Dmls ортопедическое интрамедуллярное устройство и способ изготовления - RU2016143164A
Код документа: RU2016143164A
Формула
1. Способ производства ортопедического устройства, включающий:
формирование из порошка, используемого в медицине, посредством процесса аддитивного производства ортопедического компонента, произведенного аддитивно;
термическую обработку ортопедического компонента, произведенного аддитивно; и
механическую обработку термически обработанного ортопедического компонента, произведенного аддитивно, для формирования ортопедического устройства.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап формирования включает производство трехмерной модели ортопедического компонента, произведенного аддитивно.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап формирования включает прямое спекание металла с использованием мощности лазера по меньшей мере 300 ватт, при этом используемый в медицине порошок является по меньшей мере порошком класса 5.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что используемый в медицине порошок является порошком TiAl6V4.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап термической обработки включает обработку ортопедического компонента, произведенного аддитивно, горячим изостатическим прессованием с использованием температуры по меньшей мере 1000°C, и включает охлаждение ортопедического компонента, произведенного аддитивно, со скоростью охлаждения между 0,24 и 72°C в минуту.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап механической обработки включает полирование термически обработанного ортопедического компонента, произведенного аддитивно.
7. Способ по п.п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап формирования включает формирование ортопедического компонента, произведенного аддитивно, имеющего отличную от круговой форму поперечного сечения.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ортопедическое устройство является интрамедуллярным стержнем.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что интрамедуллярный стержень имеет радиус кривизны в диапазоне от 84 см до 156 см.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что этап формирования ортопедического компонента, произведенного аддитивно, включает:
лазерное спекание используемого в медицине порошка для формирования множества спеченных лазером слоев, обеспечивающих форму ортопедического компонента, произведенного аддитивно; и
переплавку множества спеченных лазером слоев.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап переплавки включает процесс двойного сканирования вдоль двух односторонних направлений.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап переплавки включает чередование штрихового лазерного растра, который включает процесс сканирования вдоль двух односторонних направлений, и кругового лазерного растра.
13. Способ по любому из пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что этап формирования ортопедического компонента, произведенного аддитивно, включает спекание лазером наружной поверхности и внутренней поверхности ортопедического компонента, произведенного аддитивно, при этом спеченная лазером наружная поверхность отделена от спеченной лазером внутренней поверхности по меньшей мере множеством неспеченного порошка, используемого в медицине, и при этом этап термической обработки включает плавление множества неспеченного порошка, используемого в медицине.
14. Способ по любому из пп. 1, 2, 9, 11, 12, отличающийся тем, что этап термической обработки ортопедического компонента, произведенного аддитивно, содержит:
продувку среды, в которую помещен ортопедический компонент, произведенный аддитивно, для воздействия давления приблизительно 15 мбар;
повышение температуры ортопедического компонента, произведенного аддитивно, до значения между 920°C до 1000°C;
поддержание давления в среде, в которую помещен ортопедический компонент, произведенный аддитивно, от 98 МПа до 108 МПа; и
охлаждение температуры ортопедического компонента, произведенного аддитивно, со скоростью 10°C в минуту или меньше.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает этап снятия напряжений термически обработанного ортопедического компонента, произведенного аддитивно.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает этап отжига термически обработанного ортопедического компонента, произведенного аддитивно.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап механической обработки термически обработанного ортопедического компонента, произведенного аддитивно, включает удаление, с использованием пескоструйной обработки, альфа слоя ортопедического компонента, произведенного аддитивно.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что этап механической обработки дополнительно включает этап формирования компрессионного слоя остаточного напряжения на ортопедическом устройстве.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что этап механической обработки дополнительно включает этап экструзионного хонингования внутренней поверхности ортопедического устройства.
20. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно включает этап формирования внутреннего канала для сенсорного датчика во внутренней части ортопедического компонента, произведенного аддитивно, при этом внутренний канал сенсорного датчика не проходит через наружную часть ортопедического устройства.
21. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно включает этап осаждения ионов тяжелых металлов на ортопедическое устройство для получения антибактериального ортопедического устройства.
22. Интрамедуллярный стержень, содержащий:
стенку, содержащую один или более спеченных лазером слоев применяемого в медицине порошка и имеющую наружную часть и внутреннюю часть, при этом внутренняя часть, как правило, ограничивает собой внутреннюю область интрамедуллярного стержня; и
внутренний канал для сенсорного датчика, который проходит по меньшей мере через часть стенки, при этом внутренний канал сенсорного датчика не проходит через наружную часть стенки.
23. Интрамедуллярный стержень по п. 22, отличающийся тем, что внутренний канал сенсорного датчика имеет размер, подходящий для установки сенсорного датчика, разработанного для отверстия под винт, выполняемой во время операции.
24. Интрамедуллярный стержень по п. 23, отличающийся тем, что по меньшей мере часть внутреннего канала для сенсорного датчика, как правило, является параллельной внутренней части стенки и не проходит через нее.
25. Интрамедуллярный стержень по п. 24, отличающийся тем, что внутренний канал для сенсорного датчика не имеет гидравлического соединения с отверстием, выполненным с возможностью удаления неспеченного порошка, используемого в медицине, из интрамедуллярного стержня.
26. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 22-25, отличающийся тем, что по меньшей мере часть внутренней секции содержит сужающуюся внутреннюю стенку.
27. Интрамедуллярный стержень по п. 26, отличающийся тем, что сужающаяся внутренняя стенка проходит между дистальным отверстием под винт и проксимальным отверстием под винт интрамедуллярного стержня.
28. Интрамедуллярный стержень, содержащий:
первую секцию, соединенную со второй секцией посредством телескопической части, при этом телескопическая часть имеет такой размер наружного диаметра, чтобы со скольжением устанавливаться во внутреннюю область по меньшей мере одной из первой и второй секций для компенсации относительного осевого положения первой и второй секций, структуры первой и второй секций для имплантации в кость, и
привод, выполненный с возможностью обеспечения смещающего усилия для смещения относительного осевого положения первой и второй секций.
29. Интрамедуллярный стержень по п. 28, отличающийся тем, что телескопическая часть является оконечной частью любой из первой или второй секций.
30. Интрамедуллярный стержень по п. 28, отличающийся тем, что телескопическая часть является втулкой, расположенной во внутренней области первой и второй секции и выполненной с возможностью компенсировать осевое перемещение первой и второй секций относительно втулки.
31. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что интрамедуллярный стержень дополнительно содержит один или более выступов, которые ограничивают по меньшей мере относительное осевое перемещение первой и второй секций.
32. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что одна из телескопической части и внутренней области любой из двух или обеих из первой и второй секций содержат один или более пазов, каждый из которых установлен в стыковочный вырез в оставшейся другой из телескопической части и внутренней области любой из двух или обеих из первой и второй секций, при этом один или более пазов и стыковочных вырезов сконструированы для предотвращения поворота первой секции относительно второй секции.
33. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что привод является пружиной с нелинейной или переменной жесткостью.
34. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что привод окружен разлагающимся полимером, при этом разлагающийся полимер выполнен с возможностью высвобождения, при разложении полимера, биоактивного препарата, разработанного для стимуляции срастания перелома кости и/или предотвращения инфицирования кости.
35. Интрамедуллярный стержень по п. 34, отличающийся тем, что разлагающийся полимер разработан для обеспечения усилия, поддерживающего привод в одном из положений - расширенном или сжатом - до тех пор, пока разлагаемый полимер не разложится до такой степени, при которой смещающее усилие привода сможет преодолеть усилие разлагаемого полимера.
36. Интрамедуллярный стержень по п. 34, отличающийся тем, что разлагающийся полимер выполнен с возможностью, по меньшей мере частично, разлагаться при приложении внешнего источника физической энергии к разлагаемому полимеру.
37. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что привод является эластомерным вкладышем.
38. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что дополнительно содержит кольцо, расположенное вокруг по меньшей мере части телескопической секции, при этом кольцо выборочно регулируется по размеру между первым размером и вторым, более малым, размером для изменения компрессионного состояния привода.
39. Интрамедуллярный стержень по п. 38, отличающийся тем, что кольцо является материалом с памятью формы, регулируемым по размеру между первым и вторым размерами посредством приложения и снятия источника энергии для активации.
40. Интрамедуллярный стержень по п. 39, отличающийся тем, что источником энергии для активации является по меньшей мере один из следующих источников: пороговая температура тела или прилагаемое электронное напряжение.
41. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, 39, 40, отличающийся тем, что привод содержит первую пружину и вторую пружину, расположенные в пазу интрамедуллярного стержня, при этом первая пружина заключена в первый рассасывающийся корпус, а вторая пружина заключена во второй рассасывающийся корпус, причем первый рассасывающийся корпус и второй рассасывающийся корпус выполнены с возможностью приложения противодействующих сил на интрамедуллярный элемент, расположенный между первым рассасывающимся корпусом и вторым рассасывающимся корпусом.
42. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, 35, 36, 39, 40, отличающийся тем, что каждая из первой и второй части содержит стенку, имеющую наружную часть и внутреннюю часть, и при этом стенка по меньшей мере одной из первой и второй частей содержит внутренний канал для сенсорного датчика, проходящий по меньшей мере через часть стенки и не проходящий через наружную часть стенки.
43. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 28-30, 35, 36, 39, 40, отличающийся тем, что каждая из первой и второй частей содержит один или более спеченных лазером слоев порошка, применяемого в медицине.
44. Интрамедуллярный стержень по п. 43, отличающийся тем, что применяемый в медицине порошок имеет по меньшей мере класс 5.
45. Интрамедуллярный стержень по п. 44, отличающийся тем, что применяемый в медицине порошок является порошком TiAl6V4.
46. Интрамедуллярный стержень по п. 45, отличающийся тем, что один или более спеченных лазером слоев подвергается процессу термической обработки.
47. Интрамедуллярный стержень, содержащий:
стенку, которая имеет внешнюю часть и внутреннюю часть, при этом внутренняя часть, как правило, ограничивает собой внутреннюю область интрамедуллярного стержня;
первое отверстие под винт и второе отверстие под винт, при этом первое отверстие под винт и второе отверстие под винт проходят по меньшей мере через наружную часть стенки; и
один или более выступов в стенке между первым и вторым отверстиями под винт, при этом один или более выступов не проходят через наружную часть стенки, причем один или более выступов разработаны для выборочного изменения модуля упругости интрамедуллярного стержня.
48. Интрамедуллярный стержень по п. 47, отличающийся тем, что один или более выступов содержат один или более пазов, проходящих от внутренней части через стенку.
49. Интрамедуллярный стержень по п. 47, отличающийся тем, что один или более выступов содержат множество каналов, проходящих внутри внутренней области стенки, при этом множество каналов не проходит через внутреннюю и наружную части стенки.
50. Интрамедуллярный стержень по п. 49, отличающийся тем, что по меньшей мере некоторые из множества каналов имеют цилиндрическую конфигурацию.
51. Интрамедуллярный стержень по п. 50, отличающийся тем, что множество каналов, как правило, параллельны продольной оси интрамедуллярного стержня.
52. Интрамедуллярный стержень по любому из пп. 47-50, отличающийся тем, что стенка содержит один или более спеченных лазером слоев порошка, применяемого в медицине.
53. Интрамедуллярный стержень по п. 52, отличающийся тем, что применяемый в медицине порошок является по меньшей мере порошком класса 5.
54. Интрамедуллярный стержень по п. 53, отличающийся тем, что применяемым в медицине порошком является порошок TiAl6V4.
55. Интрамедуллярный стержень по п. 54, отличающийся тем, что один или более спеченных лазером слоев подвергается процессу термической обработки.
56. Интрамедуллярный стержень, содержащий:
первую секцию, имеющую стенку, при этом стенка, как правило, ограничивает собой внутреннюю область первой секции; и
вторую секцию, соединенную с внутренней секцией, при этом внутренняя секция имеет нужный размер для бокового смещения по меньшей мере в части внутренней области первой секции, причем внутренняя секция выборочно отделяется от первой секции посредством фиксирующего винта для изменения модуля упругости интрамедуллярного стержня.
57. Интрамедуллярный стержень по п. 56, отличающийся тем, что каждая из первой секции, второй секции и внутренней секции содержит один или более спеченных лазером слоев порошка, применяемого в медицине.
58. Интрамедуллярный стержень по п. 57, отличающийся тем, что применяемый в медицине порошок является по меньшей мере порошком класса 5.
59. Интрамедуллярный стержень по п. 58, отличающийся тем, что применяемый в медицине порошок является порошком TiAl6V4.
60. Интрамедуллярный стержень по п. 59, отличающийся тем, что один или более спеченных лазером слоев подвергаются процессу термической обработки.
