Owii標(biāo)尺上觀察，未噴砂的樣品大多數(shù)是光滑的，而當(dāng)以相似的放大 倍數(shù)觀察時，噴砂的樣品幾乎整個是粗糙的。此噴砂工藝形成了尺寸大約1-20M1的紋理。對 微紋理來說這是理想的尺寸因為其有助于成骨細(xì)胞粘附于鈦支柱。噴砂材料不沉積在支柱 上(如HA涂層那樣）。其簡單地通過侵蝕使鈦表面具有紋理。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的噴砂工藝?yán)糜蒆itemco Medical Applications，Inc ?， 160Sweet Hollow Rd.，01d Bethpage，NY 11804分銷的MCD Apatitic Abrasive(含有HA、 TCP和其他CaP相的多相磷酸鈣）。噴砂介質(zhì)具有425-180wii的尺寸范圍。該工藝?yán)醚b配有 Simoom? Techno logy和PowderGate? 閥的 Comco AccuFl 〇?標(biāo)準(zhǔn)罐微型噴砂機。罐口是 〇. 40英寸;噴嘴是0.060英寸;壓力為90+/-5psi。當(dāng)噴砂不進一步影響視覺外觀特別是裝置 的顏色和反射率時已經(jīng)達到令人滿意的粗糙度。機械加工的裝置可能需要噴砂修整。
[0071]圖9A-9L說明性地描繪了理想地適用于增材制造的稍不規(guī)則晶格的概念。如這些 附圖中所示，節(jié)點擾動是指相交的支柱的位置。根據(jù)本發(fā)明的此方面，這種相交位置被隨機 化使得所述節(jié)點以隨機化的距離偏離均勻晶格。支柱尺寸隨機化是指在橫截面維度(例如， 支柱直徑)上的偏差。在晶格中的離散支柱可以具有不同的橫截面尺寸，或支柱可以具有從 一端至另一端的直徑梯度。這些參數(shù)可以被隨機化用于晶格立體結(jié)構(gòu)的更大多樣性。這種 稍不規(guī)則晶格可以用來制作任何種類的目前使用規(guī)則晶格的醫(yī)用植入物(包括，例如，在并 入的Pressacco等人和Jones等人申請中公開的那些）。
[0072] 本發(fā)明的另一說明性應(yīng)用涉及美國專利號7,922,765(通過引用并入)和/或美國 申請公開號2011/0118841(通過引用并入）中公開的類型的骨固定/融合裝置，根據(jù)本發(fā)明 的教導(dǎo)所述骨固定/融合裝置已經(jīng)被改良以包括一個或多個密布針的表面。
[0073] 這樣的融合/固定裝置優(yōu)選地通過增材技術(shù)制作，可以利用多圓形的橫截剖面(均 一的或漸縮的），并且優(yōu)選地包括外部的針，所述針優(yōu)選地以將對抗植入物的移除的方向定 位。多圓形的橫截剖面具有不需要一個或多個鉆孔拉削步驟的獨特優(yōu)勢，由此使得插入更 快并減少患者的感染風(fēng)險。
[0074] 最后，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明公開和實現(xiàn)的新結(jié)構(gòu)不唯一地限于使用增材制造制造的那 些。事實上，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，其他已知的表面改性技術(shù)(諸如，例如，Surfi-Sculpt(美國專利號7,667，158，通過引用并入本文））可以用來制備本發(fā)明的植入物的骨-多孔的、骨來源的、和/或含有針的紋理。
[0075] 現(xiàn)在具體地參看圖2-5，在一個示例性實施方案中，本發(fā)明提供了用于脊柱手術(shù)操 作中的ALIF籠10。更具體地，本發(fā)明提供了 ALIF籠10,所述ALIF籠10包括促進骨固定的一個 或多個多孔表面12。優(yōu)選地，這些多孔表面12經(jīng)由增材制造技術(shù)使用鈦合金粉或類似物形 成(如下文更詳細(xì)描述的），由此提供了一體化結(jié)構(gòu)并且消除了使用用于此目的的涂層或粘 接的需要。
[0076] 通常，ALIF籠10包括體部結(jié)構(gòu)14,所述體部結(jié)構(gòu)14限定中空的內(nèi)部部分16和多個 端口 18,螺釘20(圖3)或類似物通過端口 18布置，通過中空的內(nèi)部部分16并進入到鄰近的骨 中。任選地，中空的內(nèi)部部分16的尺寸被確定為并且被配置成容納骨移植材料或類似物，以 進一步增強骨固定。螺釘20以給定的角度顯示，盡管可以利用任何合適的一個或多個角度 用于給定的應(yīng)用，正如可以利用的任何合適的數(shù)目和尺寸的螺釘20。
[0077] 有利地，ALIF籠10由一體化結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述一體化結(jié)構(gòu)例如，在中間基本上是實心 的，且例如，在給定的表面處漸變成多孔的。這提供了增強的結(jié)構(gòu)完整性，允許在給定的區(qū) 域小心地控制多孔性，等等。備選地，在實心部分和多孔部分之間可以存在比較尖銳的分界 線，盡管考慮它們經(jīng)由增材制造技術(shù)整體地形成。
[0078] 下面的描述部分地取自US 13/530,048(其完全通過引用并入本文)并且解釋了如 何形成ALIF籠10的多孔表面12。
[0079] -般來說，并且不意在是限制性的，本發(fā)明的一個方面涉及改進的醫(yī)用植入物，所 述醫(yī)用植入物包括，例如，至少下列結(jié)構(gòu)：由金屬形成的主要結(jié)構(gòu)體;和在所述主要結(jié)構(gòu)體 的至少一個外部部分上形成的至少一個密布針的、金屬的表面部分，所述至少一個表面部 分被定位成使得當(dāng)植入物被植入到患者中時其與患者的骨接合。這樣的密布針的金屬的表 面部分可以包含，例如，至少50根、100根、200根、500根或更多根針的集合體，并且可以進一 步由下列特征中的至少一個、兩個、三個、四個、五個或更多個特征表征：（a)所述集合體中 的針全部基本上垂直于所述表面部分定向；（b)所述集合體中的針全部以基本上相同的方 向定向，所述方向不垂直于所述表面部分；（c)所述集合體中的針全部以基本上相同的方向 定向，所述方向不垂直于所述表面部分，但與所述垂直方向成15度以內(nèi)的角度；（d)所述集 合體中的針全部以基本上相同的方向定向，所述方向不垂直于所述表面部分，且與所述垂 直方向成多于15度的角度；（e)所述集合體包括以相對于所述表面部分的至少三個不同的 方向定向的針；（f)所述集合體包括以相對于所述表面部分的至少五個不同的方向定向的 針，所有的針被定向為與表面部分垂直方向成20度以內(nèi)的角度；（g)在所述集合體中的所有 針具有基本上相同的高度；（h)所述集合體包括具有至少三種不同高度的針；（i)所述集合 體中所有的針具有基本上相同的形狀；（j)所述集合體包括具有至少兩種不同形狀的針； (k)所述針在所述表面部分上基本上均勻地分布；（1)所述針在所述表面部分上不均勻地分 布；（m)所述集合體中所有的針被錨定于所述主要結(jié)構(gòu)體；（n)所述集合體中大部分針被錨 定于所述主要結(jié)構(gòu)體；（〇)所述集合體中大多數(shù)針被錨定于所述主要結(jié)構(gòu)體的所述至少一 個外部部分上的骨-多孔的、骨來源的或小梁的涂層內(nèi)容納的結(jié)構(gòu)元件;和/或(P)所述集合 體中所有的針被錨定于所述主要結(jié)構(gòu)體的所述至少一個外部部分上的骨-多孔的、骨來源 的或小梁的涂層內(nèi)容納的結(jié)構(gòu)元件。所述至少一個外部部分優(yōu)選地包括至少一個骨-多孔 的表面，所述至少一個骨-多孔的表面可以包括至少一個骨來源的表面。所述至少一個骨-多孔的表面和針可以同時通過增材制造工藝(諸如，但不限于EBM或DMSLS)形成。所述主要 結(jié)構(gòu)體可以包括，例如，本發(fā)明的ALIF籠10、牙種植體、足-和-踝或長骨截骨楔、椎間融合裝 置、脛骨/股骨墊片或間隔墊、膝關(guān)節(jié)假體的脛骨托部分、膝關(guān)節(jié)假體的股骨部件部分、初次 髖關(guān)節(jié)假體、翻修髖關(guān)節(jié)假體、髖關(guān)節(jié)創(chuàng)傷部件、髖白杯、髖關(guān)節(jié)髖白墊片或其他適宜的結(jié) 構(gòu)體。
[0080] 此外，一般來說，且不意在是限制性的，本發(fā)明的另一個方面涉及一種或多種制備 具有至少一個骨-多孔的表面的醫(yī)用植入物的方法，所述方法通過例如下列步驟實現(xiàn):形成 所述植入物的至少一部分主要結(jié)構(gòu)體;和使用增材制造技術(shù)在所述主要結(jié)構(gòu)體的至少一個 外部部分上形成至少一個密布針的、金屬的表面部分，所述至少一個密布針的表面部分被 定位成使得當(dāng)所述植入物被植入到患者中時其與患者的骨接合。
[0081] 示例性流程以骨松質(zhì)樣品開始，用微型CT掃描該骨松質(zhì)樣品以獲得3D掃描數(shù)據(jù)， 然后將其處理成表示骨-多孔的或骨來源的紋理的實體模型數(shù)據(jù)。然后將此紋理數(shù)據(jù)與表 示整個植入物幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)合并以產(chǎn)生用于由后續(xù)任一制造步驟使用的制作文件。制作 文件可以利用任何可識別的實體模型規(guī)范，諸如〃 .amf 〃格式[參見在http:// www ? astm ? org/DATABASE ? CART/W0RKITEMS/WK27506 ? htm(于 07-29-2011 訪問）可獲得的 ASTM WK27506-用于增材制造的數(shù)據(jù)交換格式的新規(guī)范]或〃.stl〃格式[參見在http:// www. ennex. com/~fabbers/StL. asp (于07-29-2011 訪問）可獲得的 Fabbers 的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格 式]，并且可以體現(xiàn)在任何形式的永久存儲介質(zhì)（例如，CD、CD-ROM、閃存）、半永久（例如， SRAM)或暫時(例如，DRAM)存儲介質(zhì)上，或體現(xiàn)在編碼數(shù)據(jù)信號中。
[0082] 關(guān)于使用增材技術(shù)制造醫(yī)用裝置的其他背景細(xì)節(jié)可以參見:J.Vehvilainen，〃增 材制造的醫(yī)學(xué)應(yīng)用的工藝和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展(Process and Web Application Development of Medical Applications of Additive Manufacturing)//Master/ s Thesis,Aalt