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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024178222
(43)【公開日】2024-12-24
(54)【発明の名称】動的インプラント固定プレート
(51)【国際特許分類】
A61F 2/44 20060101AFI20241217BHJP
A61F 2/28 20060101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
A61F2/44
A61F2/28
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024154909
(22)【出願日】2024-09-09
(62)【分割の表示】P 2021504189の分割
【原出願日】2019-07-26
(31)【優先権主張番号】62/703,562
(32)【優先日】2018-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】518436928
【氏名又は名称】ナノハイブ メディカル エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100173794
【弁理士】
【氏名又は名称】色部 暁義
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー レイン
(72)【発明者】
【氏名】イアン ヘルマー
(72)【発明者】
【氏名】ルーカス ディール
(72)【発明者】
【氏名】ジェイソン ティンリー
(72)【発明者】
【氏名】ケヴィン ディー シャピュイス
(72)【発明者】
【氏名】ジョン エフ サリバン
(72)【発明者】
【氏名】クリスティーン エメリー
(57)【要約】 （修正有）
【課題】応力遮蔽の生起を減少し、またインプラント部位の荷重増加を可能にすることができる固定プレート及び対応するインプラントを提供する。
【解決手段】動的インプラント固定プレート１０及び該開示した固定プレート１０を受け入れるよう構成されたインプラント２０は、幾つかの態様において、インプラント２０を１つ又はそれ以上の平面に対して固定するとともに、１つ又はそれ以上の平面に対する相対移動を可能にする手段を提供することができる。
【選択図】図２
【解決手段】動的インプラント固定プレート１０及び該開示した固定プレート１０を受け入れるよう構成されたインプラント２０は、幾つかの態様において、インプラント２０を１つ又はそれ以上の平面に対して固定するとともに、１つ又はそれ以上の平面に対する相対移動を可能にする手段を提供することができる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
体内に埋め込むよう構成され少なくとも１つの側面を含むインプラントと、
前記インプラントの前記側面に選択的にかつ回転可能に固定される細長プレートと、
を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは、１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通するよう構成された
複数の開口を有する、医療インプラントシステム。
前記インプラントの前記側面に選択的にかつ回転可能に固定される細長プレートと、
を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは、１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通するよう構成された
複数の開口を有する、医療インプラントシステム。
【請求項2】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記複数の開口は、前記緊締具の
周りに回転するよう更に構成されている、医療インプラントシステム。
周りに回転するよう更に構成されている、医療インプラントシステム。
【請求項3】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記複数の開口は、さらに、第１
直径を有する滑らかな環状形状であり、前記緊締具は、さらに、第２直径を有する滑らか
な環状形状のヘッドを備え、前記第２直径は前記第１直径よりも小さい、医療インプラン
トシステム。
直径を有する滑らかな環状形状であり、前記緊締具は、さらに、第２直径を有する滑らか
な環状形状のヘッドを備え、前記第２直径は前記第１直径よりも小さい、医療インプラン
トシステム。
【請求項4】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、
前記インプラントは、さらに、前後方向、側方方向及び軸線方向を有し、
前記細長プレートは、前記インプラントに対して少なくとも１つの自由度を許容するよ
う構成されている、医療インプラントシステム。
前記インプラントは、さらに、前後方向、側方方向及び軸線方向を有し、
前記細長プレートは、前記インプラントに対して少なくとも１つの自由度を許容するよ
う構成されている、医療インプラントシステム。
【請求項5】
請求項４記載の医療インプラントシステムにおいて、前記細長プレートは、さらに、前
記インプラントに対して前から後への方向に関する固定位置を有し、前記インプラントの
前から後への方向の軸線周りに回転するよう構成されている、医療インプラントシステム
。
記インプラントに対して前から後への方向に関する固定位置を有し、前記インプラントの
前から後への方向の軸線周りに回転するよう構成されている、医療インプラントシステム
。
【請求項6】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記インプラントは、さらに、前
方及び後方の方向、側方方向及び軸線方向を有し、
前記細長プレートは、前記インプラントに対して少なくとも１つの自由度を許容するよ
う構成されている、医療インプラントシステム。
方及び後方の方向、側方方向及び軸線方向を有し、
前記細長プレートは、前記インプラントに対して少なくとも１つの自由度を許容するよ
う構成されている、医療インプラントシステム。
【請求項7】
請求項６記載の医療インプラントシステムにおいて、前記インプラントに対する前記自
由度は、さらに、軸線方向を含む、医療インプラントシステム。
由度は、さらに、軸線方向を含む、医療インプラントシステム。
【請求項8】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記細長プレートは、さらに、前
記インプラントの前記側面に向かって延在する１／４回転緊締具を有し、
前記インプラントは、さらに、前記細長プレートに位置する前記１／４回転緊締具に対
応する開口を有する、医療インプラントシステム。
記インプラントの前記側面に向かって延在する１／４回転緊締具を有し、
前記インプラントは、さらに、前記細長プレートに位置する前記１／４回転緊締具に対
応する開口を有する、医療インプラントシステム。
【請求項9】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記細長プレートは、さらに、前
記インプラントに対してすべての方向に並進可能に固定し、また前記インプラントに対し
て少なくとも１つの方向に自由に回転可能である、医療インプラントシステム。
記インプラントに対してすべての方向に並進可能に固定し、また前記インプラントに対し
て少なくとも１つの方向に自由に回転可能である、医療インプラントシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本件出願は、参照により全体が本明細書に組み入れられるものとする２０１８年７月２
６日出願の米国仮出願第６２／７０３,５６２号の恩恵を主張する。
６日出願の米国仮出願第６２／７０３,５６２号の恩恵を主張する。
【技術分野】
【0002】
本発明は、医療インプラントに関し、とくに、固定プレートを使用して医療インプラン
トに関する。
トに関する。
【背景技術】
【0003】
医療インプラントは、様々な手段により体内の固定位置に埋め込むことができる。例え
ば、骨癒合インプラントは、骨ねじを使用して患者の骨に定着させることができる。
ば、骨癒合インプラントは、骨ねじを使用して患者の骨に定着させることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本明細書で開示するのは動的インプラント固定プレート（以下に「固定プレート」と称
する）であり、この固定プレートは、幾つかの実施形態において、埋め込み後にインプラ
ントに対して相対移動を可能にすることができる。幾つかの実施形態において、固定プレ
ートは、埋め込み後にインプラントに対して及び／又は患者組織に対して回転又は相対移
動することができる。幾つかの実施形態において、固定プレートは、埋め込み後にインプ
ラントに対する軸線方向圧迫を可能にすることができる。本明細書に使用するように、用
語「組織（tissue）」は、限定しないが、筋肉組織、上皮組織、結合組織、結合組織、神
経組織及び骨構造を含む任意なタイプの生物学的、天然又は合成の組織に言及する。
する）であり、この固定プレートは、幾つかの実施形態において、埋め込み後にインプラ
ントに対して相対移動を可能にすることができる。幾つかの実施形態において、固定プレ
ートは、埋め込み後にインプラントに対して及び／又は患者組織に対して回転又は相対移
動することができる。幾つかの実施形態において、固定プレートは、埋め込み後にインプ
ラントに対する軸線方向圧迫を可能にすることができる。本明細書に使用するように、用
語「組織（tissue）」は、限定しないが、筋肉組織、上皮組織、結合組織、結合組織、神
経組織及び骨構造を含む任意なタイプの生物学的、天然又は合成の組織に言及する。
【0005】
本明細書が提示する固定プレートの実施形態において、固定プレートは、固定プレート
がインプラントに対して少なくとも１つの自由度を有して取り付けることができる。本明
細書に使用するように、用語「自由度（degree of freedom）」は、動きが僅かなもので
あっても、独立した動きを生ずる方向に言及する。さらに、固定プレートは第１骨及び／
又は第２骨に取り付けることができ、各取付けは少なくとも１つの自由度を有する。幾つ
かの実施形態において、固定プレートは、取付けポイントに対して１つ以上の自由度を有
して、インプラント及び／又は組織に取り付けることができる。幾つかの実施形態におい
て、固定プレートは、円錐状自由度を有して、第１骨及び／又は第２骨に取り付けること
ができる。
がインプラントに対して少なくとも１つの自由度を有して取り付けることができる。本明
細書に使用するように、用語「自由度（degree of freedom）」は、動きが僅かなもので
あっても、独立した動きを生ずる方向に言及する。さらに、固定プレートは第１骨及び／
又は第２骨に取り付けることができ、各取付けは少なくとも１つの自由度を有する。幾つ
かの実施形態において、固定プレートは、取付けポイントに対して１つ以上の自由度を有
して、インプラント及び／又は組織に取り付けることができる。幾つかの実施形態におい
て、固定プレートは、円錐状自由度を有して、第１骨及び／又は第２骨に取り付けること
ができる。
【0006】
固定プレートの幾つかの実施形態は、凹状輪郭のねじ孔を有し、またねじヘッドのねじ
山部分に向かう端部の側から見て、ねじ孔の凹状輪郭に対応する凸状輪郭を有するねじヘ
ッド付きの骨ねじを使用して患者の骨に取り付ける。凸状輪郭を有するねじヘッド及び凹
状輪郭を有するねじ孔の使用により、少なくとも円錐状自由度での固定をもたらすことが
できる。この骨ねじヘッドは、ゼロより大きいすきま嵌めで固定プレートのねじ孔に対し
て固定することができ、このすきま嵌めは、幾つかの態様において或る量の並進運動をも
たらすことができ、また骨ねじヘッドと固定プレートのねじ孔との間における接合を防止
することができる。
山部分に向かう端部の側から見て、ねじ孔の凹状輪郭に対応する凸状輪郭を有するねじヘ
ッド付きの骨ねじを使用して患者の骨に取り付ける。凸状輪郭を有するねじヘッド及び凹
状輪郭を有するねじ孔の使用により、少なくとも円錐状自由度での固定をもたらすことが
できる。この骨ねじヘッドは、ゼロより大きいすきま嵌めで固定プレートのねじ孔に対し
て固定することができ、このすきま嵌めは、幾つかの態様において或る量の並進運動をも
たらすことができ、また骨ねじヘッドと固定プレートのねじ孔との間における接合を防止
することができる。
【0007】
固定プレートは、少なくとも１つの自由度を持つ緊締手段を用いてインプラントに取り
付けることができる。固定プレートの幾つかの実施形態は、幾つかの態様において或る量
の並進運動をもたらすことができ、また固定プレート、インプラント及び／又は緊締手段
の間における接合を防止することができるゼロより大きいすきま嵌めを有する緊締手段を
使用する。使用することができる幾つかの緊締手段は、限定しないが、クオーターターン
緊締具、ねじ等々がある。
付けることができる。固定プレートの幾つかの実施形態は、幾つかの態様において或る量
の並進運動をもたらすことができ、また固定プレート、インプラント及び／又は緊締手段
の間における接合を防止することができるゼロより大きいすきま嵌めを有する緊締手段を
使用する。使用することができる幾つかの緊締手段は、限定しないが、クオーターターン
緊締具、ねじ等々がある。
【0008】
固定プレートは、インプラントが１つ又はそれ以上の骨構造に固定される骨癒合インプ
ラントに使用するよう構成することができる。少なくとも１つの自由度を可能にするアン
カーを使用しての取付けによれば、固定プレートは、インプラントに対する軸線が第１骨
と第２骨との間における方向であるインプラントに対する軸線方向圧迫を有意に妨げない
。幾つかの実施形態は、純粋に軸線方向を超えての荷重を許容する少なくとも円錐状自由
度を使用する。
ラントに使用するよう構成することができる。少なくとも１つの自由度を可能にするアン
カーを使用しての取付けによれば、固定プレートは、インプラントに対する軸線が第１骨
と第２骨との間における方向であるインプラントに対する軸線方向圧迫を有意に妨げない
。幾つかの実施形態は、純粋に軸線方向を超えての荷重を許容する少なくとも円錐状自由
度を使用する。
【0009】
本発明が開示する固定プレートは、インプラントに対する応力遮蔽を回避するのが望ま
しい状況に使用することができる。インプラントと患者の骨との間に堅固な取付けを使用
すると、新たな骨の成長及び既存の骨を応力から遮蔽し、この結果として、新たな骨の成
長を弱め、また骨損失を生ずる可能性を生ずる。本明細書が開示する固定プレートは、荷
重を支えるのではなく、インプラントに伝達し、インプラントの弾性率及び設置面積が埋
込み部位で許容される軸線方向圧迫量を決定する。
しい状況に使用することができる。インプラントと患者の骨との間に堅固な取付けを使用
すると、新たな骨の成長及び既存の骨を応力から遮蔽し、この結果として、新たな骨の成
長を弱め、また骨損失を生ずる可能性を生ずる。本明細書が開示する固定プレートは、荷
重を支えるのではなく、インプラントに伝達し、インプラントの弾性率及び設置面積が埋
込み部位で許容される軸線方向圧迫量を決定する。
【0010】
軸線方向移動を許容するにも係わらず、本発明が開示する固定プレートは、側方移動又
は前後移動を適正に防止することができる。新たな骨の成長のための十分な軸線方向安定
性をもたらすインプラントを使用するとき、軸線方向以外の方向における適正な安定性を
もたらし、新生骨の成長を可能にすることができる。
は前後移動を適正に防止することができる。新たな骨の成長のための十分な軸線方向安定
性をもたらすインプラントを使用するとき、軸線方向以外の方向における適正な安定性を
もたらし、新生骨の成長を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】隣接単位セルの部分を有するラジアル（半径方向）支柱とともに、完全変更菱形１２面体構造を含む単一変更菱形１２面体単位セルの等角斜視図である。
【図1B】単一変更菱形１２面体単位セルの側面図であり、側方から見たときの相互接続形態を示す。
【図1C】最長寸法測定法を使用して中央空所を測定している単一変更菱形１２面体単位セルの側面図である。
【図1D】最長寸法測定法を使用して相互接続部を測定している単一変更菱形１２面体単位セルの側面図である。
【図1E】最長球形測定法を使用して測定している変更菱形１２面体単位セルの中央空所の側面図である。
【図1F】最長球形測定法を使用して測定している相互接続部の平面方向に直交する方向から見た図である。
【図1G】単一ラジアル１２面菱形単位セルの等角図である。
【図1H】単一ラジアル１２面菱形単位セルの側面図である。
【図1I】ラジアル１２面菱形単位セルに使用することができる単一結節部及び単一支柱の組合せの例における等角図である。
【図1J】ラジアル１２面菱形単位セルに使用することができる単一結節部及び単一支柱の組合せの例における側面図である。
【図1K】約３ＧＰａの弾性率を有する格子に使用するよう構成された単一結節部及び単一支柱の組合せの、組合せ境界を画定する体積部のコーナーから見た側面図である。
【図1L】約４ＧＰａの弾性率を有する格子に使用するよう構成された単一結節部及び単一支柱の組合せの、組合せ境界を画定する体積部のコーナーから見た側面図である。
【図1M】約１０ＧＰａの弾性率を有する格子に使用するよう構成された単一結節部及び単一支柱の組合せの、組合せ境界を画定する体積部のコーナーから見た側面図である。
【図1N】組合せ境界及び側方分離角度を画定する体積部のコーナーから見た単一結節部及び２つの隣接支柱の組合せの側面図である。
【図1O】単一結節部及び４つの支柱から成るサブ単位セルの等角図である。
【図1P】２つのサブ単位セルの積層形態における等角図であり、上側サブ単位セルが下側サブ単位セルの頂部に反転して構成されている。
【図1Q】互いに積層して単一単位セルを形成する８つのサブ単位セルの等角図である。
【図1R】骨固定プレート、骨ねじ及びインプラントの側面図である。
【図2】骨固定プレート、骨ねじ及びインプラントの等角図である。
【図3】骨固定プレート及びインプラントの等角図である。
【図4】骨固定プレート及びインプラントの側面図である。
【図4A】骨固定プレート及び２つの骨ねじの側面図であり、隠れた形体部を破線で示す。
【図5】骨固定プレート及びインプラントの側断面図である。
【図6】骨固定プレート及びインプラントの背面図である。
【図7】骨固定プレートを受け入れるインプラントの背面図である。
【図8】骨固定プレート及びインプラントの側断面図である。
【図9】骨固定プレートを受け入れるよう構成されたインプラントの等角断面図である。
【図10】骨固定プレートを受け入れるよう構成されたインプラントの頂部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
多くの状況において、経時的に骨付着又は骨一体化を可能にするインプラントを使用す
るのが望ましい。さらに、多くの状況において、生きている組織との付着又は一体化を可
能にするインプラントを使用するのが望ましい。骨に対する付着又は骨一体化が有益であ
るインプラントの例としては、限定しないが、頸部、腰部、及び胸部の椎体間癒合インプ
ラント、椎体置換、骨切り術ウェッジ、歯科インプラント、骨ステム、寛骨臼カップ、頭
蓋-顔面プレーティング、骨置換及び骨折プレーティングがある。多くの用途において、
さらに、新生骨成長の強度を増大させるよう応力付与するのが望ましい。ウォルフの法則
によれば、骨は骨に加わる応力に適合して、これにより応力付与下にある骨はより強く成
長し、また応力を受けない骨は脆弱になる。
るのが望ましい。さらに、多くの状況において、生きている組織との付着又は一体化を可
能にするインプラントを使用するのが望ましい。骨に対する付着又は骨一体化が有益であ
るインプラントの例としては、限定しないが、頸部、腰部、及び胸部の椎体間癒合インプ
ラント、椎体置換、骨切り術ウェッジ、歯科インプラント、骨ステム、寛骨臼カップ、頭
蓋-顔面プレーティング、骨置換及び骨折プレーティングがある。多くの用途において、
さらに、新生骨成長の強度を増大させるよう応力付与するのが望ましい。ウォルフの法則
によれば、骨は骨に加わる応力に適合して、これにより応力付与下にある骨はより強く成
長し、また応力を受けない骨は脆弱になる。
【0013】
幾つかの態様において、本明細書記載のシステム及び方法は、骨一体化及び適切に応力
付与された新生骨成長刺激のために構成されたインプラントを企図することができる。本
発明の例示的インプラントの多くは、とくに、インプラント本体全体にわたる強い骨付着
及び／又は骨成長を有するのが望ましい状況での使用に有用である。骨成長が骨付着のた
めにのみ望ましいか、又はインプラント全体にわたってのみ望ましいかに係わらず、本発
明は、機械的間隔取りを行うことができる独特な格子構造、新生骨成長を支持する足場、
及び新生骨成長が生理学的力で荷重を受けることができる弾性率を組み込む。この結果と
して、本発明は、インプラント骨一体化後に、より確実な付着のために及び／又はより強
い骨のために、より強くまたより健康的な骨を成長させるインプラントを提供する。
付与された新生骨成長刺激のために構成されたインプラントを企図することができる。本
発明の例示的インプラントの多くは、とくに、インプラント本体全体にわたる強い骨付着
及び／又は骨成長を有するのが望ましい状況での使用に有用である。骨成長が骨付着のた
めにのみ望ましいか、又はインプラント全体にわたってのみ望ましいかに係わらず、本発
明は、機械的間隔取りを行うことができる独特な格子構造、新生骨成長を支持する足場、
及び新生骨成長が生理学的力で荷重を受けることができる弾性率を組み込む。この結果と
して、本発明は、インプラント骨一体化後に、より確実な付着のために及び／又はより強
い骨のために、より強くまたより健康的な骨を成長させるインプラントを提供する。
【0014】
本明細書で提示する本発明の例示的実施形態は、全体的に又は部分的に格子を備えるこ
とができる。本明細書で使用される格子は、相互接続された１つ又はそれ以上の開口を有
し、開口経由で１つの場所から他の場所に流体が連通できる３次元材料に言及する。３次
元材料は、３次元空間を埋める（すなわち、高さ、幅及び長さを有する）材料を意味する
。格子は、反復する様々な幾何学的形状又は反復するランダム形状を含んで、相互接続さ
れた開口を有する材料を構築する多くの手段によって構成することができる。格子におけ
る開口は、３次元材料の境界内で材料がない任意なエリアである。したがって、格子の３
次元境界内では材料の体積部及びその材料がない容積部がある。
とができる。本明細書で使用される格子は、相互接続された１つ又はそれ以上の開口を有
し、開口経由で１つの場所から他の場所に流体が連通できる３次元材料に言及する。３次
元材料は、３次元空間を埋める（すなわち、高さ、幅及び長さを有する）材料を意味する
。格子は、反復する様々な幾何学的形状又は反復するランダム形状を含んで、相互接続さ
れた開口を有する材料を構築する多くの手段によって構成することができる。格子におけ
る開口は、３次元材料の境界内で材料がない任意なエリアである。したがって、格子の３
次元境界内では材料の体積部及びその材料がない容積部がある。
【0015】
格子構造を与える材料は一次材料と称する。格子構造は、任意な目的のための構造的支
持体をなす必要はなく、むしろ、格子を構成する開口及び相互接続部の構成を意味する。
格子における開口は、空所とする、ガス状流体で満たす、液状流体で満たす、固体で満た
す、又は部分的に流体及び／又は固体で満たすことができる。開口に対して相互接続部は
、一次材料がなく、少なくとも２つの場所を互いに結ぶエリアを意味する。相互接続部は
、流体が１つの場所から他の場所に通過できるよう構成することができる。
持体をなす必要はなく、むしろ、格子を構成する開口及び相互接続部の構成を意味する。
格子における開口は、空所とする、ガス状流体で満たす、液状流体で満たす、固体で満た
す、又は部分的に流体及び／又は固体で満たすことができる。開口に対して相互接続部は
、一次材料がなく、少なくとも２つの場所を互いに結ぶエリアを意味する。相互接続部は
、流体が１つの場所から他の場所に通過できるよう構成することができる。
【0016】
格子は、一次材料体積と空所容積との間の比を意味し、所与の３次元材料に対するパー
センテージとして表される体積密度によって定義することができる。空所容積は、３次元
材料境界の体積と一次材料体積との間の差である。空所容積は、存在する開口容積、相互
接続部容積及び／又は他材料の容積から成るものとすることができる。例えば、３０％体
積密度を有する格子は、或る体積に対して、３０体積％の一次材料、及び７０体積％の空
所から成る。９０％体積密度を有する格子は、或る体積に対して、９０体積％の一次材料
、及び１０体積％の空所から成る。５０％未満の体積密度を有する３次元材料において、
一次材料の体積は空所体積よりも少ない。体積密度が空所体積に言及する場合、空所が空
所のままである必要はなく、埋込み前、埋込み中、埋込み後に全体的又は部分的に流体又
は固体で満たすことができる。
センテージとして表される体積密度によって定義することができる。空所容積は、３次元
材料境界の体積と一次材料体積との間の差である。空所容積は、存在する開口容積、相互
接続部容積及び／又は他材料の容積から成るものとすることができる。例えば、３０％体
積密度を有する格子は、或る体積に対して、３０体積％の一次材料、及び７０体積％の空
所から成る。９０％体積密度を有する格子は、或る体積に対して、９０体積％の一次材料
、及び１０体積％の空所から成る。５０％未満の体積密度を有する３次元材料において、
一次材料の体積は空所体積よりも少ない。体積密度が空所体積に言及する場合、空所が空
所のままである必要はなく、埋込み前、埋込み中、埋込み後に全体的又は部分的に流体又
は固体で満たすことができる。
【0017】
反復幾何学的パターンから成る格子は、反復単位セルの特性を用いて記述することがで
きる。反復幾何学的格子における単位セルは、格子を形成するよう反復できる３次元形状
である。反復単位セルは、格子構造の全体又は一部分にわたり格子構造又は格子パターン
で反復される複数の同一単位セルを意味することができる。各単位セルは、或る体積の一
次材料及び或る空所体積から成る、又は換言すると、スポット体積密度から成る。スポッ
ト体積密度は、できるだけ少ない部分単位セル、複数単位セルをカバーすることができる
。多くの状況でスポット体積密度は材料の体積密度に一致するが、局所的にスポット体積
密度を増減するのが望ましい状況がある。
きる。反復幾何学的格子における単位セルは、格子を形成するよう反復できる３次元形状
である。反復単位セルは、格子構造の全体又は一部分にわたり格子構造又は格子パターン
で反復される複数の同一単位セルを意味することができる。各単位セルは、或る体積の一
次材料及び或る空所体積から成る、又は換言すると、スポット体積密度から成る。スポッ
ト体積密度は、できるだけ少ない部分単位セル、複数単位セルをカバーすることができる
。多くの状況でスポット体積密度は材料の体積密度に一致するが、局所的にスポット体積
密度を増減するのが望ましい状況がある。
【0018】
単位セルは、種々のタイプの構造を含む多数の体積形状にして構成することができる。
単位セルは、単位セル内における格子構造サイズ又は他タイプの構造を制限する規定空間
容積部によって区切ることができる。幾つかの実施形態において、単位セルは、限定しな
いが、立方体体積、直方体体積、６面体体積又は不定形体体積を含む体積形状によって区
切ることができる。単位セルの空間容積は、コーナーで合体する多数の面に基づいて規定
することができる。単位セルの体積が立方体、直方体又は６面体である実施例において、
単位セルの体積は、６つの面及び８つのコーナーを有することができ、コーナーは３つの
面が合体する場所で規定される。単位セルは、幾つかのエリア又はすべてのエリアで相互
連結する、幾つかのエリア又はすべてのエリアで相互連結しない、幾つかのエリア又はす
べてのエリアで均一サイズとする、又は幾つかのエリア又はすべてのエリアで均一サイズ
としないものとすることができる。反復幾何学的パターンを使用する本明細書記載の幾つ
かの実施形態において、単位セルは、単位セルの端縁を画定し、また単位セル周りに結節
部で接続される多数の支柱によって画定することができる。このように画定される単位セ
ルは、１つより多い単位セル間で若干の支柱を共有することができ、これにより、隣接す
る２つの単位セルは、双方の格子に共通する支柱によって画定される共通の平面状の壁を
共有することができる。反復幾何学的パターンを使用する本明細書記載の幾つかの実施形
態において、単位セルは、結節部及びその結節部から半径方向に延在する多数の支柱によ
って画定することができる。
単位セルは、単位セル内における格子構造サイズ又は他タイプの構造を制限する規定空間
容積部によって区切ることができる。幾つかの実施形態において、単位セルは、限定しな
いが、立方体体積、直方体体積、６面体体積又は不定形体体積を含む体積形状によって区
切ることができる。単位セルの空間容積は、コーナーで合体する多数の面に基づいて規定
することができる。単位セルの体積が立方体、直方体又は６面体である実施例において、
単位セルの体積は、６つの面及び８つのコーナーを有することができ、コーナーは３つの
面が合体する場所で規定される。単位セルは、幾つかのエリア又はすべてのエリアで相互
連結する、幾つかのエリア又はすべてのエリアで相互連結しない、幾つかのエリア又はす
べてのエリアで均一サイズとする、又は幾つかのエリア又はすべてのエリアで均一サイズ
としないものとすることができる。反復幾何学的パターンを使用する本明細書記載の幾つ
かの実施形態において、単位セルは、単位セルの端縁を画定し、また単位セル周りに結節
部で接続される多数の支柱によって画定することができる。このように画定される単位セ
ルは、１つより多い単位セル間で若干の支柱を共有することができ、これにより、隣接す
る２つの単位セルは、双方の格子に共通する支柱によって画定される共通の平面状の壁を
共有することができる。反復幾何学的パターンを使用する本明細書記載の幾つかの実施形
態において、単位セルは、結節部及びその結節部から半径方向に延在する多数の支柱によ
って画定することができる。
【0019】
本出願は体積密度を使用して例示的実施形態を説明するが、以下に限定しない、格子サ
イズ、支柱サイズ又は剛性を含む他の測定基準を用いて説明することもできる。支柱サイ
ズは、限定しないが、支柱長さ及び支柱直径を含む多くの方法を用いて定義することがで
きる。
イズ、支柱サイズ又は剛性を含む他の測定基準を用いて説明することもできる。支柱サイ
ズは、限定しないが、支柱長さ及び支柱直径を含む多くの方法を用いて定義することがで
きる。
【0020】
反復幾何学的パターンは、予想可能な特性を与えることができるため、インプラントに
含まれる格子構造での使用に有用である。多くの反復幾何学的形状は、限定しないが、菱
形１２面体、ダイヤモンド、１２面体、正方形、５角形、６角形、８角形、スクテット（
sctet）支柱、面取り（trunic）８角形、対角支柱、他の既知の幾何学的構造、及び各幾
何学的形状における丸み付けした、補強した、脆弱化した、又は簡素化したバージョンを
含む格子の単位セルとして使用することができる。
含まれる格子構造での使用に有用である。多くの反復幾何学的形状は、限定しないが、菱
形１２面体、ダイヤモンド、１２面体、正方形、５角形、６角形、８角形、スクテット（
sctet）支柱、面取り（trunic）８角形、対角支柱、他の既知の幾何学的構造、及び各幾
何学的形状における丸み付けした、補強した、脆弱化した、又は簡素化したバージョンを
含む格子の単位セルとして使用することができる。
【0021】
格子は、インプラントに構造的コンポーネント又は非構造的コンポーネントとしてイン
プラントに含ませることもできる。構造的用途に使用される格子は、本明細書において構
造的格子、荷重支持格子又は応力付与格子と称することができる。幾つかの実施形態にお
いて、構造的格子、荷重支持格子又は応力付与格子は、単に格子と称することができる。
反復幾何学的形状の単位セル、とくに菱形１２面体は、理論上、強度重量比に起因して構
造的格子での使用に適している。菱形１２面体格子の実際上の強度及び疲労抵抗を向上さ
せるため、本発明は、幾つかの実施形態において、矩形又は円形の断面を有する支柱を使
用するのではなく、３角形セグメントから成る変更した支柱を含む。本明細書記載の幾つ
かの実施形態は、菱形１２面体における菱形面を画定する角度を変更し、格子の弾性率及
び疲労抵抗を変化させる。３角形セグメントの使用は、菱形１２面体格子に対する理論上
の強度値に近似する高い確率で予想可能なプリント特性を有する格子をもたらす。
プラントに含ませることもできる。構造的用途に使用される格子は、本明細書において構
造的格子、荷重支持格子又は応力付与格子と称することができる。幾つかの実施形態にお
いて、構造的格子、荷重支持格子又は応力付与格子は、単に格子と称することができる。
反復幾何学的形状の単位セル、とくに菱形１２面体は、理論上、強度重量比に起因して構
造的格子での使用に適している。菱形１２面体格子の実際上の強度及び疲労抵抗を向上さ
せるため、本発明は、幾つかの実施形態において、矩形又は円形の断面を有する支柱を使
用するのではなく、３角形セグメントから成る変更した支柱を含む。本明細書記載の幾つ
かの実施形態は、菱形１２面体における菱形面を画定する角度を変更し、格子の弾性率及
び疲労抵抗を変化させる。３角形セグメントの使用は、菱形１２面体格子に対する理論上
の強度値に近似する高い確率で予想可能なプリント特性を有する格子をもたらす。
【0022】
構造的格子用途において、格子の強度及び弾性率は体積密度によって概算することがで
きる。体積密度が増加するとき、強度及び弾性率は上昇する。他の多孔質構造と比較する
と、本発明の格子は、菱形１２面体格子、変更した菱形１２面体格子又はラジアル１２面
体菱形の単位セルの高い強度重量比の恩恵を使用する能力に起因して、所与の体積密度に
対してより高い強度及び弾性率を有する。
きる。体積密度が増加するとき、強度及び弾性率は上昇する。他の多孔質構造と比較する
と、本発明の格子は、菱形１２面体格子、変更した菱形１２面体格子又はラジアル１２面
体菱形の単位セルの高い強度重量比の恩恵を使用する能力に起因して、所与の体積密度に
対してより高い強度及び弾性率を有する。
【0023】
本明細書で使用する用語「弾性率（elastic modulus）」は、材料の弾性率又は材料体
積の有効弾性率のいずれかに言及することができる。弾性率は、応力に応答する弾性変形
に対する材料抵抗の材料又は体積を数値化する。材料の体積は、材料自体の弾性率及び材
料の全体体積における有効弾性率を有することができる。有効弾性率は、材料体積を圧迫
し、また有効弾性率を計算する目的で均質材料として処理することによって決定すること
ができる。用語「弾性率」を本明細書で使用するとき、材料の弾性率又は材料体積の有効
弾性率の双方又はいずれか一方を意味することができる。
積の有効弾性率のいずれかに言及することができる。弾性率は、応力に応答する弾性変形
に対する材料抵抗の材料又は体積を数値化する。材料の体積は、材料自体の弾性率及び材
料の全体体積における有効弾性率を有することができる。有効弾性率は、材料体積を圧迫
し、また有効弾性率を計算する目的で均質材料として処理することによって決定すること
ができる。用語「弾性率」を本明細書で使用するとき、材料の弾性率又は材料体積の有効
弾性率の双方又はいずれか一方を意味することができる。
【0024】
骨又は組織成長のための支援を生ずるよう構成されるとき、格子は足場と称することが
できる。格子は、３次元材料内に配置される開口及び相互接続部のサイズを制御すること
によって、骨又は組織成長のための支援を生ずるよう構成することができる。足場は、イ
ンプラントの表面に使用される場合、隣接する骨がインプラントに付着できる骨一体化表
面を生ずることができる。足場は、さらに、単なる表面付着よりもさらに骨を成長させる
ことができる経路をもたらすよう構成することができる。表面付着を意図する足場は、本
明細書において表面足場と称する。表面足場は、深部に達するがインプラントの体積全体
にわたり延在しない１つ又はそれ以上の単位セルとすることができる。単なる表面付着を
超えて成長支援することを意図する足場は、本明細書においてバルク足場と称する。足場
は、さらに、構造的コンポーネント又は非構造的コンポーネントとしてインプラントに含
めることができる。構造的用途に使用される足場は、本明細書において構造的足場、荷重
支持足場又は応力付与足場と称することができる。場合によっては、構造的足場、荷重支
持足場又は応力付与足場は、単に足場と称することができる。場合によっては、用語「足
場（scaffolds）」の使用は、骨又は組織成長支援を生ずるよう構成された材料であって
、格子ではない材料に言及することがあり得る。
できる。格子は、３次元材料内に配置される開口及び相互接続部のサイズを制御すること
によって、骨又は組織成長のための支援を生ずるよう構成することができる。足場は、イ
ンプラントの表面に使用される場合、隣接する骨がインプラントに付着できる骨一体化表
面を生ずることができる。足場は、さらに、単なる表面付着よりもさらに骨を成長させる
ことができる経路をもたらすよう構成することができる。表面付着を意図する足場は、本
明細書において表面足場と称する。表面足場は、深部に達するがインプラントの体積全体
にわたり延在しない１つ又はそれ以上の単位セルとすることができる。単なる表面付着を
超えて成長支援することを意図する足場は、本明細書においてバルク足場と称する。足場
は、さらに、構造的コンポーネント又は非構造的コンポーネントとしてインプラントに含
めることができる。構造的用途に使用される足場は、本明細書において構造的足場、荷重
支持足場又は応力付与足場と称することができる。場合によっては、構造的足場、荷重支
持足場又は応力付与足場は、単に足場と称することができる。場合によっては、用語「足
場（scaffolds）」の使用は、骨又は組織成長支援を生ずるよう構成された材料であって
、格子ではない材料に言及することがあり得る。
【0025】
本明細書記載の足場は、生物で見られる種々のタイプの組織における付着又は成長を促
進するのに使用することができる。上述したように、足場の幾つかの実施形態は骨付着及
び成長を促進するよう構成される。足場は、さらに、繊維質組成のような組織の他のエリ
アにおける付着又は成長を促進するよう構成することもできる。幾つかの実施形態におい
て、足場は、複数タイプの組織における付着又は成長を促進するよう構成することができ
る。足場の幾つかの実施形態は、生体組織の近傍に又は衝合させて埋め込むよう構成する
ことができる。生体組織近傍とは、足場と任意な生体組織との間に他の層、材料又はコー
ティングが配置されている状況を含む。
進するのに使用することができる。上述したように、足場の幾つかの実施形態は骨付着及
び成長を促進するよう構成される。足場は、さらに、繊維質組成のような組織の他のエリ
アにおける付着又は成長を促進するよう構成することもできる。幾つかの実施形態におい
て、足場は、複数タイプの組織における付着又は成長を促進するよう構成することができ
る。足場の幾つかの実施形態は、生体組織の近傍に又は衝合させて埋め込むよう構成する
ことができる。生体組織近傍とは、足場と任意な生体組織との間に他の層、材料又はコー
ティングが配置されている状況を含む。
【0026】
幾つかの実施形態において、本発明は、従来既知であるものよりも大きい開口及び相互
接続部を有するバルク足場を使用する。オステオン（骨単位）は、約１００μｍからの直
径範囲にわたることができ、オステオンの束が新生骨成長の最強形態を生ずると理論付け
られる。骨は、３ｍｍより大きい直径を有するとき十分に中実であると見なされ、したが
って、その値のほぼ半分に等しい直径を有するオステオン束は、足場内で成長するとき大
きな強度を生ずると理論付けられる。オステオンは不規則形状で成長してオステオンの断
面積がその強度を予測できると理論付けされもする。３ｍｍ直径の円筒形オステオン成長
は約７平方ミリメートルの断面積を有し、また１.５ｍｍ直径の円筒形オステオン成長は
約１.８平方ミリメートルの断面積を有する。少なくとも１.８平方ミリメートルの断面積
を有する不規則形状のオステオンは、足場内で成長するとき十分な強度利点を生ずること
ができる。
接続部を有するバルク足場を使用する。オステオン（骨単位）は、約１００μｍからの直
径範囲にわたることができ、オステオンの束が新生骨成長の最強形態を生ずると理論付け
られる。骨は、３ｍｍより大きい直径を有するとき十分に中実であると見なされ、したが
って、その値のほぼ半分に等しい直径を有するオステオン束は、足場内で成長するとき大
きな強度を生ずると理論付けられる。オステオンは不規則形状で成長してオステオンの断
面積がその強度を予測できると理論付けされもする。３ｍｍ直径の円筒形オステオン成長
は約７平方ミリメートルの断面積を有し、また１.５ｍｍ直径の円筒形オステオン成長は
約１.８平方ミリメートルの断面積を有する。少なくとも１.８平方ミリメートルの断面積
を有する不規則形状のオステオンは、足場内で成長するとき十分な強度利点を生ずること
ができる。
【0027】
当業者の多くは、３００～９００μｍの直径又は幅を有して、６００μｍの細孔側辺が
理想的である細孔又は開口が骨成長にとって最良の足場を生ずることを示している。一方
、本発明の幾つかの実施形態は、３００μｍ～９００μｍである既知範囲の１.０～１５.
０倍のオーダーにおける直径又は幅を有し、この結果として、骨成長のため０.０７ｍｍ
２～１４５ｍｍ２における断面積の開口となる開口及び相互接続部を含む。幾つかの実施
例において、１００μｍ～３００μｍの間でまた１００μｍ～３００μｍを含む直径又は
幅を有する細孔又は開口が有益であり得る。幾つかの実施例は、既知範囲の１.０～５.０
倍のオーダーにおける直径を有する開口及び相互接続部を含む。従来既知のものよりも相
当大きい開口及び相互接続部の使用は、全オステオン及び中実骨組織をバルク足場全体に
わたり形成させ、新生荷重可能骨成長の脈管化を可能にする。幾つかの実施例において、
これら細孔は、直径３ｍｍ又は約７ｍｍ２の断面積とすることができる。他の実施例にお
いて、細孔は、直径１.５ｍｍ又は約１.７５ｍｍ２の断面積である。従来既知の小さい直
径の開口及び相互接続部のみを使用することは、小さい直径の開口は、バルク足場全体へ
の脈管化能力を限定するため、新生骨成長のバルク足場内への貫入を制限すると理論付け
られている。
理想的である細孔又は開口が骨成長にとって最良の足場を生ずることを示している。一方
、本発明の幾つかの実施形態は、３００μｍ～９００μｍである既知範囲の１.０～１５.
０倍のオーダーにおける直径又は幅を有し、この結果として、骨成長のため０.０７ｍｍ
２～１４５ｍｍ２における断面積の開口となる開口及び相互接続部を含む。幾つかの実施
例において、１００μｍ～３００μｍの間でまた１００μｍ～３００μｍを含む直径又は
幅を有する細孔又は開口が有益であり得る。幾つかの実施例は、既知範囲の１.０～５.０
倍のオーダーにおける直径を有する開口及び相互接続部を含む。従来既知のものよりも相
当大きい開口及び相互接続部の使用は、全オステオン及び中実骨組織をバルク足場全体に
わたり形成させ、新生荷重可能骨成長の脈管化を可能にする。幾つかの実施例において、
これら細孔は、直径３ｍｍ又は約７ｍｍ２の断面積とすることができる。他の実施例にお
いて、細孔は、直径１.５ｍｍ又は約１.７５ｍｍ２の断面積である。従来既知の小さい直
径の開口及び相互接続部のみを使用することは、小さい直径の開口は、バルク足場全体へ
の脈管化能力を限定するため、新生骨成長のバルク足場内への貫入を制限すると理論付け
られている。
【0028】
格子に対する関連する構造は閉鎖セル材料である。閉鎖セル材料は、３次元材料の境界
内に閉じ込められる開口を有する点において格子と同様であるが、閉鎖セル材料は、概し
て、開口又は他の細孔を経る場所間の相互接続部がない。閉鎖セル構造は、多数の方法を
用いて実現することができ、例えば、若干のセルの充填又は単位セルの支柱間に中実壁を
使用することによって実現することができる。閉鎖セル構造は細胞質構造と称することも
できる。一部分において格子である材料と、及び他の部分で閉鎖セル材料とを有すること
ができる。開口間における若干の相互接続部のみに対して格子である閉鎖セル材料を有す
ることができ、その逆もあり得る。本開示は格子に注目しているが、本明細書記載の構造
及び方法は、発明概念内で閉鎖セル構造での使用に容易に適合させることができる。
内に閉じ込められる開口を有する点において格子と同様であるが、閉鎖セル材料は、概し
て、開口又は他の細孔を経る場所間の相互接続部がない。閉鎖セル構造は、多数の方法を
用いて実現することができ、例えば、若干のセルの充填又は単位セルの支柱間に中実壁を
使用することによって実現することができる。閉鎖セル構造は細胞質構造と称することも
できる。一部分において格子である材料と、及び他の部分で閉鎖セル材料とを有すること
ができる。開口間における若干の相互接続部のみに対して格子である閉鎖セル材料を有す
ることができ、その逆もあり得る。本開示は格子に注目しているが、本明細書記載の構造
及び方法は、発明概念内で閉鎖セル構造での使用に容易に適合させることができる。
【0029】
本発明に使用される格子は、広範囲にわたる材料及びプロセスから生産することができ
る。骨成長のための足場として使用されるとき、格子は、材料に対して直接に、又は生物
活性表面処理を施してのいずれかによる骨付着を可能にする生体適合性材料で作成するの
が望ましい。一実施例において、足場は埋込可能金属で構成する。埋込可能金属としては
、限定しないが、ジルコニウム、ステンレス鋼（３１６及び３１６Ｌ）、タンタル、ニチ
ロール、コバルト、クロム合金、チタン及びタングステン、並びにそれらの合金がある。
埋込可能金属で構成した足場は、付加的金属製作又は３D印刷プロセスを用いて生産する
ことができる。適切な生産プロセスとしては、限定しないが、直接金属レーザー焼結、選
択的レーザー焼結、選択的レーザー溶融、電子ビーム溶融、積層オブジェクト製造及び指
向エネルギー堆積がある。
る。骨成長のための足場として使用されるとき、格子は、材料に対して直接に、又は生物
活性表面処理を施してのいずれかによる骨付着を可能にする生体適合性材料で作成するの
が望ましい。一実施例において、足場は埋込可能金属で構成する。埋込可能金属としては
、限定しないが、ジルコニウム、ステンレス鋼（３１６及び３１６Ｌ）、タンタル、ニチ
ロール、コバルト、クロム合金、チタン及びタングステン、並びにそれらの合金がある。
埋込可能金属で構成した足場は、付加的金属製作又は３D印刷プロセスを用いて生産する
ことができる。適切な生産プロセスとしては、限定しないが、直接金属レーザー焼結、選
択的レーザー焼結、選択的レーザー溶融、電子ビーム溶融、積層オブジェクト製造及び指
向エネルギー堆積がある。
【0030】
他の実施例において、本発明の格子は、生物活性コーティングを有する埋込可能金属で
構成する。生物活性コーティングとしては、限定しないが、骨成長を促進するコーティン
グ、抗血栓性コーティング、抗菌コーティング、疎水性若しくは親水性コーティング、疎
血性、超疎血性若しくは親血性コーティングがある。骨成長を促進するコーティングとし
ては、限定しないが、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト（「ＨＡ」）、ケイ酸塩
ガラス、幹細胞誘導体、骨形態形成タンパク質、チタンプラズマスプレー、チタンビーズ
及びチタンメッシュがある。抗血栓性コーティングとしては、限定しないが、低分子量フ
ルオロオリゴマーがある。抗菌コーティングとしては、限定しないが、銀、有機シラン化
合物、ヨウ素、及び窒化ケイ素がある。超疎血性コーティングとしては、フッ素化ナノチ
ューブがある。
構成する。生物活性コーティングとしては、限定しないが、骨成長を促進するコーティン
グ、抗血栓性コーティング、抗菌コーティング、疎水性若しくは親水性コーティング、疎
血性、超疎血性若しくは親血性コーティングがある。骨成長を促進するコーティングとし
ては、限定しないが、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト（「ＨＡ」）、ケイ酸塩
ガラス、幹細胞誘導体、骨形態形成タンパク質、チタンプラズマスプレー、チタンビーズ
及びチタンメッシュがある。抗血栓性コーティングとしては、限定しないが、低分子量フ
ルオロオリゴマーがある。抗菌コーティングとしては、限定しないが、銀、有機シラン化
合物、ヨウ素、及び窒化ケイ素がある。超疎血性コーティングとしては、フッ素化ナノチ
ューブがある。
【0031】
他の実施例において、格子は、随意的生物活性コーティングを有するチタン合金から作
成する。とくに、Ti6Al4V ELI鍛造物（米国材料試験協会(“ASTM”)F136）は足場として
特別に適したチタン合金である。Ti6Al4V ELI鍛造物は医療目的に使用される工業標準チ
タン合金であるが、他のチタン合金として、限定しないが、非合金化チタン（ASTM F67）
、Ti6Al4V標準等級（ASTM F1472）、Ti6Al7Nb鍛造物（ASTM 1295）、Ti5Al2.5Fe鍛造物（
英国工業規格協会／国際標準化機構パート10）、ＣＰ及びTi6Al4V標準等級粉末（ASTM F1
580）、Ti6A13Nb13Zr鍛造物（ASTM 1713）、低弾性率Ti-24Nb-41Zr-8Sn及びTi-12Mo6Zr2F
e鍛造物（ASTM 1813）があり、これら他のチタン合金は本発明の種々の実施形態として適
切であり得る。
成する。とくに、Ti6Al4V ELI鍛造物（米国材料試験協会(“ASTM”)F136）は足場として
特別に適したチタン合金である。Ti6Al4V ELI鍛造物は医療目的に使用される工業標準チ
タン合金であるが、他のチタン合金として、限定しないが、非合金化チタン（ASTM F67）
、Ti6Al4V標準等級（ASTM F1472）、Ti6Al7Nb鍛造物（ASTM 1295）、Ti5Al2.5Fe鍛造物（
英国工業規格協会／国際標準化機構パート10）、ＣＰ及びTi6Al4V標準等級粉末（ASTM F1
580）、Ti6A13Nb13Zr鍛造物（ASTM 1713）、低弾性率Ti-24Nb-41Zr-8Sn及びTi-12Mo6Zr2F
e鍛造物（ASTM 1813）があり、これら他のチタン合金は本発明の種々の実施形態として適
切であり得る。
【0032】
チタン合金は、生体適合性がありかつ骨付着を可能にするため、足場として適切な材料
である。種々の表面処理をチタン合金に施して骨付着のレベルを増減することができる。
骨は均一研磨チタンに付着するが、表面テクスチャ付きチタンは骨付着をより高めること
ができる。チタンに対する骨付着を向上させる方法は、鍛造又はミリングプロセス、サン
ドブラスト、酸エッチング及び生物活性コーティングの使用により生産することができる
。付加的金属製作又は直接金属レーザー焼結のような３D印刷プロセスで生産したチタン
部品は、表面応力ライザーを減少し、表面トポグラフィーを正規化し、また表面酸化物を
改善するとともに、骨付着を促進するための表面粗さ及び多孔性を維持するよう、酸浴で
処理することができる。
である。種々の表面処理をチタン合金に施して骨付着のレベルを増減することができる。
骨は均一研磨チタンに付着するが、表面テクスチャ付きチタンは骨付着をより高めること
ができる。チタンに対する骨付着を向上させる方法は、鍛造又はミリングプロセス、サン
ドブラスト、酸エッチング及び生物活性コーティングの使用により生産することができる
。付加的金属製作又は直接金属レーザー焼結のような３D印刷プロセスで生産したチタン
部品は、表面応力ライザーを減少し、表面トポグラフィーを正規化し、また表面酸化物を
改善するとともに、骨付着を促進するための表面粗さ及び多孔性を維持するよう、酸浴で
処理することができる。
【0033】
さらに、チタン又は他の合金は、ヘパリン、ヘパリン硫酸塩（ＨＳ）、グリコサミノグ
リカン（GＡＧ）、コンドロイチン-４-硫酸塩（Ｃ４Ｓ）、コンドロイチン-６-硫酸塩（
Ｃ６Ｓ）、ヒアルロン酸（ＨＹ）、及び含水カルシウム溶液の有無における他のプロテオ
グリカンで処理することができる。このような処理は、材料が予製造形態（しばしば粉末
）である、又はその後に構造体を製造する間に行うことができる。
リカン（GＡＧ）、コンドロイチン-４-硫酸塩（Ｃ４Ｓ）、コンドロイチン-６-硫酸塩（
Ｃ６Ｓ）、ヒアルロン酸（ＨＹ）、及び含水カルシウム溶液の有無における他のプロテオ
グリカンで処理することができる。このような処理は、材料が予製造形態（しばしば粉末
）である、又はその後に構造体を製造する間に行うことができる。
【0034】
様々な構造、材料、表面処理及びコーティングについて説明してきたが、反復する変更
菱形１２面体（以下「ＭＲＤＤ（modified rhombic dodecahedron）」）単位セルを使用
する格子が、骨成長のための剛性、強度、疲労抵抗、及び条件の好ましい組合せをもたら
すことができると考えられる。幾つかの実施形態において、反復MＲＤＤ格子はチタン又
はチタン合金から成るものとする。一般菱形１２面体（以下「ＲＤＤ（rhombic dodecahe
dron）」）は、定義によれば、菱形形状の１２個の側面を有する。格子で反復されるとき
、ＲＤＤ単位セルは２４個の支柱から成り、これら支柱は１４個の頂点で出合う。２４個
の支柱は構造体の１２個の平面状の面を画定し、また各平面状の面の中心には、単位セル
内部から単位セル外部への流通を可能にする開口又は相互接続部が配置される。
菱形１２面体（以下「ＭＲＤＤ（modified rhombic dodecahedron）」）単位セルを使用
する格子が、骨成長のための剛性、強度、疲労抵抗、及び条件の好ましい組合せをもたら
すことができると考えられる。幾つかの実施形態において、反復MＲＤＤ格子はチタン又
はチタン合金から成るものとする。一般菱形１２面体（以下「ＲＤＤ（rhombic dodecahe
dron）」）は、定義によれば、菱形形状の１２個の側面を有する。格子で反復されるとき
、ＲＤＤ単位セルは２４個の支柱から成り、これら支柱は１４個の頂点で出合う。２４個
の支柱は構造体の１２個の平面状の面を画定し、また各平面状の面の中心には、単位セル
内部から単位セル外部への流通を可能にする開口又は相互接続部が配置される。
【0035】
本発明で使用されるＭＲＤＤ単位セルの実施例Ｂ１０を図１Ａ～１Ｅに示す。図１Ａは
単一ＭＲＤＤ単位セルＢ１０の等角斜視図であり、隣接単位セルの部分を有するラジアル
（半径方向）支柱とともに完全ＭＲＤＤ構造を含む。図１Bは、単一ＭＲＤＤ単位セルＢ
１０の側面図であり、側方から見たときの相互接続形態を示す。ＭＲＤＤ単位セルＢ１０
の頂面図又は底面図は、図１Ｂに示す側面図とほぼ同一である。ＭＲＤＤ単位セルＢ１０
は、一般ＲＤＤ形状とは構造的特徴及び設計方法が異なる。一般ＲＤＤは１２個の面から
成り、各面は、７０.５°の鋭角及び１０９.５°の鈍角を有する同一の菱形である。一般
ＲＤＤにおける菱形面の形状は、単位セルのサイズ又は支柱の直径が変化する場合でも変
化せず、これはすなわち、支柱がそれらの軸線に基づいて指標付けされ、またそれぞれが
１４個の結節部の中心又は頂点を通過するからである。
単一ＭＲＤＤ単位セルＢ１０の等角斜視図であり、隣接単位セルの部分を有するラジアル
（半径方向）支柱とともに完全ＭＲＤＤ構造を含む。図１Bは、単一ＭＲＤＤ単位セルＢ
１０の側面図であり、側方から見たときの相互接続形態を示す。ＭＲＤＤ単位セルＢ１０
の頂面図又は底面図は、図１Ｂに示す側面図とほぼ同一である。ＭＲＤＤ単位セルＢ１０
は、一般ＲＤＤ形状とは構造的特徴及び設計方法が異なる。一般ＲＤＤは１２個の面から
成り、各面は、７０.５°の鋭角及び１０９.５°の鈍角を有する同一の菱形である。一般
ＲＤＤにおける菱形面の形状は、単位セルのサイズ又は支柱の直径が変化する場合でも変
化せず、これはすなわち、支柱がそれらの軸線に基づいて指標付けされ、またそれぞれが
１４個の結節部の中心又は頂点を通過するからである。
【0036】
ＭＲＤＤの幾つかの実施形態において、各結節部は、その境界を画定しかつ支柱の末端
部に対して空間的に固定ポイントをもたらす固定体積内に含まれる。ＭＲＤＤ又はＭＲＤ
Ｄのサブ単位セルを含む固定体積は、限定しないが、立方体体積、直方体体積、６面体体
積又は不定形体体積を含む種々の形状とすることができる。幾つかの実施例は、６つの面
及び８つのコーナーを有することができ、コーナーは３つの面が合体する場所で規定され
る固定体積を使用する。支柱の向きは、基端部における結節面の中心及び体積の末端部に
おける結節面に最も近いコーナーに基づくことができる。各結節部は、好適には８面体、
より具体的には正方双角錐（すなわち、水平平面で結合した角錐及び反転角錐）である。
直方体体積において中心に位置する各結節部は、より好適には、直方体体積の面に平行な
四角平面、6個の頂点を有し、6個の頂点各々が直方体体積の６面各々にできるだけ近接し
た場所で位置決めされるよう指向する。体積内の結節部場所に関して中心に配置されるこ
とは、体積の反対側の壁からほぼ等しい距離に結節部を位置決めすることを意味する。幾
つかの実施形態において、結節部は１００パーセントの体積密度を有し、また他の実施形
態において、結節部は１００パーセント未満の体積密度を有することができる。正方双角
錐の各面は３角形とすることができ、また各面は支柱のための連結ポイントを与える。
部に対して空間的に固定ポイントをもたらす固定体積内に含まれる。ＭＲＤＤ又はＭＲＤ
Ｄのサブ単位セルを含む固定体積は、限定しないが、立方体体積、直方体体積、６面体体
積又は不定形体体積を含む種々の形状とすることができる。幾つかの実施例は、６つの面
及び８つのコーナーを有することができ、コーナーは３つの面が合体する場所で規定され
る固定体積を使用する。支柱の向きは、基端部における結節面の中心及び体積の末端部に
おける結節面に最も近いコーナーに基づくことができる。各結節部は、好適には８面体、
より具体的には正方双角錐（すなわち、水平平面で結合した角錐及び反転角錐）である。
直方体体積において中心に位置する各結節部は、より好適には、直方体体積の面に平行な
四角平面、6個の頂点を有し、6個の頂点各々が直方体体積の６面各々にできるだけ近接し
た場所で位置決めされるよう指向する。体積内の結節部場所に関して中心に配置されるこ
とは、体積の反対側の壁からほぼ等しい距離に結節部を位置決めすることを意味する。幾
つかの実施形態において、結節部は１００パーセントの体積密度を有し、また他の実施形
態において、結節部は１００パーセント未満の体積密度を有することができる。正方双角
錐の各面は３角形とすることができ、また各面は支柱のための連結ポイントを与える。
【0037】
支柱は、さらに、ほぼ類似する６個の細長面及び２個の端面の細長部分から成る８面体
とすることができる。細長面は、角度Ａの第１内角及び角度Bの第２内角を有し、角度Ｂ
が角度Ａより大きい二等辺三角形とすることができる。端面は、角度Cの第１内角及び角
度Dの第２内角を有し、角度Dが角度Cより大きい互いにほぼ類似する二等辺三角形とする
ことができる。好適には、角度Ｃは角度Ａより大きいものとする。
とすることができる。細長面は、角度Ａの第１内角及び角度Bの第２内角を有し、角度Ｂ
が角度Ａより大きい二等辺三角形とすることができる。端面は、角度Cの第１内角及び角
度Dの第２内角を有し、角度Dが角度Cより大きい互いにほぼ類似する二等辺三角形とする
ことができる。好適には、角度Ｃは角度Ａより大きいものとする。
【0038】
各支柱の支柱方向は、支柱の向きを画定するライン又はベクトルであり、各結節面の平
面状平面に対して直交する又は非直交とすることができる。本明細書記載のＭＲＤＤ及び
ラジアル１２面体菱形構造において、支柱方向は、支柱端面の中心、支柱に沿う質量中心
又は支柱の細長部分における外側端縁又は外側面間を結ぶラインを使用して決定すること
ができる。支柱端面の中心間を結ぶラインを使用して支柱方向を規定するとき、ラインは
支柱の底部面又は底端縁にほぼ平行である。支柱の質量中心に沿って延びるラインを使用
して支柱方向を規定するとき、ラインは支柱の底部面又は底端縁にほぼ平行でないものと
することができる。ＭＲＤＤの８面体結節部は、支柱の原点及びサイズを変化させること
によって体積密度を増減するよう拡縮することができる。しかし、支柱の末端部は、各結
節部周りに形成される固定体積のコーナーでロックされ、これにより各結節面に対する角
度は、体積密度が変化するにつれて変化する。ＭＲＤＤ単位セルの体積密度が変化しても
、各結節部周りに形成される固定体積の寸法は変化しない。図１Ａにおいて、ＭＲＤＤ単
位セルＢ１０のコーナー間に一点鎖線を引き、境界を画定する立方体Ｂ１１を示す。図１
ＡにおけるＭＲＤＤ単位セルにおいて、単位セルの高さＢ１２，幅Ｂ１３及び深さＢ１４
は、Ｂ１１の立方体で画定される面積をなすのとほぼ同一である。
面状平面に対して直交する又は非直交とすることができる。本明細書記載のＭＲＤＤ及び
ラジアル１２面体菱形構造において、支柱方向は、支柱端面の中心、支柱に沿う質量中心
又は支柱の細長部分における外側端縁又は外側面間を結ぶラインを使用して決定すること
ができる。支柱端面の中心間を結ぶラインを使用して支柱方向を規定するとき、ラインは
支柱の底部面又は底端縁にほぼ平行である。支柱の質量中心に沿って延びるラインを使用
して支柱方向を規定するとき、ラインは支柱の底部面又は底端縁にほぼ平行でないものと
することができる。ＭＲＤＤの８面体結節部は、支柱の原点及びサイズを変化させること
によって体積密度を増減するよう拡縮することができる。しかし、支柱の末端部は、各結
節部周りに形成される固定体積のコーナーでロックされ、これにより各結節面に対する角
度は、体積密度が変化するにつれて変化する。ＭＲＤＤ単位セルの体積密度が変化しても
、各結節部周りに形成される固定体積の寸法は変化しない。図１Ａにおいて、ＭＲＤＤ単
位セルＢ１０のコーナー間に一点鎖線を引き、境界を画定する立方体Ｂ１１を示す。図１
ＡにおけるＭＲＤＤ単位セルにおいて、単位セルの高さＢ１２，幅Ｂ１３及び深さＢ１４
は、Ｂ１１の立方体で画定される面積をなすのとほぼ同一である。
【0039】
幾つかの実施形態において、支柱の支柱方向は、結節部の中心、及び支柱が固定される
結節面に最も近い直方体体積のコーナーに交差することができる。幾つかの実施形態にお
いて、支柱の支柱方向は、支柱が固定される結節面に最も近い直方体体積のコーナーに交
差することができる。幾つかの実施形態において、直方体又は６面体の面によって画定さ
れる基準平面を使用して、支柱の支柱方向を記述する。支柱の支柱方向が基準面に基づい
て画定されるとき、基準平面から０°～９０°の間となり得る。支柱の支柱方向が基準面
に基づいて画定されるとき、基準平面から８°～３０°が好ましい。
結節面に最も近い直方体体積のコーナーに交差することができる。幾つかの実施形態にお
いて、支柱の支柱方向は、支柱が固定される結節面に最も近い直方体体積のコーナーに交
差することができる。幾つかの実施形態において、直方体又は６面体の面によって画定さ
れる基準平面を使用して、支柱の支柱方向を記述する。支柱の支柱方向が基準面に基づい
て画定されるとき、基準平面から０°～９０°の間となり得る。支柱の支柱方向が基準面
に基づいて画定されるとき、基準平面から８°～３０°が好ましい。
【0040】
支柱方向を一方の端部における可変結節面及び末端部における固定ポイントに対して指
標付けすることによって、結果として得られるＭＲＤＤ単位セルは、菱形形状にした面が
一般ＲＤＤよりも小さい鋭角及びより大きい鈍角を有することを可能にする。ＭＲＤＤの
菱形形状面は、２つのほぼ同一の対向鋭角及び２つのほぼ同一の対向鈍角を有することが
できる。幾つかの実施形態において、鋭角は７０.５°よりも小さく、また鈍角は１０９.
５°よりも大きい。幾つかの実施形態において、鋭角は０°～５５°の間であり、鈍角は
１２５°～１８０°の間である。幾つかの実施形態において、鋭角は８°～６０°の間で
あり、鈍角は１２０°～１７２°の間である。鋭角の減少は、鈍角コーナーからより鈍角
のコーナーに指向する荷重に対する疲労抵抗を増大する。鋭角の減少及び鈍角の増加は、
さらに、支柱をしてＭＲＤＤの剪断強度を増加せしめ、また疲労抵抗を増加させる。菱形
コーナー角度を一般ＲＤＤのものから変化させることによって、剪断荷重が幾つかの支柱
の軸線方向にほぼ通過し、剪断強度を増加させる。菱形コーナー角度を一般ＲＤＤのもの
から変化させることによって、さらに、圧縮荷重により生る全体たわみを減少し、荷重下
におけるたわみに抵抗することによって疲労強度を増加させる。
標付けすることによって、結果として得られるＭＲＤＤ単位セルは、菱形形状にした面が
一般ＲＤＤよりも小さい鋭角及びより大きい鈍角を有することを可能にする。ＭＲＤＤの
菱形形状面は、２つのほぼ同一の対向鋭角及び２つのほぼ同一の対向鈍角を有することが
できる。幾つかの実施形態において、鋭角は７０.５°よりも小さく、また鈍角は１０９.
５°よりも大きい。幾つかの実施形態において、鋭角は０°～５５°の間であり、鈍角は
１２５°～１８０°の間である。幾つかの実施形態において、鋭角は８°～６０°の間で
あり、鈍角は１２０°～１７２°の間である。鋭角の減少は、鈍角コーナーからより鈍角
のコーナーに指向する荷重に対する疲労抵抗を増大する。鋭角の減少及び鈍角の増加は、
さらに、支柱をしてＭＲＤＤの剪断強度を増加せしめ、また疲労抵抗を増加させる。菱形
コーナー角度を一般ＲＤＤのものから変化させることによって、剪断荷重が幾つかの支柱
の軸線方向にほぼ通過し、剪断強度を増加させる。菱形コーナー角度を一般ＲＤＤのもの
から変化させることによって、さらに、圧縮荷重により生る全体たわみを減少し、荷重下
におけるたわみに抵抗することによって疲労強度を増加させる。
【0041】
格子構造の中心に向けて配置されるとき、単位セルにおける１２個の相互接続部は、１
２個の異なる隣接単位セルに接続し、格子を通過する連続経路を生ずる。ＭＲＤＤにおけ
る中心空所及び相互接続部のサイズは、上述した最長寸法方法を用いて画定することがで
きる。最長寸法方法を用いて、中心空所は、図１Cで示した最長寸法の測定値をとること
によって画定することができる。図１Ｃにおいて、最長寸法は距離ＡＡとして符号付けす
る。距離ＡＡは垂直又は水平の方向でとることができ（この場合、方向は図面の紙面方向
を基準とする）、またこの実施例ではほぼ同一である。相互接続部は、単位セルの側面、
頂面又は底面から見たときの最長測定値によって画定することができる。図１Ｄにおいて
、最長寸法は距離ＡＢとして符号付けする。距離ＡＢは垂直又は水平の方向でとることが
できる（この場合、方向は図面の紙面方向を基準とする）。図１Ｄの図は側面図であるが
、この実施例において、単位セルは頂部又は底部から見たときとほぼ同一に見える。
２個の異なる隣接単位セルに接続し、格子を通過する連続経路を生ずる。ＭＲＤＤにおけ
る中心空所及び相互接続部のサイズは、上述した最長寸法方法を用いて画定することがで
きる。最長寸法方法を用いて、中心空所は、図１Cで示した最長寸法の測定値をとること
によって画定することができる。図１Ｃにおいて、最長寸法は距離ＡＡとして符号付けす
る。距離ＡＡは垂直又は水平の方向でとることができ（この場合、方向は図面の紙面方向
を基準とする）、またこの実施例ではほぼ同一である。相互接続部は、単位セルの側面、
頂面又は底面から見たときの最長測定値によって画定することができる。図１Ｄにおいて
、最長寸法は距離ＡＢとして符号付けする。距離ＡＢは垂直又は水平の方向でとることが
できる（この場合、方向は図面の紙面方向を基準とする）。図１Ｄの図は側面図であるが
、この実施例において、単位セルは頂部又は底部から見たときとほぼ同一に見える。
【0042】
中心空所及び相互接続部のサイズは、代案として、本明細書記載の最大球体法によって
画定することができる。この最大球体法を用いて、中心空所は、支柱に交差することなく
中心空所内に嵌合できる最大球体の直径によって画定することができる。図１Ｅにおいて
は、ＢＡの直径を有する球体で中心空所のサイズを画定するのに最大球体法を使用する例
である。相互接続部はほぼ菱形であり、またそのサイズは、代案として、開口内に描かれ
る３つの円の長さ及び幅のサイズによって画定することができる。側面を画定する平面内
に描かれる第１円ＢＢ１は、開口の中心に描かれ、それは支柱に交差することなく嵌合で
きる最大直径円である。第２円ＢＢ２及び第３円ＢＢ３は、第１円ＢＢ１に正接し、また
支柱に交差することなく嵌合できる最大直径円であるように描かれる。第１円ＢＢ１の直
径は、相互接続部の幅であり、円ＢＢ１、ＢＢ２及びＢＢ３の３つすべての直径合計は、
相互接続部の長さを表す。この測定方法を使用することは、サイズ決定から菱形形状の開
口の鋭角コーナーを排除する。場合によっては、付加的製造プロセスを制限するため、相
互接続部の計算したサイズから菱形形状開口の鋭角コーナーを排除するのが有益である。
例えば、ＳＬＳマシンが５μｍ以内の精度である１２μｍの解像度を有する場合、鋭角コ
ーナーはＳＬＳマシンによって丸みを付けられるおそれがあり、骨成長に利用できない可
能性がある。精度が低い付加的プロセス設備で製造する格子を設計するとき、この測定シ
ステムを相互接続部のサイズによりよく近似させるのに使用することは有益であり得る。
画定することができる。この最大球体法を用いて、中心空所は、支柱に交差することなく
中心空所内に嵌合できる最大球体の直径によって画定することができる。図１Ｅにおいて
は、ＢＡの直径を有する球体で中心空所のサイズを画定するのに最大球体法を使用する例
である。相互接続部はほぼ菱形であり、またそのサイズは、代案として、開口内に描かれ
る３つの円の長さ及び幅のサイズによって画定することができる。側面を画定する平面内
に描かれる第１円ＢＢ１は、開口の中心に描かれ、それは支柱に交差することなく嵌合で
きる最大直径円である。第２円ＢＢ２及び第３円ＢＢ３は、第１円ＢＢ１に正接し、また
支柱に交差することなく嵌合できる最大直径円であるように描かれる。第１円ＢＢ１の直
径は、相互接続部の幅であり、円ＢＢ１、ＢＢ２及びＢＢ３の３つすべての直径合計は、
相互接続部の長さを表す。この測定方法を使用することは、サイズ決定から菱形形状の開
口の鋭角コーナーを排除する。場合によっては、付加的製造プロセスを制限するため、相
互接続部の計算したサイズから菱形形状開口の鋭角コーナーを排除するのが有益である。
例えば、ＳＬＳマシンが５μｍ以内の精度である１２μｍの解像度を有する場合、鋭角コ
ーナーはＳＬＳマシンによって丸みを付けられるおそれがあり、骨成長に利用できない可
能性がある。精度が低い付加的プロセス設備で製造する格子を設計するとき、この測定シ
ステムを相互接続部のサイズによりよく近似させるのに使用することは有益であり得る。
【0043】
幾つかの実施例において代替的測定方法を使用すると、相互接続部の幅は約６００μｍ
であり、また相互接続部の長さは約３００μｍである。６００μｍ長さ及び３００μｍ幅
の使用は、骨成長のための既知の細孔サイズ内の開口をもたらし、またおおよそ１.８平
方ミリメートルの表面積をもたらし、高い強度の骨成長を形成することを可能にする。代
替的な実施形態は、直径３００μｍを有する細孔断面積の１.０～１５.０倍の断面積を有
する相互接続部を含むことができる。他の実施形態は、直径９００μｍを有する細孔断面
積の１.０～１５.０倍の断面積を有する相互接続部を含むことができる。
であり、また相互接続部の長さは約３００μｍである。６００μｍ長さ及び３００μｍ幅
の使用は、骨成長のための既知の細孔サイズ内の開口をもたらし、またおおよそ１.８平
方ミリメートルの表面積をもたらし、高い強度の骨成長を形成することを可能にする。代
替的な実施形態は、直径３００μｍを有する細孔断面積の１.０～１５.０倍の断面積を有
する相互接続部を含むことができる。他の実施形態は、直径９００μｍを有する細孔断面
積の１.０～１５.０倍の断面積を有する相互接続部を含むことができる。
【0044】
ＭＲＤＤ単位セルは、さらに、格子構体における少なくとも２組のほぼ均一な細孔又は
開口サイズのセットをもたらす利点を有する。幾つかの実施形態において、第１細孔セッ
トは約２００μｍ～９００μｍの幅を有し、第２細孔セットは第１細孔セットの幅の約１
～１５倍の幅を有する。幾つかの実施形態において、第１細孔セットは骨芽細胞の成長を
促進するよう構成し、また第２細孔セットは骨単位の成長を促進するよう構成することが
できる。骨芽細胞成長を促進するサイズにした細孔は、約１００μｍ～９００μｍの間に
おける値を含む幅を有することができる。幾つかの実施形態において、骨芽細胞成長を促
進するサイズにした細孔は、９００μｍを超える幅を有することができる。骨単位成長を
促進するサイズの細孔は、約１００μｍ～１３.５ｍｍの間における値を含む幅を有する
ことができる。幾つかの実施形態において、骨単位成長を促進するサイズの細孔は、１３
.５ｍｍを超える幅を有することができる。
開口サイズのセットをもたらす利点を有する。幾つかの実施形態において、第１細孔セッ
トは約２００μｍ～９００μｍの幅を有し、第２細孔セットは第１細孔セットの幅の約１
～１５倍の幅を有する。幾つかの実施形態において、第１細孔セットは骨芽細胞の成長を
促進するよう構成し、また第２細孔セットは骨単位の成長を促進するよう構成することが
できる。骨芽細胞成長を促進するサイズにした細孔は、約１００μｍ～９００μｍの間に
おける値を含む幅を有することができる。幾つかの実施形態において、骨芽細胞成長を促
進するサイズにした細孔は、９００μｍを超える幅を有することができる。骨単位成長を
促進するサイズの細孔は、約１００μｍ～１３.５ｍｍの間における値を含む幅を有する
ことができる。幾つかの実施形態において、骨単位成長を促進するサイズの細孔は、１３
.５ｍｍを超える幅を有することができる。
【0045】
幾つかの実施形態において、ほぼ均一でより大きい多数の細孔及びほぼ均一でより小さ
い多数の細孔を含むのが有益であり、この場合、より大きい細孔の数は、より小さい細孔
の数に対する比に基づいて選択する。例えば、幾つかの実施形態は、格子構体における１
～２５個の小さい細孔につき１個の大きい細孔を有する。幾つかの実施形態は、８～１２
個の小さい細孔につき１個の大きい細孔を有する。幾つかの実施形態において、大きい細
孔及び小さい細孔の数は、格子構体における細孔総数のパーセンテージに基づいて選択す
ることができる。例えば、幾つかの実施形態は、大きい細孔を細孔総数の４パーセント～
５０パーセント含み、また小さい細孔を細孔総数の５０パーセント～９６パーセント含む
ことができる。より好適には、幾つかの実施形態は、大きい細孔を細孔総数の８パーセン
ト～１３パーセント含み、また小さい細孔を細孔総数の８７パーセント～９２パーセント
含むことができる。開示した２つのサイズのほぼ均一な細孔セットで構成される格子は、
骨芽細胞及び骨単位の成長を同時に促進するような格子構体をもたらすと考えられる。
い多数の細孔を含むのが有益であり、この場合、より大きい細孔の数は、より小さい細孔
の数に対する比に基づいて選択する。例えば、幾つかの実施形態は、格子構体における１
～２５個の小さい細孔につき１個の大きい細孔を有する。幾つかの実施形態は、８～１２
個の小さい細孔につき１個の大きい細孔を有する。幾つかの実施形態において、大きい細
孔及び小さい細孔の数は、格子構体における細孔総数のパーセンテージに基づいて選択す
ることができる。例えば、幾つかの実施形態は、大きい細孔を細孔総数の４パーセント～
５０パーセント含み、また小さい細孔を細孔総数の５０パーセント～９６パーセント含む
ことができる。より好適には、幾つかの実施形態は、大きい細孔を細孔総数の８パーセン
ト～１３パーセント含み、また小さい細孔を細孔総数の８７パーセント～９２パーセント
含むことができる。開示した２つのサイズのほぼ均一な細孔セットで構成される格子は、
骨芽細胞及び骨単位の成長を同時に促進するような格子構体をもたらすと考えられる。
【0046】
ＭＲＤＤ単位セルは、さらに、単位セルの側面、頂面又は底面から見たときの相互接続
部のサイズによって画定することができる。ＭＲＤＤ単位セルは、側面、頂面又は底面か
ら見て、他の面を示す側面図で測定して同一の外観を有する。図１Ｄにおけるような側面
から見たとき、ＭＲＤＤ単位セルは、ほぼ直角を有する明らかにダイヤモンド形状をした
４つの相互接続部を示している。各相互接続部における面積は、各相互接続部の平面方向
に直交する方向からではなく側方方向から見たときはより小さいものであるが、側方方向
から見たときの面積は、骨をその方向に成長させるのに利用可能な面積を表すことができ
る。幾つかの実施形態において、頂面、底面又は側面の方向から見たときの相互接続部の
面積に基づいて単位セル及び格子の特性を指標付けするのが望ましい。
部のサイズによって画定することができる。ＭＲＤＤ単位セルは、側面、頂面又は底面か
ら見て、他の面を示す側面図で測定して同一の外観を有する。図１Ｄにおけるような側面
から見たとき、ＭＲＤＤ単位セルは、ほぼ直角を有する明らかにダイヤモンド形状をした
４つの相互接続部を示している。各相互接続部における面積は、各相互接続部の平面方向
に直交する方向からではなく側方方向から見たときはより小さいものであるが、側方方向
から見たときの面積は、骨をその方向に成長させるのに利用可能な面積を表すことができ
る。幾つかの実施形態において、頂面、底面又は側面の方向から見たときの相互接続部の
面積に基づいて単位セル及び格子の特性を指標付けするのが望ましい。
【0047】
本明細書記載の格子構体の幾つかの実施形態において、中心空所は相互接続部の長さ又
は幅よりも大きい。各相互接続部のサイズは反復ＭＲＤＤ構体においてほぼ同一であり得
るため、結果として得られる格子は、少なくとも２つの別個なサイズの開口から成るもの
とすることができる。幾つかの実施形態において、中心空所の直径は、相互接続部の長さ
の約２倍にするのが好ましい。幾つかの実施形態において、中心空所の直径は、相互接続
部の長さの約４倍にするのが好ましい。
は幅よりも大きい。各相互接続部のサイズは反復ＭＲＤＤ構体においてほぼ同一であり得
るため、結果として得られる格子は、少なくとも２つの別個なサイズの開口から成るもの
とすることができる。幾つかの実施形態において、中心空所の直径は、相互接続部の長さ
の約２倍にするのが好ましい。幾つかの実施形態において、中心空所の直径は、相互接続
部の長さの約４倍にするのが好ましい。
【0048】
幾つかの実施形態において、中心空所の直径と相互接続部の長さ又は幅との間における
比は、特別な強度の構造的格子を生ずるよう変化させることができる。これら実施形態に
おいて、中心空所の直径と相互接続部の長さ又は幅との間における比は構造的格子強度が
増加するにつれて増大する関係がある。
比は、特別な強度の構造的格子を生ずるよう変化させることができる。これら実施形態に
おいて、中心空所の直径と相互接続部の長さ又は幅との間における比は構造的格子強度が
増加するにつれて増大する関係がある。
【0049】
さらに、反復ラジアル１２面菱形（以下、「ＲＤＤＲ」と称する）単位セルを使用する
格子は、骨内方成長のための剛性、強度、疲労抵抗、及び条件の好ましい組合せを表すこ
とができる。幾つかの実施形態において、反復ＲＤＤＲ格子は、チタン又はチタン合金か
ら成る。図１Ｇは、完全ＲＤＤＲ構体を含む単一ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の等角図である
。図１Ｈは、単一ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の側面図であり、側方方向から見たときの相互
接続部の形態を示す。ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の頂面図又は底面図は、図１Ｈに示す側面
図とほぼ同一である。
格子は、骨内方成長のための剛性、強度、疲労抵抗、及び条件の好ましい組合せを表すこ
とができる。幾つかの実施形態において、反復ＲＤＤＲ格子は、チタン又はチタン合金か
ら成る。図１Ｇは、完全ＲＤＤＲ構体を含む単一ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の等角図である
。図１Ｈは、単一ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の側面図であり、側方方向から見たときの相互
接続部の形態を示す。ＲＤＤＲ単位セルＢ２０の頂面図又は底面図は、図１Ｈに示す側面
図とほぼ同一である。
【0050】
本明細書で使用するＲＤＤＲ単位セルＢ２０は、ラジアル支柱及びそれらとは鏡対称の
支柱を有して１２個の菱形形状構体を形成する中心結節部から成る３次元形状である。結
節部は、好適には８面体、より具体的には正方双角錐（すなわち、水平平面で結合した角
錐及び反転角錐）である。結節部の各面は三角形であり、各面に固定されるのは６個の三
角形ファセット及び２個の端面から成る支柱である。各支柱の中心軸線は各結節面の平面
状表面に対して直交する又は非直交とすることができる。この中心軸線は、支柱の図心に
従うことができる。ＲＤＤＲは、さらに、各面に付着する１個の支柱を有する中心結節部
によって特徴付けられ、この結果として、８個の支柱が付着した正方形双角錐結節部とな
る。
支柱を有して１２個の菱形形状構体を形成する中心結節部から成る３次元形状である。結
節部は、好適には８面体、より具体的には正方双角錐（すなわち、水平平面で結合した角
錐及び反転角錐）である。結節部の各面は三角形であり、各面に固定されるのは６個の三
角形ファセット及び２個の端面から成る支柱である。各支柱の中心軸線は各結節面の平面
状表面に対して直交する又は非直交とすることができる。この中心軸線は、支柱の図心に
従うことができる。ＲＤＤＲは、さらに、各面に付着する１個の支柱を有する中心結節部
によって特徴付けられ、この結果として、８個の支柱が付着した正方形双角錐結節部とな
る。
【0051】
結節部及び支柱の組合せの実施例を図１Ｉ～１Ｍに示す。図１Ｉは、単一支柱Ｂ３１が
付着している単一結節部Ｂ３０の等角図である。結節部Ｂ３０は、結節部Ｂ３０及び任意
な付着支柱Ｂ３１の境界を画定する体積部Ｂ３２の頂面及び底面に２つの頂点が対面する
よう指向する正方形双角錐である。結節部Ｂ３０は、水平コーナーが体積部Ｂ３２の側辺
に最も近接するポイントに位置決めされるように指向する。支柱Ｂ３１は、結節部Ｂ３０
の面から結節部Ｂ３０及び任意な付着支柱Ｂ３１の境界を画定する体積部Ｂ３２のコーナ
ーまで延在する。図１Ｉにおいて、支柱の中心軸線は水平平面の上方４５°の角度をなし
、結節部の平面状の面は水平平面の上方に４５°の角度をなす。
付着している単一結節部Ｂ３０の等角図である。結節部Ｂ３０は、結節部Ｂ３０及び任意
な付着支柱Ｂ３１の境界を画定する体積部Ｂ３２の頂面及び底面に２つの頂点が対面する
よう指向する正方形双角錐である。結節部Ｂ３０は、水平コーナーが体積部Ｂ３２の側辺
に最も近接するポイントに位置決めされるように指向する。支柱Ｂ３１は、結節部Ｂ３０
の面から結節部Ｂ３０及び任意な付着支柱Ｂ３１の境界を画定する体積部Ｂ３２のコーナ
ーまで延在する。図１Ｉにおいて、支柱の中心軸線は水平平面の上方４５°の角度をなし
、結節部の平面状の面は水平平面の上方に４５°の角度をなす。
【0052】
図１Ｉは８面体支柱Ｂ３１の細部を示し、一点鎖線は支柱の隠れた端縁を示す。支柱Ｂ
３１はほぼ同様な6個の細長面及び2個の端面を有する細長い部分を有する8面体である。
支柱Ｂ３１の細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ３１ｆは
、支柱の細長く幾分円筒状の表面の外面を画定する。細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１
ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ３１ｆのそれぞれは、第１内角（角度Ａ）及び第２内角（
角度Ｂ）を有し、角度Ｂは角度Ａより大きい二等辺三角形である。支柱Ｂ３１は、さらに
、２つの端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇを有し、これら端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇは、互いに
ほぼ同様に、第１内角（角度C）及び第２内角（角度D）を有し、角度Dは角度Cより大きい
二等辺三角形である。細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ
３１ｆの内角を端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇの内角を比較すると、角度Cは角度Ａより大き
い。
３１はほぼ同様な6個の細長面及び2個の端面を有する細長い部分を有する8面体である。
支柱Ｂ３１の細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ３１ｆは
、支柱の細長く幾分円筒状の表面の外面を画定する。細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１
ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ３１ｆのそれぞれは、第１内角（角度Ａ）及び第２内角（
角度Ｂ）を有し、角度Ｂは角度Ａより大きい二等辺三角形である。支柱Ｂ３１は、さらに
、２つの端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇを有し、これら端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇは、互いに
ほぼ同様に、第１内角（角度C）及び第２内角（角度D）を有し、角度Dは角度Cより大きい
二等辺三角形である。細長面Ｂ３１ａ、Ｂ３１ｂ、Ｂ３１ｃ、Ｂ３１ｄ、Ｂ３１ｅ及びＢ
３１ｆの内角を端面Ｂ３１ｆ及びＢ３１ｇの内角を比較すると、角度Cは角度Ａより大き
い。
【0053】
図１Ｊは、体積Ｂ３２によって区切られる結節部Ｂ３０及び支柱Ｂ３１の側面図である
。この側面図において、立方体Ｂ３２の高さと比べられる結節部Ｂ３０の高さは容易に比
較することができる。図１Ｋ～１Ｍは、壁又は面ではなく体積のコーナーから見た結節部
及び支柱の組合せの側面図であり、この組合せは、結果として得られる単位セルの体積密
度を変化させるよう図１Ｉ～１Ｊから変更してある。図１Ｋにおいて、結節部Ｂ１３０の
高さは体積Ｂ１３２の高さに対して増大させている。支柱Ｂ１３１の末端部は体積Ｂ１３
２のコーナー位置で固定されているため、支柱Ｂ１３１は、非直交となるよう付着する結
節部面に対する角度を変化しなければならない。支柱Ｂ１３１の水平平面からの角度が約
２０.６°である結節部Ｂ１３０及び支柱Ｂ１３１の組合せは、約３ＧＰａの弾性率を有
する格子構体に対して適切となる。
。この側面図において、立方体Ｂ３２の高さと比べられる結節部Ｂ３０の高さは容易に比
較することができる。図１Ｋ～１Ｍは、壁又は面ではなく体積のコーナーから見た結節部
及び支柱の組合せの側面図であり、この組合せは、結果として得られる単位セルの体積密
度を変化させるよう図１Ｉ～１Ｊから変更してある。図１Ｋにおいて、結節部Ｂ１３０の
高さは体積Ｂ１３２の高さに対して増大させている。支柱Ｂ１３１の末端部は体積Ｂ１３
２のコーナー位置で固定されているため、支柱Ｂ１３１は、非直交となるよう付着する結
節部面に対する角度を変化しなければならない。支柱Ｂ１３１の水平平面からの角度が約
２０.６°である結節部Ｂ１３０及び支柱Ｂ１３１の組合せは、約３ＧＰａの弾性率を有
する格子構体に対して適切となる。
【0054】
図１Ｌにおいて、立方体Ｂ２３２の高さに対する結節部Ｂ２３０の高さは、図１Ｋにお
ける比よりも増大させて結節部Ｂ２３０及び支柱Ｂ２３１の組合せを生成しており、この
組合せは、約４ＧＰａの弾性率を有する格子構体に対して適切となる。結節部Ｂ２３０の
高さが増加するにつれて、支柱Ｂ２３１と水平平面との間の角度は約１８.８°まで減少
する。結節部Ｂ２３０の高さが増加するにつれ、結節部のサイズも増大し、これにより支
柱Ｂ２３１のサイズが増大する。支柱Ｂ２３１の末端部を体積Ｂ２３２のコーナーに固定
するとともに、末端部のサイズは結節部面の増大したサイズに適合するよう増大し、長さ
に沿ってほぼ均一な支柱直径を維持する。結節部及び支柱のサイズが増大するにつれて、
弾性率と同様に体積密度が増加する。図１Ｍにおいて、立方体Ｂ３３２の高さに対する結
節部Ｂ３３０の高さは、図１Ｍにおける比よりも増大させて結節部Ｂ３３０及び支柱Ｂ３
３１の組合せを生成しており、この組合せは約１０ＧＰａの弾性率を有する格子構体に対
して適切となる。この構成において、支柱Ｂ３３１と水平平面との間の角度は約１２.４
°まで減少し、また体積密度は先の実施例よりも増加する。単一結節部及び支柱の実施例
は、適切サイズ及び特性の単位セルを生成するよう複製及び／又は鏡対称にすることがで
きる。例えば、支柱と水平平面との間の角度は、１２.３パーセントの体積密度及び約３
００ＭＰａの弾性率を有する格子を生ずるよう２５.８°まで増大させることができる。
分かり易くするため単一結節部及び支柱を実施例で示したが、複数の支柱を各結節部に付
着させて適切な単位セルを生成することができる。
ける比よりも増大させて結節部Ｂ２３０及び支柱Ｂ２３１の組合せを生成しており、この
組合せは、約４ＧＰａの弾性率を有する格子構体に対して適切となる。結節部Ｂ２３０の
高さが増加するにつれて、支柱Ｂ２３１と水平平面との間の角度は約１８.８°まで減少
する。結節部Ｂ２３０の高さが増加するにつれ、結節部のサイズも増大し、これにより支
柱Ｂ２３１のサイズが増大する。支柱Ｂ２３１の末端部を体積Ｂ２３２のコーナーに固定
するとともに、末端部のサイズは結節部面の増大したサイズに適合するよう増大し、長さ
に沿ってほぼ均一な支柱直径を維持する。結節部及び支柱のサイズが増大するにつれて、
弾性率と同様に体積密度が増加する。図１Ｍにおいて、立方体Ｂ３３２の高さに対する結
節部Ｂ３３０の高さは、図１Ｍにおける比よりも増大させて結節部Ｂ３３０及び支柱Ｂ３
３１の組合せを生成しており、この組合せは約１０ＧＰａの弾性率を有する格子構体に対
して適切となる。この構成において、支柱Ｂ３３１と水平平面との間の角度は約１２.４
°まで減少し、また体積密度は先の実施例よりも増加する。単一結節部及び支柱の実施例
は、適切サイズ及び特性の単位セルを生成するよう複製及び／又は鏡対称にすることがで
きる。例えば、支柱と水平平面との間の角度は、１２.３パーセントの体積密度及び約３
００ＭＰａの弾性率を有する格子を生ずるよう２５.８°まで増大させることができる。
分かり易くするため単一結節部及び支柱を実施例で示したが、複数の支柱を各結節部に付
着させて適切な単位セルを生成することができる。
【0055】
結節部における上側半分又は下側半分における隣接結節部面から延在する隣接支柱は、
水平平面から角度、及び隣接支柱の支柱方向間の角度によって規定される側方離間角度を
有する。ＭＲＤＤ構体及びＲＤＤＲ構体において、隣接支柱は、関連する隣接支柱に最も
近接して延在する細長部分の外端縁又は面を有する。本明細書記載の側方離間角度は、概
して、関連する隣接支柱に最も近接して延在する支柱の細長部分の外端縁又は面相互間の
角度に言及する。幾つかの実施形態において、支柱端面の中心と、支柱の質量中心によっ
て規定されるラインとの間に延在するラインによって画定される側方離間角度は、隣接支
柱に対する同様の計算に関連して使用することができる。
水平平面から角度、及び隣接支柱の支柱方向間の角度によって規定される側方離間角度を
有する。ＭＲＤＤ構体及びＲＤＤＲ構体において、隣接支柱は、関連する隣接支柱に最も
近接して延在する細長部分の外端縁又は面を有する。本明細書記載の側方離間角度は、概
して、関連する隣接支柱に最も近接して延在する支柱の細長部分の外端縁又は面相互間の
角度に言及する。幾つかの実施形態において、支柱端面の中心と、支柱の質量中心によっ
て規定されるラインとの間に延在するラインによって画定される側方離間角度は、隣接支
柱に対する同様の計算に関連して使用することができる。
【0056】
側方離間角度は、支柱の隣接支柱に対する最も近接する面又は端縁相互間の角度である
。側方離間角度は、隣接支柱の最も近接する端縁に対する支柱の最も近接する端縁相互間
における双方支柱の端縁を含む平面で最も小さい角度として測定することができる。側方
離間角度は、さらに、隣接支柱の最も近接する面に対する支柱の最も近接する面相互間に
おける２つの支柱面に直交する平面で最も小さい角度として測定することができる。画定
される支柱端縁又は支柱面がない実施形態においては、側方離間角度は、隣接支柱の最も
近接する部分に対する１つの支柱の最も近接する部分相互間における角度として測定する
ことができる。立方体体積における単位セルに関して、水平平面からの支柱角度が減少す
るにつれて、側方離間角度は９０°に接近する。立方体体積における単位セルに関して、
水平平面からの支柱角度が増加するにつれて、側方離間角度は１８０°に接近する。幾つ
かの実施形態において、１０９.５°より大きい側方離間角度を有するのが好ましい。幾
つかの実施形態において、１０９.５°より小さい側方離間角度を有するのが好ましい。
幾つかの実施形態において、約１０８°～約１５６°の間における及びこれら値の角度を
含む側方離間角度を有するのが好ましい。幾つかの実施形態において、約１１１°～約１
５６°の間における及びこれら値の角度を含む側方離間角度を有するのがより好ましい。
幾つかの実施形態において、約１０８°～約１２０°の間における及びこれら値の角度を
含む側方離間角度を有するのがより好ましい。幾つかの実施形態において、約１１１°～
約１２０°の間における及びこれら値の角度を含む側方離間角度を有するのがより好まし
い。幾つかの実施形態において、約１２８°～約１５６°の間における及びこれら値の角
度を含む側方離間角度を有するのがより好ましい。図１Ｎは、２つの隣接支柱Ｂ４３１及
びＢ４３４が付着され、側方離間角度Ｂ４４３が同定される単一結節部Ｂ４３０の、立方
体Ｂ４３２のコーナーから見た側面図である。支柱の最も近接する端縁から隣接支柱の最
も近接する端縁まで測定するときの側方離間角度Ｂ４４３は、約１１６°である。
。側方離間角度は、隣接支柱の最も近接する端縁に対する支柱の最も近接する端縁相互間
における双方支柱の端縁を含む平面で最も小さい角度として測定することができる。側方
離間角度は、さらに、隣接支柱の最も近接する面に対する支柱の最も近接する面相互間に
おける２つの支柱面に直交する平面で最も小さい角度として測定することができる。画定
される支柱端縁又は支柱面がない実施形態においては、側方離間角度は、隣接支柱の最も
近接する部分に対する１つの支柱の最も近接する部分相互間における角度として測定する
ことができる。立方体体積における単位セルに関して、水平平面からの支柱角度が減少す
るにつれて、側方離間角度は９０°に接近する。立方体体積における単位セルに関して、
水平平面からの支柱角度が増加するにつれて、側方離間角度は１８０°に接近する。幾つ
かの実施形態において、１０９.５°より大きい側方離間角度を有するのが好ましい。幾
つかの実施形態において、１０９.５°より小さい側方離間角度を有するのが好ましい。
幾つかの実施形態において、約１０８°～約１５６°の間における及びこれら値の角度を
含む側方離間角度を有するのが好ましい。幾つかの実施形態において、約１１１°～約１
５６°の間における及びこれら値の角度を含む側方離間角度を有するのがより好ましい。
幾つかの実施形態において、約１０８°～約１２０°の間における及びこれら値の角度を
含む側方離間角度を有するのがより好ましい。幾つかの実施形態において、約１１１°～
約１２０°の間における及びこれら値の角度を含む側方離間角度を有するのがより好まし
い。幾つかの実施形態において、約１２８°～約１５６°の間における及びこれら値の角
度を含む側方離間角度を有するのがより好ましい。図１Ｎは、２つの隣接支柱Ｂ４３１及
びＢ４３４が付着され、側方離間角度Ｂ４４３が同定される単一結節部Ｂ４３０の、立方
体Ｂ４３２のコーナーから見た側面図である。支柱の最も近接する端縁から隣接支柱の最
も近接する端縁まで測定するときの側方離間角度Ｂ４４３は、約１１６°である。
【0057】
幾つかの実施形態において、単位セルは、互いに固定される複数のサブ単位セルから構
成される。図１Ｏは、単一結節部及び４つの支柱から成る例示的なサブ単位セルの等角図
である。図Ａ１６は、上側サブ単位セルが反転して下側サブ単位セルの頂部に固定された
積層形態にある２つのサブ単位セルの等角図である。図１Ｑは、単一ＲＤＤＲ単位セルを
形成するよう互いに積層させた８個のサブ単位セルの等角図である。
成される。図１Ｏは、単一結節部及び４つの支柱から成る例示的なサブ単位セルの等角図
である。図Ａ１６は、上側サブ単位セルが反転して下側サブ単位セルの頂部に固定された
積層形態にある２つのサブ単位セルの等角図である。図１Ｑは、単一ＲＤＤＲ単位セルを
形成するよう互いに積層させた８個のサブ単位セルの等角図である。
【0058】
図１Ｏにおいて、結節部Ｂ５３０は、２つの頂点が立方体体積Ｂ５３２の頂部及び底部
に対面するよう指向した正方形双角錐である。幾つかの実施形態において、体積Ｂ５３２
は、直方体体積、6面体体積、不定形体積、又は１つ又はそれ以上の非直交側面を有する
体積とすることができる。頂点は、４つの上側面が合流するポイント、及び４つの下側面
が合流するポイントに言及する。結節部Ｂ５３０は、水平方向の頂点が立方体体積Ｂ５３
２の側面に対面するよう指向する。支柱Ｂ５３１は、基端部で結節部Ｂ５３０の面におけ
る下側面に固定し、末端部で立方体体積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。
支柱Ｂ５３１の末端部は、サブ単位セル特性を調整するよう結節部Ｂ５３０をサイズ変化
させる場合であっても、立方体体積Ｂ５３２に固定したままとすることができる。
に対面するよう指向した正方形双角錐である。幾つかの実施形態において、体積Ｂ５３２
は、直方体体積、6面体体積、不定形体積、又は１つ又はそれ以上の非直交側面を有する
体積とすることができる。頂点は、４つの上側面が合流するポイント、及び４つの下側面
が合流するポイントに言及する。結節部Ｂ５３０は、水平方向の頂点が立方体体積Ｂ５３
２の側面に対面するよう指向する。支柱Ｂ５３１は、基端部で結節部Ｂ５３０の面におけ
る下側面に固定し、末端部で立方体体積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。
支柱Ｂ５３１の末端部は、サブ単位セル特性を調整するよう結節部Ｂ５３０をサイズ変化
させる場合であっても、立方体体積Ｂ５３２に固定したままとすることができる。
【0059】
支柱Ｂ５３１が固定される面とは反対側の結節部Ｂ５３０の下側面において支柱Ｂ５３
４の基端部を結節部Ｂ５３０に固定する。支柱Ｂ５３４は、その末端部において立方体体
積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。支柱Ｂ５３５は、その基端部において
、支柱Ｂ５３１に固定される結節部Ｂ５３０の面から側方に約９０°に指向する上側結節
部Ｂ５３０の面に固定する。支柱Ｂ５３５は、その末端部において立方体体積Ｂ５３２の
最も近接するコーナーまで延在する。支柱Ｂ５３５が固定される面とは反対側の結節部Ｂ
５３０の上側面において支柱Ｂ５３６の基端部を結節部Ｂ５３０に固定する。支柱Ｂ５３
６は、その末端部において立方体体積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。
４の基端部を結節部Ｂ５３０に固定する。支柱Ｂ５３４は、その末端部において立方体体
積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。支柱Ｂ５３５は、その基端部において
、支柱Ｂ５３１に固定される結節部Ｂ５３０の面から側方に約９０°に指向する上側結節
部Ｂ５３０の面に固定する。支柱Ｂ５３５は、その末端部において立方体体積Ｂ５３２の
最も近接するコーナーまで延在する。支柱Ｂ５３５が固定される面とは反対側の結節部Ｂ
５３０の上側面において支柱Ｂ５３６の基端部を結節部Ｂ５３０に固定する。支柱Ｂ５３
６は、その末端部において立方体体積Ｂ５３２の最も近接するコーナーまで延在する。
【0060】
幾つかの実施形態において、支柱Ｂ５３１及びＢ５３４～Ｂ５３６は三角形面を有する
８面体である。結節部５３０の面に固定する支柱面は、結節部５３０の面のサイズ及び向
きとほぼ同一とすることができる。立方体Ｂ５３２の最も近接するコーナーに固定する支
柱面は、結節部５３０に固定され、かつほぼ平行な平面上に指向する支柱面とほぼ同一サ
イズとすることができる。残りの６つの面は、第１内角及びこの第１内角よりも大きい第
２内角を有する、６つのほぼ同様の二等辺三角形とすることができる。６つのほぼ同様の
二等辺三角形は、それらの長い端縁に沿って隣接の反転したほぼ同様の二等辺三角形に固
定し、三角形端部を有するほぼ円筒形形状を形成することができる。
８面体である。結節部５３０の面に固定する支柱面は、結節部５３０の面のサイズ及び向
きとほぼ同一とすることができる。立方体Ｂ５３２の最も近接するコーナーに固定する支
柱面は、結節部５３０に固定され、かつほぼ平行な平面上に指向する支柱面とほぼ同一サ
イズとすることができる。残りの６つの面は、第１内角及びこの第１内角よりも大きい第
２内角を有する、６つのほぼ同様の二等辺三角形とすることができる。６つのほぼ同様の
二等辺三角形は、それらの長い端縁に沿って隣接の反転したほぼ同様の二等辺三角形に固
定し、三角形端部を有するほぼ円筒形形状を形成することができる。
【0061】
サブ単位セルＢ５４０を形成するとき、支柱Ｂ５３１及びＢ５３４～Ｂ５３６に固定さ
れる立方体Ｂ５３２の各コーナーに８個の結節部Ｂ５３８を追加するのは有益であり得る
。サブ単位セルＢ５４０を複製するとき、各支柱端部に付着する８個の結節部Ｂ５３８は
、隣接サブ単位セルから８個の結節部に組み合わせ、隣接サブ単位セルの支柱間に位置す
る結節部を形成する。
れる立方体Ｂ５３２の各コーナーに８個の結節部Ｂ５３８を追加するのは有益であり得る
。サブ単位セルＢ５４０を複製するとき、各支柱端部に付着する８個の結節部Ｂ５３８は
、隣接サブ単位セルから８個の結節部に組み合わせ、隣接サブ単位セルの支柱間に位置す
る結節部を形成する。
【0062】
図Ａ１６は、幾つかの実施形態に使用される四半単位セルＢ５６０を形成するため第２
サブ単位セルＢ６４０に固定される第１サブ単位セルＢ５４０である。第２サブ単位セル
Ｂ６４０は、正方形双角錐であり、２つの頂点が立方体体積の頂部及び底部に対面するよ
う指向する正方形双角錐結節部Ｂ６３０を有する。支柱Ｂ６３５は、基端部に面する側で
結節部Ｂ６３０の下面に固定し、また末端部で立方体体積の最も近接するコーナーまで延
在する。支柱Ｂ６３５を固定する面とは反対側の結節部Ｂ６３０の下面で、支柱Ｂ６３６
の基端部を結節部Ｂ６３０に固定する。支柱Ｂ６３６は、末端部で立方体体積の最も近接
するコーナーまで延在する。支柱Ｂ６３６は、その基端部において、支柱Ｂ６３５に固定
される結節部Ｂ６３０の面から側方に約９０°に指向する上側結節部Ｂ６３０の面に固定
する。支柱Ｂ６３４は、その末端部において立方体体積の最も近接するコーナーまで延在
する。支柱Ｂ６３４が固定される面とは反対側の結節部Ｂ６３０の上側面において支柱Ｂ
６３１の基端部を結節部Ｂ６３０に固定する。支柱Ｂ６３１は、その末端部において立方
体体積の最も近接するコーナーまで延在する。
サブ単位セルＢ６４０に固定される第１サブ単位セルＢ５４０である。第２サブ単位セル
Ｂ６４０は、正方形双角錐であり、２つの頂点が立方体体積の頂部及び底部に対面するよ
う指向する正方形双角錐結節部Ｂ６３０を有する。支柱Ｂ６３５は、基端部に面する側で
結節部Ｂ６３０の下面に固定し、また末端部で立方体体積の最も近接するコーナーまで延
在する。支柱Ｂ６３５を固定する面とは反対側の結節部Ｂ６３０の下面で、支柱Ｂ６３６
の基端部を結節部Ｂ６３０に固定する。支柱Ｂ６３６は、末端部で立方体体積の最も近接
するコーナーまで延在する。支柱Ｂ６３６は、その基端部において、支柱Ｂ６３５に固定
される結節部Ｂ６３０の面から側方に約９０°に指向する上側結節部Ｂ６３０の面に固定
する。支柱Ｂ６３４は、その末端部において立方体体積の最も近接するコーナーまで延在
する。支柱Ｂ６３４が固定される面とは反対側の結節部Ｂ６３０の上側面において支柱Ｂ
６３１の基端部を結節部Ｂ６３０に固定する。支柱Ｂ６３１は、その末端部において立方
体体積の最も近接するコーナーまで延在する。
【0063】
第１サブ単位セルＢ５４０は図Ａ１６の実施形態において基準ポイントとして使用され
るが、第２サブ単位セルＢ６４０又は他のポイントも基準ポイントとして使用することが
できる。第１サブ単位セルＢ５４０を所定位置に固定した後、第２サブ単位セルＢ６４０
が第１サブ単位セルとほぼ同様となるよう複製する。この第２サブ単位セルＢ６４０は、
第１サブ単位セルＢ５４０の頂部に固定される前にその中心軸線の周りに回転する。図Ａ
１６において、第２サブ単位セルＢ６４０は適正回転を得るよう反転するが、中心軸線の
周りの他の回転も同一結果を得ることができる。第２サブ単位セルＢ６４０に固定される
第１サブ単位セルＢ５４０は四半単位セルＢ５６０を形成し、この四半単位セルＢ５６０
は複製し、また完全単位セルを形成するため他の四半単位セルに対して側方に付着するこ
とができる。
るが、第２サブ単位セルＢ６４０又は他のポイントも基準ポイントとして使用することが
できる。第１サブ単位セルＢ５４０を所定位置に固定した後、第２サブ単位セルＢ６４０
が第１サブ単位セルとほぼ同様となるよう複製する。この第２サブ単位セルＢ６４０は、
第１サブ単位セルＢ５４０の頂部に固定される前にその中心軸線の周りに回転する。図Ａ
１６において、第２サブ単位セルＢ６４０は適正回転を得るよう反転するが、中心軸線の
周りの他の回転も同一結果を得ることができる。第２サブ単位セルＢ６４０に固定される
第１サブ単位セルＢ５４０は四半単位セルＢ５６０を形成し、この四半単位セルＢ５６０
は複製し、また完全単位セルを形成するため他の四半単位セルに対して側方に付着するこ
とができる。
【0064】
代案として、完全単位セルは、４つのほぼ同様なサブ単位セルの第１グループをともに
側方に固定して、上方から見たとき正方形、長方形又は四辺形を形成することによって作
り上げることができる。それらの中心軸線の周りに回転した４つのほぼ同様なサブ単位セ
ルの第２グループは、やはり上方から見たとき正方形、長方形又は四辺形を形成するよう
側方に互いに固定することができる。サブ単位セルの第２グループは、互いに側方に固定
する前にそれらの中心軸線の周りに回転させる又は同一結果を得るよう互いに固定した後
に反転することができる。この後、完全単位セルを形成するよう第２グループを第１グル
ープの頂部に固定する。
側方に固定して、上方から見たとき正方形、長方形又は四辺形を形成することによって作
り上げることができる。それらの中心軸線の周りに回転した４つのほぼ同様なサブ単位セ
ルの第２グループは、やはり上方から見たとき正方形、長方形又は四辺形を形成するよう
側方に互いに固定することができる。サブ単位セルの第２グループは、互いに側方に固定
する前にそれらの中心軸線の周りに回転させる又は同一結果を得るよう互いに固定した後
に反転することができる。この後、完全単位セルを形成するよう第２グループを第１グル
ープの頂部に固定する。
【0065】
図１Ｑは図１Ｏのサブ単位セルＢ５４０を複製することによって形成した完全単位セル
Ｂ７７０の実施例である。分かり易くするため、サブ単位セルＢ５４０の境界を画定する
立方体Ｂ５３２、並びに結節部Ｂ５３０及び支柱Ｂ５３１及びＢ５３４～Ｂ５３６を同定
する。図１Ｑの完全単位セルＢ７７０は、上述した方法を使用して、又は本発明の概念内
における変更例を使用して形成することができる。
Ｂ７７０の実施例である。分かり易くするため、サブ単位セルＢ５４０の境界を画定する
立方体Ｂ５３２、並びに結節部Ｂ５３０及び支柱Ｂ５３１及びＢ５３４～Ｂ５３６を同定
する。図１Ｑの完全単位セルＢ７７０は、上述した方法を使用して、又は本発明の概念内
における変更例を使用して形成することができる。
【0066】
所与の単位セルに関して結節部から延在する各支柱は、結節部から半径方向に延在する
ようほぼ同一の長さ及び水平平面に対してほぼ同一の角度をなすものとすることができる
。各支柱の端部において、結節部面から延在する支柱が菱形形状開口を形成するよう支柱
を鏡対称にする。支柱は結節部面に対して非直交とすることができるため、２つの形状の
菱形が現出する。この形態において、４つの菱形の第１グループが、垂直平面上に指向す
る結節部から半径方向に延在する。第１グループの菱形の鋭角は、水平平面に対する支柱
角度の２倍に等しく、その鈍角は、１８０からその鋭角分だけ小さいものに等しい。さら
に、この形態において、８個の菱形の第２グループが半径方向に延在し、８個の菱形の第
２グループにおける一部分は、４個の第１グループを画定する隣接支柱間の側方離間角度
内に含まれる。第２グループの菱形の鋭角は、４個の菱形の第１グループを画定する隣接
支柱間の側方離間角度とほぼ同一であり、その鈍角は、１８０からその鋭角分だけ小さい
ものに等しい。足場の特性は体積あたりの表面積によって記述することができる。１.０
ｍｍ×１.０ｍｍ×１.０ｍｍの中実立方体に関しては、その表面積は６平方ｍｍである。
１.０立方ｍｍ構体が１００パーセント体積密度材料以外の格子構体から成るものである
とき、体積あたりの表面積は相当増大する。低い体積密度の足場においては、体積密度が
増大するにつれて、体積あたりの表面積は増大する。幾つかの実施形態において、３０.
１パーセントの体積密度を有する足場は、立方ｍｍあたり２７.４平方ｍｍの表面積を有
する。幾つかの実施形態において、体積密度が２７.０パーセントに減少する場合、格子
は、立方ｍｍあたり２６.０平方ｍｍの表面積を有し、また体積密度が２４.０パーセント
に減少する場合、格子は、立方ｍｍあたり２４.６平方ｍｍの表面積を有することになる
。
ようほぼ同一の長さ及び水平平面に対してほぼ同一の角度をなすものとすることができる
。各支柱の端部において、結節部面から延在する支柱が菱形形状開口を形成するよう支柱
を鏡対称にする。支柱は結節部面に対して非直交とすることができるため、２つの形状の
菱形が現出する。この形態において、４つの菱形の第１グループが、垂直平面上に指向す
る結節部から半径方向に延在する。第１グループの菱形の鋭角は、水平平面に対する支柱
角度の２倍に等しく、その鈍角は、１８０からその鋭角分だけ小さいものに等しい。さら
に、この形態において、８個の菱形の第２グループが半径方向に延在し、８個の菱形の第
２グループにおける一部分は、４個の第１グループを画定する隣接支柱間の側方離間角度
内に含まれる。第２グループの菱形の鋭角は、４個の菱形の第１グループを画定する隣接
支柱間の側方離間角度とほぼ同一であり、その鈍角は、１８０からその鋭角分だけ小さい
ものに等しい。足場の特性は体積あたりの表面積によって記述することができる。１.０
ｍｍ×１.０ｍｍ×１.０ｍｍの中実立方体に関しては、その表面積は６平方ｍｍである。
１.０立方ｍｍ構体が１００パーセント体積密度材料以外の格子構体から成るものである
とき、体積あたりの表面積は相当増大する。低い体積密度の足場においては、体積密度が
増大するにつれて、体積あたりの表面積は増大する。幾つかの実施形態において、３０.
１パーセントの体積密度を有する足場は、立方ｍｍあたり２７.４平方ｍｍの表面積を有
する。幾つかの実施形態において、体積密度が２７.０パーセントに減少する場合、格子
は、立方ｍｍあたり２６.０平方ｍｍの表面積を有し、また体積密度が２４.０パーセント
に減少する場合、格子は、立方ｍｍあたり２４.６平方ｍｍの表面積を有することになる
。
【0067】
本明細書記載のＭＲＤＤ及びＲＤＤＲ構体は、さらに、所与の体積密度に対して特に高
い弾性率になるという利点がある。格子又は足場として使用するとき、適切な弾性率及び
低い体積密度を有するインプラントを得ることができる。低い体積密度は、骨内方成長に
利用可能なインプラントの容積が増大する。
い弾性率になるという利点がある。格子又は足場として使用するとき、適切な弾性率及び
低い体積密度を有するインプラントを得ることができる。低い体積密度は、骨内方成長に
利用可能なインプラントの容積が増大する。
【0068】
以下の表１においては、種々の格子設計弾性率における多数の例示的格子形態を示す。
概算実際弾性率を各例に対して与え、これは製造プロセスを経た後におけるその格子の計
算した弾性率を表す。本明細書に記載した格子構体及びインプラントは、幾つかの実施形
態における設計弾性率及び他の実施形態における概算実際弾性率となるよう、設計するこ
とができる。本明細書に開示した格子構体の１つの利点は、概算実際弾性率が従来得られ
ていたものよりも設計弾性率に一層近似する点である。試験中、格子の一実施形態は４.
０ＧＰａ設計弾性率向けに設計した。試験の下でこの格子は３.１ＧＰａの実際弾性率を
有し、設計弾性率の７７パーセント以内の実際弾性率が得られた。
概算実際弾性率を各例に対して与え、これは製造プロセスを経た後におけるその格子の計
算した弾性率を表す。本明細書に記載した格子構体及びインプラントは、幾つかの実施形
態における設計弾性率及び他の実施形態における概算実際弾性率となるよう、設計するこ
とができる。本明細書に開示した格子構体の１つの利点は、概算実際弾性率が従来得られ
ていたものよりも設計弾性率に一層近似する点である。試験中、格子の一実施形態は４.
０ＧＰａ設計弾性率向けに設計した。試験の下でこの格子は３.１ＧＰａの実際弾性率を
有し、設計弾性率の７７パーセント以内の実際弾性率が得られた。
【0069】
各格子設計弾性率に関して、設計弾性率対体積密度の体積密度比、表面積対体積密度の
ｍｍ２単位の表面積比、表面積対格子設計弾性率の比が与えられる。
ｍｍ２単位の表面積比、表面積対格子設計弾性率の比が与えられる。
【0070】
【表1】
【0071】
本明細書記載の幾つかの実施形態において、必要な支柱太さは、所望弾性率から計算す
ることができる。以下の等式を用いて、特定弾性率を得るために必要とされる支柱太さは
、幾つかのＭＲＤＤ構体及びＲＤＤＲ構体に対して計算することができる。
支柱太さ＝(-0.0035・(E^2)) + (0.0696・E) + 0.4603
ることができる。以下の等式を用いて、特定弾性率を得るために必要とされる支柱太さは
、幾つかのＭＲＤＤ構体及びＲＤＤＲ構体に対して計算することができる。
支柱太さ＝(-0.0035・(E^2)) + (0.0696・E) + 0.4603
【0072】
上述の等式において、「Ｅ」は弾性率である。弾性率は、その値を得るのに必要な必要
支柱太さを決定するよう選択する、又は予め選択した支柱太さを用いて計算することがで
きる。支柱太さは、ｍｍで表現し、また支柱直径を表す。この支柱太さは、予め選択した
支柱太さに対して弾性率を決定するよう、予め選択した弾性率を用いて計算する又は選択
することができる。
支柱太さを決定するよう選択する、又は予め選択した支柱太さを用いて計算することがで
きる。支柱太さは、ｍｍで表現し、また支柱直径を表す。この支柱太さは、予め選択した
支柱太さに対して弾性率を決定するよう、予め選択した弾性率を用いて計算する又は選択
することができる。
【0073】
幾つかの実施形態において、単位セルは、異方特性を有する格子をなるよう１つ又はそ
れ以上の方向に細長いものにすることができる。単位セルが細長いとき、概して、細長い
方向に直交する方向の弾性率を減少する。細長い方向における弾性率は増加する。相互接
続部、開口及び中心空所（もしあれば）内に納まる新たな骨成長の方向に直交する方向に
セルを細長くするのが望ましい。減少した弾性率の所望方向に直交する方向にセルを細長
くすることによって、細長い方向における剪断強度は増大し、構造的足場を設計するとき
に望ましい品質セットをもたらすことができる。足場の全体剛性を共変することは、この
効果を増加又は減少して１つ又はそれ以上の方向の変化を可能にする。
れ以上の方向に細長いものにすることができる。単位セルが細長いとき、概して、細長い
方向に直交する方向の弾性率を減少する。細長い方向における弾性率は増加する。相互接
続部、開口及び中心空所（もしあれば）内に納まる新たな骨成長の方向に直交する方向に
セルを細長くするのが望ましい。減少した弾性率の所望方向に直交する方向にセルを細長
くすることによって、細長い方向における剪断強度は増大し、構造的足場を設計するとき
に望ましい品質セットをもたらすことができる。足場の全体剛性を共変することは、この
効果を増加又は減少して１つ又はそれ以上の方向の変化を可能にする。
【0074】
幾つかの実施形態において、サブ単位セルは、サブ単位セルを画定する体積の高さに対
する結節部の高さを制御することによって設計することができる。結節部の高さを制御す
ることは、格子構体の最終的な特性及び外観に影響を及ぼすことができる。概して、結節
部の高さを増加することは、支柱太さを増加し、体積密度を増加し、強度を増加し、また
結果として得られる格子の弾性率を増加する。結節部の高さを増加するとき、結節部の幅
は、幾つかの実施形態において一定に保持し、また他の実施形態において変化させること
ができる。
する結節部の高さを制御することによって設計することができる。結節部の高さを制御す
ることは、格子構体の最終的な特性及び外観に影響を及ぼすことができる。概して、結節
部の高さを増加することは、支柱太さを増加し、体積密度を増加し、強度を増加し、また
結果として得られる格子の弾性率を増加する。結節部の高さを増加するとき、結節部の幅
は、幾つかの実施形態において一定に保持し、また他の実施形態において変化させること
ができる。
【0075】
幾つかの実施形態において、サブ単位セルは、サブ単位セルを画定する体積に対する結
節部の体積を制御することによって設計することができる。結節部の体積を制御すること
は、格子構体の最終的な特性及び外観に影響を及ぼすことができる。概して、結節部の体
積を増加することは、支柱太さを増加し、体積密度を増加し、強度を増加し、また結果と
して得られる格子の弾性率を増加する。結節部の体積を増加するとき、結節部の幅又は高
さは、幾つかの実施形態において一定に保持することができる。
節部の体積を制御することによって設計することができる。結節部の体積を制御すること
は、格子構体の最終的な特性及び外観に影響を及ぼすことができる。概して、結節部の体
積を増加することは、支柱太さを増加し、体積密度を増加し、強度を増加し、また結果と
して得られる格子の弾性率を増加する。結節部の体積を増加するとき、結節部の幅又は高
さは、幾つかの実施形態において一定に保持することができる。
【0076】
以下の表２においては、種々の格子設計弾性率における多数の例示的格子形態を示す。
概算実際弾性率を各例に対して与え、これは製造プロセスを経た後におけるその格子の計
算した弾性率を表す。本明細書に記載した格子構体及びインプラントは、幾つかの実施形
態における設計弾性率及び他の実施形態における概算実際弾性率となるよう、設計するこ
とができる。各格子設計弾性率に関して、格子概算弾性率、結節部高さ、体積密度、結節
部体積、結節部高さ対体積密度の比、結節部高さ対格子設計弾性率の比、及び体積密度対
結節部体積の比が与えられる。
概算実際弾性率を各例に対して与え、これは製造プロセスを経た後におけるその格子の計
算した弾性率を表す。本明細書に記載した格子構体及びインプラントは、幾つかの実施形
態における設計弾性率及び他の実施形態における概算実際弾性率となるよう、設計するこ
とができる。各格子設計弾性率に関して、格子概算弾性率、結節部高さ、体積密度、結節
部体積、結節部高さ対体積密度の比、結節部高さ対格子設計弾性率の比、及び体積密度対
結節部体積の比が与えられる。
【0077】
【表2】
【0078】
開示した格子構体の幾つかの実施形態は、０.３７５ＧＰａ～４.０ＧＰａの間の範囲内
におけるこれら値を含む弾性率で設けるとき、特に有用である。幾つかの実施形態として
は、より好適に２.５ＧＰａ～４.０ＧＰａの間の範囲内におけるこれら値を含む弾性率を
有する格子構体がある。幾つかの実施形態としては、５パーセント～４０パーセントの間
の範囲内におけるこれら値を含む体積密度を有する格子構体がある。幾つかの実施形態と
しては、３０パーセント～３８パーセントの間の範囲内におけるこれら値を含む体積密度
を有する格子構体がある。
におけるこれら値を含む弾性率で設けるとき、特に有用である。幾つかの実施形態として
は、より好適に２.５ＧＰａ～４.０ＧＰａの間の範囲内におけるこれら値を含む弾性率を
有する格子構体がある。幾つかの実施形態としては、５パーセント～４０パーセントの間
の範囲内におけるこれら値を含む体積密度を有する格子構体がある。幾つかの実施形態と
しては、３０パーセント～３８パーセントの間の範囲内におけるこれら値を含む体積密度
を有する格子構体がある。
【0079】
本明細書で開示した格子構体は、低体積密度範囲及び低弾性率範囲に対して特に堅牢な
荷重及び疲労特性を有する。格子構体の幾つかの実施形態は、５Ｈｚにおける５,０００,
０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの間及びこれら値
を含む剪断降伏荷重及び圧縮降伏荷重を有する。幾つかの実施形態は、５Ｈｚにおける５
,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの間及び
これら値を含む圧縮剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施形態は、５Ｈｚにお
ける５,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの
間及びこれら値を含む剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施形態は、１５Ｎｍ
にも及ぶねじり降伏荷重を有する。
荷重及び疲労特性を有する。格子構体の幾つかの実施形態は、５Ｈｚにおける５,０００,
０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの間及びこれら値
を含む剪断降伏荷重及び圧縮降伏荷重を有する。幾つかの実施形態は、５Ｈｚにおける５
,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの間及び
これら値を含む圧縮剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施形態は、５Ｈｚにお
ける５,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～１５０００Ｎの
間及びこれら値を含む剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施形態は、１５Ｎｍ
にも及ぶねじり降伏荷重を有する。
【0080】
一実施例において、本発明による格子構体は、３２パーセント～３８パーセントの間及
びこれら値を含む体積密度、２.５ＧＰａ～４ＧＰａの間及びこれら値を含む弾性率、並
びに５Ｈｚにおける５,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～
１５０００Ｎの間及びこれら値を含む剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施例
は、約２００μｍ～９００μｍの幅を有するほぼ均一な開口の第１セット及び第１セット
の開口幅の約１～１５倍の幅を有するほぼ均一な開口の第２セットを含み、第２セットに
おける開口の数が第１セットにおける開口の数に対して約１：８～１：１２の比となるよ
う設ける。
びこれら値を含む体積密度、２.５ＧＰａ～４ＧＰａの間及びこれら値を含む弾性率、並
びに５Ｈｚにおける５,０００,０００サイクルにも及ぶ静的及び動的な荷重で、３００～
１５０００Ｎの間及びこれら値を含む剪断強度及び軸方向荷重を有する。幾つかの実施例
は、約２００μｍ～９００μｍの幅を有するほぼ均一な開口の第１セット及び第１セット
の開口幅の約１～１５倍の幅を有するほぼ均一な開口の第２セットを含み、第２セットに
おける開口の数が第１セットにおける開口の数に対して約１：８～１：１２の比となるよ
う設ける。
【0081】
本開示による構体は、骨一体化が求められない又は望ましくない用途に使用するときに
も恩恵があり得る。構体上における成長抑止コーティング又は皮膚を含めることによって
、本明細書記載の格子は、骨成長のための足場を設けることなく構造的支持体を設けるの
に使用することができる。これは、或る期間的時間経過後に除去することを意図した一時
的インプラント又は医療デバイスに使用するときに望ましいことがあり得る。
も恩恵があり得る。構体上における成長抑止コーティング又は皮膚を含めることによって
、本明細書記載の格子は、骨成長のための足場を設けることなく構造的支持体を設けるの
に使用することができる。これは、或る期間的時間経過後に除去することを意図した一時
的インプラント又は医療デバイスに使用するときに望ましいことがあり得る。
【0082】
一時的インプラント２０における使用のために構成された固定プレート１０の第１の例
示的実施形態を本明細書に開示する。この固定プレートは、限定しないが、骨癒合インプ
ラント及び椎体間癒合インプラントを含む複数タイプのインプラントで機能するよう構成
することができる。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、頸部スタンドアロ
ン型（以下「ＣＳＡ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態において、イン
プラント２０は、腰椎椎体間癒合スタンドアロン型（以下「ＡＬＩＦ-ＳＡ」と称する）
インプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、後方経路腰椎椎
体間癒合型（以下「ＰＬＩＦ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態におい
て、インプラント２０は、経椎間孔腰椎椎体間癒合型（以下「ＴＬＩＦ」と称する）イン
プラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、ＰＬＩＦ又はＴＬＩ
Ｆインプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、椎体置換型（
以下「ＶＢＲ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態において、インプラン
ト２０は、骨切り術ウェッジである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、
足関節癒合スペーサインプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０
は、組織付着のために構成され、組織としては、限定しないが、骨構造及び結合組織があ
る。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、組織内方成長が可能となるよう構
成され、組織としては、限定しないが、骨構造及び結合組織がある。
示的実施形態を本明細書に開示する。この固定プレートは、限定しないが、骨癒合インプ
ラント及び椎体間癒合インプラントを含む複数タイプのインプラントで機能するよう構成
することができる。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、頸部スタンドアロ
ン型（以下「ＣＳＡ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態において、イン
プラント２０は、腰椎椎体間癒合スタンドアロン型（以下「ＡＬＩＦ-ＳＡ」と称する）
インプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、後方経路腰椎椎
体間癒合型（以下「ＰＬＩＦ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態におい
て、インプラント２０は、経椎間孔腰椎椎体間癒合型（以下「ＴＬＩＦ」と称する）イン
プラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、ＰＬＩＦ又はＴＬＩ
Ｆインプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、椎体置換型（
以下「ＶＢＲ」と称する）インプラントである。幾つかの実施形態において、インプラン
ト２０は、骨切り術ウェッジである。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、
足関節癒合スペーサインプラントである。幾つかの実施形態において、インプラント２０
は、組織付着のために構成され、組織としては、限定しないが、骨構造及び結合組織があ
る。幾つかの実施形態において、インプラント２０は、組織内方成長が可能となるよう構
成され、組織としては、限定しないが、骨構造及び結合組織がある。
【0083】
固定プレート１０は、埋込み後におけるインプラントに対する及び／又は埋込み後にお
ける患者組織に対する運動を可能にするよう構成することができる。幾つかの実施形態に
おいて、固定プレートは、埋込み後におけるインプラントに対して軸方向に圧迫できるよ
うにすることができる。提示する固定プレートの実施形態において、固定プレートは、固
定プレートがインプラントに対して少なくとも１つの自由度を有するようにインプラント
に付着することができる。さらに、固定プレートは、第１の骨及び／又は第２の骨に付着
し、各付着は少なくとも１つの自由度を有するように、付着することができる。幾つかの
実施形態において、固定プレートは、インプラント及び／又は組織に付着し、各付着ポイ
ントに対して１つより多い自由度を有して付着することができる。幾つかの実施形態にお
いて、固定プレートは、第１の骨及び／又は第２の骨に円錐状自由度を有して付着するこ
とができる。
ける患者組織に対する運動を可能にするよう構成することができる。幾つかの実施形態に
おいて、固定プレートは、埋込み後におけるインプラントに対して軸方向に圧迫できるよ
うにすることができる。提示する固定プレートの実施形態において、固定プレートは、固
定プレートがインプラントに対して少なくとも１つの自由度を有するようにインプラント
に付着することができる。さらに、固定プレートは、第１の骨及び／又は第２の骨に付着
し、各付着は少なくとも１つの自由度を有するように、付着することができる。幾つかの
実施形態において、固定プレートは、インプラント及び／又は組織に付着し、各付着ポイ
ントに対して１つより多い自由度を有して付着することができる。幾つかの実施形態にお
いて、固定プレートは、第１の骨及び／又は第２の骨に円錐状自由度を有して付着するこ
とができる。
【0084】
固定プレートの幾つかの実施形態は、凹状輪郭付きねじ孔を有し、またねじ孔の凹状輪
郭に対応して、ねじ山部分に向くねじヘッドの端部の側から見たとき、凸状輪郭を有する
ねじヘッド付きの骨ねじを使用して患者の骨に付着させる。凸状輪郭付きねじヘッド及び
凹状輪郭付きねじ孔の使用は、少なくとも円錐状自由度を有する固定を生ずることができ
る。骨ねじヘッドは、ゼロより大きい隙間嵌めを有して固定プレートのねじ孔に対して固
定することができ、ある意味、この隙間嵌めは或る量の並進移動をもたらし、また骨ねじ
ヘッドと固定プレートのねじ孔との間における噛み付きを防止することができる。本明細
書に使用する隙間嵌めは、組み合わされるコンポーネントの寸法間における正差がある条
件に言及するものである。例えば、隙間嵌めは、ねじヘッドの直径が対応するねじ孔の直
径よりも小さいときに存在する。
郭に対応して、ねじ山部分に向くねじヘッドの端部の側から見たとき、凸状輪郭を有する
ねじヘッド付きの骨ねじを使用して患者の骨に付着させる。凸状輪郭付きねじヘッド及び
凹状輪郭付きねじ孔の使用は、少なくとも円錐状自由度を有する固定を生ずることができ
る。骨ねじヘッドは、ゼロより大きい隙間嵌めを有して固定プレートのねじ孔に対して固
定することができ、ある意味、この隙間嵌めは或る量の並進移動をもたらし、また骨ねじ
ヘッドと固定プレートのねじ孔との間における噛み付きを防止することができる。本明細
書に使用する隙間嵌めは、組み合わされるコンポーネントの寸法間における正差がある条
件に言及するものである。例えば、隙間嵌めは、ねじヘッドの直径が対応するねじ孔の直
径よりも小さいときに存在する。
【0085】
固定プレートは、緊締手段を使用するインプラントに対して少なくとも１つの自由度で
付着することができる。固定プレートの幾つかの実施形態は、固定プレートとインプラン
トとの間にゼロより大きい隙間嵌めを有する緊締手段を使用する。隙間嵌めを有する緊締
手段の使用は、ある意味、固定プレート、インプラント及び／又は緊締手段間における或
る量の並進移動をもたらし、また噛み付きを防止することができる。使用可能な幾つかの
緊締手段としては、限定しないが、１／４回転の緊締具、ねじ等々がある。１／４回転の
緊締具に関する隙間嵌めは、軸方向及び／又は半径方向に多数の並進移動方向をもたらす
ことができる。
付着することができる。固定プレートの幾つかの実施形態は、固定プレートとインプラン
トとの間にゼロより大きい隙間嵌めを有する緊締手段を使用する。隙間嵌めを有する緊締
手段の使用は、ある意味、固定プレート、インプラント及び／又は緊締手段間における或
る量の並進移動をもたらし、また噛み付きを防止することができる。使用可能な幾つかの
緊締手段としては、限定しないが、１／４回転の緊締具、ねじ等々がある。１／４回転の
緊締具に関する隙間嵌めは、軸方向及び／又は半径方向に多数の並進移動方向をもたらす
ことができる。
【0086】
２つの所与のコンポーネント間に生ずる自由度の数は複数要因の結果であり得るもので
、これら要因としては、限定しないが、設計自由度、製造公差自由度又は隙間嵌め自由度
がある。本明細書は設計自由度に注目し、また幾つかの実施形態において、意図した隙間
嵌め自由度に注目する。しかし、当然のことながら、製造公差は測定することができる及
び／又は必要自由度を持つデバイスを作り出すのと同様に測定かつ使用することができる
。
、これら要因としては、限定しないが、設計自由度、製造公差自由度又は隙間嵌め自由度
がある。本明細書は設計自由度に注目し、また幾つかの実施形態において、意図した隙間
嵌め自由度に注目する。しかし、当然のことながら、製造公差は測定することができる及
び／又は必要自由度を持つデバイスを作り出すのと同様に測定かつ使用することができる
。
【0087】
図１Ｒはインプラントに回転可能に付着した固定プレート１０の側面図である。1個の
骨ねじ３０を描いているが、２個の骨ねじを使用するよう固定プレート１０を構成する。
図１Ｒにおいて、固定プレート１０はインプラント２０に対してロック位置にある。本明
細書で使用するロック位置は、少なくとも１つの平面内で１つの素子を他の素子に対して
固定するが少なくとも１つの平面での移動自由度を有していることに言及する。図１Ｒに
おいて、固定プレート１０は、インプラント２０に対して前から後への方向に関して固定
するが、その前から後への方向において軸線周りの回転が自由である。前後は使用される
例示的方向で図面に示すが、使用又は形態に関して何らの制限もする意図しない。ここに
使用される図面において、インプラント２０の後部は、固定プレート１０を受け入れるよ
う構成したインプラント２０の端部を意味する。インプラント２０の前部は、後部とは反
対側の端部を意味する。インプラント２０の前部と後部との間におけるインプラント部分
は側部として説明する。インプラント２０の頂部から底部への方向は、軸方向又は圧迫方
向として説明する。例示的な固定プレート１０及びインプラント２０は、軸方向及び圧迫
方向がほぼ同一である状況用に構成されているが、同一又は類似である必要はない。
骨ねじ３０を描いているが、２個の骨ねじを使用するよう固定プレート１０を構成する。
図１Ｒにおいて、固定プレート１０はインプラント２０に対してロック位置にある。本明
細書で使用するロック位置は、少なくとも１つの平面内で１つの素子を他の素子に対して
固定するが少なくとも１つの平面での移動自由度を有していることに言及する。図１Ｒに
おいて、固定プレート１０は、インプラント２０に対して前から後への方向に関して固定
するが、その前から後への方向において軸線周りの回転が自由である。前後は使用される
例示的方向で図面に示すが、使用又は形態に関して何らの制限もする意図しない。ここに
使用される図面において、インプラント２０の後部は、固定プレート１０を受け入れるよ
う構成したインプラント２０の端部を意味する。インプラント２０の前部は、後部とは反
対側の端部を意味する。インプラント２０の前部と後部との間におけるインプラント部分
は側部として説明する。インプラント２０の頂部から底部への方向は、軸方向又は圧迫方
向として説明する。例示的な固定プレート１０及びインプラント２０は、軸方向及び圧迫
方向がほぼ同一である状況用に構成されているが、同一又は類似である必要はない。
【0088】
図２は、ロック位置にある固定プレート１０、インプラント２０及び骨ねじ３０の等角
図である。固定プレート１０は、その前から後ろへの方向において軸線周りにインプラン
ト２０に対して回転するよう構成することができる。固定プレート１０とインプラント２
０との間の許容される回転の角度は、インプラント２０と骨ねじ３０との間における干渉
によって制限し得る。固定プレート１０によって許容される軸方向圧迫量は、インプラン
ト２０に対する骨ねじ３０の配置状況に基づいて調整することができる。骨ねじ３０はイ
ンプラント２０から軸方向に離れるにつれて、許容される軸方向圧迫量は所定ポイントま
で増大する。軸方向圧迫量は、ねじ孔１１間における特定長さの固定プレート１０の埋込
み後にインプラント２０に対する固定プレート１０の角度によって見積もることができる
。例えば、ねじ孔の中心間に１０ｍｍ間隔を有する固定プレート１０は、インプラント２
０に対して４５°の角度で埋め込む場合よりも、インプラント２０に対して５０°の角度
で埋め込む場合の方がより大きな軸方向圧迫を可能にする。
図である。固定プレート１０は、その前から後ろへの方向において軸線周りにインプラン
ト２０に対して回転するよう構成することができる。固定プレート１０とインプラント２
０との間の許容される回転の角度は、インプラント２０と骨ねじ３０との間における干渉
によって制限し得る。固定プレート１０によって許容される軸方向圧迫量は、インプラン
ト２０に対する骨ねじ３０の配置状況に基づいて調整することができる。骨ねじ３０はイ
ンプラント２０から軸方向に離れるにつれて、許容される軸方向圧迫量は所定ポイントま
で増大する。軸方向圧迫量は、ねじ孔１１間における特定長さの固定プレート１０の埋込
み後にインプラント２０に対する固定プレート１０の角度によって見積もることができる
。例えば、ねじ孔の中心間に１０ｍｍ間隔を有する固定プレート１０は、インプラント２
０に対して４５°の角度で埋め込む場合よりも、インプラント２０に対して５０°の角度
で埋め込む場合の方がより大きな軸方向圧迫を可能にする。
【0089】
幾つかの実施形態において、固定プレート１０は、インプラント２０の中心軸線を通過
する平面に対する、ねじ孔１１の中心間に引いたラインの向きに基づいてインプラント２
０に対して指向する。幾つかの実施形態において、固定プレート１０は、非ロック位置で
インプラント２０に対して－４５°～４５°の間及びそれらの値を含む向きに指向する。
幾つかの実施形態において、固定プレート１０は、ロック位置でインプラント２０に対し
て１０°～９０°の間及びそれらの値を含む向きに指向する。幾つかの実施形態において
、固定プレート１０は、ロック位置でインプラント２０に対して－１０°～－９０°の間
及びそれらの値を含む向きに指向する。
する平面に対する、ねじ孔１１の中心間に引いたラインの向きに基づいてインプラント２
０に対して指向する。幾つかの実施形態において、固定プレート１０は、非ロック位置で
インプラント２０に対して－４５°～４５°の間及びそれらの値を含む向きに指向する。
幾つかの実施形態において、固定プレート１０は、ロック位置でインプラント２０に対し
て１０°～９０°の間及びそれらの値を含む向きに指向する。幾つかの実施形態において
、固定プレート１０は、ロック位置でインプラント２０に対して－１０°～－９０°の間
及びそれらの値を含む向きに指向する。
【0090】
図３及び４は、ロック位置にある固定プレート１０とインプラント２０との間の関係を
示す追加的な説明図である。１つのロック位置のみを図で示すが、当然のことながら、固
定プレート１０は、この及び他の実施形態においてインプラント２０に対してより多く又
は少なく回転させることができる。
示す追加的な説明図である。１つのロック位置のみを図で示すが、当然のことながら、固
定プレート１０は、この及び他の実施形態においてインプラント２０に対してより多く又
は少なく回転させることができる。
【0091】
図４Ａは、固定プレート１０及び隠れた形体部を破線で示す骨ねじ３０の側面図である
。幾つかの実施形態において、骨ねじ３０は、ねじ孔１１の変動する直径に対応する変動
する直径を有するねじヘッド３１を持つことができる。幾つかの実施形態において、ねじ
ヘッド３１は、ねじ山部分３２に向くねじヘッドの端部の側から見たとき、凸状輪郭を有
することができる。幾つかの実施形態において、ねじ孔１１は、ねじヘッド３１の凸状輪
郭に対応する凹状輪郭を有することができる。
。幾つかの実施形態において、骨ねじ３０は、ねじ孔１１の変動する直径に対応する変動
する直径を有するねじヘッド３１を持つことができる。幾つかの実施形態において、ねじ
ヘッド３１は、ねじ山部分３２に向くねじヘッドの端部の側から見たとき、凸状輪郭を有
することができる。幾つかの実施形態において、ねじ孔１１は、ねじヘッド３１の凸状輪
郭に対応する凹状輪郭を有することができる。
【0092】
凸状輪郭付きのねじヘッド３１及び凹状輪郭付きのねじ孔１１を使用することによって
、少なくとも円錐状自由度４０を有する固定を生ずることができる。円錐状自由度を有す
る固定を生ずるようにするため、凸状輪郭を有するねじヘッド３１及び凹状輪郭を有する
ねじ孔１１の使用を本明細書に開示したが、当然のことながら、同様の特性を有する固定
を得る他の方法が従来技術に存在する。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は０°
～９０°の範囲である。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は１０°～７０°の範
囲である。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は２０°～４０°の範囲である。幾
つかの実施形態において、円錐状自由度は２５°～３５°の範囲である。幾つかの実施形
態において、円錐状自由度は２８°～３２°の範囲である。幾つかの実施形態において、
円錐状自由度は約３０°である。
、少なくとも円錐状自由度４０を有する固定を生ずることができる。円錐状自由度を有す
る固定を生ずるようにするため、凸状輪郭を有するねじヘッド３１及び凹状輪郭を有する
ねじ孔１１の使用を本明細書に開示したが、当然のことながら、同様の特性を有する固定
を得る他の方法が従来技術に存在する。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は０°
～９０°の範囲である。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は１０°～７０°の範
囲である。幾つかの実施形態において、円錐状自由度は２０°～４０°の範囲である。幾
つかの実施形態において、円錐状自由度は２５°～３５°の範囲である。幾つかの実施形
態において、円錐状自由度は２８°～３２°の範囲である。幾つかの実施形態において、
円錐状自由度は約３０°である。
【0093】
凸状輪郭を有するねじヘッド３１及び凹状輪郭を有するねじ孔１１の使用は、さらに、
無限数の自由度を有する固定を生ずることができる。幾つかの実施形態において、骨ねじ
３０は、ねじヘッド３１とねじ孔１１との間に隙間嵌め５０が存在するよう、組織のセグ
メントに固定される。この隙間嵌め５０は、固定プレート１０のねじヘッド３１に対する
、任意な設計自由度及び隙間嵌め５０の方向における或る量に沿う回転を可能にする。幾
つかの実施形態において、ねじヘッド３１とねじ孔１１との間にゼロより大きい隙間嵌め
５０を使用して噛み付きを防止するのが望ましい。
無限数の自由度を有する固定を生ずることができる。幾つかの実施形態において、骨ねじ
３０は、ねじヘッド３１とねじ孔１１との間に隙間嵌め５０が存在するよう、組織のセグ
メントに固定される。この隙間嵌め５０は、固定プレート１０のねじヘッド３１に対する
、任意な設計自由度及び隙間嵌め５０の方向における或る量に沿う回転を可能にする。幾
つかの実施形態において、ねじヘッド３１とねじ孔１１との間にゼロより大きい隙間嵌め
５０を使用して噛み付きを防止するのが望ましい。
【0094】
幾つかの実施形態において、ねじ孔１１は、円形かつ内面が滑らかであり、固定プレー
ト１０が骨ねじ３０に対して回転できるようにする。ねじ孔１１は、単一直径又は特別形
状に形成した骨ねじ３０を受け入れる直径勾配を有することができる。ねじ孔11及び骨ね
じ３０は、随意的に骨ねじ３０に対する固定プレート１０の回転を抑止する回転止めを設
けるよう構成することができる。
ト１０が骨ねじ３０に対して回転できるようにする。ねじ孔１１は、単一直径又は特別形
状に形成した骨ねじ３０を受け入れる直径勾配を有することができる。ねじ孔11及び骨ね
じ３０は、随意的に骨ねじ３０に対する固定プレート１０の回転を抑止する回転止めを設
けるよう構成することができる。
【0095】
図５は、非ロック位置にある固定プレート１０及びインプラント２０の側断面図である
。固定プレート１０は、さらに、インプラント２０の取付けポート２２内に嵌合するよう
構成した円筒形部材１２を有する。幾つかの実施形態において、円筒形部材１２及び取付
けポート２２は、さらに、円筒形部材１２又は取付けポート２２の部分的相対回転を使用
し、ピン、ウェッジ又はチップを受け入れるよう構成された表面に対してピン、ウェッジ
又はチップを係合させる１／４ロック機構を有する。
。固定プレート１０は、さらに、インプラント２０の取付けポート２２内に嵌合するよう
構成した円筒形部材１２を有する。幾つかの実施形態において、円筒形部材１２及び取付
けポート２２は、さらに、円筒形部材１２又は取付けポート２２の部分的相対回転を使用
し、ピン、ウェッジ又はチップを受け入れるよう構成された表面に対してピン、ウェッジ
又はチップを係合させる１／４ロック機構を有する。
【0096】
例示的実施形態において、取付けポート２２は、さらに、外方部分２３及び内方部分２
４を有する。幾つかの実施形態において、外方部分２３は円筒形であり、やはり円筒形で
ある内方部分２４よりも小さい直径を有する。外方部分２４は、円筒形部材１２の材料が
半径方向に追加されているエリアに対応して、材料が半径方向に除去されている１つ又は
それ以上の円形扇型部を有することができる。追加又は除去されている材料は、デバイス
の設計プロセス又は製造中のプロセスに言及することができ、材料が追加されるデバイス
は、単一連続材料に言及し、また材料が除去されるデバイスは製造されるデバイスに言及
することができる。
４を有する。幾つかの実施形態において、外方部分２３は円筒形であり、やはり円筒形で
ある内方部分２４よりも小さい直径を有する。外方部分２４は、円筒形部材１２の材料が
半径方向に追加されているエリアに対応して、材料が半径方向に除去されている１つ又は
それ以上の円形扇型部を有することができる。追加又は除去されている材料は、デバイス
の設計プロセス又は製造中のプロセスに言及することができ、材料が追加されるデバイス
は、単一連続材料に言及し、また材料が除去されるデバイスは製造されるデバイスに言及
することができる。
【0097】
図６は、非ロック位置にある固定プレート１０及びインプラント２０の背面図である。
幾つかの実施形態において、埋込み中に固定プレート１０にトルクを加えるためのツール
係合エリア１３を固定プレート１０に設けることができる。ツール係合エリア１３に対応
する延長部を有するツールを使用して固定プレート１０を回転することができる。
幾つかの実施形態において、埋込み中に固定プレート１０にトルクを加えるためのツール
係合エリア１３を固定プレート１０に設けることができる。ツール係合エリア１３に対応
する延長部を有するツールを使用して固定プレート１０を回転することができる。
【0098】
図７は、固定プレート１０を受け入れるよう構成されたインプラント２０の背面図であ
る。例示的実施形態において、円筒形部材１２は、さらに、半径方向に互いに逆方向に突
出する２つのピン１４を有する。この実施形態において、インプラント２０は、取付けポ
ート２２の外方部分２３において半径方向に互いに逆向きに延在する切欠き２５で２つの
ピン１４を受け入れるよう構成されている。当然のことながら、ピン及び切欠きの開示し
た構成は、固定プレート１０をインプラント２０に付着させ、非ロック位置及びロック位
置にすることができるようにする単なる１つのやり方である。例えば、２つより少ない又
は多いピン１４を使用する、又は２つより少ない又は多い切欠き２５を使用し、ピン１４
は、約１８０°以外の間隔で円筒形部材１２において離間させ、また切欠き２５は、約１
８０°以外の間隔で取付けポート２２の外方部分において離間させることができる。
る。例示的実施形態において、円筒形部材１２は、さらに、半径方向に互いに逆方向に突
出する２つのピン１４を有する。この実施形態において、インプラント２０は、取付けポ
ート２２の外方部分２３において半径方向に互いに逆向きに延在する切欠き２５で２つの
ピン１４を受け入れるよう構成されている。当然のことながら、ピン及び切欠きの開示し
た構成は、固定プレート１０をインプラント２０に付着させ、非ロック位置及びロック位
置にすることができるようにする単なる１つのやり方である。例えば、２つより少ない又
は多いピン１４を使用する、又は２つより少ない又は多い切欠き２５を使用し、ピン１４
は、約１８０°以外の間隔で円筒形部材１２において離間させ、また切欠き２５は、約１
８０°以外の間隔で取付けポート２２の外方部分において離間させることができる。
【0099】
図８は、ロック位置にある固定プレート１０及びインプラント２０の側断面図である。
このロック位置において、円筒形部材１２から半径方向に突出するピン２４は、取付けポ
ート２２の外方部分２３の直径を超える表面をもたらす。ピン２４は取付けポート２２の
内方部分２４の直径よりも小さいものとすることができる表面をもたらし、固定プレート
１０がインプラント２０に対して妨害のない回転を可能にする。内方部分２４は全体にわ
たってほぼ等しい直径を有する円筒状として示すが、幾つかの実施形態において、内方部
分２４は非円筒状とする又は可変直径を有することができる。幾つかの実施形態において
、内方部分２４は、さらに、ピン２４の末端部間の距離よりも小さい直径を有する少なく
とも１つのエリアがある可変直径を含む。幾つかの実施形態において、内方部分２４は、
さらに、ピン２４の末端部間の距離よりも小さい直径を有する局所的エリアを生ずるよう
材料が追加された少なくとも１つのエリアを含む。ピン２４の末端部間の距離よりも小さ
い直径を有するエリアの使用により、固定プレート１０のインプラント２０に対する回転
止めを生ずることができる。
このロック位置において、円筒形部材１２から半径方向に突出するピン２４は、取付けポ
ート２２の外方部分２３の直径を超える表面をもたらす。ピン２４は取付けポート２２の
内方部分２４の直径よりも小さいものとすることができる表面をもたらし、固定プレート
１０がインプラント２０に対して妨害のない回転を可能にする。内方部分２４は全体にわ
たってほぼ等しい直径を有する円筒状として示すが、幾つかの実施形態において、内方部
分２４は非円筒状とする又は可変直径を有することができる。幾つかの実施形態において
、内方部分２４は、さらに、ピン２４の末端部間の距離よりも小さい直径を有する少なく
とも１つのエリアがある可変直径を含む。幾つかの実施形態において、内方部分２４は、
さらに、ピン２４の末端部間の距離よりも小さい直径を有する局所的エリアを生ずるよう
材料が追加された少なくとも１つのエリアを含む。ピン２４の末端部間の距離よりも小さ
い直径を有するエリアの使用により、固定プレート１０のインプラント２０に対する回転
止めを生ずることができる。
【0100】
図９は、固定プレートを受け入れるよう構成されたインプラントの等角断面図である。
図１０は、固定プレートを受け入れるよう構成されたインプラントの頂部断面図である。
これら図は、取付けポート２２、及び外方部分２３，内方部分２４及び切欠き２５を使用
する例示的構成の追加的図を提示する。
図１０は、固定プレートを受け入れるよう構成されたインプラントの頂部断面図である。
これら図は、取付けポート２２、及び外方部分２３，内方部分２４及び切欠き２５を使用
する例示的構成の追加的図を提示する。
【0101】
これまで説明してきたのは、固定プレート、及び開示した固定プレートを受け入れるよ
う構成されたインプラントである。本明細書開示において、本発明の例示的実施形態のみ
を示しまた記載するが、本発明は、様々な他の組合せ及び環境を使用することができ、ま
た本明細書で表現したような発明概念の範囲内における改変又は変更が可能であると理解
されたい。
う構成されたインプラントである。本明細書開示において、本発明の例示的実施形態のみ
を示しまた記載するが、本発明は、様々な他の組合せ及び環境を使用することができ、ま
た本明細書で表現したような発明概念の範囲内における改変又は変更が可能であると理解
されたい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図1M】
【図1N】
【図1O】
【図1P】
【図1Q】
【図1R】
【図2】
【図3】
【図4】
【図4A】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2024-10-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
体内に埋め込むよう構成され少なくとも１つの側面を含むインプラントと、
前記インプラントの前記側面に選択的にかつ回転可能に固定される細長プレートと、を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは、１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通するよう構成された複数の開口を有する、医療インプラントシステム。
前記インプラントの前記側面に選択的にかつ回転可能に固定される細長プレートと、を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは、１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通するよう構成された複数の開口を有する、医療インプラントシステム。
【手続補正書】
【提出日】2024-10-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
体内に埋め込むよう構成され少なくとも１つの側面を含む骨癒合インプラントと、
前記骨癒合インプラントを前記体内の１つ以上の骨構造に固定するよう構成されるとともに凸状輪郭を有する１つ以上の緊締具と、
前記１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通可能にするよう構成されるとともに凹状輪郭を有し、円錐状自由度を有する固定を生じる複数の開口を有する細長プレートと、を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは前記骨癒合インプラントの側面に回転可能に連結され、前記体内への埋め込み後に前記骨癒合インプラントに対して回転して前記細長プレートによる前記骨癒合インプラントに対する軸線方向圧迫を可能にするように構成され、
前記軸線方向圧迫の量は、前記細長プレートに対する前記１つ以上の緊締具の配置状況、及び前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの角度に基づいて調整可能である、医療インプラントシステム。
前記骨癒合インプラントを前記体内の１つ以上の骨構造に固定するよう構成されるとともに凸状輪郭を有する１つ以上の緊締具と、
前記１つ以上の緊締具を前記細長プレートに挿通可能にするよう構成されるとともに凹状輪郭を有し、円錐状自由度を有する固定を生じる複数の開口を有する細長プレートと、を備える医療インプラントシステムにおいて、
前記細長プレートは前記骨癒合インプラントの側面に回転可能に連結され、前記体内への埋め込み後に前記骨癒合インプラントに対して回転して前記細長プレートによる前記骨癒合インプラントに対する軸線方向圧迫を可能にするように構成され、
前記軸線方向圧迫の量は、前記細長プレートに対する前記１つ以上の緊締具の配置状況、及び前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの角度に基づいて調整可能である、医療インプラントシステム。
【請求項2】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記複数の開口は、前記緊締具の周りに回転するよう更に構成されている、医療インプラントシステム。
【請求項3】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記複数の開口は、さらに、第１直径を有する滑らかな環状形状であり、前記緊締具は、さらに、第２直径を有する滑らかな環状形状のヘッドを備え、前記第２直径は前記第１直径よりも小さい、医療インプラントシステム。
【請求項4】
請求項１記載の医療インプラントシステムにおいて、前記細長プレートは、さらに、前記骨癒合インプラントの前記側面に向かって延在する１／４回転緊締具を有し、
前記骨癒合インプラントは、さらに、前記細長プレートに位置する前記１／４回転緊締具に対応する開口を有する、医療インプラントシステム。
前記骨癒合インプラントは、さらに、前記細長プレートに位置する前記１／４回転緊締具に対応する開口を有する、医療インプラントシステム。
【請求項5】
骨癒合インプラントの側面に回転可能に付着するように構成された細長プレートと、
前記細長プレートにおける、対応する複数の緊締具を受け入れるように構成された複数の開口と、
を備える、前記骨癒合インプラントに対する固定プレートにおいて、
前記複数の緊締具は、前記骨癒合インプラントを体内の１つ以上の骨構造に固定するよう構成され、
前記複数の緊締具のうち少なくとも１つの緊締具が凸状輪郭を有し、
前記複数の開口の少なくとも１つのそれぞれは凹状輪郭を有し、円錐状自由度を有する固定を生じ、
前記細長プレートは、前記骨癒合インプラントの前記側面に回転可能であり、前記体内への埋め込み後に前記細長プレートによって前記骨癒合インプラントに対する軸線方向圧迫を可能にし、
前記軸線方向圧迫の量は、前記細長プレートに対する前記複数の緊締具の配置状況、及び前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの角度に基づいて調整可能である、固定プレート。
前記細長プレートにおける、対応する複数の緊締具を受け入れるように構成された複数の開口と、
を備える、前記骨癒合インプラントに対する固定プレートにおいて、
前記複数の緊締具は、前記骨癒合インプラントを体内の１つ以上の骨構造に固定するよう構成され、
前記複数の緊締具のうち少なくとも１つの緊締具が凸状輪郭を有し、
前記複数の開口の少なくとも１つのそれぞれは凹状輪郭を有し、円錐状自由度を有する固定を生じ、
前記細長プレートは、前記骨癒合インプラントの前記側面に回転可能であり、前記体内への埋め込み後に前記細長プレートによって前記骨癒合インプラントに対する軸線方向圧迫を可能にし、
前記軸線方向圧迫の量は、前記細長プレートに対する前記複数の緊締具の配置状況、及び前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの角度に基づいて調整可能である、固定プレート。
【請求項6】
前記複数の開口が、それぞれ前記複数の緊締具のうちの１つの緊締具を受け入れるように構成された２つ以上の開口を含む、請求項５に記載の固定プレート。
【請求項7】
前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの前記角度は、－４５°～４５°である、請求項６に記載の固定プレート。
【請求項8】
前記細長プレートは、ロック位置で前記骨癒合インプラントの前記側面に回転可能に付着するように構成される、請求項６に記載の固定プレート。
【請求項9】
前記細長プレートは、前記ロック位置で前記骨癒合インプラントの前記側面に対して少なくとも１つの平面において自由度を有して固定され、前記少なくとも１つの平面で軸線の周りを回転する、請求項８に記載の固定プレート。
【請求項10】
前記骨癒合インプラントの前記側面は、前記骨癒合インプラントの後側を含む、請求項９に記載の固定プレート。
【請求項11】
前記少なくとも１つの平面は、前記骨癒合インプラントに対して前から後への方向の平面を含む、請求項１０に記載の固定プレート。
【請求項12】
前記ロック位置における前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの前記角度は、－１０°～－９０°である、請求項８に記載の固定プレート。
【請求項13】
前記ロック位置における前記骨癒合インプラントに対する前記細長プレートの前記角度は、１０°～９０°である、請求項８に記載の固定プレート。
【請求項14】
前記複数の開口の少なくとも１つは、前記複数の緊締具のうち対応する緊締具の周りを回転するように構成されている、請求項５に記載の固定プレート。
【請求項15】
前記複数の開口の少なくとも１つは、第１直径を有する滑らかな環状形状であり、
前記複数の緊締具のうち対応する緊締具は、第２直径を有する滑らかな環状形状のヘッドを備え、
前記第２直径は前記第１直径よりも小さい、請求項５に記載の固定プレート。
前記複数の緊締具のうち対応する緊締具は、第２直径を有する滑らかな環状形状のヘッドを備え、
前記第２直径は前記第１直径よりも小さい、請求項５に記載の固定プレート。
【請求項16】
前記細長プレートは、前記骨癒合インプラントの前記側面に対して少なくとも１つの自由度で回転可能である、請求項５に記載の固定プレート。
【請求項17】
前記少なくとも１つの自由度は、０°～９０°の範囲、１０°～７０°の範囲、２０°
～４０°の範囲、２５°～３５°の範囲、２８°～３２°の範囲、及び約３０°の１つを
含む、請求項１６に記載の固定プレート。
～４０°の範囲、２５°～３５°の範囲、２８°～３２°の範囲、及び約３０°の１つを
含む、請求項１６に記載の固定プレート。
【請求項18】
前記少なくとも１つの自由度は、円錐状自由度を含む、請求項１６に記載の固定プレート。
【請求項19】
前記細長プレートは、前記骨癒合インプラントの取付けポート内に嵌合するよう構成した部材を含む、請求項５に記載の固定プレート。
【請求項20】
前記部材は、前記骨癒合インプラントの取付けポートに係合するように構成されているロック機構を含む、請求項１９に記載の固定プレート。
【請求項21】
前記細長プレートはツール係合エリアを含む、請求項５に記載の固定プレート。
【外国語明細書】