減少されてもよく、又はインプラント内の材料が再分配されてもよい（例えば、異なる直径は、異なる方向性の力に対して補強することができる）。いくつかの実施形態では、部分デザインケージが使用されてもよい（例えば、構造が四面体を含有するようにウェブ構造の半分で）。更に、いくつかの実施形態では、インプラントは、椎骨終板間に埋め込まれるインプラントに前弯を提供するために、傾斜面（例えば傾斜した頂部表面６５１ａ及び／又は傾斜した底部表面６５１ｂ）を含有してもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、インプラント１００のウェブ構造は、埋め込まれる場合、インプラント１００の全体にわたって力を分配することができる。例えば、ウェブ構造の接続ストラットは、インプラント１００のコアの全体にわたって延在することができ、ストラット１０３の相互接続性は、インプラント１００の全体にわたって圧縮力の応力を分散させ、応力集中部の可能性を低減することができる（インプラント１００の全体にわたる力の分配は、別途で椎骨に損傷を引き起こす可能性がある椎骨の１つ以上の部分への応力の集中を防止することができる）。
【００４５】
いくつかの実施形態では、インプラント１００のウェブ構造（例えば、インプラント１００の外部及び内部ストラット）はまた、骨移植片癒合のための表面積を提供する。例えば、インプラント１００を貫通して延びるウェブ構造は、骨移植片物質に癒合し、骨移植片物質がインプラント１００から緩み又は移動することを防止するために、追加の表面積を付加することができる（インプラント１００を作り上げるストラットの表面上で）。いくつかの実施形態では、ウェブ構造はまた、骨の内殖を支援することができる。例えば、埋め込まれる場合、隣接する骨（例えば、インプラントが脊椎インプラントとして使用される場合、隣接する椎骨）は、インプラント１００のストラット１０３の少なくとも一部分の上に成長することができる。骨成長及び骨成長とインプラント１００との間の係合は、インプラント１００を更に安定化することができる。いくつかの実施形態では、インプラント１００の表面は、骨内殖接着を補助するために粗表面で形成されてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ストラット１０３は、約０．０２５〜５ミリメートル（ｍｍ）の範囲で（例えば、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、３ｍｍ等）近似的に直径を有することができる。その他の直径もまた考えられる（例えば、５ｍｍを超えて）。いくつかの実施形態では、ストラットは、０．５〜２０ｍｍの範囲で（例えば、椎骨終板間のギャップに嵌合するために必要とされるインプラントの寸法に応じてなど）近似的に長さを有することができる。別の例として、股関節インプラントについては、ストラットは３０〜４０ｍｍの範囲で近似的に長さを有してもよい。いくつかの実施形態では、ウェブ構造の低減されたストラットサイズは、インプラント内の開放セルが骨成長を促進することを可能にする（例えば、一旦インプラント１００が体内に埋め込まれると、骨は、開放セルを通して成長することができる）。インプラントについての平均沈降は、術後最初の３週間以内で約１．５ｍｍであり得る（その他の沈降もまた発生可能であり得る（例えば、およそ２．５〜２．５ｍｍの間））。沈降にほぼ適合するストラットサイズ（例えば、直径が約１．５ｍｍであれば、沈降が約１．５ｍｍである）は、インプラント１００が埋め込み位置で沈降した後に、正味ゼロのインピーダンスを結果として生じることができる（例えば、ストラットの周りで成長する骨成長）。インプラント／椎骨終板境界面の全表面積にわたる正味ゼロのインピーダンスは、より安定な癒合をもたらすことができる骨のより大きな癒合カラムを生じることができる。その他の癒合カラムサイズもまた考えられる。インプラント１００の形状は、金属をインプラント１００の全体に再分配することもできる。いくつかの実施形態では、リムはインプラント１００には含有されなくともよい（一部の実施形態では、リムは含有されてもよい）。結果として生じる骨成長（例えば、脊柱）は、インプラント１００を貫通して成長する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、５０％を超えるインプラント１００の内部容積が開放性であってもよい。いくつかの実施形態では、６０％を超える、７０％を超える、及び／又は８０％を超えるインプラント１００の内部容積が開放性であってもよい（例えば、９５％）。いくつかの実施形態では、空間容積は、骨成長材料で満たされてもよい。例えば、海綿骨が、インプラント１００の開放／内部領域にパッキングされてもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、インプラント１００の表面の少なくとも一部分は、骨成長及び／又は骨の接着を促進することを目的とする材料並びに／若しくは感染を予防するための抗菌剤でコーティング／処理されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ストラット（例えばウェブ構造を形成するストラット１０３）の表面は、生物製剤及び／又は骨成長因子でコーティングされてもよい。いくつかの実施形態では、生物製剤としては、ヒドロキシアパタイト、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、インスリン様成長因子Ｉ及びＩＩ、形質転換成長因子β、酸性又は塩基性繊維芽細胞成長因子、血小板由来成長因子、及び／又は骨成長とインプラントの表面との間の良好な生物学的固定を容易にする類似の骨成長促進物質などのコーティングを挙げることができる。いくつかの実施形態では、骨成長因子として、細胞成長、増殖及び細胞分化を刺激することができる自然発生する物質（例えば、タンパク質又はステロイドホルモン）を挙げることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、生物製剤及び／又は成長因子は、インプラント１００の中央領域に固定され得る。例えば、いくつかの実施形態では、生物製剤又は成長因子は、インプラント１００の中央部５０１ａ及び／又は５０１ｂを貫通して延在するストラットの少なくとも一部分に提供され得る。このような実施形態は、生物製剤又は成長因子のインプラントの中央部への送達を可能にすることができる。例えば、生物製剤又は成長因子は、生物製剤及び／又は成長因子の物理的付着をそこに提供されるストラットを含有しない空間容積内に充填されるものとは対照的に、インプラント１００の中央部におけるストラットに物理的に固定され得る。
【００５０】
インプラント１００を埋め込み部位に定着させるにつれて、沈降が骨移植片物質（これは既にインプラント１００における圧縮力の下にある）上に追加の圧力をかけ、インプラント１００の側面に向かって骨移植片物質を押すように作用する（他の物質（砂、ほこり、骨移植片物質など）に隣接する部材に力が加えられる場合、部材に対する力が隣接する物質において増加した圧力のゾーン（例えば６０度）を作り出すという隣接する物質のブーシネスクの理論に従う）。ウェブ構造のストラット１０３は、ウェブ構造の側面からの骨移植片物質の突出に耐えることができ、骨移植片物質の圧力を増大させ得る。骨移植片物質は、骨成長を強化するよう促す環境を作り出す高圧環境で埋め込まれる必要があり得る（例えば、健常な人又は動物における骨が、それが置かれる荷重に適応するというウォルフの法則に従う）。したがって、ウェブ構造は、より強い癒合の機会を増加させることができる。
【００５１】
図５は、インプラント１００を作成するための方法の流れ図を示す。いくつかの実施形態では、インプラント１００は、急速プロトタイピング（例えば、電子ビーム融解、レーザー焼結等）を通して作成され得る。以下に記載される方法の様々な実施形態において、記載される要素の１つ以上は、示されたものとは異なる順番で同時に実行されてもよく、又は完全に省かれてもよいことに留意されるべきである。その他の追加の要素もまた、所望通りに実行されてもよい。いくつかの実施形態では、方法の一部分又は全体は、コンピュータシステムによって自動的に実行されてもよい。
【００５２】
１００１では、インプラント１００の三次元モデルが作成され、インプラント製造工程を制御するよう動作可能なコントローラにアクセス可能な記憶媒体内に記憶され得る。１００３では、材料（例えば、粉末、液体等）の層が支持体に付与され得る。いくつかの実施形態では、粉末は、高強度／低重量材料であり得るγＴｉＡｌ（γチタンアルミニド）を含むことができる。その他の材料もまた用いられてもよい。粉末は、ガス噴霧化プロセスを用いて形成されてもよく、粉末は約２０〜２００マイクロメートル（μｍ）の範囲の（例えば、約８０μｍ）直径を有する顆粒を含有してもよい。粉末は、分配器を通して支持体に供給されてもよい（例えば、貯蔵容器から供給される）。分配器及び／又は支持体は、支持体に層（例えば、粉末の層）を付与するために、分配中に移動してもよい。いくつかの実施形態では、層は、ほぼ均一の厚さであり得る（例えば、２０〜２００マイクロメートル（μｍ）の平均厚さで）。いくつかの実施形態では、分配器及び支持体は、移動しなくともよい（例えば、材料が支持体上に噴霧されてもよい）。１００５では、コントローラが、材料層に対して指向性エネルギー源（例えば、電子ビーム、レーザー等）を移動させることができる。いくつかの実施形態では、指向性エネルギー源発生装置が移動されてもよく、いくつかの実施形態では、支持体が移動されてもよい。材料がγＴｉＡｌである場合、約１２００〜１８００℃の範囲の（例えば１５００℃）の溶融温度が、指向性エネルギー源と材料との間で得ることができる。１００７では、各指向性エネルギー源経路の間で、追加の材料が分配器によって付与され得る。１００９では、未溶融の材料が除去され得、インプラント１００が冷却され得る（例えば、冷不活性ガスを用いて）。いくつかの実施形態では、インプラントのエッジは粗雑なエッジを除去するために滑らかにされてもよい（例えば、ダイヤモンド研磨機を用いて）。いくつかの実施形態では、インプラントは、骨へのインプラントの接着を増強させるために、インプラントと周辺の骨との間の摩擦を増加させるように粗雑なエッジを含んでもよい。
【００５３】
インプラント１００を作成するその他の方法も考えられる。例えば、インプラント１００は、鋳造されても又は射出成形されてもよい。いくつかの実施形態では、多数の部品が鋳造又は射出成形され、互いに連結されてもよい（例えば、溶接、融解等を通して）。いくつかの実施形態では、インプラント１００を形成する個々のストラット１０３が別個に作成され（例えば、鋳造、射出成型等によって）、互いに溶接されインプラント１００を形成してもよい。いくつかの実施形態では、異なるサイズの多数のインプラントが構築され、キットで供給されてもよい。医療専門家が、手術中にインプラントを選択してもよい（例えば、必要とされるサイズに応じて）。いくつかの実施形態では、多数のインプラントが埋め込み部位で使用され得る。
【００５４】
いくつかの実施形態では、インプラントは特注されてもよい。例えば、インプラントの三次元測定値及び／又は形状を使用して、三次元形状デザイン全体にウェブ構造を分配するインプラントを構築してもよい。図５を用いて説明したように、インプラントの三次元形状デザインが、指向性エネルギー源溶融プロセスを制御することができるコンピュータシステム／コントローラに入力され得る。いくつかの実施形態では、トラスデザイン及び配向は、コンピュータシステム／コントローラによって事前設定又は予め設定されてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザーは、使用するトラスデザインを選択することができ、及び／又はインプラント内のトラスの配向を選択することができる。いくつかの実施形態では、ユーザーは、三次元形状の外形寸法を入力することができ、コンピュータシステム／コントローラは、トラスデザイン及び配向を含有する三次元デザインを作成することができる。コンピュータシステム／コントローラは、ユーザーによって提供された外形寸法を備える三次元形状全体へのトラスデザインの均一な分配を提供することによって、三次元デザインを作成することができる。いくつかの実施形態では、デザインで使用されたトラスの高さ及び幅は、三次元形状の全高さ及び幅に比例させることができる（例えば、トラスは、全高さの１／２にほぼ等しい高さ及び全幅のほぼ１／１６の幅を有してもよい）。その他の高さ及び幅も考えられる。いくつかの実施形態では、ユーザーは高さ及び幅を提供することができ、及び／又はコンピュータシステム／コントローラは、使用のためのデフォルト高さ及び幅を有することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、トラス／ウェブ構造は、隣接する構造へのインプラントの結合を容易にするために、インプラントの少なくとも一部分上に配設され得る。例えば、インプラントが骨組織に隣接して埋め込まれる場合、１つ以上のトラス構造は、使用中に骨組織に接触、少なくとも部分的に接着するよう意図されるインプラント上に配設され、且つ／又はインプラントの表面（例えば、接合境界プレート）から延在することができる。いくつかの実施形態では、その間に２つの隣接する椎骨の終板間に配設された椎間インプラントを含むものなど、１つ以上のトラス構造は、椎間インプラントの骨組織への結合を増強する骨成長を容易にするために、椎間インプラントの接触表面上に配設され得る。例えば、トラス構造は、接触表面から延在し、骨成長がそこを貫通するための開放空間を画成する１つ以上のストラットを含有し得ることで、成長を通して骨が骨構造とトラス構造を互いに噛み合わせ、接触表面で又はその近辺でインプラントを骨組織に連結することが可能である。このような成長を経ての骨の噛み合わせは、さもなければ目的の位置からのインプラントの緩み、移動、沈降、又は剥離に繋がる場合があるインプラントと骨組織との間の移動を抑制することができる。組織及び／又は骨構造とつながるよう意図されたものなど、様々なタイプのインプラントを用いる同様な技法が適用されてもよい。例えば、トラス構造は、インプラントの隣接する骨組織又は組織への接着を増強するために、膝関節インプラントの接触表面、椎体切除装置、股関節置換術、膝関節置換術、長骨再建スキャフォルド、若しくは頭蓋‐顎顔面インプラント、股関節インプラント、顎関節インプラント、長骨再建用インプラント、足部及び足関節インプラント、肩関節インプラント又はその他の関節置換インプラント等で使用され得る。
【００５６】
図６Ａ〜６Ｃは、インプラントの別の代替実施形態を示している。いくつかの実施形態では、インプラントは、非平面状上部表面２９１０及び／又は下部表面２９２０を有することができるウェブ構造２９００から構成される。非平面状表面は、平面性からの若干の逸脱を有する表面を含む。非平面状上部表面２９１０及び下部表面２９２０は、インプラントの外側トラス２９３０によって画成される高さを超えて延在することができる。実施形態では、本明細書に記載されるようなトラスデザインが、ポーラートラス２９５０の長さを延ばし、ウェブ構造の中央領域を拡張することによって、非平面状上部表面２９１０及び／又は非平面状下部表面２９２０を有するように修正され得る。非平面状上部及び／又は下部表面を形成することは、インプラントが非平面状の埋め込み部位と良好に適合することに役立つことができる。例えば、ウェブ構造の中央部を拡張して丸みを帯びた上部及び／又は下部表面を作成することは、凹状の特徴を有する骨表面（又はその他の埋め込み部位）とインプラントが良好に適合することに役立つことができる。図６Ａ及び６Ｂに示すように、非平面状上部表面は、凸状のインプラント表面を形成する。別の実施形態においては、非平面状表面は、凹状であってもよい（すなわち、ウェブ構造のポーラートラスは、外側トラス２９３０によって画成される高さに対して短くしてもよい）ことを理解するべきである。凹状外部輪郭を有するインプラントは、凸状表面を有する埋め込み部位に有用であり得る。いくつかの実施形態では、ウェブ構造は、凸状上部表面と凹状下部表面とを有してもよい。更に、いくつかの実施形態では、ウェブ構造は、椎骨終板間に埋め込まれるインプラントに前弯を提供するために、傾斜面（例えば、傾斜頂部面２９３０ａ及び／又は傾斜底部面２９３０ｂ）を含有してもよい。
【００５７】
他の実施形態では、非平面状表面は、非平面性の分離部分を有することができる。例えば、ポーラートラスのいくつかは、外側トラスによって画成される高さに対して短くしてもよく、一方その他のポーラートラスは、外側トラスによって画成される高さを超えて延びてもよい。これは、隆起部及び陥没部を含む非平面状表面を作り出すことができる。インプラントの隆起部及び／又は陥没部の場所は、埋め込み部位の輪郭に適合するよう選択され得る。
【００５８】
図６Ｃは、非平面状表面を有するインプラントの断面図を示している。実施形態では、インプラントは、インプラントの接触表面（例えば２９１０）からインプラントの対向する接触表面（例えば２９２０）まで延在する複数のポーラーストラット２９５０から形成されたウェブ構造２９００を含む。複数の接続表面ストラット２９５５が、ポーラーストラット２９５０の端部に結合している。接続表面ストラット２９５５とポーラーストラット２９５０は共に複数の平面トラスユニットを画成する。実施形態では、ポーラーストラット２９５０の少なくとも２つは、異なる長さを有し、これがウェブ構造の非平面状表面を画成する。例えば、ポーラーストラット２９５０ａは、ポーラーストラット２９５０ｂの長さよりも短い長さを有する。ポーラーストラットの端部のそれぞれに結合するように接続表面ストラット２９５５を定置することによって、接触表面が非平面状になる。示した実施形態では、ポーラーストラット２９５０ｂは、ポーラーストラット２９５０ａによって画成される、インプラントの周囲部分よりも大きな高さ（厚さ）を有するインプラントの中央部を作り出す。したがって、接続表面ストラット２９５５を延ばし、ポーラーストラット２９５０の端部のそれぞれに達することによって、インプラント２９００の上部及び下部接触表面は、非平面状である（この例では丸みを帯びている）。いくつかの実施形態では、接続表面ストラットは、接触表面により丸み帯びた輪郭を付与するために湾曲されてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、中央のポーラーストラットの長さは、周辺のポーラーストラットの長さよりも長く、インプラントの凸状表面を形成する。他の実施形態では、中央ポーラーストラットの長さは、周辺のポーラーストラットの長さよりも短く、インプラントの凹状表面を形成する。他の実施形態では、ポーラーストラットは、非平面状であり、凹状及び凸状部分を含むことができる特注の表面輪郭を作り出すために、ポーラーストラットは、異なる長さを有してもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、平面トラスユニットは、平面三角トラスユニットである。例えば、図６Ｃにおいて、ポーラーストラット２９５０ａ並びに接続ストラット２９５５ａ及び２９５５ｂは共に平面三角トラスユニットを画成する。ウェブ構造に対する更なる支持は、対向する逆三角形又はピラミッド状トラスユニットを用いて得ることができる。例えば、図６Ｃに示すように、ストラット２９５５ａ、２９５５ｃ、及び２９５５ｄによって画成される第１の三角トラスユニットは、ストラット２９５５ｂ、２９５５ｅ、及び２９５５ｆによって画成される第２の三角トラスユニットに、ノード２９６０を経て結合する。第１及び第２の三角トラスユニットは、各三角トラスユニットの頂点を画成するノード２９６０で、対向する方式で結合する。三角トラスユニットとして示されているが、４つのストラットから構成されるピラミッド状トラスユニット（三角錐）又は５つのストラットから構成されるピラミッド状トラスユニット（四角錐）が、インプラントのウェブ構造の一部分を画成するために用いられてもよいことを理解すべきである。
【００６１】
実施形態では、インプラントの非平面状表面は、ウェブ構造によって画成されることができ、ここではウェブ構造は、互いに結合した複数の平面トラスユニットを含み、平面トラスユニットは、複数のノードに結合した複数のストラットを含む。実施形態では、１つ以上の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の角度は、１つ以上のその他の平面トラスユニットの２つのストラットと１つのノードによって画成される１つ以上の対応する角度とは異なり、ここでは、異なる角度の平面トラスユニットのノードは、１つ以上の外部ストラットと互いに結合し、この外部ストラットは非平面状表面を画成する。本明細書で使用するとき、「対応する角度」とは、２つの平面トラスユニットの類似の部分で形成された角度を指す。例えば、三角形が非正三角形である場合、対応する角度は、三角形の２つの底角であり得る。図６Ａ〜６Ｃで示すような非平面状表面を作り出すために、２つの隣接する平面トラスユニットの角度は、異なる角度を画成するストラットを接続するノードがウェブ構造のその他のノードに対して異なる仰角（高度）で置かれるように設定される。
【００６２】
図１２は、インプラントの別の代替え実施形態を示している。いくつかの実施形態では、インプラントは、非平面状上部接触表面３５１０及び／又は下部接触表面３５２０を有することができるウェブ構造３５００から構成される。非平面状接触表面は、平面性からの若干の逸脱を有する表面を含む。非平面状上部接触表面３５１０及び下部接触表面３５２０は、インプラントの外側トラス３５３０によって画成される高さを超えて延びることができる。実施形態では、本明細書に記載するようなトラスデザインは、インプラントの内部に向かって延在するストラットの角度を変更することによって、非平面状の上部接触表面３５１０及び／又は非平面状の下部接触表面３５２０を有するように修正され得る。実施形態では、インプラントは、インプラントの外部側面を画成する複数の側面平面トラスユニット（３５４０として断面で図示する）を含み、側面平面トラスユニットは、複数のノード３５４５に結合した複数のストラットから構成される。複数の表面ストラット３５６０は、インプラントの内部部分に向かって、側面平面トラスの１つ以上のノード３５４５の１つ以上から延在する。非平面状表面を作り出すために、表面ストラット３５６０と側面平面トラスユニット３５４０のストラットとの間の角度は、隆起した非平面状表面を作り出すためには実質的に９０度を超えように作られ、又は窪んだ非平面状表面を作り出すためには実質的に９０度未満に作られる。複数の内部ノード３５６５は、表面ストラットと互いに結合し、インプラントの外部接触面を画成する。表面ストラットの角度は、非平面状外部表面が表面ストラットと内部ノードによって画成されるような方式で設定される。
【００６３】
実施形態では、１つ以上の平面トラスユニットが、少なくとも１つのストラットを１つ以上の平面トラスユニットと共有する平面トラスユニットの平面に実質的に平行ではない平面内にあるように、複数の平面トラスユニットは、互いに結合する。平面トラスユニットのいくつかは、ウェブ構造２９００の外部表面を画成するよう配置され得る。ウェブ構造の外部表面は、ポーラーストラットの長手方向軸に実質的に平行に配置される複数の平面トラスユニットによって画成され得る。
【００６４】
別の実施形態では、インプラント３０００は、図７Ａ及び７Ｂに示すような内部ウェブ構造から構成される。実施形態では、インプラント３０００は、複数の平面トラスから構成される外部トラス構造３０１０を含み、これらはインプラントの外部部分の周りで結合する湾曲した／アーチ型のトラス３０１２と直線状部材３０１４で構成される。例えば、図示した実施形態では、外部トラス構造３０１０は、互いに結合する一連の平面トラス３０１０ａ、３０１０ｂを含む。各平面トラス３０１０ａ、ｂは、互いに結合し、かつ同一平面内にある複数の直線トラスユニット３０１４を含む。湾曲した／アーチ型のトラス部材３０１２は、直線トラスユニット３０１４の頂点に結合している。示すように、直線トラスユニット３０１４は、共通頂点３０１５を有する４つの三角平面トラスユニットを含み、単一の共通平面内にある概ね長方形の構造を形成するよう配置されている。言い換えると、直線トラスユニットのいくつかは長方形構造の１つの角部から長方形構造の反対側の角部まで延在する「Ｘ字型」形状を有する実質的に長方形の構造を形成するよう配置される。湾曲した／アーチ型のトラス部材３０１２は、長方形構造の頂部で一緒に結合され、概ね丸みを帯びたインプラント部材３０００を形成する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、インプラント部材３００はまた、丸みを帯びた上部表面及び／又は丸みを帯びた下部表面を含む。丸みを帯びた上部表面３０２０は、図７Ａ及び７Ｂに示したような凸状上部接触表面であってもよい。しかしながら、上部及び下部表面の双方が凸状であってもよく、又は上部及び下部表面の双方が凹状であってもよいことを理解すべきである。凸状表面は、中央トラス３０２５を、平面トラス３０１０によって画成されるインプラントの高さの上まで、具体的には上部湾曲／アーチ型トラス部材３０１２ａによって画成される高さの上まで延ばすことによって形成され得る。１つ以上の湾曲アーチ型トラス部材３０２２は、平面トラス３０１０の１つ以上の頂点から延びることができ、延長した中央トラス３０２５で一緒に結合する。丸みを帯びた上部表面は、平面トラス３０１０の交互の頂点をつなぐスパニングトラス３０２４によって更に画成され得る。
【００６６】
同様な方法で、凹状の丸みを帯びた下部表面が画成され得る。凹状表面は、中央トラスが下部湾曲／アーチ型トラス部材３０１２ｂによって画成されるリムまで延びないように、中央トラス３０２５を縮小することによって形成され得る。１つ以上の湾曲アーチ型トラス部材３０３２は、平面トラス３０１０の１つ以上の頂点から延在し、中央トラス３０２５で互いに結合する。凹状下部接触表面は、平面トラス３０１０の交互の頂点をつなぐスパニングトラス３０３４によって更に画成され得る。
【００６７】
図８Ａ及び８Ｂは、外部トラス構造によって少なくとも部分的に封入されている、内部ウェブ構造を含むインプラント３１００の代替実施形態を示す。実施形態では、外部トラス構造３０１０は、図７Ａ及び７Ｂで示すように、インプラントの外部部分の周りで結合した湾曲／アーチ型トラス部材３０１２と直線状部材３０１４で構成された、複数の平面トラスを含む。図８Ａ及び８Ｂで示した実施形態では、一組の平面トラスは、図７Ａ及び７Ｂで述べたような単一の平面トラスよりはむしろ、外部の各セグメントを形成する。インプラント３１００はまた、凹状上部表面３０２０及び凹状下部表面を含む。
【００６８】
関節を癒合させる場合、多くの外科的処置は、癒合される領域における解剖学的構造の短縮をもたらす。これは、一次及び修正癒合の双方で一般的に見られる。骨修正癒合は、完全に癒合されていない骨（偽関節）又は不良位置で癒合された骨（変形癒合）の部分を矯正するために実行される。骨の一次及び修正癒合から起こる問題は、影響のある箇所のバイオメカニクスの変更を含む。この変更は、変更を補償するために変化している患者のバイオメカニクスにつながる。更に、美的変化が明らかであり、これが患者の不満につながることもある。現行の標準は、短縮化及びその結果を許容するか、又は骨ブロック移植片（同種移植片又は自己移植片）若しくは骨移動で長さを保存するようとするかのいずれかである。骨ブロック移植の不利点は、骨盤から自己移植片を採取することに関連して付加される罹患率及び移植片を癒合部位に組み込む身体の困難さが挙げられる。同種移植片骨ブロックはまた、領域に組み込むことが困難である。典型的には、長さを矯正するための手順は、長さが得られる間の外部固定及び長期にわたる無負荷を必要とする骨移動を含む。創外固定ピンの感染及び醜いサイナストラクトもまた、骨移動に関連する問題であり得る。
【００６９】
実施形態では、本明細書に記載するような１つ以上のインプラントは、罹患率を低減し、治癒時間を短縮し、並びに骨部分間の癒合を改善する方法で、骨部分間の空隙を詰めるために使用され得る。一実施形態では、骨部分を結合する方法は、骨の露出した端部と接触して、例えば図７Ａ、７Ｂ、８Ａ、又は８Ｂで記載するようなインプラントを配置することを含む。骨癒合部位は、インプラントの挿入を可能にするよう露出される。癒合のための関節処理は、長さを保存し、アライメントを調整し、並びに安定した構造を提供するために使用される。実施形態では、関節の一方又は双方がリーミングされ、インプラントの表面と一致する表面を提供する。インプラント３０００に安定性を提供するために、インプラントは、相補的な表面上に配置される（例えば、インプラントの凹状表面が、骨の凸状表面上に配置される）。幹細胞を伴う自己移植片は、インプラント内にパッキングされ得る。従来の癒合プレートもまた、癒合が治癒するにつれて骨の位置を維持するために、癒合部位で使用される。幹細胞と共に追加の自己移植片がインプラントの周囲にパッキングされてもよい。骨が癒合した後に、癒合プレートは除去され得る。この手順は、効果的に骨の長さを復元及び／又は維持することができる。
【００７０】
上記記載の骨癒合法は、多くの骨癒合用途に用いることができる。骨癒合に使用され得る部位のいくつかの例が、図９Ａ〜Ｅに示されている。図９Ａは、中足骨指節骨関節置換で用いられるインプラント（３０００）を示している。中足骨指節骨関節置換術の実施形態では、骨髄穿刺液が、小切開及び小骨開口部を通して、海綿状自己移植片と共に近位頚骨から得られる。次いで、骨髄が遠心分離で調製され、ここでは幹細胞は、その後の癒合部位への再注入のために濃縮され、癒合を増強させる。次いで、海綿状自己移植片がインプラント（例えば、インプラント３０００）に緊密にパッキングされ、その後、幹細胞中に浸漬される。標準手法で、第１中足骨指関節への背側侵入が行われる。癒合のための関節処理は、長さを保存し、アライメントを調整し、並びに安定した構造を提供するために使用される。関節の中足骨側（近位）が、凸面にリーミングされる。従来、関節の凸状にリーミングされた中足骨側周辺の骨のカラーは除去され、円錐形の一致する面を提供する。インプラントに安定性を提供するために、骨のカラーは保持され、ケージの凹状端部が、周囲の骨のカラーが無処理の状態で、凸状の骨表面に楔合され、このことが安定性と骨組込みを増強する。関節の指節骨側（遠位）は、インプラントの凸状端部に適合するために、凹状形式でリーミングされる。従来、指節骨側は対称的にリーミングされる。インプラントでは、安定性を増強し、癒合部位の足底側及び背側屈曲を調整する上で補助するために、溝部は、凹状にリーミングされた面上において桶状形式でリーミングされる。連結部材（例えば、従来の癒合プレート）が配置され、肝細胞を伴う追加の自己移植片がインプラントの周囲にパッキングされる。創傷部は標準的手法で閉じられる。
【００７１】
図１０は、インプラントの代替デザインの斜視図を示している。インプラント３３００は、楔形状の本体３３０２を含む。いくつかの実施形態では、本体３３０２は、上記記載のものと同様なウェブ／トラス構造を含有することができる。いくつかの実施形態では、本体３３０４は、上部面３３０４と下部面３３０６とを含むことができる。いくつかの実施形態では、上部面３３０４と下部面３３０６は、互いに対して傾斜することができる。いくつかの実施形態では、上部面３３０４及び／又は下部面３３０６は、複数のストラットから形成された実質的に平坦な／平面状の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、インプラント３３００は、テーパ状になった第１の端部３３０８を含有することができる。例えば、第１の端部３３０８は、第１の端部３３０８と反対側の第２の端部３３１０よりも小さい幅を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の端部３３０８及び／又は第２の端部３３１０は、丸みを帯びた／湾曲した形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の端部３３０８及び／又は第２の端部３３１０は、複数のストラットから形成された実質的に平坦な／平面状の形状を含んでもよい。いくつかの実施形態では、側部３３１２は、複数のストラットから形成された実施的に平坦な／平面状の形状を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の端部３３０８及び／又は第２の端部３３１０は、１つ以上の器具係合機能３３１６を含有してもよい。器具係合機能３３１６は、インプラント３３００の配置に使用される器具に連結する又は別の方法で器具によって係合され得る。いくつかの実施形態では、第１の端部３３０８及び／又は第２の端部３３１０は、ストラットの間の領域に広がる平面状表面構造３３１４を含んでもよい。インプラント２７００と比較すると、インプラント３３００は、中央ノード３３２２に結合した追加の支持トラス３３２０を含む。支持トラス３３２０は、インプラント３３００に更なる強度を提供することができる。
【００７２】
図１１は、本発明の技術の１つ以上の実施形態による、Ｅｖａｎｓのウェッジの足部／足関節インプラントの代替実施形態の斜視図を示す。インプラント３４００は、インプラント２６００とデザインが同様であり、頂部及び底部表面上に形成された追加の支持ストラットを有する。インプラント３４００は、楔形本体３４０２を含むことができる。いくつかの実施形態では、本体３４０２は、上記記載のものと同様なウェブ／トラス構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、本体３４０２は、本体３４０２は、上部面３４０４と下部面３４０６とを含むことができる。いくつかの実施形態では、上部面３４０４と下部面３４０６は、互いに対して傾斜することができる。いくつかの実施形態では、上部面３４０４及び／又は下部面３４０６は、複数のストラットから形成された実質的に平坦な／平面状の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、インプラント３４００は、テーパ状になった第１の／前方の端部３４０８を含有することができる。例えば、第１の端部３４０８は、第１の端部３４０８と反対側の第２の／後方の端部３４１０よりも小さい幅を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の端部３４０８及び／又は第２の端部３４１０は、丸みを帯びた／湾曲した形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、側面３４１２は、複数のストラットから形成された実質的に平坦な／平面状の形状を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の端部３４０８及び／又は第２の端部３４１０は、ストラットの間の領域に広がる平面状表面構造３４１４を含んでもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、第１の端部３４０８及び／又は第２の端部３４１０は、１つ以上の器具係合機能３４１６を含有してもよい。器具係合機能３４１６は、インプラント３４００の配置に使用される器具に連結する又は別の方法で器具によって係合され得る。インプラント２６００と比較すると、インプラント３４００は、ノード３４２２に結合した追加の支持トラス３４２０を含む。支持トラス３４２０は、インプラント３４００に更なる強度を提供することができる。
【００７４】
図１３は、本発明の技術の１つ以上の実施形態による、インプラント１８００の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、インプラント１８０２としては、脊椎インプラント、膝関節インプラント、股関節インプラント、顎関節インプラント、長骨再建のためのインプラント、足関節インプラント等を挙げることができる。図示した実施形態では、インプラント１８００は、２つの接触面１８０４ａ、ｂを有する本体１８０２を含むことができる。本明細書で使用するとき「接触面」とは、埋め込まれる場合、隣接する構造と接着／結合するために、隣接する構造（例えば、骨組織）と接触した状態にある又はほとんど接触した状態にあることを意図されるインプラントの部分を指す。接触表面は、例えば、インプラントの境界プレートを含んでもよい。インプラントは、任意の数の接触面を含んでもよい。例えば、インプラントは、１つ以上の隣接する骨組織に結合することを意図された１つ以上の接触面を含んでもよい。示すように、いくつかの実施形態では、接触面１８０４ａは、第１の隣接する骨組織と接触しかつ結合するよう意図された上部接触面を含むことができ、１８０４ｂは、第２の隣接する骨組織と接触しかつ結合するよう意図された下部接触面を含むことができる。例えば、インプラント１８００が、２つの隣接する骨組織（例えば、２つの隣接する椎骨の終板）の間に挟まれるよう意図される場合、接触面１８０４ａは、インプラント１８００の上に配設された第１の骨組織の一部分に結合することができ、接触面１８０４ｂは、インプラント１８００の下に配設された第２の骨組織に結合することができる。接触表面の数及び配向は、目的の用途に基づいて異なってもよく、したがって、上部及び下部などの相対的用語は、例示を目的とするもので、限定するものではないことを理解されたい。例えば、上部及び下部接触面１８０４ａ、ｂの一方又は双方は、それらが横方向にインプラント本体１８０２に配設されるように配向されてもよい（例えば、インプラント本体１８０２の右面、左面、背面及び／又は前面として）。更に、本体１８０２の立方体形状は、例示を目的とするもので、限定するものではない。例えば、本体１８０２は、運動保存を可能にする異なる形状又は機械的構成を有する癒合ケージなどの任意の所望のインプラント構造を含有してもよい。接触表面（複数可）は、任意の好適な形状、例えば、実質的に平坦な平面状表面、湾曲した／輪郭形成表面、リッジ等を採ってもよい。
【００７５】
いくつかの実施形態では、インプラントの単一の、複数の又は全ての接触面は、１つ以上のトラス構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、トラス構造は、各接触表面から延在する１つ以上のストラットを含み、成長を通して、骨がトラス構造へ結合することを促進し、かつインプラントの骨組織への結合を促進することを可能にする開口部を画成する。例えば、図示した実施形態では、トラス構造１８０６は、３つのストラット１８０７ａ、ｂ、ｃから形成される立体トラスを含み、ストラットのそれぞれは、それぞれが接触表面１８０４ａに結合する第１の端部と、頂点１８１０でその他のストラットのそれぞれに結合する第２の端部とを有する細長い部材を含む。三角形状トラス構造の各面は、ストラット１８０７ａ、ｂ、ｃのうちの２つと接触面１８０４ａの隣接する部分とによって画成される周囲を備える三角形開口部を有する平面トラス構造を含む。示すように、トラス構造１８０６は、４つの面を持つ、実質的に空間容積１８１２を画成する一般的に三角形状の立体トラスを含む。
【００７６】
いくつかの実施形態では、空間容積１８１２は、トラス構造１８０６を通る骨成長を容易にすることができ、これによって、隣接する骨組織へのインプラント１８００の結合を増強することができる。例えば、いくつかの実施形態では、トラス構造１８０６の少なくとも一部分は、隣接する骨組織と接触状態又はほぼ接触状態にあり、これによって、骨成長がトラス構造１８０６の１つ以上のストラット１８０８ａ、ｂ、ｃと互いに噛み合うように、骨成長がトラス構造１８０６の空間容積１８１２の少なくとも一部分に、及び／又はこれらを通して延びることを可能にする。骨成長とストラットとの噛み合いは、インプラント１８００を骨組織に対して固定位置で堅く固定することができる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、インプラント１８００は、埋め込みの際に、トラス構造１８０６の少なくとも一部分が、隣接する骨組織の内側に配設されるように、隣接する骨組織に接触するよう押し付けることができる。例えば、いくつかの実施形態では、インプラント１８００は、頂点１８１０が骨組織を貫通し、ストラット１８０８ａ、ｂ、ｃ及び空間容積１８１２の少なくとも一部分が骨組織内に延びるよう進められるように、隣接する骨組織に接触するよう押し付けることができる。このような技法は、骨が空間容積１８１２内に及び／又はそこを通って成長することを促進することができる。いくつかの実施形態では、インプラント１８００は、各接触表面（例えば上部接触表面１８０４ａ）が隣接する骨組織と接触状態になる又はほぼ接触状態になるまで、隣接する骨組織に進められ／押し付けられることができる。いくつかの実施形態では、トラス構造及び／又は接触表面の少なくとも一部分は、骨成長及び／又は骨接着を推進するよう意図する物質並びにトラス構造及び／又は接触表面への感染を予防するための抗菌剤でコーティング／処理されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ストラットの表面及び／又は接触表面は、本明細書に記載されるものなどの生物製剤及び／又は骨成長因子でコーティングされてもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、トラス構造が埋め込まれる隣接する骨組織の少なくとも一部分は、トラス構造１８０６が隣接する骨組織内に進められる／押し付けられる前に、穿孔／切断／スリットされてもよい。いくつかの実施形態では、得られたカットがトラス構造１８０６の１つ以上のストラットに適合するように、切断工具／エッジが、隣接する骨組織を切断するよう使用され得る。例えば、図１３に示すものなど、トラス構造１８０６が三角形状を含む場合、１つ以上の相補形のカットが、相補形のパターンで隣接する骨組織に作られてもよい。
【００７９】
明細書では、本発明の理解を助けるため、特定の米国特許、米国特許出願、及びその他の資料（例えば、論文）を引用しているが、当然のことながら、これら資料の内容そのものを本願の特徴とするものではない。
【００８０】
上記説明によると、様々な実施形態では、インプラントは、ウェブ構造を含むことができる。インプラント用のウェブ構造は、マイクロトラスデザインを含んでもよい。いくつかの実施形態では、マイクロトラスデザインは、複数のストラットを備えたウェブ構造を含むことができる。その他のウェブ構造もまた考えられる。ウェブ構造は、インプラントの全体を通して（インプラントの中央部分を含める）延在することができる。したがって、ウェブ構造は、複数の平面に沿ってインプラントを補強し（内部インプラント荷重支持を含める）、骨移植片癒合に増大した面積を提供することができる。ウェブ構造は、脊椎インプラント、椎体切除装置、股関節置換術、膝関節置換術、長骨再建足場材料、手及び手関節骨修復、及び口腔顎顔面インプラントなどのインプラントで使用され得る。他のインプラント用途もまた考えられる。いくつかの実施形態では、インプラント用のウェブ構造は、１つ以上の幾何学的物体（例えば、多面体）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ウェブ構造は、幾何学的構成単位のパターンを含有しなくてもよい（例えば、ストラットの不規則パターンがインプラントで用いられてもよい）。いくつかの実施形態では、インプラント用のウェブ構造は、２つ又はそれ以上の四面体を含有する三角形状のウェブ構造を含んでもよい。四面体は、その中で４つの三角形のうちの３つが各頂点で合流する４つの三角形面を含むことができる。ウェブ構造は、六面体形状の枠部を備えたウェブ構造（６つの面を含有する）を形成するために、２つの隣接する面で一緒に置かれた２つの四面体を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、多重六面体形状ウェブ構造が、並列方式で配置されてもよい。ウェブ構造は、側面の頂点を通して、直接連結する（例えば、２つ又はそれ以上の六面体形状のウェブ構造は、頂点を共有してもよい）。いくつかの実施形態では、ウェブ構造は、傾斜され、インプラントに前弯を提供してもよい。
【００８１】
本発明の様々な態様の更なる修正及び代替実施形態は、本明細書を考慮すれば、当業者には明らかであろう。例えば、特定の実施形態では、ストラットは、実質的に直線状の細長い部材として説明されかつ記載されているが、ストラットはまた、それらの長さの少なくとも一部分に沿って湾曲され／アーチ型になった細長い部材を包含してもよい。したがって、この説明は、例示にすぎないと解釈されるべきであり、本発明を実行するための一般的方法を当業者に教示する目的のためのものである。本明細書に示されかつ記載される本発明の形態は、実施形態としてみなされることが理解されるべきである。すべてが、本発明のこの記述の利点を持った後で当業者に明らかであるように、要素及び材料は、ここに説明され記載されたものの代わりに置換することができ、部分及びプロセスは、逆にすることができ、本発明のある特徴は独立して使用できる。以下の請求項で記載されるように、本明細書の精神及び範囲から逸脱することなく、変更が本明細書に記載される要素でなされてもよい。更には、単語「ｍａｙ」は、強制的観念（すなわち、ｍｕｓｔ）ではなく、許容的観念で（すなわち、可能性がある（ｈａｖｉｎｇ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｔｏ）、可能である（ｂｅｉｎｇ  ａｂｌｅ  ｔｏ））、出願全体を通して使用されていることに留意されたい。用語「含む、ｉｎｃｌｕｄｅ」及びその派生語は、「限定されないが、含む」を意味する。本明細書及び請求項で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、内容が別途明らかに指示しない限り、複数の指示対象を包含する。したがって、例えば、「ａ  ｓｔｒｕｔ」については、２つ又はそれ以上のストラットの組み合わせを包含する。用語「結合した、ｃｏｕｐｌｅｄ」は、「直接的又は間接的に連結される」を意味する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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