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特表2024-530442３Ｄ印刷されたインプラントおよびインプラントの３Ｄ印刷のための方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-21
(54)【発明の名称】３Ｄ印刷されたインプラントおよびインプラントの３Ｄ印刷のための方法
(51)【国際特許分類】
B22F 10/36 20210101AFI20240814BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20240814BHJP
B22F 10/38 20210101ALI20240814BHJP
B22F 1/12 20220101ALI20240814BHJP
B22F 10/62 20210101ALI20240814BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240814BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20240814BHJP
A61F 2/28 20060101ALN20240814BHJP
【ＦＩ】
B22F10/36
B22F10/28
B22F10/38
B22F1/12
B22F10/62
B33Y10/00
B33Y80/00
A61F2/28
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024505077
(86)(22)【出願日】2022-07-18
(85)【翻訳文提出日】2024-02-21
(86)【国際出願番号】 IB2022056607
(87)【国際公開番号】W WO2023007304
(87)【国際公開日】2023-02-02
(31)【優先権主張番号】63/226,212
(32)【優先日】2021-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513069064
【氏名又は名称】デピュイ・シンセス・プロダクツ・インコーポレイテッド
【住所又は居所原語表記】３２５ Ｐａｒａｍｏｕｎｔ Ｄｒｉｖｅ， Ｒａｙｎｈａｍ ＭＡ ０２７６７－０３５０ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】マクナマラ・フィオナン・アーダハン
(72)【発明者】
【氏名】サイダ・ショーン
(72)【発明者】
【氏名】ガーバー・デビッド
(72)【発明者】
【氏名】マクミラン・ロデリック
(72)【発明者】
【氏名】トロイ・パトリック・エイ
【テーマコード（参考）】
4C097
4K018
【Ｆターム（参考）】
4C097AA10
4C097BB01
4C097DD06
4C097DD09
4C097MM03
4C097MM07
4C097SC10
4K018AA06
4K018AA10
4K018AA14
4K018AA33
4K018BA03
4K018BA04
4K018BA08
4K018BA17
4K018BB04
4K018FA24
4K018KA70
(57)【要約】
埋め込み型デバイスを作製する方法が、粉末床の上のビルド表面上に、複数の隣接するエネルギーピクセルを有するレーザエネルギーの照射を方向付けるステップであって、それによって埋め込み型デバイスの層を形成する、方向付けるステップを含む。方向付けるステップは、形成された層の全体が埋め込み型デバイスの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回繰り返される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
埋め込み型デバイスを作製する方法であって、粉末床の上のビルド表面上にレーザエネルギーの照射を方向付けることであって、それによって埋め込み型デバイスの層を形成し、前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上の共通の境界を共有する隣接するエネルギーピクセルを含み、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、方向付けることと、
前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回、前記方向付けるステップを繰り返すことと、を含む方法。
【請求項2】
前記繰り返すステップの後に、前記埋め込み型デバイスの前記少なくとも一部分が、５０倍の倍率で基準面において観察可能な不規則なプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記５０倍の倍率は、光学顕微鏡法を使用して実行可能である、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記埋め込み型デバイスは、整形外科用デバイスである、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記埋め込み型デバイスは、脊椎固定デバイスである、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記拡張可能な脊椎固定デバイスのそれぞれの終板および作動機構の層を形成することを含み、前記作動機構は、前記繰り返すステップの終了後に前記終板間の距離を拡張するように構成される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約９９．５パーセント～約１００パーセントの範囲の印刷密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約３２ＨＲＣ～約４０ＨＲＣの範囲の硬度を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上のエネルギーピクセルの線アレイおよびエネルギーピクセルの面アレイのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つのアレイ内の隣接するエネルギーピクセルは、前記ビルド表面上の共通の境界を共有し、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記それぞれの層は、前記埋め込み型デバイスの相互接続可能な構成要素の部分を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記相互接続可能な構成要素は、前記繰り返すステップのうちの少なくともいくつかの間に相互接続され、前記相互接続された構成要素は、マクロ構造、ミクロ構造、およびナノ構造のうちの少なくとも１つを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記相互接続された構成要素は、約１０マイクロメートル（μｍ）未満のスケールで空間分解能および精度を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記相互接続された構成要素は、前記埋め込み型デバイスを通る導管を集合的に画定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が、相互接続された構成要素を有する前記埋め込み型デバイスを画定する、請求項１０に記載の方法。
【請求項15】
前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第１の構成要素は、埋め込み処置における前記埋め込み型デバイスの作動プロセス中に、前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第２の構成要素によって画定される相補的な表面との摺動接触界面を提供するように十分に平滑であるガイド表面を画定する、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記相互接続された構成要素は、前記埋め込み型デバイスを１つ以上の椎骨に固定するための展開可能な固定スパイクを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
前記粉末床は金属粉末を含有し、前記埋め込み型デバイスは金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記粉末床は、セラミック粉末をさらに含有し、前記繰り返すステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記エネルギーピクセルは、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つの金属構成要素を形成し、同時に、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つのセラミック構成要素を形成し、前記繰り返すステップの終了後、前記少なくとも１つのセラミック構成要素は、前記少なくとも１つの金属構成要素の少なくとも一部分をコーティングするセラミックコーティングである、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記セラミックコーティングは再吸収可能である、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記セラミックコーティングはヒドロキシアパタイト（ＨＡ）を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項21】
前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記それぞれの層は、前記埋め込み型デバイスの表面またはその近傍に実質的に欠陥を持たないミクロ構造を構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項22】
前記繰り返すステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、前記埋め込み型デバイスの表面またはその近傍にそれぞれが実質的に欠陥を持たない１つ以上のミクロ構造を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記１つ以上のミクロ構造は、前記繰り返すステップの終了後にアルファマルテンサイトとなる、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記１つ以上のミクロ構造は、ステンレス鋼、チタン－アルミニウム－バナジウム（ＴＡＶ）合金、チタン－モリブデン合金、およびコバルト－クロム合金の群から選択される１つ以上の材料を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
骨形成を促進するように構成された表面仕上げ粗さを前記１つ以上のミクロ構造に提供するために、前記１つ以上のミクロ構造を表面仕上げすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型デバイスを真空熱処理することをさらに含み、前記真空熱処理することは、前記埋め込み型デバイスの疲労性能を向上させる、請求項２３に記載の方法。
【請求項27】
前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分が目標の弾性率を有するように実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項28】
前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第１の個別領域が第１の弾性率を有し、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第２の個別領域が前記第１の個別領域とは異なる第２の弾性率を有するように実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項29】
前記埋め込み型デバイスは椎体置換デバイスである、請求項１に記載の方法。
【請求項30】
前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、椎体切除術の後に行われる、請求項２９に記載の方法。
【請求項31】
前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくとも１つの間に、前記それぞれの層上に電子回路を印刷することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項32】
前記電子回路を印刷するステップは、前記層上に基板を堆積させ、前記基板上に半導体材料および伝導性トレースをさらに堆積させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項33】
前記電子回路は、１つ以上のコンピュータプログラムを実行するように構成されたスマート電子機器を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項34】
前記電子回路は、加速度計、歪みゲージ、近接センサ、ＰＨセンサ、熱センサ、および熱伝導体のうちの１つまたは複数を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項35】
前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスを画定し、前記埋め込み型デバイスは、骨移植片を送達および受容するための空隙を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項36】
前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスを画定し、前記埋め込み型デバイスは機能性ねじを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項37】
インプラントであって、第１の方向、第２の方向、および第３の方向に沿った寸法を画定する本体であって、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向は、互いに実質的に垂直である、本体を備え、
前記本体は、５０倍の倍率で基準面において観察可能なセグメントを含む階段状のプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定し、前記少なくとも１つの縁部は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つに対して湾曲しているか、または斜めに配向されているか、あるいはその両方である、インプラント。
【請求項38】
前記階段状のプロファイルは、１８倍未満の倍率で実質的に観察できない、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項39】
前記本体は、前記第３の方向に沿って連続して離間された複数の層を備え、前記複数の層のうちの少なくとも２つの隣接する層は、互いに対して階段状の幾何形状を有し、前記階段状の幾何形状は、５０倍の倍率で観察可能である、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項40】
前記本体の大部分は、本質的に溶融粒子からなる材料から構成されている、請求項３７に記載のインプラント。
【請求項41】
前記溶融粒子は融解されたものである、請求項４０に記載のインプラント。
【請求項42】
前記溶融粒子は、前記溶融粒子の大部分の間に間隙が延在するように一緒に融解されたものである、請求項４０に記載のインプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インプラントを作製するための付加製造プロセスに関し、より詳細には、インプラントの連続層を作成するためにレーザエネルギーの照射を利用する付加製造プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
選択的レーザ焼結または溶融による付加製造は、粉末層の逐次溶融を使用して３次元（３Ｄ）物体を作成するプロセスを意味する。最初に、少なくとも１つの粉末層が粉末床を形成するように、薄い粉末層が作業台（「ビルドプラットフォーム」と呼ばれることが多い）上に分配される。次いで、粉末層の選択されたエリアが、指向性エネルギー源、典型的にはレーザビームへの露出によって溶融される。したがって、レーザビームの露光パターンは、３次元物体の断面を形成する。部品は、垂直方向に沿って層ごとに積み重ねられたそのように形成された断面の連続的な溶融によってビルドされ、各層の溶融の間に、ビルドプラットフォームが下向きに増分され、粉末の新しい層がビルド表面上に堆積される。レーザ粉末溶融付加製造の一般的なプロセスは、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、および直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）を含むいくつかの用語によって知られるようになっており、これらの用語は、レーザ粉末床溶融結合（Ｌ－ＰＢＦ）という用語によって包含される。これらのプロセスは、様々な金属、セラミック、ポリマー、合金、および複合材料に適用されてきた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本開示の一実施形態によれば、埋め込み型デバイスを作製する方法は、粉末床の上のビルド表面上にレーザエネルギーの照射を方向付け、それによって埋め込み型デバイスの層を形成することを含む。レーザエネルギーの照射は、ビルド表面上の共通の境界を共有する隣接するエネルギーピクセルを含む。各ピクセルは、ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する。方向付けるステップは、形成された層の全体が埋め込み型デバイスの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回繰り返される。
【0004】
本開示の別の実施形態によれば、インプラントは、互いに実質的に垂直な第１の方向、第２の方向、および第３の方向に沿った寸法を画定する本体を有する。本体は、５０倍の倍率で基準面において観察可能なセグメントを含む階段状のプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定する。当該少なくとも１つの縁部は、第１の方向、第２の方向、および第３の方向のうちの少なくとも１つに対して湾曲しているか、または斜めに配向されている。
【図面の簡単な説明】
【0005】
前述の概要および本出願の例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むと、よりよく理解されるであろう。本出願の特徴を例示する目的で、例示的な実施形態を図面に示す。しかし、本出願は、図示される正確な配置および手段に限定されないことを理解すべきである。図面のうち：
【図1】インプラントの付加製造のための従来技術の装置の概略図である。
【図3A】レーザエネルギーピクセルから構成されるレーザエネルギーの例示的な従来技術の照射の概略図である。図３Ａは、矩形レーザエネルギーピクセルの線形ピクセルアレイを示し、図３Ｂは、複数の行に配列された矩形レーザエネルギーピクセルのエリアピクセルアレイを示す。
【図3B】レーザエネルギーピクセルから構成されるレーザエネルギーの例示的な従来技術の照射の概略図である。図３Ａは、矩形レーザエネルギーピクセルの線形ピクセルアレイを示し、図３Ｂは、複数の行に配列された矩形レーザエネルギーピクセルのエリアピクセルアレイを示す。
【図4A】粉末材料の層に送達される、図２に示されるレーザエネルギーの従来技術の線照射の概略図であり、層のいくつかのエリアはレーザエネルギーの照射によって選択的に溶融されるが、他のエリアは溶融されないままである。
【図4B】粉末材料の層に送達されるレーザエネルギーの従来技術の面照射の概略図であり、層のいくつかのエリアは面照射によって選択的に溶融され、他のエリアは溶融されないままである。
【図5A】様々な形状のレーザエネルギーを層上に照射する複数の従来技術のレーザ源に露出された粉末材料の層の概略図である。
【図5B】様々な形状のレーザエネルギーを層上に照射する複数の従来技術のレーザ源に露出された粉末材料の層の概略図である。
【図5C】様々な形状のレーザエネルギーを層上に照射する複数の従来技術のレーザ源に露出された粉末材料の層の概略図である。
【図5D】本開示の実施形態による、層上にレーザエネルギーの照射を送達するレーザ源に露出された粉末材料の層の概略図であり、レーザ源はまた、層上に付加的材料を堆積させるための堆積型プリントヘッドを含む。
【図6】２つの異なる粉末材料から構成された粉末材料の層に送達されるレーザエネルギーの従来技術の照射の概略図である。
【図8A】本開示の実施形態によるレーザ粉末床溶融結合（Ｌ－ＰＢＦ）を介して製造された中実立方体試料の選択部分を５０倍の倍率で示す写真画像である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
本開示は、本開示の一部を形成する、添付図面および実施例に関連する以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができる。本開示は、本明細書に説明および／または図示される特定の装置、方法、用途、条件またはパラメータに限定されるものではなく、本明細書で使用される専門用語は実施例を用いて具体的な実施形態を説明する目的のためだけのものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。また、添付の請求項を含む明細書において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は複数を含み、特定の数値への言及は、文脈により明確に別様に指示されない限り、少なくともこの特定の値を含む。
【0007】
「複数」という用語は、本明細書で使用される場合、１つよりも多いことを意味する。値の範囲が表されている場合、別の実施形態においては、ある特定の値から、および／または他の特定の値までが含まれる。同様に、先行する「約」によって値が近似の形式で表現された場合、その特定値により別の実施形態が形成されることが理解されるであろう。範囲はいずれも境界値を含み、組み合わせが可能である。
【0008】
寸法、角度、比率、およびその他の形状に関して本明細書で使用される場合、「略」、「約」、および「実質的に」という用語は、製造公差を考慮したものである。さらに、「略」、「約」、および「実質的に」という用語は、規定の寸法、比率、または角度よりも１０％大きいものまたは小さいものを含むことができる。さらに、「略」、「約」、および「実質的に」という用語は、規定された特定の値にも等しく適用され得る。
【0009】
第１、第２などの用語は、様々な要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素を別の要素と区別するために使用される。例えば、本明細書に開示される実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。
【0010】
本明細書に開示される実施形態は、埋め込み型デバイス（本明細書では「インプラント」とも呼ばれる）の付加製造のための技法に関し、特に、粉末床の上のビルド表面上へのレーザエネルギーの少なくとも１回の照射を使用して、粉末の選択領域を１つまたは複数の中実モノリシック埋め込み型構築物に溶融するか、焼結するか、あるいは別様に変換する技法に関する。本明細書において「レーザ粉末床溶融結合」（Ｌ－ＰＢＦ）という用語によって包含されるこれらの技法は、還元的製造プロセスよりも少ない材料廃棄物で、複雑な形状を有するものを含むインプラントの迅速な製造を提供することができる。これらの技法はまた、製造されたインプラントの材料特性の微細な制御を提供することができる。
【0011】
次に図１～図６を参照して、本開示の付加製造技法を実行するための様々な例示的なシステム、デバイス、および手段性について説明する。これらの特徴の多くは、次の参考文献、すなわち、Ｅｌ－Ｄａｓｈｅｒの名義で２０２０年５月７日に公開された米国特許出願公開第２０２０／０１３９４８７（Ａ１）号（「参考文献’４８７号」）（Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ＬＬＣ（Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，米国）によって所有されているものとして刊行物の表面に掲載されている）、２０１７年１０月２６日にＢｕｌｌｅｒの名義で公開された米国特許出願公開第２０１７／０３０４８９４（Ａ１）号（「参考文献’８９４号」）、２０２０年６月２３日にＢｕｌｌｅｒらの名義で発行された米国特許第１０，６８８，７２２号（以下、「参考文献’７２２号」）、２０１９年１０月８日にＢｕｌｌｅｒらの名義で発行された米国特許第１０，４３４，５７３号（以下、「参考文献’５７３号」）、２０２０年４月７日にＢｕｌｌｅｒらの名義で発行された米国特許第１０，６１１，０９２号（以下、「参考文献’０９２号」）、２０２１年１月１２日にＳｙｍｅｏｎｉｄｉｓらの名義で発行された米国特許第１０，８８８，９２５号（以下、「参考文献’９２５号」）（参考文献’８９４号、参考文献’７２２号、参考文献’５７３号、参考文献’０９２号、および参考文献’９２５号は、Ｖｅｌｏ３Ｄ，Ｉｎｃ．（Ｃａｍｐｂｅｌｌ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，米国）によって所有されているものとして刊行物の表面に掲載されている）、２０２０年９月１日にＳｕｌｌｉｖａｎらの名義で発行された米国特許第１０，７５９，０８４号（「参考文献’０８４号」）（Ｏｃｅａｎｉｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，Ｈａｗａｉｉ，米国）によって所有されているものとして特許の表面に掲載されている）、２０２１年１２月２９日にＦｅｌｄｍａｎｎらの名義で発行された米国特許第１０，８７５，０９４号（以下、「参考文献’０９４号」）、２０２１年２月１６日にＦｅｌｄｍａｎｎらの名義で発行された米国特許第１０，９１９，０９０号（以下、「参考文献’０９０号」）（参考文献’０９４号と参考文献’０９０号は共に、ＶｕｌｃａｎＦｏｒｍｓ Ｉｎｃ．（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，米国）によって所有されているものとして特許の表面に掲載されている）、２０１９年９月３日にＤａｌｌａｒｏｓａらの名義で発行された米国特許第１０，３９９，１８３号（「参考文献’１８３号」）（ＩＰＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．（Ｏｘｆｏｒｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，米国）によって所有されているものとして特許の表面に掲載されている）、２０１７年５月２５日にＤｅＭｕｔｈらの名義で公開された米国特許出願公開第２０１７／０１４４２２４（Ａ１）号（「参考文献’２２４号」）（Ｓｅｕｒａｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，米国）によって所有されているものとして刊行物の表面に掲載されている）、および２０１９年７月２５日にＳｔｅｎｇｅｌらの名義で公開された国際公開第２０１９／１４１３８１（Ａ１）号（「参考文献’３８１号」）（ＳＬＭ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ（Ｌｕｂｅｃｋ，Ｇｅｒｍａｎｙ）によって所有されているものとして刊行物の表面に掲載されている）により完全に説明されている。これらの参考文献のそれぞれの開示全体は、それらの全体が本明細書に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、前述のシステム、デバイス、および手段性は、本開示のインプラントを作製するための付加製造技法のために利用され得る、ハードウェア、プロセス、方法、および技法の非限定的な例として提供されることを理解されたい。レーザエネルギーを用いて構成粉末材料を中実インプラント構造体へと溶融する他のシステム、デバイス、および手段性も、本開示の範囲内にある。
【0012】
図１を参照すると、本開示の実施形態による付加製造のための例示的な装置１００が、チャンバ２内に配置された粉末床４を有する作業台５を含む。チャンバ２は、粉末床４の上部表面７（「ビルド表面」７とも呼ばれる）がレーザ源１に露出されることを可能にする窓３を含む。レーザ源１、またはレーザ源の光路内に位置付けられた他の構成要素は、粉末床に対するレーザビーム照射の位置を変更するための手段、例えば、チャンバの内部または外部に位置付けられ得る１つまたは複数のミラーガルバノメータを含み得るガントリシステムおよび／またはミラーベースシステムを含む。粉末床４と交差するレーザエネルギーを変調および／または成形する手段は、ビーム変調デバイスおよび光弁（例えば、格子光弁および平面光弁）を含む。レーザ源からの制御されたエネルギー送達は、局所的加熱およびその後の冷却時に、粉末の最上層（本明細書では「ビルド層」とも呼ばれる）内での選択的溶融を可能にする。次に、作業台が第１の方向すなわち垂直方向Ｚに沿って下降され、新しい粉末層が粉末床の上部に分配される。ここで新しい粉末層によって画定されるビルド表面７は、局所的加熱およびその後の冷却時に粉末層内でさらに選択的に溶融するためにレーザ源１に露出される。これらのステップ（例えば、作業台を下降すること、粉末床の上に新しい粉末層を分配すること、および新しい粉末層をレーザ源１に露出すること）は、必要に応じて層ごとに繰り返される。このようにして、３次元（３Ｄ）部品が、複数の連続的に溶融された断面として層ごとに製造（すなわち、付加製造）される。断面は平面的であってもよいが、平面的である必要はないことが理解され得る。この例示的な実施形態では、粉末層は、作業台領域において垂直に作動される粉末カートリッジ６から粉末を散布するスプレッダ機構８を含むリコータシステムを用いて形成される。粉末層形成のための代替的な手段性および方法には、ノズル機構による粉末の堆積、インクジェット堆積、電気流体力学的堆積、または超音波堆積が含まれ得る。
【0013】
ここで図２を参照すると、レーザ源１は、粉末層の１つ以上の別個の領域内の粉末粒子を選択的に溶融するために、ビルド表面７（すなわち、粉末層の上部表面）上にレーザエネルギーの照射を送達するように構成されている。本実施形態では、レーザ源１は、レーザエネルギーの線照射２２を送達するように構成される。しかしながら、図示される線照射２２は、本明細書に開示されるレーザ源によって生成可能なレーザエネルギーの照射のタイプの非限定的な例を表すことを理解されたい。レーザ源１は、以下により詳細に説明されるように、面照射２３、ドット形状照射１２、または前述のものの種々の組み合わせ等のレーザエネルギーの種々の他の照射を送達するように構成されてもよい。
【0014】
図２に示される実施形態を引き続き参照すると、レーザ源１は、線照射２２のエネルギー強度プロファイル、およびビルド表面７に沿った線照射２２の空間的移動（例えば、走査方向および走査速度）を含む線照射２２のパラメータを制御するように構成された制御機構を含む。線照射２２の強度プロファイルは、製造される部品の所望の特性（例えば、非限定的な例として、材料組成、充填密度、弾性率）に応じて必要に応じて調整され得る。例えば、線照射２２の強度プロファイルは、この例では図１に示される第１の方向Ｚに実質的に垂直な第２の方向Ｙによって示される線伸長の方向に沿って変調され得る。追加的にあるいは代替的に、線照射２２の強度プロファイルは、伸長方向Ｙと、この例では第１の方向および第２の方向Ｙに実質的に垂直な第３の方向Ｘによって示される横断方向との両方に沿って変調され得る。線照射２２の強度プロファイルは、必要に応じて（例えば、伸長方向Ｙに沿っておよび／または横断方向Ｘに沿って）、単一層を溶融しながら、実質的に均一と不均一との間で変化され得る。例えば、強度のパラメータは、線照射２２の実質的に全体がビルド表面７上の下にある粉末の局所的な溶融を引き起こすように選定され得る。代替的に、強度のパラメータは、線照射２２の１つ以上の領域が下にある粉末の局所的な溶融を引き起こす一方で、線照射２２の１つ以上の他の領域が溶融閾値未満の強度を有するように選択されてもよく、その結果、下にある粉末はこれらの他の領域（複数可）で溶融されず、したがって線照射２２の分離されたエリア内で粉末の選択的溶融が達成される。線照射の強度プロファイル（複数可）は、参考文献’０９０号においてより完全に説明されるように適合され得ることを理解されたい。
【0015】
レーザ源１の制御機構は、線照射２２の強度プロファイルを調整するかあるいは別様に変調するために、１つ以上の種々の制御デバイスを採用し得る。非限定的な例として、そのような制御デバイスは、線に沿って強度を変調するための格子光弁（ＧＬＶ）、または、線に沿って、また線を横切って強度を変調するための平面光弁（ＰＬＶ）などの光弁を含むことができる。レーザエネルギーの一部分のみが、所望の空間パターンをなして媒体を透過し、ビルド表面に入射するようにするため、レーザを局所的に調整可能な光透過率を有する媒体と交差させるなど、空間光変調の他の手段が採用されてもよい。
【0016】
次に図３Ａ～図３Ｂを参照して、粉末床粒子を溶融するためのレーザエネルギーの照射の例を説明する。特に、レーザエネルギーの照射は、レーザエネルギーピクセルの様々なアレイ３０から構成され得る。これらのレーザエネルギーピクセルの態様は、レーザエネルギーの照射の強度を制御するために、個別にかつ／または集合的に制御され得る。
【0017】
ここで図３Ａを参照すると、線照射２２の強度を制御するための１つのそのような例示的な実施形態が、矩形レーザエネルギーピクセル３１～３８の線アレイ３０を採用することを含むことができ、ピクセル３１～３８は組み合わされて線照射２２を画定する。このようにして、線照射２２は、線伸長方向Ｙに沿って互いに隣接して配列された複数の個々のレーザエネルギーピクセルを含むことができる。図３Ａは、説明のために８個のレーザエネルギーピクセル３１～３８を示しているが、線アレイ３０は、１０個を超えるピクセル、１００個を超えるピクセル、および１０００個を超えるピクセルを含むことができることを理解されたい。線アレイ３０内の隣接するピクセル３１～３８は、ビルド表面７上で互いに共通の境界を共有することができ、それにより、各ピクセルがオンにされたときに出力レベル（強度）が線照射２２に沿って実質的に均一になる。
【0018】
任意の単一ピクセルにわたる出力密度は、ピクセルがオンにされたときにそのピクセルが正方形または「シルクハット」形のエネルギープロファイルを有するように、実質的に均一であり得る。レーザエネルギーピクセル３１～３８は、個別に制御されるそれぞれの出力レベルを有することができ、それぞれ独立してオンまたはオフにされる（すなわち、オン状態とオフ状態との間で反復される）ことができる。他の実施形態では、任意の単一ピクセルにわたる出力密度は、任意選択で、そのピクセルがオンにされたときに種々の他のエネルギープロファイルに従って変動することができる。非限定的な例として、参考文献’０９４号においてより完全に説明されているものなど、レーザエネルギーピクセル３１～３８を提供し、それらの強度を変調するための様々な手段および手段性が提供され得ることを理解されたい。
【0019】
次に図３Ｂを参照すると、別の例示的な実施形態では、レーザエネルギーの照射２３は、レーザエネルギーピクセル３１～４１の面アレイ３０を使用することができ、これらのピクセルは、上述したように長方形とすることができる。示されるように、面アレイ３０は、ピクセルの複数の行Ｒ１、Ｒ２を有するピクセルグリッドを含むことができる。上記のように、面アレイ３０内のピクセルは、その中の様々なピクセルがオン状態とオフ状態との間で反復され得るように、個別に制御可能であり得る（オフ状態は、図３Ｂにおいて破線ピクセル境界によって示される）。レーザエネルギーピクセルのアレイの様々な特徴が必要に応じて適合され得ることを理解されたい。
【0020】
ビルド表面上へのレーザエネルギーの線照射を方向付ける、および／またはその強度を変調するためのさらに他の手段が、本開示の範囲内にあることを理解されたい。
【0021】
次に図４Ａ～図４Ｂを参照すると、線照射２２（図４Ａ）および面照射２３（図４Ｂ）を含む上述の照射に適用される強度プロファイル、走査速度、および／または走査方向はそれぞれ、ビルド表面７上に所望の空間的および時間的強度パターンを作成するために必要に応じて同時に変調され得ることも理解されたい。例えば、線照射２２および面照射２３の強度プロファイルは、溶融エリア４３の外形がプロセスによって制御されるだけでなく、溶融エリア４３および非溶融エリア４４の任意の所望のパターンが粉末層内に作成され得るように変調され得る。照射２２、２３の走査（すなわち、並進）は、均一な速度で行われる必要はなく、任意選択で、非限定的な例として、層の走査中に前後に交互に変わる経路など、ビルド表面７にわたる様々な経路に従うことができる。照射２２、２３は、例えば、非限定的な例として、参考文献’８９４号および参考文献’０９０号により完全に説明されているものなど、様々な速度で様々な経路に沿って走査されてよい。
【0022】
次に図５Ａ～図５Ｄを参照すると、付加製造装置は、レーザ源１の様々な組合せを使用することができ、レーザ源１は、ビルド層内の粉末のそれぞれの領域を溶融するために同時にかつ／または順次に動作することができる。例えば、図５Ａに示されるように、線照射２２が互いに平行になるように、２つの線照射２２のレーザ光源１が利用され得る。このような各レーザ源１は、ビルド層上で独立して制御されてもよい。図５Ｂに示されるように、線照射２２のレーザ源１と面照射２３のレーザ源１は、それらの伸長方向が、垂直配向等で、相互から角度オフセットされるように、一緒に利用され得るが、他の角度オフセットも本開示の範囲内にある。図５Ｃに示されるように、線照射２２のレーザ源１は、ビルド表面７上にドット形状照射１２を送達するレーザ源１０と共に利用され得る。図５Ｄに示されるように、追加の実施形態では、線照射２２のレーザ源１が堆積３Ｄプリントヘッド１８と共に利用されてもよく、これらは、ビルド表面上で順次的にかつ／または同時に動作することができる（ただし、ビルド表面７の同じ領域で同時に動作しないことが好ましい）。この実施形態では、堆積３Ｄプリントヘッド１８は、以下でより詳細に説明されるように、ビルド層上に回路または他の電子部品を印刷するために利用され得る。複数のレーザ源１の前述の組み合わせは、必要に応じて調整され得ることを理解されたい。例えば、図５Ａ～図５Ｄに示される線照射２２のレーザ源のいずれかは、面照射２３のレーザ源と置換されてもよく、逆もまた同様である。
【0023】
次に図６を参照すると、付加製造装置は、２つ以上の異なる材料から構成される部品を製造するように適合され得る。そのような実施形態では、粉末床４は、異なる溶融温度を有し得る粉末材料Ｐ１および粉末材料Ｐ２などの少なくとも２つの材料の空間配列を含むビルド表面６１の構築などのために、異なる材料組成を有する粉末を含有し得る。図示の例では、ビルド表面６１は、粉末材料Ｐ１からなるエリア６４、６５、６７と、粉末材料Ｐ２からなるエリア６３、６６と、を有する。エリア６３～６７は、少なくとも１つのレーザ源１で走査され、レーザ源１は、この例では、ビルド表面７上に線照射２２を送達するように示されている。他の実施形態では、少なくとも１つのレーザ源１は、面照射２３、ドット形状照射１２、またはレーザエネルギーの照射の種々の組み合わせを送達することができる。所与の出力および走査速度でのレーザエネルギー源への露出は、粉末材料Ｐ１、Ｐ２の両方ではなく一方を溶融させることができる。図示のように、線照射２２は、正のＸ方向にビルド表面７を走査することができる。エリア６６および６７を含む、線照射２２の左側の図示されたビルド表面７は、既にレーザに曝露されているが、粉末材料Ｐ２からなるエリア６６のみが溶融され、粉末材料Ｐ１からなるエリア６７は、この露出によって溶融されることがなかった。エリア６３および６４を含む線照射２２の右側のビルド表面７の部分は、まだレーザに露出されておらず、したがって、図示されたどの点においても溶融されていない。このエリアがレーザに露出されると、再び粉末材料Ｐ２からなるエリア６３のみが溶融され、粉末材料Ｐ１からなるエリア６４は溶融されないままである。
【0024】
次に図７Ａを参照すると、本明細書に記載の付加製造技法による製造の中間ステップ中の多構成要素インプラント５０の例が示されている。この例におけるレーザエネルギーの図示された照射は、単一の線照射２２であるが、上述のレーザエネルギーの照射１２、２２、２３のうちの任意のもの（それらの組み合わせを含む）が利用され得ることが理解されるべきである。図示されたインプラント５０は、椎間インプラント、特に椎間脊椎固定インプラント（「脊椎固定ケージ」とも呼ばれる）であり、インプラントが折り畳まれた構成にある間に、隣接する椎体間の椎間腔に挿入可能である。挿入後、インプラント５０は、圧潰構成から拡張構成へと頭尾方向に沿って拡張するように構成され、拡張構成において、インプラントの上位および下位終板５２、５４は、それぞれの上位椎体および下位椎体に係合する。したがって、図示されたインプラント５０は、頭尾方向に沿って終板５２、５４間の距離を増加させるための拡張機構を含む。図示のように、拡張機構は、膨張を始動させるように駆動可能なアクチュエータ５６を含むことができる。図示される実施形態の拡張機構はまた、終板５２、５４によって画定される相補的なガイド表面６４に沿って摺動するように構成された摺動表面６２を有する一対の拡張ウェッジ５８、６０を含む。アクチュエータ５６は、ねじ山６８を画定する第１のねじ山付き部分６６およびねじ山７２を画定する第２のねじ山付き部分７０等の１つ以上のねじ山付き部分を有するシャフトであり得る。多構成要素インプラント５０は、それぞれの構成要素がそれらの相対位置にある状態で、層ごとに製造され得る。そのような構築を容易にするために、装置１００は、それぞれの粉末組成物を各ビルド層に対するそれらの相対位置に堆積させる多軸粉末堆積ヘッドを含むことができる。そのような実施形態では、線照射２２は、ビルド表面上に方向付けられ（すなわち、走査され）、かつ／または必要に応じて変調されて、別個の構成要素がビルド層内で一緒に溶融することを防止することができる。インターフェースおよび／または相互接続された構成要素は、約１０μｍ未満のスケールで空間分解能および精度（およびギャップサイズ）を有し得ることを理解されたい。
【0025】
次に図７Ｂ～図７Ｃを参照すると、インプラント５０の層を形成するための線照射２２および／または面照射２３の使用により、水平面（すなわち、Ｘ－Ｙ平面）で見たインプラント５０の縁部８０、特に、丸みを帯びているか、あるいは伸長方向Ｙもしくは横断方向Ｘに対して斜角で延在する縁部８０は、少なくとも、例えば２０倍～２００倍の範囲の倍率を含めて５０倍以上の倍率で見た場合に、従来式で形成されたインプラントのものと比較して、ギザギザの、階段状の、ピクセル様の、または他の不規則な非平滑プロファイルを有する傾向がある。例示目的のために、図７Ｂ～図７Ｃは、直線セクション８２、８４を含むような不規則な非平滑プロファイルを示すが、不規則なプロファイルは、丸みを帯びた部分（隣接する溶融材料に付着された非溶融粉末粒子によって画定されるような）または他のミクロ形状特徴部を有することができる。さらに、層ごとの形成プロセスに起因して、インプラント５０の縁部、特に、丸みを帯びているか、あるいは垂直方向Ｚおよび横断方向Ｘに対して斜角で延在する縁部も、少なくとも、５０倍以上の倍率、例えば２０倍～２００倍の範囲の倍率で見た場合に、同様の不規則な／階段状のプロファイルを示す。いくつかの実施形態では、丸みを帯びた縁部または斜めの縁部のそのような不規則な／階段状のプロファイルは、約１８倍未満の倍率では観察できない場合がある。
【0026】
次に、埋め込み型デバイス（本明細書では「インプラント」とも呼ばれる）を作製する例示的な方法について説明する。以下の例示的な方法は、非限定的な例示的な方法として提供されることを理解されたい。したがって、以下に具体的に記載されない他の方法も、本開示の範囲内にあり得る。
【0027】
インプラントを作製する方法は、一例によれば、粉末床の上のビルド表面にレーザエネルギーの線照射および／またはレーザエネルギーの面照射を方向付けることであって、それによって、インプラントの層を形成するように粉末の粒子を互いに溶融する、方向付けることを含む。線照射および／または面照射は、任意選択で、その中の隣接するエネルギーピクセルがビルド表面上で共通の境界を共有し、各ピクセルがビルド表面上で実質的に均一であるそれぞれの出力密度を有するように構成されたエネルギーピクセルのアレイであり得る。この例示的な方法は、形成された層の全体がインプラントの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回、方向付けるステップを繰り返すステップを含む。繰り返すステップは、繰り返すステップの最後の１つが終了した後にインプラントの全体が形成されるまで実行され得る。
【0028】
各繰り返すステップは、粉末床４を下降させ、スプレッダ機構８などを用いて、前に形成された層の上に粉末の新しいビルド層を広げることを含む。繰り返すステップの終了時に、未溶融粉末粒子が、例えば１つ以上の真空ノズルを介して除去され得る。
【0029】
上述したように、繰り返すステップの終了時に形成されるインプラントは、５０倍以上の倍率で見たときに水平基準平面および／または垂直基準平面において観察可能な不規則な／階段状のプロファイルを画定する縁部を有する。拡大は、非限定的な例として、光学顕微鏡法を使用して行うことができる。
【0030】
これらの例示的な方法およびステップに従って形成されるインプラントは、非限定的な例として、椎間インプラント（例えば、拡張可能な脊椎固定ケージ）、椎体置換（ＶＢＲ）インプラント、または骨プレート固定デバイス（例えば、頸椎インプラント）などの整形外科インプラントであり得る。骨プレート（例えば、剛性プレートおよび関節動作可能な相互接続リンク型プレート）、骨アンカー（例えば、骨ねじ）、アンカーヘッド、脊椎ロッド、ガイドワイヤ（例えば、Ｋワイヤ）、剛性縫合糸アンカー、縫合ハブ、再建関節、プラットフォーム、髄内釘、合成骨移植片などを含むがこれらに限定されない、多数の他のタイプの整形外科インプラントが、本明細書に記載の付加製造プロセスに従って製造され得ることを理解されたい。さらに、本明細書で説明される付加製造プロセスは、非限定的な例として、挿入器具、開創器、ガイドチャネル、トライアルスペーサ、組織切断部材、および骨移植片送達デバイスなどの、埋め込み処置中の支援のための器具を製造するために利用され得ることを理解されたい。本明細書のインプラントは、骨組織（皮質および／または海綿質組織を含む）および軟組織（例えば、筋肉、腱、靭帯、器官）における使用のために構成され得る。事実上、任意のタイプの剛性インプラントまたは剛性構成要素を有するインプラントが、本明細書に説明される付加製造プロセスに従って製造され得る。
【0031】
例えば、インプラントタイプに基づいて、ビルド層のうちの１つ以上は、インプラントの別個の構成要素を含むことができ、構成要素は、ビルド層内でかつ／または複数の層にわたって相互接続され得る。別個の構成要素がビルド層内で相互接続される場合、それぞれの繰り返すステップは、以下でより詳細に説明されるように、構成要素、または少なくともその層ごとの部分を効果的に相互接続するものとして特徴付けられ得る。
【0032】
本明細書に記載の方法は、マクロ構造（例えば、１ｍｍ～２００ｍｍ以上の寸法）、ミクロ構造（例えば、１マイクロメートル（μｍ）～１０００マイクロメートル（μｍ）の寸法）、およびナノ構造（例えば、１００μｍ未満の寸法）を有する構成要素の層内相互接続を可能にすることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、相互接続された構成要素は、約１０μｍ未満のスケールで空間分解能および精度を有する。さらなる実施形態では、ナノ構造は、１つ以上のそれぞれのビルド層内などの粉末床に追加され得る。そのような実施形態では、ビルド層は、粉末ベース材料と、少なくとも１つの寸法が１～１００ｎｍの範囲であるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）またはナノ粒子などのナノ構造を含むかあるいはそれからなる第２の材料と、を含有し得る。そのようなナノ構造は、粉末のベース材料と材料組成が異なる必要はないが、ナノ粒子は、それらのサイズに起因して、抑制された溶融／焼結温度を有し得ることを理解されたい。
【0033】
例示的な構造体および方法のいくつかの実施形態では、層内構造体または多層構造体は、構造体の少なくとも第２の相互接続された構成要素によって画定される摺動表面などの相補的な移動表面との摺動接触界面を提供するのに十分に滑らかなガイド表面を画定する構造体の第１の相互接続された構成要素を含むことができる。摺動接触界面は、非限定的な例として、拡張可能な固定ケージの拡張プロセスなどの、埋め込み処置中のインプラントの作動プロセスを容易にし得る。このようにして、そのような相補的なガイド／移動表面は、非限定的な例として、アクチュエータ、拡張部材、固定および／または保持部材（例えば、椎骨などの隣接する組織に係合するための展開可能なスパイクおよび／またはバーブ）、および／または係止部材など、インプラントの様々な可動構成要素上に画定され得る。拡張可能な固定ケージを伴うもの等のいくつかのそのような実施形態では、相互接続された可動構成要素は、終板の一方または両方内に画定されたガイド溝またはチャネルに沿って摺動するように構成された部分を有する拡張ウェッジを含むことができる。さらなるそのような実施形態では、相互接続された可動構成要素は、非限定的な例として、拡張ウェッジのそれぞれのボア内の雌ねじと噛み合うように構成されたアクチュエータ上の雄ねじなどの嵌合ねじを含むことができる。さらに追加のそのような実施形態では、相互接続された可動構成要素は、非限定的な例として、アクチュエータおよび／または拡張部材（例えば、拡張ウェッジ）の位置を固定するために展開可能であり、それによって、固定ケージの拡張された高さを固定するロックピンなどのロック部材を含むことができる。本明細書の構造および方法のいくつかの実施形態では、相互接続された可動構成要素は、未溶融粉末のビルドおよび除去の終了時に、補助的な表面仕上げプロセスを必要としないことを含めて、機能的または少なくとも擬似機能的であり得ることを理解されたい。
【0034】
それに加えて、あるいはそれに代わって、層内構築物または多層構築物の各部分は、インプラントまたはその部分を通る空隙および／または導管等の内部空間を画定することができる。そのような空間、空隙、および／または導管は、非限定的な例として、骨移植片、骨内殖誘導材料などの生体材料を送達、伝達、受容、および／または保持するように構成され得る。それに加えて、あるいはそれに代わって、そのような空間、空隙、および／または導管は、上記で説明されるもの等のインプラントの可動構成要素を選択的に受容するように構成されてもよい。
【0035】
それに加えて、あるいはそれに代わって、そのような空間、空隙、および／または導管は、非限定的な例として、プリント回路基板（ＰＣＢ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コンピュータメモリ、通信デバイス、センサ等の電子回路を受容するように構成されてもよい。そのような電子回路は、ソフトウェアまたは他のコンピュータプログラムなどの１つまたは複数のアルゴリズムを自律的または半自律的に実行するように構成されたタイプなどの「スマート」電子構成要素を含むことができる。そのようなスマート電子機器は、非限定的な例として、加速度計、ひずみゲージ、近接センサ、ＰＨセンサ、熱センサ、および熱伝導体のうちの１つまたは複数を含むことができる。そのような実施形態では、本明細書における方法は、ビルド層内にあるいは複数のビルド層にわたって画定されたレセプタクル内に予め構築された電子機器を配置するステップを含むことができる。それに加えて、あるいはそれに代わって、本明細書における方法は、ビルド層内または複数のビルド層内に電気部品を作製するステップを含むことができる。例えば、そのようなステップは、３Ｄ印刷などの印刷などを介して、ビルド層上に電子回路を堆積させることを含むことができる。回路は、図５Ｄを参照して上述したような１つ以上の堆積３Ｄプリントヘッド１８によって３Ｄ印刷され得る。そのようなステップでは、３Ｄプリントヘッドは、ビルド層（例えば、層内構築物）上に基板材料の構成層を堆積させることができる。本３Ｄプリントヘッドまたは別の３Ｄプリントヘッドは、その後、非限定的な例として、半導体材料の層および半導体層内のまたは半導体層に沿った伝導性トレースなどの１つまたは複数の追加の層を基板上に堆積させることができる。
【0036】
粉末床４は、インプラントの所望の組成に応じて様々な材料組成を有することができる。粉末材料は、金属、セラミック、ポリマー、合金、および複合材料を含むことができる。材料は、医療グレードまたはその他の生体適合性材料を含むことができ、任意選択で、そのような後者の材料が、ビルドされたインプラント内の生体適合性材料内に封入されるかあるいは別様に密閉される実施形態等において、非生体適合性材料を含むことができる。非限定的な例として、金属は、ステンレス鋼、建築用鋼、軽金属および合金（チタン、アルミニウムおよびアルミニウム－リチウム合金）、追加の合金（チタン－アルミニウム－バナジウム合金（例えば、Ｔｉ６４とも呼ばれるＴｉ６４Ａｌ４ＶなどのＴＡＶ）、チタン－モリブデン合金（例えば、ＴｉＭｏ）、コバルト－クロム合金（例えば、ＣｏＣｒ））、超合金（例えば、インコネルおよびハステロイなどのニッケル基合金）、硬質および耐熱金属（例えば、タングステンおよびモリブデン）、貴金属（例えば、金）、熱伝導性および導電性金属（例えば、銅および銀）を含むことができる。セラミックは、本明細書では、金属、半金属または非金属原子からなる無機非金属固体を指し得るが、これらに限定されない。例として、炭化物、窒化物およびホウ化物（例えば、炭化タングステンおよび炭化チタン、窒化ケイ素および炭化物および窒化ホウ素）、ならびに酸化アルミニウム、酸化亜鉛およびジルコニアなどの酸化物がある。ポリマーは、本明細書では、フォトポリマー、熱可塑性樹脂および熱硬化性ポリマーを指し得るが、これらに限定されない。
【0037】
材料が粉末としてビルド表面に塗布される場合、そのような粉末粒子は、様々なサイズ、サイズ（および平均サイズ）分布、ならびに異なる幾何学的形状のものであり得る。粉末サイズ（および平均サイズ）分布は、１～１０００ｎｍ、１～１００μｍ、および／または１０μｍ～１ｍｍの範囲であってよい。粉末粒子サイズは、ビルドされたインプラントの好ましい溶融および溶融された粒子構造をもたらすサイズおよび材料組成に基づいて選択され得る。
【0038】
様々なビルド層は、少なくとも１つの金属粉末と少なくとも１つのセラミック粉末との組合せなど、複数の材料および粉末を含有し得る。そのような実施形態では、レーザエネルギー（例えば、エネルギーピクセルのアレイを含むものなどの線照射および／または面照射２２、２３）は、埋め込み型デバイスの少なくとも１つの金属構成要素を形成し、同時に埋め込み型デバイスの少なくとも１つのセラミック構成要素を形成するように、ビルド層に印加され得る。例えば、金属粉末およびセラミック粉末のそのような使用は、少なくとも１つの金属構成要素および少なくとも１つのセラミック構成要素または特徴部を含むインプラントを生産するために、層ごとの様式でレーザエネルギーと共に利用され得る。例えば、ビルドされたインプラントは、少なくとも１つの金属構成要素の少なくとも一部分をコーティングするセラミックコーティングを有する少なくとも１つの金属構成要素を含むことができる。そのような実施形態では、セラミックコーティングは、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）を含むセラミックコーティングなど、再吸収可能であり得る。
【0039】
層内構造体の少なくとも１つは、表面欠陥を実質的に持たない溶融ミクロ構造を有することができる。さらなる実施形態では、ビルドされたインプラントは、それぞれが表面欠陥または表面に隣接する欠陥を実質的に持たない１つ以上のミクロ構造を含むことができる。さらに、そのようなミクロ構造は、非限定的な例として、ステンレス鋼、ＴＡＶ、コバルト－クロム、およびＴｉＭｏのものなど、ビルドの終了時に（例えば、任意のビルド後熱処理の前に）アルファマルテンサイト結晶粒構造を有することができる。本明細書における方法は、骨形成を促進するように構成された表面仕上げ粗さを提供するためなど、インプラント表面のうちの１つまたは複数に対して１つまたは複数の表面仕上げステップを実行することをさらに含むことができる。
【0040】
本明細書の方法は、真空熱プロセスなどの１つまたは複数の熱処理プロセスを実行することをさらに含むことができる。そのような熱プロセスは、インプラントの寿命にわたるその疲労性能等の、ビルドされたインプラントの動的特性を促進および／または向上させることができる。例えば、ビルド後熱処理プロセスは、インプラント内のアルファマルテンサイト結晶粒構造を促進することができ、あるいはインプラントの既存のアルファマルテンサイト結晶粒構造を向上させることができる。真空熱プロセスは、熱間等方圧加圧を必要とせずに動的特性を向上させ得るので、好ましいビルド後熱プロセスであり得る。しかしながら、熱間等方圧加圧を含む様々な他の熱処理プロセスが必要に応じて利用され得ることが理解されるべきである。本明細書の方法はまた、１つ以上の種々のコーティングまたは補足的外部層をインプラントに適用する等の、任意選択のビルド後仕上げプロセスも含むことができる。
【0041】
前述のステップの種々の様態は、ビルドされたインプラントまたは少なくともそのそれぞれの部分が目標の弾性率を有するように、必要に応じて適合され得る。１つのそのような非限定的な例では、前述のステップの選択された態様は、ビルドされたインプラントの一部分の第１の個別領域が第１の弾性率を有し、ビルドされたインプラントの一部分の第２の個別領域が第１の個別領域とは異なる第２の弾性率を有するように適合され得る。
【0042】
上述の方法の実施形態によれば、繰り返されるステップの終了後（すなわち、「ビルド」の終了時）、インプラント（すなわち、「ビルドされたインプラント」）またはその選択された部分は、約３５パーセント～１００パーセントの範囲の印刷充填密度を有することができ、これは、インプラントの異なる領域において所望通りに変化することができる。ビルドされたインプラントの中実部分はまた、約９９．５パーセント～約１００パーセントの範囲、より具体的には約９９．８パーセントの体積密度を有することができる。ビルドされたインプラントは、ロックウェルＣ硬度（ＨＲＣ）スケールに従って測定されるとき、約３２ＨＲＣ～約４０ＨＲＣの範囲の硬度を有することができる。インプラントの印刷密度および／または硬度は、非限定的な例として、材料組成、粉末サイズ、および充填体積を調整することなどによって適合され得ることを理解されたい。
【0043】
１つのそのような非限定的な例によれば、インプラントは、１００パーセントの充填体積を利用する層ごとの３Ｄ印刷プロセスにおいて、ＴＡＶ粉末（具体的には、Ｔｉ６４Ａｌ４Ｖ）をレーザエネルギーの線照射および／または面照射に露出することによって構築され得る。そのような３Ｄ印刷されたＴＡＶ構築物の１つの研究において、本発明者らは、異なる形状を有する中実本体の様々な３Ｄ印刷された試料を試験したが、これらの中実構築物のそれぞれは、Ｔｉ６４Ａｌ４Ｖ構成粉末から印刷されたものである。比較のために、本発明者らはまた、同じ構成粉末タイプ（Ｔｉ６４Ａｌ４Ｖ）から３Ｄ印刷されたが、低減された充填体積を有する（すなわち、その中に開放空間を有する）類似形状の物体の追加の試料を試験した。３Ｄ印刷され試験された試料は、インプラントの様々な構成要素を表すものとして特徴付けられ得る。印刷された試料を、とりわけ、試料の多孔性およびミクロ構造の検査のために、Ｋｅｙｅｎｃｅ Ｌｉｇｈｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｍｏｄｅｌ ＶＨＸ－５０００）およびＺｅｉｓｓ ＥＶＯ６０ ＸＶＰ走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮像した。試料の１つの様々な画像を図８Ａ～図８Ｂに示す。また、試料に硬度試験を行った。
【0044】
本発明者らは、これらの試験中にいくつかの驚くべき観察を行った。例えば、試料の断面を分析することによって、試料の中実部分のミクロ構造が約９９．８パーセントの体積密度（すなわち、多孔度の逆数）を有することが観察された。また、上記で参照した試料の全てにおいて最後に印刷された層は、外側表面の周りに非溶融球体を示すことが観察された。いずれの試料においても、微小亀裂、バリまたは変形した材料は観察されなかった。試料はそれぞれ、３５～３８ＨＲＣの範囲の硬度および測定システムの範囲内で０％の面積気孔率を実証した。これらの試験結果によって実証されるように、本明細書で説明される付加製造プロセスの１つの利点は、インプラント／構成要素の中実部分のビルドされたままの気孔率が０％に近いため、欠陥を解決するためのビルド後処理の必要性が回避され得るか、あるいは少なくとも低減され得ることである。
【0045】
ここで図８Ａを参照すると、中実試料の側面の拡大光光学（ＬＯ）図が５０倍の倍率で示されており、試料本体の層状構造を明らかにしている。図８Ｂは、７００倍の倍率での中実本体試料の断面画像であり、試料のミクロ構造を示し、アルファマルテンサイト結晶粒構造を実証している。上記で参照した試料の全ては、アルファマルテンサイト結晶粒構造を有していた。
【0046】
上記の方法および手段性は、迅速なインプラント製造のために有利に利用され得ることが理解されるべきである。本明細書に記載される製造プロセスの迅速性は、患者固有の幾何形状（すなわち、インプラントが存在するように構成される患者固有の解剖学的構造に対応するように調整されたインプラント幾何形状）を有するインプラントの迅速なオンデマンド生産を可能にすることができ、この形状は、患者の解剖学的構造のスキャンデータに部分的に基づき得ることも理解されたい。例えば、ＶＢＲインプラントの場合、インプラント幾何形状は、置換される椎体の患者スキャンデータ（椎体の一連のＣＴスキャンスライスの支援により構築された３Ｄモデルなど）の支援により３Ｄ仮想空間において作成することができ、この３Ｄ仮想インプラント幾何形状は、治療目的を提供するために必要に応じて調整することができる。拡張可能な脊椎固定ケージの場合、インプラント幾何形状は、隣接する椎体のスキャンデータ支援により３Ｄ仮想空間内に作成することができる。特に、終板の対向する外側表面は、隣接する椎体のそれぞれの上面および下面の輪郭に対応する輪郭を有するように、３Ｄ仮想空間において調整することができる。ケージ幾何形状は、例えば、所望の術後椎間高さに基づいて、さらに調整することができる。本明細書に記載の高速付加製造方法は、患者固有のデータに基づいて調整された３Ｄ仮想幾何形状を有するインプラントを作成するために利用することができる。
【0047】
上述した材料、エネルギー、およびプロセスの様々なパラメータ、特性、および特徴は、製造プロセスおよび手段性を３Ｄ印刷または他の方法でインプラントを付加製造するように適合させるための例示的な特徴として提供されていることを理解されたい。これらのパラメータは、本開示の範囲から逸脱することなく、必要に応じて調整することができる。
【0048】
本明細書において、数的な前置詞（例えば、「第１の」、「第２の」、「第３の」）が、要素、構成要素、寸法、ステップ、またはそれらの特徴（例えば、「第１の」部分、「第２の」部分、「第１の」ステップ、「第２の」ステップ）に関して使用される場合、かかる数的な前置詞は、当該要素、構成要素、寸法、ステップ、および／または特徴を別のかかる要素、構成要素、寸法、ステップ、および／または特徴から区別するために使用され、その場合に使用される特定の数的な前置詞に限定されるものではないことをさらに理解されたい。例えば、「第１の」部分、構成要素、またはステップは、数的な前置詞が使用される文脈で当該部分、構成要素、および／またはステップが適切に区別される限り、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる文脈で「第２の」部分、構成要素、またはステップと称することもできる。
【0049】
本開示を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、代用、および改変を行い得る点を理解されたい。さらに、本開示の範囲は、本明細書に説明される特定の実施形態に限定されるものではない。特に、前述の実施形態からの特徴のうちの１つまたは２つ以上は、本明細書の他の実施形態において使用されることができる。当業者がそのプロセスから容易に理解するように、本明細書において説明される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実施する、または実質的に同じ結果を達成する、現在存在するまたは後に開発される機械、製造法、組成物、手段、方法、または工程は、本開示に従って利用され得る。
【0050】
〔実施の態様〕
（１） 埋め込み型デバイスを作製する方法であって、
粉末床の上のビルド表面上にレーザエネルギーの照射を方向付けることであって、それによって埋め込み型デバイスの層を形成し、前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上の共通の境界を共有する隣接するエネルギーピクセルを含み、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、方向付けることと、
前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回、前記方向付けるステップを繰り返すことと、を含む方法。
（２） 前記繰り返すステップの後に、前記埋め込み型デバイスの前記少なくとも一部分が、５０倍の倍率で基準面において観察可能な不規則なプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定する、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記５０倍の倍率は、光学顕微鏡法を使用して実行可能である、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記埋め込み型デバイスは、整形外科用デバイスである、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記埋め込み型デバイスは、脊椎固定デバイスである、実施態様４に記載の方法。
（１） 埋め込み型デバイスを作製する方法であって、
粉末床の上のビルド表面上にレーザエネルギーの照射を方向付けることであって、それによって埋め込み型デバイスの層を形成し、前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上の共通の境界を共有する隣接するエネルギーピクセルを含み、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、方向付けることと、
前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスの少なくとも一部分を画定するように、層ごとに複数回、前記方向付けるステップを繰り返すことと、を含む方法。
（２） 前記繰り返すステップの後に、前記埋め込み型デバイスの前記少なくとも一部分が、５０倍の倍率で基準面において観察可能な不規則なプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定する、実施態様１に記載の方法。
（３） 前記５０倍の倍率は、光学顕微鏡法を使用して実行可能である、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記埋め込み型デバイスは、整形外科用デバイスである、実施態様１に記載の方法。
（５） 前記埋め込み型デバイスは、脊椎固定デバイスである、実施態様４に記載の方法。
【0051】
（６） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記拡張可能な脊椎固定デバイスのそれぞれの終板および作動機構の層を形成することを含み、前記作動機構は、前記繰り返すステップの終了後に前記終板間の距離を拡張するように構成される、実施態様５に記載の方法。
（７） 前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約９９．５パーセント～約１００パーセントの範囲の印刷密度を有する、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約３２ＨＲＣ～約４０ＨＲＣの範囲の硬度を有する、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上のエネルギーピクセルの線アレイおよびエネルギーピクセルの面アレイのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つのアレイ内の隣接するエネルギーピクセルは、前記ビルド表面上の共通の境界を共有し、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記それぞれの層は、前記埋め込み型デバイスの相互接続可能な構成要素の部分を構成する、実施態様１に記載の方法。
（７） 前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約９９．５パーセント～約１００パーセントの範囲の印刷密度を有する、実施態様１に記載の方法。
（８） 前記繰り返されるステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、約３２ＨＲＣ～約４０ＨＲＣの範囲の硬度を有する、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記レーザエネルギーの照射は、前記ビルド表面上のエネルギーピクセルの線アレイおよびエネルギーピクセルの面アレイのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つのアレイ内の隣接するエネルギーピクセルは、前記ビルド表面上の共通の境界を共有し、各ピクセルは、前記ビルド表面上で実質的に均一なそれぞれの出力密度を有する、実施態様１に記載の方法。
（１０） 前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記それぞれの層は、前記埋め込み型デバイスの相互接続可能な構成要素の部分を構成する、実施態様１に記載の方法。
【0052】
（１１） 前記相互接続可能な構成要素は、前記繰り返すステップのうちの少なくともいくつかの間に相互接続され、前記相互接続された構成要素は、マクロ構造、ミクロ構造、およびナノ構造のうちの少なくとも１つを有する、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記相互接続された構成要素は、約１０マイクロメートル（μｍ）未満のスケールで空間分解能および精度を有する、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記相互接続された構成要素は、前記埋め込み型デバイスを通る導管を集合的に画定する、実施態様１１に記載の方法。
（１４） 前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が、相互接続された構成要素を有する前記埋め込み型デバイスを画定する、実施態様１０に記載の方法。
（１５） 前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第１の構成要素は、埋め込み処置における前記埋め込み型デバイスの作動プロセス中に、前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第２の構成要素によって画定される相補的な表面との摺動接触界面を提供するように十分に平滑であるガイド表面を画定する、実施態様１４に記載の方法。
（１２） 前記相互接続された構成要素は、約１０マイクロメートル（μｍ）未満のスケールで空間分解能および精度を有する、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記相互接続された構成要素は、前記埋め込み型デバイスを通る導管を集合的に画定する、実施態様１１に記載の方法。
（１４） 前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が、相互接続された構成要素を有する前記埋め込み型デバイスを画定する、実施態様１０に記載の方法。
（１５） 前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第１の構成要素は、埋め込み処置における前記埋め込み型デバイスの作動プロセス中に、前記相互接続された構成要素のうちの少なくとも第２の構成要素によって画定される相補的な表面との摺動接触界面を提供するように十分に平滑であるガイド表面を画定する、実施態様１４に記載の方法。
【0053】
（１６） 前記相互接続された構成要素は、前記埋め込み型デバイスを１つ以上の椎骨に固定するための展開可能な固定スパイクを含む、実施態様１４に記載の方法。
（１７） 前記粉末床は金属粉末を含有し、前記埋め込み型デバイスは金属を含む、実施態様１に記載の方法。
（１８） 前記粉末床は、セラミック粉末をさらに含有し、前記繰り返すステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記エネルギーピクセルは、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つの金属構成要素を形成し、同時に、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つのセラミック構成要素を形成し、前記繰り返すステップの終了後、前記少なくとも１つのセラミック構成要素は、前記少なくとも１つの金属構成要素の少なくとも一部分をコーティングするセラミックコーティングである、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記セラミックコーティングは再吸収可能である、実施態様１８に記載の方法。
（２０） 前記セラミックコーティングはヒドロキシアパタイト（ＨＡ）を含む、実施態様１８に記載の方法。
（１７） 前記粉末床は金属粉末を含有し、前記埋め込み型デバイスは金属を含む、実施態様１に記載の方法。
（１８） 前記粉末床は、セラミック粉末をさらに含有し、前記繰り返すステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記エネルギーピクセルは、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つの金属構成要素を形成し、同時に、前記埋め込み型デバイスの少なくとも１つのセラミック構成要素を形成し、前記繰り返すステップの終了後、前記少なくとも１つのセラミック構成要素は、前記少なくとも１つの金属構成要素の少なくとも一部分をコーティングするセラミックコーティングである、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記セラミックコーティングは再吸収可能である、実施態様１８に記載の方法。
（２０） 前記セラミックコーティングはヒドロキシアパタイト（ＨＡ）を含む、実施態様１８に記載の方法。
【0054】
（２１） 前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくともいくつかの間に、前記それぞれの層は、前記埋め込み型デバイスの表面またはその近傍に実質的に欠陥を持たないミクロ構造を構成する、実施態様１に記載の方法。
（２２） 前記繰り返すステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、前記埋め込み型デバイスの表面またはその近傍にそれぞれが実質的に欠陥を持たない１つ以上のミクロ構造を含む、実施態様２１に記載の方法。
（２３） 前記１つ以上のミクロ構造は、前記繰り返すステップの終了後にアルファマルテンサイトとなる、実施態様２２に記載の方法。
（２４） 前記１つ以上のミクロ構造は、ステンレス鋼、チタン－アルミニウム－バナジウム（ＴＡＶ）合金、チタン－モリブデン合金、およびコバルト－クロム合金の群から選択される１つ以上の材料を含む、実施態様２３に記載の方法。
（２５） 骨形成を促進するように構成された表面仕上げ粗さを前記１つ以上のミクロ構造に提供するために、前記１つ以上のミクロ構造を表面仕上げすることをさらに含む、実施態様２３に記載の方法。
（２２） 前記繰り返すステップの終了後、前記埋め込み型デバイスは、前記埋め込み型デバイスの表面またはその近傍にそれぞれが実質的に欠陥を持たない１つ以上のミクロ構造を含む、実施態様２１に記載の方法。
（２３） 前記１つ以上のミクロ構造は、前記繰り返すステップの終了後にアルファマルテンサイトとなる、実施態様２２に記載の方法。
（２４） 前記１つ以上のミクロ構造は、ステンレス鋼、チタン－アルミニウム－バナジウム（ＴＡＶ）合金、チタン－モリブデン合金、およびコバルト－クロム合金の群から選択される１つ以上の材料を含む、実施態様２３に記載の方法。
（２５） 骨形成を促進するように構成された表面仕上げ粗さを前記１つ以上のミクロ構造に提供するために、前記１つ以上のミクロ構造を表面仕上げすることをさらに含む、実施態様２３に記載の方法。
【0055】
（２６） 前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型デバイスを真空熱処理することをさらに含み、前記真空熱処理することは、前記埋め込み型デバイスの疲労性能を向上させる、実施態様２３に記載の方法。
（２７） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分が目標の弾性率を有するように実行される、実施態様１に記載の方法。
（２８） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第１の個別領域が第１の弾性率を有し、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第２の個別領域が前記第１の個別領域とは異なる第２の弾性率を有するように実行される、実施態様１に記載の方法。
（２９） 前記埋め込み型デバイスは椎体置換デバイスである、実施態様１に記載の方法。
（３０） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、椎体切除術の後に行われる、実施態様２９に記載の方法。
（２７） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分が目標の弾性率を有するように実行される、実施態様１に記載の方法。
（２８） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、前記繰り返すステップの終了後に、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第１の個別領域が第１の弾性率を有し、前記埋め込み型インプラントの前記少なくとも一部分の第２の個別領域が前記第１の個別領域とは異なる第２の弾性率を有するように実行される、実施態様１に記載の方法。
（２９） 前記埋め込み型デバイスは椎体置換デバイスである、実施態様１に記載の方法。
（３０） 前記方向付けるステップおよび前記繰り返すステップは、椎体切除術の後に行われる、実施態様２９に記載の方法。
【0056】
（３１） 前記繰り返される方向付けるステップのうちの少なくとも１つの間に、前記それぞれの層上に電子回路を印刷することをさらに含む、実施態様１に記載の方法。
（３２） 前記電子回路を印刷するステップは、前記層上に基板を堆積させ、前記基板上に半導体材料および伝導性トレースをさらに堆積させることを含む、実施態様３１に記載の方法。
（３３） 前記電子回路は、１つ以上のコンピュータプログラムを実行するように構成されたスマート電子機器を含む、実施態様３１に記載の方法。
（３４） 前記電子回路は、加速度計、歪みゲージ、近接センサ、ＰＨセンサ、熱センサ、および熱伝導体のうちの１つまたは複数を備える、実施態様３１に記載の方法。
（３５） 前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスを画定し、前記埋め込み型デバイスは、骨移植片を送達および受容するための空隙を有する、実施態様１に記載の方法。
（３２） 前記電子回路を印刷するステップは、前記層上に基板を堆積させ、前記基板上に半導体材料および伝導性トレースをさらに堆積させることを含む、実施態様３１に記載の方法。
（３３） 前記電子回路は、１つ以上のコンピュータプログラムを実行するように構成されたスマート電子機器を含む、実施態様３１に記載の方法。
（３４） 前記電子回路は、加速度計、歪みゲージ、近接センサ、ＰＨセンサ、熱センサ、および熱伝導体のうちの１つまたは複数を備える、実施態様３１に記載の方法。
（３５） 前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスを画定し、前記埋め込み型デバイスは、骨移植片を送達および受容するための空隙を有する、実施態様１に記載の方法。
【0057】
（３６） 前記繰り返すステップの後に、前記形成された層の全体が前記埋め込み型デバイスを画定し、前記埋め込み型デバイスは機能性ねじを有する、実施態様１に記載の方法。
（３７） インプラントであって、
第１の方向、第２の方向、および第３の方向に沿った寸法を画定する本体であって、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向は、互いに実質的に垂直である、本体を備え、
前記本体は、５０倍の倍率で基準面において観察可能なセグメントを含む階段状のプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定し、前記少なくとも１つの縁部は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つに対して湾曲しているか、または斜めに配向されているか、あるいはその両方である、インプラント。
（３８） 前記階段状のプロファイルは、１８倍未満の倍率で実質的に観察できない、実施態様３７に記載のインプラント。
（３９） 前記本体は、前記第３の方向に沿って連続して離間された複数の層を備え、前記複数の層のうちの少なくとも２つの隣接する層は、互いに対して階段状の幾何形状を有し、前記階段状の幾何形状は、５０倍の倍率で観察可能である、実施態様３７に記載のインプラント。
（４０） 前記本体の大部分は、本質的に溶融粒子からなる材料から構成されている、実施態様３７に記載のインプラント。
（３７） インプラントであって、
第１の方向、第２の方向、および第３の方向に沿った寸法を画定する本体であって、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向は、互いに実質的に垂直である、本体を備え、
前記本体は、５０倍の倍率で基準面において観察可能なセグメントを含む階段状のプロファイルを有する少なくとも１つの縁部を画定し、前記少なくとも１つの縁部は、前記第１の方向、前記第２の方向、および前記第３の方向のうちの少なくとも１つに対して湾曲しているか、または斜めに配向されているか、あるいはその両方である、インプラント。
（３８） 前記階段状のプロファイルは、１８倍未満の倍率で実質的に観察できない、実施態様３７に記載のインプラント。
（３９） 前記本体は、前記第３の方向に沿って連続して離間された複数の層を備え、前記複数の層のうちの少なくとも２つの隣接する層は、互いに対して階段状の幾何形状を有し、前記階段状の幾何形状は、５０倍の倍率で観察可能である、実施態様３７に記載のインプラント。
（４０） 前記本体の大部分は、本質的に溶融粒子からなる材料から構成されている、実施態様３７に記載のインプラント。
【0058】
（４１） 前記溶融粒子は融解されたものである、実施態様４０に記載のインプラント。
（４２） 前記溶融粒子は、前記溶融粒子の大部分の間に間隙が延在するように一緒に融解されたものである、実施態様４０に記載のインプラント。
（４２） 前記溶融粒子は、前記溶融粒子の大部分の間に間隙が延在するように一緒に融解されたものである、実施態様４０に記載のインプラント。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【国際調査報告】