一体化された多材料インプラントおよび製造方法
層状様式の多材料体を製造するための方法およびシステムが提供され、この物体は、骨安定化インプラントとして用いることができる。この多材料体は、剛性部分および可撓性部分を含み、これらが互いに一体形成されている。この多材料体は、骨の生物学的または解剖学的特徴に合うように、特定の領域を軟化または剛化することができる。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その全ての内容があらゆる点において参照により本明細書に組み込まれる、２００９年１２月３０日出願の、米国特許出願第６１／２９１，１２６号、”Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ”の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、多材料インプラントに関し、さらに、多材料インプラントの積層造形に関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の骨接合用インプラント、プレート、および骨固定化のための関連する部材は、通常、金属、ポリマー、アロジェニック（ａｌｌｏｇｅｎｉｃ）、同種移植片（ａｌｌｏｇｒａｆｔ）、またはストック材料の単一片から一体的に形成されたその他の材料から設計、製造される。骨接合用インプラントのサイズおよび形状は、通常、骨接合用インプラントを大きさを合わせて作製して骨接合用インプラントを適切なサイズの装置で骨に取り付けることによって修復される骨の生体力学的特性に基づいて設計される。
【０００４】
骨接合用インプラントのいくつかは、スクリューを有するプレート、またはロッキングスクリューもしくはその他のロッキング機構を有する髄内釘など、複数の部材で設計されている。骨接合用インプラントは、骨折断片の整列および／または隣接する骨の整列を可能とすることを目的として、複数の部材を含む場合がある。しかし、プレート、釘、またはスクリューなどの骨接合用インプラントの主たる部材は、単一片のストック材料から設計および製造されるものであり、このことから、その後に得られる骨接合用インプラントおよび関連する部材の機械特性の制御が限られてしまう。従って、修復される骨の生体力学特性に可能な限り近い材料特性を有する骨接合用インプラントおよび部材を構築することが望ましい。
【０００５】
ウォルフの法則によると、健康なヒトまたは動物の骨は、それに掛けられた負荷に順応する。従って、骨は、高負荷の領域で成長し、低負荷の領域で吸収またはリモデリングされる。骨折の修復または骨の接合を行う場合、硬すぎる骨接合用インプラントは、過剰な負荷が骨から骨接合用インプラントへと伝導されるため、骨吸収のリスクをもたらす。硬度が低い骨接合用インプラントは、骨折部の過剰な動きまたはインプラントの破壊により、骨折の治癒ができない結果となる可能性がある。
【０００６】
骨接合用インプラントによる内部固定のための重要な生体力学的側面としては、骨構造へのしっかりした一次固定、および骨折治癒のための高度な生体力学的挙動が挙げられる。例えば、骨接合用インプラントは、骨と接合されるかまたはスクリュー固定される部分は硬くて強いが、骨折部に広がるセクションは、より高い可撓性または弾性を有することで、骨の特性をより密接に模倣し、負荷を再接合される骨折標的部へと送るものであることが望ましい場合がある。
【０００７】
通常、一次固定は、ピン、スクリュー、釘、多孔性表面、スパイク、またはリベットによる固定機構を用いて達成される。接合用インプラントのプレートおよび釘は、骨折セグメントの内部固定および整列機構として働く。骨接合用インプラントを、材料、断面、開口部、およびその他の特徴を変化させて設計することで、インプラントは、特定の硬さおよび骨折部に対する安定性を提供し得るものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インプラントの同じ部材に材料の組み合わせを用いた複合体骨接合用インプラントを製造することは、望ましいであろう。そのようなインプラントが、接合する骨、または確実に固定する関節の生体力学的特徴を補完するものである場合、その価値は高まるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の実施形態では、硬化性粉末の第一の層を、外側表面を有するガイドによって定められたボア内に、プラットフォームと外側表面との間の深さを定めるように配置されたプラットフォーム上へ堆積させること；硬化性粉末の第一の層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めること；プラットフォームと外側表面との間の相対的な動きを起こして、プラットフォームと外側表面との間の深さを増加させること；硬化性粉末の第二の層を第一の固体領域上へ堆積させること；および、第一の固体領域上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めること、を含む、部材を製造する方法が提供される。
【００１０】
さらに、製造システムも提供される。このシステムは、外側表面を有してガイドボアを定めるガイド；上側表面を有し、ボア内に配置されてボア内でガイドに対して相対的に移動可能であるプラットフォーム；粉末を収容するように適合された供給容器；粉末化された材料を供給容器からガイドボアへ移送するように構成された移送装置；垂直方向に移動可能であるプラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置；ならびに、プラットフォームに向かって放射線を適用するように構成された放射線源、を含むことが適切である。
【００１１】
さらに、その下にある骨に取り付けられて、下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントも提供され、このインプラントは、下にある骨に取り付けられるように構成された第一の領域；および、第一の領域に隣接して配置された第二の領域を含み、第二の領域は、第一の領域よりも高い可撓性を有し、第二の領域は、第一の領域と一体化されている。
【００１２】
前述の概要、ならびに本出願のインプラントおよび方法の好ましい実施形態についての以下の詳細な記述は、添付の図面と合わせて読むことでより理解が深まる。本出願の一体化された多材料インプラントを説明する目的で、好ましい実施形態を図面で示す。しかし、本出願は、示された機構および手段そのものに限定されるものではないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、１つの実施形態に従うインプラントの構築に用いられる製造プロセスの側面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、１つの実施形態に従うインプラントの構築に用いられる製造プロセスの上面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｆ】図４Ｆは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｇ】図４Ｇは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｈ】図４Ｈは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｉ】図４Ｉは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｊ】図４Ｊは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｋ】図４Ｋは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｌ】図４Ｌは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｍ】図４Ｍは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｎ】図４Ｎは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｏ】図４Ｏは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｐ】図４Ｐは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｑ】図４Ｑは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｒ】図４Ｒは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｓ】図４Ｓは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｔ】図４Ｔは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｕ】図４Ｕは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｖ】図４Ｖは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｗ】図４Ｗは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｘ】図４Ｘは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｙ】図４Ｙは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｅ】図５Ｅは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｆ】図５Ｆは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｅ】図７Ｅは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図８】図８は、本出願の第一の好ましい実施形態に従う一体化された多材料構造を有する骨プレートの断面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図９】図９は、本出願の第二の好ましい実施形態に従う一体化された多材料構造を有する骨プレートの断面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図１０】図１０は、本出願の第三の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラントの側面図を示し、骨接合用インプラントは骨に取り付けられている。
【図１１】図１１は、本出願の第四の好ましい実施形態に従う骨プレートの側面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図１２】図１２は、本出願の第五の好ましい実施形態に従う髄内釘の側面図を示し、髄内釘は骨に取り付けられている。
【図１３】図１３は、図８のプレートの大きく拡大した側面図を示す。
【図１４】図１４は、本出願の第六の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラントの断面図を示し、骨接合用インプラントは２つの骨断片間に取り付けられている。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本出願の第七の好ましい実施形態に従う骨接合用髄核置換デバイス（ｂｏｎｅ ｊｏｉｎｉｎｇ ｎｕｃｌｅｕｓ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）の上面図を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの骨接合用髄核置換デバイスの、矢状面に沿った断面図を示す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、多材料領域を含むインプラントを示す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、多材料領域を含むインプラントを示す。
【図１７】図１７は、多材料領域を含むインプラントを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明が、本明細書で述べる、および／もしくは示す具体的な装置、方法、用途、条件、またはパラメータに限定されないこと、ならびに、本明細書で用いられる専門用語が、特定の実施形態を例として述べることを目的とするものであり、請求される本発明を限定することを意図するものではないことは理解されるべきである。また、添付の請求項を含む本明細書で用いられる場合、単数形態である「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、複数を含み、特定の数値への言及は、文脈から明らかにそうでないことが示されていない限りにおいて、少なくともその特定の数値を含む。「複数」の用語は、本明細書で用いられる場合、２つ以上を意味する。数値の範囲が表される場合、別の実施形態は、１つの特定の数値から、および／または他の特定の数値までを含む。同様に、先行語の「約」を用いることによって数値が近似値として表される場合、特定の数値が、別の実施形態を形成することは理解される。範囲はすべて、その両端値を含み、組み合わせ可能である。
【００１５】
明確にするために別々の実施形態の状況で本明細書にて述べられる本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供してもよいことは理解されるべきである。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の状況で述べられる本発明の種々の特徴は、別々に、またはいずれのサブ組み合わせとして提供してもよい。さらに、範囲として示される数値への言及は、その範囲内の各々およびすべての数値を含む。
【００１６】
特定の専門用語は、以下の記述にて便宜上用いられるのみであり、限定するものではない。「右」、「左」、「上部」、および「下部」の単語は、参照される図面中の方向を指定するものである。「内側へ」および「外側へ」の単語は、装置およびその指定される部分の幾何学的中心に向かう、ならびにそこから離れる方向をそれぞれ意味する。「前側の」、「後側の」、「上の」、「下の」、「側方の」、「内側の」、「矢状の」、「軸方向の」、「冠状の」、「頭側の」、「尾側の」の単語、ならびに関連する単語および／または語句は、参照されるヒト体内での好ましい位置および配向を指定するものであり、限定することを意図するものではない。
【００１７】
特定の専門用語は、以下の記述にて便宜上用いられるのみであり、限定するものではない。「右」、「左」、「下側」、および「上側」の単語は、参照される図面中の方向を指定するものである。「内側へ」または「遠位に」、および「外側へ」または「近位に」の単語は、患者の身体、または好ましいインプラントおよびその関連する部分の幾何学的中心に向かう、ならびにそこから離れる方向をそれぞれ意味する。「前側の」、「後側の」、「上の」、「下の」、「側方の」の単語、ならびに関連する単語および／または語句は、参照されるヒト体内での好ましい位置、方向、および／または配向を指定するものであり、限定することを意図するものではない。専門用語は、上記で挙げた単語、その派生語、および類似の意味を有する単語を含む。
【００１８】
まず、部材を製造する方法が提供される。まず代表的な図４Ａ〜４Ｙを参照して、これらの方法を述べる。
【００１９】
ユーザーは、第一の硬化性粉末層１４２０を、プラットフォーム１４１０と外側表面１４０６との間の深さ１４１４を定める外側表面１４０６（上側表面、リム部、またはエッジ部としても特徴付けられ得る）を有するガイド１４０４によって定められるガイドボア１４１２内に配置されたプラットフォーム１４１０（例：ピストン）上へ堆積させてよい。添付の図に示すように、第一の硬化性粉末層（複数の粒子を含むことが適切である）をプラットフォーム上へ堆積させ、第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めてよい。ユーザーは、プラットフォームと外側表面との間の相対的な動きを起こして、プラットフォームと外側表面との間の深さまたは距離を大きくし、第二の硬化性粉末層を第一の固体領域上へ堆積させ；第一の固体領域上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めてよい。この方法を、まず、限定されない図４Ａおよび４Ｂを参照して説明する。
【００２０】
これらの図は、装置１４００を示し、この装置は、ガイド１４０４中に配置された外側表面１４０２（上側表面と記述される場合もある）を有するプラットフォーム１４１０を含み、ガイドは、ボア１４１２および外側表面１４０４を定め、外側表面は、エッジ部１４０６を有する。この限定されない実施形態では、プラットフォーム１４１０は、ピストンとして特徴付けられ得るものであり、ピストンは、プラットフォーム１４１０を移動させるのに用いることができるロッド１４０６を有する。
【００２１】
プラットフォームの移動は、機械的な、電気機械的な、液圧による、またはさらには磁気的な力を加えることによって行ってよい。プラットフォームを移動する方法は本技術分野で公知である。プラットフォーム１４１０のエッジ部は、ボア１４１２に緊密に嵌合されているか、またはシールされている（例：ガスケットにより）ことが適切である。図に示されるように、プラットフォームの外側表面１４０２は、ピストン集合体のエッジ部またはリム部１４０６の下、距離１４１４の位置に配置されてよい。ある実施形態では、ガイド１４０４の外側表面１４０４は、上側表面として特徴付けられる。
【００２２】
ガイドは、リム部１４０６を含んでよく、これは、外側表面１４０４の一部と見なし得る。円形のプラットフォームを用いて請求される本発明を説明するが、プラットフォームが円形表面を有する必要はない。プラットフォームは、円形、四角形、または多角形の形状であってよい。
【００２３】
プラットフォームは、ガイド１４０４の外側表面１４０６を越えて位置することを可能としてよい。プラットフォームはまた、プラットフォーム１４１０の表面１４０２の上に堆積された材料が、ガイド１４０４の外側表面１４０６を越えて露出されるように位置することを可能としてもよい。本明細書の他所で述べるように、この露出によって、ユーザーは、図４Ｐ（ブラシ１４６０による過剰粉末の除去）および４Ｑ（真空掃除機１４７０による過剰粉末の除去）に示されるように、プラットフォーム１４１０の上にあるか、またはそれによって支持されている場合のある過剰の材料を取り払うことができる。
【００２４】
第一の硬化性粉末層の堆積を図４Ｃおよび４Ｄに示す。これらの図に示すように、粉末層１４２０は、プラットフォームの上側表面１４０２の上に堆積される。粉末層の高さは、第一の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しいことが適切であるが、層はこれより厚くてもよい。図４Ｄに示すように、粉末層は、プラットフォームの上側表面１４０２の本質的に全体を被覆してよいが、完全な被覆は必要条件ではない。
【００２５】
適切な粉末には、実質的にいかなる硬化性材料も含まれる。ポリマーおよび金属などの粉末はすべて適切であると見なされる。粉末層は、本質的に単分散である粉末または多分散粉末によるものであってよい。例えば、粉末層は、ＰＥＥＫ粒子の単分散集団を含んでよい。第一、第二、または両方の粉末層は、単分散であってもまたは多分散であってもよく、すなわち、どの粉末層も単または多分散であってよい。また、どの粉末層も、２つの材料の混合物を含んでいてもよい（例：２種類のポリマー）。
【００２６】
別の選択肢として、層は、様々なサイズ／寸法のＰＥＥＫ粒子を含んでよい。層は、ＰＥＥＫおよび金属を例とする、２つの異なる種類の材料の粒子を含んでよい。粒子は、従って、サイズ、材料、またはその両方に関して、互いに異なっていてよい。ＰＥＥＫおよびポリエチレンなどのポリマー粒子は、特に適切であると見なされる。ステンレススチールなどの金属粒子も適切である。
【００２７】
粉末は、実質的にいかなる材料であってもよい。粉末材料の限定されないリストとしては：スチール（従来のおよびステンレス）、スチール合金、アルミニウム、チタン（およびその合金）、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、およびその他のポリマーなどが挙げられる。任意の粒子は、それ自体が１、２、または３つ以上の材料を含んでいてよい。例えば、任意の粒子は、それ自体が、２つのポリマー、金属、またはその両方の混合物であってよい。例えば、単一の粒子は、それ自体が、混合物、または合金、または２つの金属であってよい。溶融または一緒に溶接することが可能である材料は、特に適切であると見なされる。適切な粉末材料の粒子サイズは、約０．００５ｍｍまたはさらには約０．０１ｍｍから、約０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、またはさらには１ｍｍ、もしくは２ｍｍまでの範囲内である。粒子サイズ分布は、ユーザーの必要性に応じてユーザーが設定してよい。
【００２８】
ユーザーは、選択的溶融の適用を実施してもよい。代表的なＰＥＥＫの場合、プロセスチャンバーおよび粉末をＰＥＥＫの融点近くまで加熱し（例：３５０度）、ビームが、ＰＥＥＫの溶融を誘発するのに要するエネルギーの最終量のみを導入する。この手法の変形を、ＰＥＥＫに加えて様々な材料に適用してよい。例えば、ユーザーは、適用された粉末の一部のみが固化するように、特定の温度を特定の時間にわたって適用してよい。この方法により、ユーザーは、加工中の材料の一部分のみを選択的に溶融（その後固化するように）または融合することができる。例えば、ユーザーは、適用されたポリマー粉末を固化させるには十分であるが、適用された金属粉末は固化しない温度までワークスペースを加熱してよい。
【００２９】
特定の種類の粉末を加工するための最適な条件は、粉末およびユーザーの必要性に応じて異なる。ＰＥＥＫ粉末の場合、約４０Ｗのエネルギー、約１５００ｍｍ／ｓのスキャン速度、および直径約０．１ｍｍの焦点が適切であると考えられる。スチール粉末の場合、２００Ｗのパワー、約１０００ｍｍ／ｓのスキャン速度、および直径約０．１５ｍｍの焦点が適切であると考えられる。最適な粉末の適用は、ユーザーの必要性および加工される材料の特性に応じて異なる。第一の固化層を冷却し、その後に第一の層上に第二の層を形成することが適切であると考えられる（必須ではないが）。実際は、第一の層の固化は、第二の層が適用されて加工される相当前に行われる。
【００３０】
任意の粉末層は、２種類の粒子を含んでよく、その粒子は、異なる材料であってよい。層中の２つの材料の重量比は、約１０，０００：１から約１：１０，０００、または約１０００：１から約１：１０００、または約１０：１から約１：１０、またはさらには約１：１であってよい。１つの材料の別の材料に対する最適な比率は、ユーザーの必要性に応じて異なり；任意の粉末層は、２、３、４、または５つ以上の異なる材料を含んでいてよい。層中（例：異なるサイズの粒子を含む層中）のサイズが異なる粒子の個数比は、実質的にいかなる比であってもよい。
【００３１】
ある実施形態では、第一の層１４２０は、最初の層であり、従って、第一の堆積工程は、第一の層をプラットフォーム上へ直接配置することを含む。他の構成では、第一の層１４２０は、プラットフォームに支持されている、既に固化された固体領域の上に堆積される。
【００３２】
図４Ｅおよび４Ｆは、第一の固体領域を定めるように第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化することを示している。この固化は、エネルギー（例：放射線）１４３２を、エネルギー源１４３０から第一の粉末層１４２０の少なくとも一部分へ適用することによって行われることが適切である。エネルギーの適用は、その層１４２０の一部分を第一の固体領域１４４０とすることが適切である。エネルギー源は、レーザー、メーザー、赤外放射線源、紫外放射線源、または粉末を硬化することができるその他の放射線であってよい。また、ユーザーは、エネルギー源として加熱流体（例：ガス）を用いてもよい。加熱物体（加熱プレート、針、またはパターンスタンプなど）も、適切なエネルギー源として用いてよい。電子ビーム、プラズマビーム、プロトン、またはその他の粒子ビームも、適切なエネルギー源である。また、超音波も、溶融および固化の調節またはそれ以外の変化を行うために適用してよく；振動エネルギーまたは振動力を、固化されなかった粉末を除去するために適用してよい。図４Ｆに示すように、ユーザーは、第一の粉末層１４２０の一部分のみを固化１４４０してよい。
【００３３】
ユーザーは、粉末を実質的にいかなるパターンに固化してもよく、本明細書の他所で述べるように、ユーザーは、放射線源と粉末層との間の相対的な動きを起こすことによって、特定の固化パターンを発生させてよい。例えば、放射線源３２を、プラットフォーム上の特定の位置に移動させ、次にプラットフォームによって支持される材料へ放射線１４３２を適用してよい。放射線源１４３２は、粉末を線状に固化させるように、２つ以上の位置の間を移動しながら放射線を適用してよい。
【００３４】
別の選択肢としての実施形態では、放射線源１４３２は、固定され、プラットフォーム１４１０が、放射線源に対して相対的に移動される。また、ユーザーは、放射線源３２およびプラットフォーム１４１０を互いに相対的に移動させてもよい。放射線源は、ｘ−ｙ平面で移動させてよく、ｚ軸で移動させてもよい。放射線源は、ピストン１４１０の表面１４０２に対して垂直に放射線が適用されるように構成されてよく；放射線源はまた、表面１４０２に対して角度を付けて放射線を適用してもよい。
【００３５】
ユーザーはまた、放射線源および粉末層の間、またはその両方にマスクを挿入することで、固化パターンを発生させてもよい。第一の粉末層への放射線の適用により、第一の粉末材料の硬化から、完全固化材料１４４０の層が得られる結果となってよい。
【００３６】
ビームは、様々な方法で適用してよい。いくつかの場合では、１つのピースの外部輪郭部における溶接部（すなわち、固化領域）が、そのピースの内部における溶接部によって軟化され得る。外部と内部の溶接部の間の距離が離れることで、物体内の勾配の加工性を改善することができ、内部溶接部の後に外部輪郭部の溶接を行うことで、勾配の加工性が改善される。ピースの外側からピースの内部へ向かって順に溶接することによっても、ある実施形態では、材料特性の改善が得られる。いくつかの状況では、溶接パスが互いに隣接していない場合、焦点を絞ることで、上下に順に配置された溶接部の準最適な成長を得ることができる。類似の効果は、エネルギーレベルがより高い場合に、溶接パスが互いに近接していても発生する。
【００３７】
ある実施形態では、ユーザーは次に、プラットフォームおよびガイドの外部表面の間の相対的な動きを起こしてよく、それによって、プラットフォームと外部表面との間の深さが増加する。これは、図４Ｉおよび４Ｊに示され、これらの図は、プラットフォームおよびガイド（符号なし）の間の相対的な動きが、ガイドの外部表面と固体材料１４４０の上部表面との間の距離１４１４を生じさせることを示している。相対的な動きは、ガイド１４０４に対してプラットフォーム１４１０を移動させることにより、プラットフォーム１４１０に対してガイド１４０４を移動させることにより、またはその両方により行ってよい。
【００３８】
ユーザーは次に、第二の硬化性粉末層を、第一の固体領域上に堆積させてよい。これは、図４Ｋに示される。その図に示されるように、第二の硬化性粉末層１４５０は、第一の固体領域１４４０上に堆積される。第二の硬化性粉末層の厚さは、第二の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しいことが適切であるが、層はそれより厚くてもよい。
【００３９】
１つの実施形態では、ガイドの外側表面と固体材料１４４０の上側表面との間の距離１４１４は、第二の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しく（またはそれよりも僅かに大きい）；この方法により、凹状の固体材料１４４０へ第二の硬化性粉末を適用した後に、過剰の第二の粉末を、スイーパーまたはワイパー（図示せず）を用いて除去することができ、これによって、距離１４１４の高さを有する第二の粉末層が後に残される。
【００４０】
そのような実施形態では、ユーザーは、硬化性粉末の層を固化した後（その層は、第一のまたは最初の粉末層であり得る）、プラットフォームを上方向へ進めてよい。これは、固化粉末の領域を上方向へ上昇させ、ユーザーが未硬化または過剰の粉末の除去を、ブラシにより、真空掃除機により、下に落とすことにより、または粉末もしくは微粒子物質を除去もしくは回収するその他の方法により行うことができるように、行ってよい。
【００４１】
プラットフォームの上昇は、ピストンボアのリム部より上に、本質的に粉末の固化された領域のみを露出させるのに十分な量（例：固化された粉末層の高さ程度）で行ってよい。加工される領域をこの量で下方向へ移動させ、次に粉末を適用することにより、一般的に０．０３ｍｍから０．１ｍｍの厚さの粉末層が得られるが（図４Ｇ、４Ｉ、および４Ｋに示されるように）、粉末サイズを適切に選択し、プラットフォームの動きを適切に調節することにより、０．０３ｍｍ未満および０．１ｍｍ超の粉末層を形成することもできる。粉末層の最適な厚さは、ユーザーの必要性および加工上の制限に依存し得るものであり、粉末層は、数分の１ミリメートルの範囲からミリメートルの範囲であってよい。
【００４２】
図４Ｍおよび４Ｎに示すように、ユーザーは次に、第一の固体領域の上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めてよい。この固化は、放射線源１４３０から放射線１４３２を第二の層１４５０へ適用することで達成されることが適切である。そして、放射線は、第二の層１４５０の少なくとも一部分を、第一の固体領域１４４０上の第二の固体領域１４５２へ変換する。図４Ｎの上面図に示されるように、固化は、固化された第一の領域１４４０上に第二の粉末の別々の固化された領域１４５２を発生させるように実施してもよい。第二の粉末１４５２の未固化粒子が、第一の固体領域１４４０上に残っている場合がある。固化は、第二の固体領域と第一の固体領域とを融合させることができ；そのような融合は、ある実施形態では、焼結として、またはさらには溶接として特徴付けられ得る。ある実施形態では、隣接する粉末層は、互いに結合している。これは、隣接する層が同一または類似の材料である場合に起こり得る。材料は、１つの材料層の一部が隣接する層に拡散するように選択してもよい。
【００４３】
ある実施形態では、１つの隣接する層の一部分が、隣接する層に物理的に一体化されてよい。これは、第一の層が多孔性であるか、または表面粗さを有し、第二の層の一部分が第一の層のそのような特徴部分と一体化する場合に起こり得る。添付の図、例えば図１６Ａに示されるように、材料の層は、１つの領域１２０２が、別の領域１２０４と共に嵌合されるように構築されてもよい。
【００４４】
ユーザーは、実質的にいかなるパターンで粉末を固化してもよく；図４Ｎに示される円柱状領域は単なる例示である。固化された領域は、円形、多角形、四角形、またはその他の形状であってよい。１つの変形では、ユーザーは、粉末のＯ字型リングを固化し、そのリングの中央の未固化粉末を除去してよい。次にユーザーは、第一のリング上に追加のＯ字型リングを構築して、中空の円柱を発生させてよい。次に、所望される場合は、円柱の内部を液体またはその他の材料で充填してよい。
【００４５】
また、本発明を用いて、内部に空隙部を含む物体を作製することもできる。そのような空隙を発生させる１つの方法は、粉末の第一の層を固化することである。ユーザーは次に、その層の上に、第二の粉末層を固化するが、第二の層に複数の孔を残す。次にユーザーは、ワークピースを取り出し、続いてワークピースを下向きに、別の材料固体層を上に向けて配置して、デバイスの構築を継続してよい。次に、第二の層の孔を塞ぐことで、内部に空隙が配置された物体が得られる。
【００４６】
ワークピース（すなわち、固化された粉末で作られた物体）は、加工の過程で、移動されても、回転されても、またはそれ以外の操作を受けてよい（図示せず）。この方法により、ユーザーは、実質的にいかなる配向で伸びる実質的にいかなる特徴を有する物体をも作製することができる。例えば、ユーザーは、１つ以上の粉末材料の連続する層を固化することにより、立方体を構築してよい。次にユーザーは、立方体の第一の面から伸びる突出部（例：スパイク）を構築してよい。ユーザーは、次に、ワークピースを回転させ、立方体の別の面から第二の突出部を構築してよい（図示せず）。
【００４７】
物体内に空隙を配置することは、物体に特定の物理的特性を付与するのに有用であり得るものであり、それは、物体内に存在する空隙により、剛性が低く、より可撓性の高い物体が発生し得るからである。また、空隙を用いて、剤または薬物を含有させ、そのような物質を物体内に保存することもできる。また、空隙を用いて、後に硬化することができるモノマーなどの物質を含有させることもできる。例えば、そのようなインプラントは、体内に導入され、その後に、インプラント内に配置された導入モノマーが、適切なエネルギーの適用によって固化されてよい。物体はまた、未固化粉末を含む領域（通常は内部領域）を有していてもよい。そのような物体は、移植され、物体内の未固化粉末が、適切な放射線の適用によって後に固化されてよい。
【００４８】
ユーザーはまた、物体を成す層のエッジ部に未固化の領域を残すことにより、ピットを有するか、多孔性であるか、粗面であるか、またはそれ以外の特徴を有する表面を持つ物体を発生させることができる。そのような表面を用いて、骨またはその他の組織の内殖を促進することができる。そのような表面はまた、均一でない表面の被覆またはそれへの接着をコーティングが改善する場合があることから、コーティングを施してもよい。
【００４９】
固化の後、図４Ｏに示されるように、続いてピストンを上方向へ移動させてよい。これは、図４Ｏ、４Ｐ、および４Ｑに示されるように、掃き出し、真空掃除機、ブラシ、吹き飛ばし、またはそれ以外でワークピースから粉末を除去することができる場所まで、第二の粉末層からの未固化粉末１４５０を上へ移動させるように行ってよい。粉末は、材料の固化された領域の形成後に除去されることが適切であり；そして、粉末の除去が、第一、第二、またはその他の固体領域を定める。
【００５０】
本明細書の他所で述べるように、プラットフォームおよび外側表面の間の相対的な動きは、第一の固体領域、第二の固体領域、またはその両方（またはその他のいずれかの固体領域）を、外側表面よりも上に、または外側表面と同じ高さに持ち上げるものであってよい。図４Ｐでは、固化された領域１４５２の間に粉末の領域１４５０が存在する。ピストンは、粉末１４５０がガイドの表面の上に露出するように、上方向へ進行されている。ブラシ１４６０または真空掃除機１４７０を用いて、過剰の粉末１４５０を除去してよい。ユーザーはまた、静電気、ブロワー、または粉末を除去するその他の適切な方法を用いてもよい。
【００５１】
図４Ｒは、第二の固化された領域１４４０上の固化された領域１４５２を、過剰の粉末（図示せず）が除去された状態で示す。図４Ｓは、固化された領域１４５２の俯瞰図を示す。
【００５２】
図４Ｔに示されるように、ピストン面を次に、下向きに移動させ、それによって固体構造の上部が本質的にボアのエッジ部１４０６と同一平面（すなわち、同じ高さ）となるようにしてよい。次に、第三の粉末層（図４Ｕに示されるように）を導入して、固化された領域１４５２の間の空間を埋めてよい。これは図４Ｔに示され、この図は、これらの空間を埋める第三の粉末層を示すものである（第三の粉末層１４２０のレベリングは図示していない）。さらなる粉末層（図示せず）を適用して、加工してよく；これらの層は、それ自体の別々の容器内に保存されていてよい。
【００５３】
第三の粉末層は、次に、エネルギー源１４３０からのエネルギー１４３２の適用によって固化される。これによって、固化された第三の粉末層１４４０ａに実質的に埋め込まれた第二の材料の固化された領域１４５２が発生する。この説明では、第一および第三の層の粉末は同じであるが；しかし、物体のいずれの２つの層も同じあることは必要条件ではない。
【００５４】
これは、図４Ｘにも示されており、この図は、固化された層１４４０ａの中に存在する固化された領域１４５２の俯瞰図を示す。４Ｙは、図４Ｗで作製された物体の断面図であり、第一の層１４４０、第二の材料の固化された領域１４５２、および固化された第二の材料１４５２が配置される材料層１４４０ａを示す。
【００５５】
粉末は、供給容器から提供してよい。複数の材料を用いるプロセスの場合、各材料を別々の供給容器に保存してよい。例えば、第一の粉末は、第一の供給容器に保存されてよく、第二の粉末は（例：追加の粉末層に用いられる材料）、第二の容器に保存される。追加の粉末は、それぞれ、それ自体の容器に保存してよい（例：第三の粉末は第三の供給容器に保存され、第四の粉末は第四の供給容器に保存される、など）。供給容器は、ガイドの近傍に配置してよい。
【００５６】
ここで、図１、２、および３を参照すると、これらの図は、選択的レーザー焼結プロセスまたは類似のプロセスを用いて、本明細書の他所で述べるものを含む、種々のインプラントよびその他の物体を製造することができる実施形態を示す。
【００５７】
図１を参照すると、このプロセスは、一般に、エネルギー源３２（例：レーザー）を用いてプラスチック、金属、またはセラミック粉末などの材料の粒子を所望される三次元の物体を表す集合体へと融合させる高速積層造形技術（ａｄｄｉｔｉｖｅ， ｒａｐｉｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）から成る。
【００５８】
エネルギー（例：放射線）源３２（例：レーザー）は、作製されたパーツの断面を、スキャナー３４を用いるコントローラー３０によって、粉末床３８の表面にてスキャンすることにより、粉末材料３６を融合させる。パーツの各断面がスキャナー３４によってスキャンされた後、粉末床３８は１つの厚さ分下げられ、粉末適用装置３９によって粉末床の上部に新しい粉末材料層が添加され、パーツが完成するまでこのプロセスが繰り返される。ここではレーザーについて述べるが、その他の放射線またはエネルギー源を用いて粉末を固化させてもよい。プッシャー（ｐｕｓｈｅｒ）５８を用いて、粉末の適用または除去を補助してもよい。このシステムはまた、放射線の適用を調節する（例：放射線源の動きの調節により、放射線適用のパターンを作り出すマスクの使用により、ワークピースの移動により、またはこれらのいずれか）コントローラーも含んでいてよい。
【００５９】
コントローラーは、１つ以上の所定の場所へ放射線を適用してよい。本明細書の他所にて述べるように、ユーザーは、特定の形状の物体またはパーツを必要とする場合がある。その場合、ユーザーは、粉末適用および粉末固化の連続する工程を行って、所望されるパーツを得ることができる。その場合は、ユーザーは、特定の順序の工程が実行されて所望されるパーツが製造されるように、システムを設定またはそうでなければプログラムしてよい。このプログラムの一部として、システムは、１つ以上の予め選択された、または所定の場所へ放射線を適用してよい。このシステムはまた、放射線またはエネルギーの適用と合わせて、予め選択された量および種類の粉末を適用してもよい。
【００６０】
粉末床３８へ選択的に粉末を配置するか、または第一の材料を粉末床３８にて融合させ、特定の層から材料粉末を除去し、その層へ第二の材料粉末を適用し、第二の材料粉末をコントローラー３０のガイドに基づいてその特定の層にて融合させることにより、２つ以上の材料を組み合わせることができる。粉末材料は、好ましくは、ホッパー４０ａ〜ｅ（図３参照）で保存または保持され、ホッパーの数は、特定の部材のいずれかに用いられることが所望される材料の数に対応している。ホッパーは、単一の材料、またはさらには材料の混合物を含んでいてよい。
【００６１】
材料を除去する場合、具体的には、スキャナー３４による粉末床３８の最初のスキャン後に粉末床３８から粉末材料３６を除去する場合、粉末材料３６は、真空掃除機、スイーパー、静電掃除機、ブロワー、ワイパー、または粉末床３８から過剰の粉末材料３６を除去するその他のほとんどいかなる機構によっても除去してよく、それによって、粉末材料３６の次の層の加工が行い易くなる。
【００６２】
１つの実施形態は、第一の粉末材料３６を粉末床３８上へ堆積させ、第二の材料が部材設計に組み込まれる断面の部分にて、粉末床３８の第二の部分を第二の粉末材料３６で充填することを含む。コントローラー３０は、望まれる材料３６を、部材の特定の層に対応する三次元材料層へと融合するように、レーザー源３２およびスキャナー３４を動かすものである。
【００６３】
異なる材料３６による新しい層が、融合層の上部に堆積され、最終パーツが製造されるまでプロセスが繰り返される。スキャナーは、粉末床３８上（ガイドボア内）に配置された粉末材料の状態の評価に用いることができ、次にその状態を用いて、放射線、イオン、またはその他のエネルギーの粉末への適用を調節することができる。図に示されるように、粉末は、２つのホッパーから供給してよく；２、３、またはさらには４つ以上のホッパーを用いてもよい。単一の粉末源（例：ホッパー）を持つ実施形態も適切である。
【００６４】
限定されない図１および２では、粉末供給プラットフォーム（ピストンとして構成され得る）が、粉末床とおよそ同じ高さに配置される。そのような構成では、粉末は、供給ピストンから供給され、次に、加工のために粉末床３８上へ掃き流されるか、またはそれ以外で移送される。粉末は、ホッパーの上に配置された供給源から供給される場合もあることから、これは必要条件ではない。そのような実施形態では、粉末は、粉末床に隣接して供給され、次に、例えばブレード、スクープ、スプレー、ワイパーなどで粉末床へ移送される。粉末はまた、粉末床から離れて（例：数ミリメートル、数センチメートル）供給され、次に粉末床へ送られてもよい。
【００６５】
粉末を作業プラットフォームへと広げるための装置、さらには過剰の粉末を除去するための装置が存在することも適切である。１つの実施形態では、システムは、粉末をワイパーの前に堆積させるブレード（またはスクレーパー）３９を含み、ワイパーは、ブレードの形状、ブラシの形状、またはさらにはブレードおよびブラシであってよい。この堆積は、単一の独立した容器からであっても、または各々が異なる粉末材料を含有する他の容器の群（例：列）の一部である単一の容器からであってもよい。システムは、ワイパーの前に１種類のみの粉末を供給するように構成されていても、または２種類以上の粉末をワイパーの前に供給するように構成されていてもよい。ワイパーはまた、過剰または不要の粉末を除去するためにも用いてよい。図のいくつかには、プラットフォーム全体にわたって、または別の支持層全体にわたって粉末を広げることが示されているが、これは必要条件ではない。ユーザーは、プラットフォームまたは支持層の一部分のみに粉末を広げてよく、システムは、この種の広げ方が行われるように構成されていてよい。
【００６６】
本明細書の他所で述べるように、超音波またはその他の振動を用いて、平滑な粉末層を生じさせることができる。粉末は、ガイドのエッジ部またはリム部に確実に存在することが適切であると考えられ；リム部に十分な粉末が存在しない場合、熱を吸収する粉末が存在しないために、続いて行われるエネルギーの適用が、リム部のみを加熱し、隣接する粉末を加熱しない可能性がある。従って、これらの方法を実行するには、粉末の十分な分布が有用である。別の選択肢として、プロセスチャンバー内を比較的高い温度にすることで、加工される材料内の温度勾配を低減することができ；例えば、ユーザーは、粉末を適用し、粉末が特定の温度となるまで待機した後、粉末を加工してよい。ユーザーはまた、第一の粉末層の加工に要するエネルギーは、第一の層とは異なる断面であるか、またはさらには異なる材料であり得る第二の粉末層（第一に隣接）の加工に要するエネルギーと異なる可能性があることから、ピースの異なる層の構築に際して断面の変化を考慮してもよい。
【００６７】
粉末は、プロセスチャンバーの雰囲気中へ注入またはスプレーして、続いて加工される領域上へ降下（例：雪のようにして）させてもよい。他の実施形態では、粉末は、作業プラットフォーム上への分散のためにコンベヤーベルト上へ分散してよい。ベルトは、プロセスチャンバー内で動きながら粉末を分配してよい。
【００６８】
特に図２Ａを参照すると、特定の粉末材料３６は、典型的なレーザー源３２およびスキャナー３４での加工に適さない場合がある。そのような敏感な粉末材料３６は、青色光源またはその他の光源４２などの低エネルギー機構を用いて融合または加工してよい。そのような構成では、コントローラー３０（分かりやすくするために図２には含めていない）は、加工される材料に応じて、粉末床３８上に堆積装置３９を介して堆積された望まれる材料を融合または加工するために、レーザー源３２、スキャナー３４、および／または青色光源４２を動かすものである。
【００６９】
堆積装置は、粉末床３８へ粉末を移送するように移動されるバー、ブレード、またはワイパーであってよい。製造は、粉末を固化するために２つ以上の異なるエネルギーを用いることを伴っていてよい。例えば、システムは、第一の種類のエネルギー（例：第一の波長のレーザー放射線）を用いて第一の種類の粉末を融合させ、次に第二の種類のエネルギー（第二の波長のレーザー放射線）を用いて第二の種類の粉末を固化させてよい。エネルギー源は、調節可能であってよく；システムはまた、その代わりに、複数のエネルギー源を含んでいてもよい。
【００７０】
ある実施形態では、金属またはセラミック粉末３６が加工される場合、材料の融合には高エネルギーレーザー源３２が通常は用いられ、ポリマー粉末材料などのより敏感な材料が加工される場合は、青色光源４２を用いてよい。青色光源４２は、限定されず、特定の粉末材料を融合または加工して最終部材を形成する、紫外または赤外光源などのほとんどいかなる光源から成っていてもよい。加えて、粉末材料の静電堆積を用いて部材の加工を行ってもよい。
【００７１】
図１および２に示されるように、ホッパーまたは粉末容器は、粉末床３８（プラットフォームとも称される）に隣接して、またはその近傍にあるピストンであってよい。図１に示されるように、粉末容器ピストンが配置されるボアの上部は、粉末床（またはプラットフォーム）が配置されるボアの上部と、同じ高さであるかまたは本質的に平面に位置していてよい。このことによって、ユーザーは、掃き流し、吹き飛ばし、またはそれ以外により、粉末容器から粉末床上へ粉末を移送することが可能となる。
【００７２】
図１および２に示されるシステムは、協調した形で運転されるよう構成されてよく、ここで、システムが粉末床上のある量の粉末を固化させて固体領域を形成している間に、プラットフォームに適用される次の粉末層に相当する粉末容器内のプラットフォームは、所望される量の粉末を粉末移送装置に提供するように移動している。この方法により、システムは、前の量の粉末が粉末床上で加工されている間に、次の量の粉末を送り出す準備を行う。本明細書の他所にて述べるように、粉末の粉末床への移送は、固化工程後に粉末床からの過剰の粉末の除去も行う装置によって行ってよい。
【００７３】
このような協調プロセスの１つの例として、第一のホッパーが、次に粉末床（プラットフォーム）３８へと分配されることになる粉末を供給してよい。粉末床上の粉末が固化されている間に、第二のホッパーが、粉末床へ第二の粉末を分配する準備を行う。固化後、過剰の粉末が粉末床３８から除去され、第二の粉末が固化された第一の粉末上に分配されて単一粒子分の厚さの層が形成されるように、粉末床がある距離分上昇される。
【００７４】
図３を参照すると、複数のホッパー４０ａ〜４０ｆを用いて、加工のために粉末床３８上へ堆積させるための望まれる粉末材料３６が保存される。ホッパー４０ａ〜４０ｆを用いて、移行領域のためのブレンド材料、高弾性材料、物体の剛性もしくは硬い部分を形成するための金属粉末、または所望される製品の適合および製造を可能とするほとんどいかなる材料をも保存してよい。ブレード３９またはその他の装置（例：ワイパー、スクレーパー）を用いて粉末を粉末床へ移送することが適切である。供給容器は、互いに対して実質的にいかなる位置に配置してもよく；これらは、互いに隣り合っていても、またはさらには互いに向かい合っていてもよい。
【００７５】
粉末床は、ユーザーの必要性を満たすような寸法であってよい。粉末床は、ミリメートル、センチメートル、またはさらにはそれより大きい範囲の幅を有していてよく；代表的な粉末床の断面寸法（例：幅）は、約１０ｍｍから約５００ｍｍの範囲内である。粉末床は、円形、多角形、卵形、またはユーザーが必要とし得る実質的にいかなる形状であってもよい。粉末床はまた、プラットフォームの断面を変化させるように粉末床の一部分をマスクするインサートまたは覆い（クッキー型（ｃｏｏｋｉｅｒ ｃｕｔｔｅｒ）またはステンシルの形態）（図示せず）を含んでもよい。例えば、半径約１ｃｍのプラットフォームの上に、外半径が１ｃｍ、内側の「孔」の半径が約０．５ｃｍであるドーナツ形状のステンシルを配置してよい。内側の「孔」は、円形、四角形、または実質的にその他のいかなる形状であってもよい。
【００７６】
粉末供給ピストンおよび粉末床は、実質的にいかなる構成で配置されてもよい。代表的な図３Ｄに示されるように、粉末供給ピストン４０ａ〜４０ｆは、粉末床（またはプラットフォーム）３８の周囲に配置されてよい。他の実施形態では、中央の粉末供給ピストンが粉末床によって囲まれていてもよい。ブレードまたはワイパーが往復運度の形で運転されて粉末が供給ピストンから粉末床へ送られるように、粉末供給ピストンは、２つの粉末床がその側面に配置されていてもよい。
【００７７】
図５は、開示される方法の種々の実施形態を示す。図１５Ａでは、物体１５００は、物体の一方の端から他方の端まで、スライス１５０２によって構築または「ビルドアップ」されてよい。これにより、多くの比較的小さいスライスの固化によって物体が生産される結果となる。別の選択肢としての実施形態が図５Ｂに示され、この図は、数が少なく、より大きいスライス１５０２を用いての、ボトムアップによる物体１５００の構築を示す。図５Ａのような構築は、多くの個々のスライスを構築する必要があるため、追加の時間が掛かり得る。図５Ｂに従う構築は、必要なスライス数が少ないことから、より早い場合があるが、いくつかの場合では、スライスが大きいことが、より多くの変更の機会を提供し得る。従って、ある実施形態では、垂直方向に配向されるピースの構築は、水平構成に配向されるピースの構築よりも遅い場合がある。しかし、プロセス条件および設定は、ユーザーの必要性に応じて改変してよく、垂直配向の物体を水平配向の物体よりも素早く構築することが適切であると考えるユーザーもいる可能性がある。
【００７８】
図５Ｃは、パーツがある角度で形成される１つの実施形態を示す。図に示されるように、物体の長さ方向に沿って変化する断面の層１５１２、１５１４、１５１６を形成して、最終生成物に達してよい。第一の（下側）層１５１２は、物体に剛性を付与する金属を例とする第一の材料１５１０ａから成る。中間層１５１４は、物体にある程度の可撓性が付与されるように、プラスチックまたはその他の可撓性材料１５１０ｂから成る。上側層１５１６は、１５１０ｂおよび１５１０ａの両方の材料で形成してよい。
【００７９】
このようにすることで、この方法により、サイズ、材料、またはその両方が変化し得る断面を有する物体を作り出すことが可能となる。本明細書の他所にて述べるように、層は、互いに異なる断面領域を有してよく、従って、これにより、図１５Ｃの物体のような角度を有する物体をユーザーが作り上げることが可能となる。形成中のパーツとプラットフォーム表面との間の接触領域の量を最小限に抑える構成が、特に適切であると考えられ；連続する比較的大きい層の構築を伴う方法も用いてよい。
【００８０】
放射線を適用する代表的な方法が図６Ａおよび６Ｂに示される。図６Ａは、レーザー（またはその他の放射線源）ビーム１６３２を粉末１６０４上の様々な位置へ移動させて所望される領域を固化させることにより、固化された粉末領域１６０６を形成することを示している。エネルギーの適用は、スポット、バースト（ｂｕｒｓｔ）、ライン、またはその他の形状で行ってよい。別の選択肢として、エネルギーを、ビームの移動の間、常に適用して、固化または溶接された材料のラインを発生させてもよい。エネルギーは、レーザーまたはメーザーなどの装置１６３０によって供給されることが適切である。粉末１６０４は、ピストン１６０２の上側の面１６００上に配置される。エネルギー源は、少なくとも１つの方向へ移動可能であることが適切であり；ｘ、ｙ、およびｚ方向へ移動するエネルギー源、ならびに傾けることが可能であるエネルギー源が適切である。
【００８１】
図６Ｂに示されるように、ユーザーはまた、所望される位置にのみ放射線が指向されるように、マスク１６０８を用いてもよい。この図では、マスクは、粉末層１６０４の特定の領域１６０６のみが照射されるように、エネルギー源と標的である粉末層との間に配置されている。マスクは、実質的にいかなる形でパターン化されていてもよく、そしてこれにより、ユーザーは実質的にいかなるパターンの固化された粉末をも形成することが可能となる。マスクは、その中に形成された孔部１６１０、直線、および曲線などを有していてよい。示されるように、マスクは、適用された放射線に対して不透過性であることが適切である。マスクは、その開口部が、移動可能であるプラットフォームの上側の面の方向に放射線源から適用される放射線の少なくとも一部分をブロックするように位置することが可能であることが適切である。
【００８２】
ある実施形態では（図示せず）、ユーザーは、次の加工のための粉末の適用を補助するためにマスクを用いてよい。本実施形態では、マスクまたはステンシルは、粉末層を支持することになる表面の上に配置されてよい。次に、ユーザーは、粉末を適用してよく、そしてこれにより、マスクされていなかった表面の部分のみが粉末によって覆われることになる。ステンシルは、所望される粉末層の単一粒子厚さとほぼ同じである厚さのものであってよい。作業では、ユーザーは次に、いかなる過剰粉末も除去し、残りの粉末を固化させる（これは、ステンシルを配置して、または配置せずに行ってもよい）。この方法では、解像度の細かい特徴を形成することができる。ある実施形態では、典型的な寸法が０．０５ｍｍ以上である特徴を形成することができ；より細かい特徴を作製することもできる。
【００８３】
図７Ａ〜７Ｅは、別の限定されない実施形態を示す。図７Ａは、ワークピース上に粉末を配置することを示している（図４Ｒのそれと類似）。粉末１７５０は、ピストンの上にあるワークピースの表面特徴１７５２上、ならびにその表面特徴の間に配置される。表面特徴１７５２は、既に固化された粉末層１７４０上、またはそれ自体がピストンと接触しているその他の材料上に配置されていてよい。図７Ｂに示されるように、ユーザーは次に、粉末層の特定の領域へエネルギー１７３２を適用することにより、構造間に配置された粉末も固化してしまうことなく、構造上の粉末を固化してよい（従って、構造を伸長する）。この手法の結果を図７Ｃに示し、この図は、その上部に硬化性粉末１７６０を有する構造１７５２、および構造の間に配置された過剰の粉末１７５０を持つピストン１４１０の上側の面１４０２を示す。次に、粉末は、エネルギー源１７３０からのエネルギー１７３２の適用によって固化される。これらの工程を繰り返すことで、ユーザーは、ワークピースの表面から伸びる構造１７５２を作製し、成長させることができる。他の実施形態の場合と同様に、過剰の粉末１７５０は、図７Ｄおよび７Ｅの間の相違で示されるように、除去されることが適切であり、これらの図は、粉末１７５０が、構造１７５２、およびピストン１４１０の上側の面１４０２から除去されることを示している。
【００８４】
構造は、固化された材料の少なくとも一部分を後の時点で選択的に除去してよい形で構築することもできる。例えば、ユーザーは、物体の直径部分にわたって伸びる犠牲材料の細い条片を有する円柱形状の物体を構築してよい。これらの犠牲条片を除去すると（例：エッチングにより）、ユーザーは、直径部分にわたって伸びる孔部を有する円柱形状の物体を得ることになり、その孔部は、犠牲条片のあった位置に対応している。
【００８５】
いくつかの場合では、構築の際に、パーツに歪みまたは望ましくない特徴が現れる可能性がある。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、歪みは、製造の過程でパーツ内に形成される温度勾配に起因する可能性が疑われる。このような歪みに対処するために、パーツ全体と溶接または焼結されるパーツの一部分との間の温度勾配が低減されるように、プロセスチャンバーを加熱してよい。
【００８６】
いくつかの例では、ユーザーは、パーツの完成時、またはパーツの使用前に除去される犠牲部分を含むパーツを形成することを選択してよい。これは、ピストンまたはプラットフォームの面とその面に接触するパーツの部分との間の機械的相互作用に起因する歪みが、パーツの犠牲部分内に封じ込められるような形で行うことができる。例えば、ユーザーは、１０ｃｍの長さのインプラント体の構築を所望し得る。その場合、ユーザーは、１２ｃｍの長さの物体を構築し、製造の過程にて、ピストンまたはプラットフォームの面に最も近かった物体の２ｃｍの部分を除去してよい。
【００８７】
この方法により、ユーザーは、欠陥を含む可能性の高い（または実際に欠陥を含む）パーツのセクションが除去されたパーツを設計することができる。物体は、実質的にいかなるサイズであってもよい。１つの例として、約０．５ｍｍまたはさらには１ｍｍの直径、および約４ｍｍの長さを有するスクリューを構築してよい。数センチメートル、またはさらには数十センチメートルの長さを有する骨プレートを構築してよい。そのような骨プレートは、５ｍｍ×５０ｍｍ、もしくは１０ｍｍ×３０ｍｍの断面、またはその他の適切な断面を有していてよい。
【００８８】
図示はしていないが、製造は、プロセスチャンバー内で行ってよい。プロセスチャンバーは、本質的に周囲圧力であってよいが、近真空を含む周囲圧力より上および下の圧力が適切である。チャンバーは、不活性ガス（貴ガスを含む）で充填されていてよい。この方法が、スチール、スチール合金、アルミニウム、銅合金、および銀などの加工に用いられる場合、窒素が適切な作業ガスであると考えられる。チタン合金による作業の場合、アルゴンが適切であると考えられる。ある実施形態では、粉末の固化からヒュームが発生する。そのようなヒュームは、除去されることが適切であり；いくつかの場合では、ヒュームは、粉末に向けて指向されるエネルギービームの操作に干渉する可能性がある。ヒュームは、チャンバーの内容物（いかなるガスも含む）を、チャンバーおよびフィルターを通して循環させることによって除去されることが適切である。
【００８９】
また、これらの方法を用いて、ユーザーの特定の必要性または必要条件に応じたインプラントまたは物体を形成することもできる。例えば、ユーザーは、所望されるインプラントの寸法および機械特性をシステムに入力することができる。そして、システムは、ユーザーの必要条件に応じてインプラントを製造することができる。ユーザーは、特定の骨の骨折に基づいて、特定の部位に可撓性領域を有する特定の寸法のインプラントを必要とし得る。ユーザーの必要条件に応じて、請求されるシステムを用いて、適切なインプラントを作製することができる。システムは、医師とリモート接続することができ、医師は、物体製造のための製造指示をシステムへリモート入力することができる。この方法により、個々の患者の使用に向けた個別化された物体を構築することができる。そのような物体は、臨床医からの具体的な要請に応じ、実質的に要望があり次第構築してよい。
【００９０】
インプラントの異なる部分の剛性および可撓性は、当然、ユーザーの必要性に応じて異なる。ある実施形態では、剛性領域は、約９０から２５０ＧＰａの弾性率を有していてよい。チタンおよびその合金は、およそ１１０ＧＰａの弾性率を有し得るものであり；スチールおよびコバルトクロム合金は、約２００ＧＰａの弾性率を有し得る。可撓性領域は、約２．５から９ＧＰａの弾性率を有していてよく；ＰＥＥＫは、約３．５ＧＰａの弾性率を有する。剛性および可撓性領域の間の弾性率（またはその他の特性）の比は、ユーザーの必要性に応じて設定してよい。例えば、可撓性領域は、剛性領域よりもほんの僅かに可撓性であってよい。他の実施形態では、可撓性領域は、剛性領域よりも著しく可撓性であってよい。ある実施形態では（図示せず）、可撓性および剛性領域の間の弾性率（またはその他の機械特性）の相違は、１％、５％、１５％、５０％、７５％、１００％、３００％、またはそれより大きくてよい。
【００９１】
添付の図では、開示される物体を骨折部の安定化に用いることが示されているが、物体は骨折治療に限定されるものではない。１つの実施形態では、物体は、骨粗しょう症またはその他の類似の病状に罹患している（または罹患していることが予測される）骨の支持に用いることができる。物体はまた、損傷した、もしくは除去された骨の一部またはすべてを置換するためのインプラントとして用いることもできる。
【００９２】
開示される物体はまた、システムの一部としても提供され得る。そのようなシステムは、構成の異なる種々のインプラントを含むキットまたはパッケージを有していてよく、臨床医は、最適なインプラントをパッケージから選択することができる。
【００９３】
種々のインプラント、物体、およびパーツが本明細書にて開示され；「インプラント」、「物体」、および「パーツ」の用語は同義語として用いられる。開示される方法およびシステムは、これらのおよびその他のパーツの製造に用いることができる。
【００９４】
１つの実施形態では、パーツは、その下にある骨に取り付けられて、下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントを含んでよい。代表的な限定されない図１を参照すると、そのようなインプラントは、下にある骨１６に取り付けられるように構成された第一の領域１２ａ；および、第一の領域１２ａに隣接して配置された第二の領域１２ｂを含むことが適切であり、第二の領域は、第一の領域よりも高い可撓性を有し、第二の領域は、第一の領域と一体化されている。ここで、図をさらに参照して、開示される物体について述べる。
【００９５】
まず図８を参照すると、第一の好ましい実施形態に従う骨接合用一体化多材料医療インプラントは、骨プレート１２、およびそれに付随する、プレート１２を好ましくは骨折部１５全体にわたって骨１６に取り付けるための骨固定スクリュー１４から成る。骨プレート１２は、好ましくは、単一の一般的に剛性である材料から構築されて、骨固定スクリュー１４がプレート１２を骨１６へ確実に固定する部分である剛性部分（第一の領域）１２ａ、および骨折部１５に広がる複合体または可撓性部分１２ｂを含む。
【００９６】
剛性部分１２ａは、好ましくは、解剖学的に成形されるか、またはそうでなければ、対象に合わせて構成される。剛性部分はまた、骨１６を係合させる骨接触領域も含むことが適切であり、剛性部分はまた、骨スクリュー１４を確実に係合させるために、比較的硬く、強いことも適切である。
【００９７】
剛性部分１２ａは、好ましくは、剛性部分１２ａの一般的なサイズおよび形状を取ることができ、剛性部分１２ａの通常の作業条件に耐えることができる、硬く、強い、チタン、ステンレススチールなどの金属材料、またはその他の生体適合性材料から成る。適切なプラスチック、金属、およびさらにはプラスチック‐金属ブレンドまたは合金も、剛性領域に用いてよい。
【００９８】
複合体または可撓性部分１２ｂ（第二の領域）は、好ましくは、剛性部分１２ａと一体的に形成される。この第二の領域は、設計者が所望するように複合体または可撓性部分１２ｂの材料特性を一緒になって適合させる、１もしくはさらには複数の材料を含んでよい。具体的には、複合体または可撓性部分１２ｂは、修復される骨１６の特定の生体力学的特徴、直面する骨折部１５の種類、またはユーザーによって所望されるその他の解剖学的もしくは生体力学的特徴に適合するある範囲の硬さを有するように適合可能である。従って、複合体または可撓性部分１２ｂは、骨の主断片を、固定後に恒常的な位置または配列に維持するために、比較的高い硬度を有していてよい。そのような骨プレート１２の適合は、再建手術に適切であり得る。
【００９９】
複合体または可撓性部分１２ｂは、骨折を修復し、骨プレート１２を通して負荷を伝えるのではなく骨１６および骨折部１５を通して追加の負荷を伝えて骨の成長を刺激するために、または、脊髄固定手術において、融合される椎骨へ負荷を直接指向させることで、骨の成長を促進し、応力遮蔽を限定的とするために、硬度が低下されていてもよい。この方法により、ユーザーは、物体力を骨折部へ向けて、または骨折部から離れるように最適に指向させ、最適な治癒が促進されるように、物体を構成することができる。
【０１００】
骨プレート１２を、エッチング、陽極酸化処理、陽極プラズマ化学プロセス（ａｎｏｄｉｃ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、または電解析出もしくはプラズマ溶射などのその他のコーティングで処理して、骨プレート１２の上またはその中への骨結合および骨成長を促進してよい。以下でより詳細に述べられるように、骨代用材料、抗生物質剤堆積物、またはユーザーにとって望ましいその他のコーティングもしくは材料の付着を促進するために、表面を、機械的にまたは製造プロセスの過程で粗面としてもよい。
【０１０１】
複数の材料によって複合体または可撓性部分１２ｂを構築することにより、設計者は、複合体または可撓性部分１２ｂの硬度および／もしくは強度を、治療される骨の解剖学的もしくは生体力学的特性を密接に模倣するように、または設計者が所望する骨プレート１２と骨との間の負荷の共有を発生させるように、適合させることが可能となる。
【０１０２】
好ましい骨プレート１２は、以下でより詳細に述べるように、一段階生産プロセスで製造して、複合体または可撓性部分１２ｂの２つの材料を一緒に成形してよい。加えて、製造プロセスにより、これも以下でより詳細に述べるように、剛性部分１２ａなどの１つの材料または均質である部分が、複合体または可撓性部分１２ｂと一体的に組み込まれる。
【０１０３】
物体１０は、バー、プレート、または実質的にその他のいかなる形態であってもよい。物体は、一定の断面、または変動する断面を有していてよい。物体は、単一の可撓性領域、または複数の可撓性領域を有していてよい。可撓性領域は、１つの可撓性材料を含んでいてよい。可撓性領域は、２つ以上の可撓性材料を含んでいてよく；それは、ブレンドもしくは材料、またはさらには材料の別々の（例：交互の）領域から成っていてよい。剛性領域は、同様に、単一の材料、複数の材料、またはさらには異なる材料の複数の領域を含んでよい。アンカー１４は、スクリューおよび釘などであってよい。適切なアンカーは、ユーザーの必要性に応じて選択され、当業者に公知である。
【０１０４】
可撓性材料１２ｂおよびより剛性である材料１２ａの間の移行は、ここでは、不連続な移行として示される。物体（いくつかの例ではパーツとも称される）は、２つの材料または２つの領域の間の移行がより漸進的である領域を含んでいてもよいことから、これは、常にこのようである必要はない。本明細書の他所にて述べるように、このような移行は、パーツを層ごとに構築することによって発生させることができ、ここで、連続する（隣接する）層は、僅かに異なる比率の材料を含有する。例えば、第一の層は、１００％の金属を含んでよい。次の隣接する層は、９９％の金属と１％のプラスチックであってよい。次の層は、９８％の金属と２％のプラスチックであってよい、などであり、これによって漸進的な移行が生ずる。所望される特性および用いられる材料（金属およびポリマーなど）の特徴に応じて、そのような漸進的移行を用いてよく、その結果、物体の２つ以上の領域間の材料勾配が得られる。類似の融点を有する材料を一緒に組み合わせて、材料または領域間のそのような漸進的移行を形成してよい。
【０１０５】
第一および第二の領域は、互いに一体化されていることが適切である。一体化は、第一および第二の領域が構造的に互いにインターロックしている実施形態と関連し得る。これは、図１６Ａに示される。この実施形態では、物体１２００は、第一の剛性領域１０２０、および第二のより可撓性である領域１２０４を含む。第二の領域１２０４は、突出部１２０６が実質的に第一の領域１２０２の中に入り込み、それによって第一および第二の領域が互いに機械的にインターロックされるように形成される。この機械的なインターロッキングは、接着剤または機械的アンカー（例：釘およびスクリューなど）なしに達成されるが、そのような補強を用いてもよい。
【０１０６】
図１６Ｂは、別の選択肢としての物体１２００を示し、ここで、第二の（可撓性）領域１２０４は、完全に第一の（剛性）領域１２０１の中に入り込んでいる。別の選択肢として（図示せず）、剛性（第一の）領域が、可撓性（第二の）領域の中に入り込んでいてもよい。図１７は、さらに別の実施形態を示し、ここで、物体１２００は、第一の（剛性）領域１２０２の中に配置された複数の第二の（可撓性）領域１２０４を含む。
【０１０７】
ある実施形態では、第一および第二の領域は、この２つの領域の間の移行領域によって互いに結合しており、移行領域は、第一の領域の材料と第二の領域の材料との混合物を含む。例えば、物体は、第一および第二の領域の間に移行ゾーンを含んでよく、この場合、このゾーンは、第一の材料１００％から、第一の材料の第二の材料に対する比９９：１へ、第一の材料の第二の材料に対する比９８：２へ、などのように移行する。この方法により、ユーザーは、１つの材料から別の材料への漸進的な移行を含む物体を製造することができる。
【０１０８】
ある実施形態において、粉末が固化される場合、それは、特定の位置で溶融されて下にある材料と接合されてよく、下にある材料は、既に固化された粉末層であってよい。これは、とりわけ、レーザービーム（例：ダイオードパルスファイバーレーザー）および電子ビームなどによって行ってよい。
【０１０９】
図８および９を参照すると、第二の好ましい実施形態において、一体化された多材料医療インプラント１０および２１０は、第一の好ましい実施形態に従う一体化された多材料インプラント１０に類似の方法で構築される。第二の好ましい実施形態を第一の好ましい実施形態と比較する場合、同じ部材の識別には同じ参照符号を用いるが、第二の好ましい実施形態の部材であることを特に識別するために「２」の接頭語を付けて用いる。
【０１１０】
ここで図８〜１５を参照すると、第二の好ましい実施形態において、複合体または可撓性部分２１２ｂは、図８の第一の好ましい実施形態の複合体または可撓性部分１２ｂとは異なる方法で配置される。具体的には、第二の好ましい実施形態において、複合体または可撓性部分２１２ｂは、第一の材料２２２および第二の材料２２４の別々の層から構築される（図６を参照）。従って、第二の（より可撓性である）領域は、こうして２つ以上の材料を含んでいてよい。領域はまた、図９に示されるように、２つ以上のサブ領域を含んでいてもよく、サブ領域は、各々、異なる材料を含んでいてよい。例えば、物体は、剛性領域２１２ａおよび可撓性領域２１２ｂを有してよく、ここで、可撓性領域は、２１２ｂで示されるように、２つ以上の異なる材料の交互の条片を含む。領域内のサブ領域は、ユーザーの必要性に合う実質的にいかなるパターンで配置されてもよい。
【０１１１】
同様に、第一の（剛性）領域はまた、様々な構成のものであってもよい。第一の領域は、１、２、または３つ以上の材料を含んでよい。第一の領域はまた、１つ以上のサブ領域を含んでもよい。例えば、第一の領域は、ステンレススチールを含んでよいが、第一の領域のチタンセクションに形成された開口部を含んでいてよい。第一の領域はまた、異なる材料の条片を含むように構成されてもよい。
【０１１２】
第一の（剛性）領域はまた、第二の（可撓性）領域に隣接して配置されるサブ領域を含んでもよい。例えば、図８は、物体１０を示し、ここで、第二の領域１２ｂは、その両側面に剛性領域１２ａが配置される。物体は、２つ以上の可撓性領域を有してよく；そのような物体は、複数の骨折部を有する骨の治療に有用である。物体は、３つ以上の可撓性サブ領域を有してよい。同様に、物体は、１、２、３、またはさらには４つ以上の剛性サブ領域を含んでよい。
【０１１３】
第一の領域、第二の領域、またはその両方は、生体適合性材料を含んでよいが、生体適合性は必要条件ではない。本明細書の他所で述べるように、第一の領域は、骨へ固定されるように適合されることが適切である。物体は、従って、剛性領域に配置される開口部（符号なし）または孔部を含んでよく、その開口部または孔部を通して固定要素（釘、アンカー、およびスクリューなど）を設置して、物体を骨に取り付けてよい。１つの限定されない実施形態を図１に示し、この図は、多材料インプラントの剛性領域に形成された開口部を通して設置された固定スクリュー１４を示す。そのような開口部は、アンカーの相補的なねじ山と係合するように内側にねじ山を有していてよい。Ｓｙｎｔｈｅｓ製（ｗｗｗ．ｓｙｎｔｈｅｓ．ｃｏｍ）のＳｙｎＦｉｘ（商標）システムは、１つのそのような適切なアンカーシステムである。
【０１１４】
図８の物体１０はそのような特徴を含まないが、物体はまた、１つ以上の空隙、ギャップ、スペース、細孔、溝、またはさらにはメッシュを定めていてもよい。そのよう空隙は、物体内部に閉じ込められていてよい。別の選択肢として、そのような空隙は、物体の表面に沿うなど、物体の外部に配置されていてもよい。空隙は、骨の内殖のための位置を提供してよい。空隙は、抗生物質、成長因子、および鎮痛剤などの化学反応体による充填またはコーティングが行われていてよい。
【０１１５】
物体はまた、追加の材料を含んでもよい。例えば、物体は、物体の内部または表面上に供給された粒子（例：銀ナノ粒子）を含んでよい。ロボットアームおよびスプレーなどのすべてが、物体の内部または表面上に追加の材料を導入するのに適切な方法である。インプラントの外部表面の一部分（またはさらにはすべて）をコーティングしてよく；そのような材料は、薬物および成長因子などを含んでよい。インプラントは、生体適合性材料（例：ポリエチレン）でコーティングしてよい。この方法では、インプラントは、完全な生体適合性ではない材料から形成してよいが、続いて生体適合性材料によるコーティングまたは積層を行ってよい。
【０１１６】
これも図８には示されていないが、物体またはインプラントは、骨と係合するように適合される特徴を含んでよい。そのような特徴は、隆起、歯、スパイク、フック、刻み目、およびスプラインなどであってよい。
【０１１７】
剛性部分２１２ａ全体は、好ましくは、第一の材料２２２から構築され、可撓性部分２１２ｂは、好ましくは、第一の材料２２２の層を含む。第二の好ましい実施形態において、第一の材料２２２は、好ましくは、チタン、ステンレススチール、アルミニウム、または適切な代替材料などの比較的硬く、強く、生体適合性である金属材料から成る。第二の材料２２４は、好ましくは、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）または第一の材料２２２よりも低い硬度を有するその他のポリマー材料などの低硬度材料から構築され、それによって、複合体または可撓性部分１２ｂは、複合体または可撓性部分１２ｂの中での第一および第二の材料２２２、２２４の材料構成および配置に応じて、様々な硬度を有するようにユーザーが構築し、適合させることができる。
【０１１８】
対照的に、第一の好ましい実施形態では、複合体または可撓性部分１２ｂは、第二の好ましい実施形態で述べたような層状とする必要は必ずしもないが、しかしながら、複合体または可撓性部分１２ｂの特性を合わせるように適合可能である第一および第二の材料から構築される。
【０１１９】
第一および第二の好ましい実施形態の骨プレート１２、２１２は、好ましくは、骨１６の骨折部１５の生物学的修復を促進するために用いられる。好ましい骨プレート１２、２１２は、骨折部１５を架橋して仮骨形成を促進するためのある程度の可撓性が可能であり、このことにより、当業者であれば明らかであるように、典型的な剛性骨プレートよりも生物学的に正しい方法で骨折部１５を安定化することができる。複合体または可撓性部分１２ｂ、２１２ｂを有する骨プレート１２、２１２は、一般的に、骨折部１５でリモデリングされた骨が、治癒の過程で骨１６が受けたいずれの負荷についてもその大部分を保持するように、追加の負荷を骨および骨折部へ伝達することができる。
【０１２０】
図９〜１１を参照すると、本出願の第三、第四、および第五の好ましい実施形態に従う一体化された多材料医療骨接合用インプラント３１０、４１０、５１０は、第一および第二の好ましい実施形態の骨接合用インプラント１０、２１０と類似している。第三、第四、および第五の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０、４１０、５１０の同じまたは類似の要素は、同じ参照符号を用いて識別するが、第三の好ましい実施形態の識別には「３」の接頭語を、第四の好ましい実施形態の識別には「４」の接頭語を、第五の好ましい実施形態の識別には「５」の接頭語をつけて用いる。
【０１２１】
第三の好ましい実施形態では、骨プレートまたは骨接合用インプラント３１２は、好ましくは、２つの骨構造間の骨折部を架橋する。骨折部は、長骨３２０の一部分であってよく、または脊髄手術の過程での椎骨間の椎間スペースに位置されてもよい（図示せず）。第三の好ましい実施形態の骨接合用部材３１２は、一般的に縦軸に対して平行とされる骨接合用部材３１２の単一のスライス内に第一および第二の材料３２２、３２４を含む２つの複合体または可撓性部材３１２ｂを有する。第三の好ましい実施形態の骨接合用部材３１２は、２つの別々の複合体または可撓性部分３１２ｂを有することに限定されるものではなく、単一の複合体もしくは可撓性部材、または追加の複合体もしくは可撓性部材を有していてよく、それは、開発者による好ましい設計、処置される具体的な骨、または骨接合用インプラント３１０を特定の解剖学的構造もしくは骨へ合わせることを可能とするその他の因子に応じて異なる。
【０１２２】
第三の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０はまた、骨接合用インプラント３１０を骨へ確実に固定するために、両端部にスパイクまたは粗表面３１４を有していてもよい。第三の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０は、骨接合用部材３１２を骨へ確実に固定するためのスパイクまたは粗表面３１４を有することに限定されず、スクリュー、プラント（ｐｌａｎｔｓ）、接着結合装置、または骨接合用部材３１２を骨へ確実に固定するためのその他の機構を有していてよい。加えて、骨折部は、上述した第一および第二の好ましい実施形態の骨接合用インプラント１０、２１０などのプレートおよびスクリューによって二次的に支持されていてもよい。
【０１２３】
インプラント３１０は、骨折した骨３２０の２つの領域が接続されるように挿入してよい（図示せず）。本実施形態では、インプラントの端部は、骨折部の面に接着剤またはそれ以外によって固定されてよい。インプラントの端部はまた、物体を正しい位置に維持するために挿入されたものにより（例：アンカーまたは骨スクリューにより）、機械的に固定されてもよい。
【０１２４】
図１１を参照すると、第四の好ましい実施形態では、骨接合用インプラント４１０は、第一および第二の好ましい実施形態の骨プレート１２、２１２と類似の形で骨折部４２０に広がる骨プレート４１２から成る。しかし、第四の好ましい実施形態の好ましい骨プレート４１２は、骨折部４２０に広がる２つの複合体または可撓性割合（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ）４１２ｂを有する。そのような構造は、骨プレート４１２の部分を、処置される骨Ｂの解剖学的または生体力学的特徴に設計者がさらに合わせることを可能とすることができる。加えて、類似の構造を用いて、可撓性部分４１２ｂが骨の複数の骨折部４２０に広がるように各々が少なくとも１つの可撓性部分４１２ｂで分離された３つ以上の剛性部分４１２ａにスクリュー孔を提供してもよい。
【０１２５】
図１２を参照すると、第五の好ましい実施形態では、骨接合用部材５１２は、移植された構成では骨５２６の髄内管５２０内に配置されることが好ましい髄内釘の形態である。第五の好ましい実施形態の好ましい骨接合部材５１２は、釘５１２およびその機械的特徴を設計者が所望するように適合させるために、複数の複合体または可撓性部分５１２ｂならびに複数の剛性部分５１２ａを含む。釘５１２は、好ましくは、髄内管５２０の両側の骨５２６を係合させる骨固定スクリュー１４により、骨５２０と確実に固定される。
【０１２６】
図を参照すると、骨接合用部材または骨プレート１２、２１２、３１２、４１２、５１２の複合体または可撓性部分１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ、４１２ｂ、５１２ｂは、疲労強度を低下させる恐れのある開放細孔が限定されており、第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２の塑性変形を一般的には回避するポリマー材料から成る第二の材料２２４、３２４、４２４、５２４、切欠き強度を維持する一般的に平滑で連続的な第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２による上述の複合体構造を有することが好ましく、第二のポリマー材料２２４、３２４、４２４、５２４は、それを取り囲む第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２によって塑性変形が制限される。
【０１２７】
図１４を参照すると、一体化された多材料医療骨接合用インプラント７１０は、上述の骨接合用インプラント１０、２１０、３１０、４１０、５１０に類似しており、同じ要素は、同じ参照符号を用いて識別するが、第六の好ましい実施形態の特定の部材の識別には「６」の接頭語をつけて用いる。
【０１２８】
第六の好ましい実施形態の骨接合用部材６１２は、第一に、または最初に骨接合用インプラント６１０を骨６２０へ確実に固定するために用いられるスパイク６１４を両端部に有する。第六の好ましい実施形態の骨接合用インプラント６１０は、スパイク６１４のすぐ近傍の比較的狭い剛性部分６１２ａ、ならびに複合体または可撓性部分６１２ｂを作り上げる材料の様々な構造および組み合わせを含む。第六の好ましい実施形態の骨接合用インプラント６１０は、複合体または可撓性部分６１２ｂに複数の構造、形状、および材料を提供して、骨接合用インプラント６１２を治療される骨折部または骨の生物学的、解剖学的、または一般的な必要性に適合させるための、製造プロセスの適合性を例示するものである。
【０１２９】
例えば、剛性部分１２ａと複合体もしくは可撓性部分６１２ｂの高弾性中央部分との間の移行を平滑にするために、または複合体もしくは可撓性部分６１２ｂのその他の所望される特性を促進するために、複合体もしくは可撓性部分１２ｂの全体にわたって異なる種々の材料および組み合わせを用いてよい。剛性部分１２ａと高弾性中央部分との間を移行する複合体もしくは可撓性部分６１２ｂ内のそのような領域は、剛性部分６１２ａと複合体もしくは可撓性部分６１２ｂの軟質コアとの間の応力遮蔽と調和していてよい。
【０１３０】
図１５Ａおよび１５Ｂを参照すると、第七の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラント７１０は、上述の好ましい実施形態と類似しており、同じ特徴は同じ参照符号で識別されるが、第七の好ましい実施形態の特定の特徴の識別には、「７」の接頭語をつけて用いる。
【０１３１】
第七の好ましい実施形態の骨接合用インプラント７１０は、髄核置換装置として構築され、適合される。第七の好ましい実施形態の髄核置換骨接合用インプラント７１０は、骨接合用部材７１２を椎骨７２０へ確実に固定するためのスパイク７１４、および椎間板の髄核７３０の特性を模倣することが好ましい比較的に弾性または軟質であるコア７１６を有していてよい。軟質コア７１６は、流体弾性材料から構築され、ヒドロゲル、または椎間板の髄核７３０に類似の機械特性を有するその他の材料が考えられる。
【０１３２】
以下でより詳細に述べる好ましい製造プロセスは、チタンなどの比較的硬くて強い材料からのスパイク７１４の形成、および複合体または可撓性部分７１２ｂの複数の材料を組み込むことによる剛性部分７１２ａと軟質コア７１６との間の移行ゾーンの形成を可能とする。第七の好ましい実施形態の骨接合用部材７１２は、チタン、チタン合金、ヒドロキシアパタイト、または当業者に一般的に公知であるその他の生体適合性材料など、骨にやさしいいくつかの生体適合性構成材料から構築されてよい。
【０１３３】
物体は、特定の方向がより高い可撓性、またはより高い剛性を持つように構成してよい。例えば、物体は、一方向には比較的折り曲げ易いが、逆の方向にはそうではないように構成してよい。これは、物体内の可撓性領域を、物体の特定の機械特性が生ずるように配置および構築することによって行うことができる。例えば、図１２Ｂの物体１２０２は、物体の中央に可撓性領域１２０４を有するが、可撓性領域は、一方向に特定の可撓性が付与されるように、物体の一方のエッジ部または表面のより近くに配置してよい。物体の可撓性（第二の）領域は、指定された方向のみの可撓性を促進するために、三角形またはさらにはピラミッド形に形成してよい。
【０１３４】
図１２Ａは、請求される物体の限定されない実施形態を示す。示されるように、物体１２００は、２つのより剛性である領域１２０２の間に配置された可撓性領域１２０４を含んでいてよい。物体は、示されるように、可撓性領域が、１つ以上の剛性領域内へ実質的に固定されるように構築してよい。図１２の限定されない実施形態では、可撓性部分は、可撓性領域のトランペット形状部分１２０６が伸びて、可撓性領域の側面に配置される剛性領域内へ固定されるようにキャストされる。図１２における可撓性領域の伸長部分は、トランペット形状であるが、可撓性および剛性領域が一緒に固定される種々の形状を用いてよい。図１２に示されるように、可撓性領域の部分は、物体の外部環境に露出していてよい。
【０１３５】
図１２Ｂは、可撓性領域１２０４がインプラント体１２００内に完全に収容されている別の選択肢としての実施形態も示す。この図では、可撓性材料の円柱状領域が、より大きい物体内に収容されており、より大きな物体は、金属などの剛性材料１２０２から作られる。この構成は、可撓性領域がある位置において、物体自体にある程度の可撓性を付与する。例えば、図１２Ｂに示される物体は、骨折部上に可撓性領域を配置した状態で、アンカーにより（図示せず）いずれかの端部にて固定することができる。
【０１３６】
物体は、剛性材料がある程度の可撓性を有し（すなわち、完全に剛性ではない）、物体に用いられる可撓性材料よりも比較的により剛性であるように構築してよい。この方法では、可撓性領域が物体内に完全に収容された図１２Ｂに示される物体の領域は、それ自体が可撓性である。
【０１３７】
図１３は、請求される物体のさらなる代表的な実施形態である。この図に示されるように、物体１２００は、より剛性である領域１２０２内に複数の可撓性領域１２０４を収容している。物体はまた（図示せず）、可撓性領域内に複数の剛性領域を収容していてもよい。そのような実施形態は、ユーザーが、特定のスペース（特に不定形状のスペース）内にちょうどはめ込まれるが、剛性も提供する物体を所望する場合に有用であり得る。
【０１３８】
システムはまた、垂直方向に移動可能であるプラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置を含むことが適切である。本明細書の他所にて述べるように、ユーザーは、過剰のまたは固化されない粉末を除去することができるように、プラットフォームを上向きに進めることによって、粉末の固化された部分を露出させてよい。この除去は、ブラシにより、真空掃除機により、吹き飛ばすことにより、下に落とすことにより（例：静電気または静電気学を介して）、磁力の印加により、または本技術分野で公知のその他の方法により行ってよい。
【０１３９】
粉末の粉末容器からプラットフォームへの移送は、種々の方法で行なってよい。１つの実施形態では、粉末は、プラットフォームの上に配置された粉末容器からプラットフォーム上へ直接供給され；その他の実施形態では、粉末は、プラットフォームで支持される層（例：既に固化された層）上へ配置される。次に、粉末は、レベリングされ、所望される厚さ（例：１つの粒子の厚さ）の粉末層を達成してよい。レベリングは、自動車のワイパーまたはクラムスクレーパー（ｃｒｕｍｂ ｓｃｒａｐｅｒ）の要領でブラシまたはスクレーパーを用いて粉末をレベリングすることによって行ってよい。ユーザーはまた、振動または振とうを粉末に適用して（例：超音波による）、粉末を落ち着かせ、粉末層の形成およびレベリングを行ってもよい。振動（例：超音波）はまた、粉末固化工程の後の過剰または不要な粉末の除去に用いてもよい。
【０１４０】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、粉末はまた、例えば掃き流しおよびブラシなどにより、粉末供給ピストンからプラットフォームへ移送されてもよい。この移送は、加工される領域上まで粉末を押すスチールまたは合成ブレードによって行ってよい。スチールブレードは、断面が約４ｍｍ未満の微細要素がほとんどないかまったくない状態である比較的大きい片（すなわち、断面が４ｍｍ超）または粒子の材料濃度の増加を促進することから、そのようなブレードを用いてよい。合成ワイパーブレードは、比較的小さい断面（＜４ｍｍ）または小さい特徴を持つ粉末を扱うのに適すると考えられる。ある実施形態では、より小さい粒子は、比較的遅いブレード／掃き流し速度を用いて処理してよい。約０．１ｍｍのスチール繊維を持つブラシブレードは、特に粉末粒子が、約４ｍｍ未満の比較的小さい断面またはその他の特徴を有してよい場合に、特に適切であると考えられる。合成繊維を用いる類似のブラシも、請求される方法での使用に適切であり得る。ブラシの材料は、作業中の静電帯電を低減または回避するように選択してよい。
【０１４１】
システムは、粉末の加工が行われるチャンバーも含むことが適切である。チャンバーは、外部環境に対して密閉されていてよい。システムはまた、ヒュームの処理、ガスのチャンバーへの導入、もしくはその両方のための装置、または装置の配列を含むことも適切である。ヒューム処理システムは、チャンバーからのヒュームまたはガスを除去またはろ過するように構成してよい。システムはまた、作業ガス（不活性ガスなど）をチャンバーへ導入するように構成してもよい。
【０１４２】
システムはまた、温度制御システム、湿度制御システム、またはその両方を含んでいてもよい。ユーザーは、最適な加工が得られるように、チャンバー内の環境を操作してよい。ある実施形態では、システムはまた、開示される方法によって形成される物体を取り上げる、またはそれ以外で操作する装置を含んでいてもよい。そのような装置は、完成したパーツを取り上げ、パーツのパッケージングまたは使用の準備を行うために用いてよい。ある実施形態では、装置は、ワークピースを取り上げ、さらなる加工のためにワークピースを逆向きにするか、またはそれ以外で向きを変えるために用いてよい。システムは、ワークピースの中または上へ液体を供給するための装置を含んでよく；本明細書の他所で述べるように、物体は、その中へ流体を供給してよい空隙を含むように成形してよい。供給装置はまた、完成した物体を入れるパッケージ内に保存剤またはその他の流体（またはさらにはガス）を供給するために用いてもよい。
【０１４３】
いずれかの粉末噴霧器の動きに対する加工される材料の最適な向きは、ユーザーの必要性に応じて異なる。下向きの傾斜または角度を有するピースの場合、傾斜の後ろ側から傾斜に向かって粉末を噴霧する粉末噴霧器を持つことが有利であり得る（必須ではないが）。粉末はまた、構築される物体のエッジ部もしくは傾斜と平行に、またはさらにはエッジ部に対して角度を付けて噴霧してもよい。ある実施形態では、連続する層の適用は、互いに逆の方向へ粉末を噴霧する粉末噴霧器によって行ってよい。他の実施形態では、連続する層の適用は、互いに９０度（または２７０度）に配向された噴霧器によって行ってよい。噴霧器は、形成される物体の短または長軸に沿って粉末を噴霧するように配向されてよく；噴霧器はまた、物体の軸に対して角度を有する方向に粉末を噴霧するように構成してもよい。
【０１４４】
当業者であれば、上述の実施形態を、その開示される広い概念から逸脱することなく変化させることができることは理解される。従って、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、本明細書で定める本発明の趣旨および範囲内の変形を含むことを意図するものであることは理解される。
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その全ての内容があらゆる点において参照により本明細書に組み込まれる、２００９年１２月３０日出願の、米国特許出願第６１／２９１，１２６号、”Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ”の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、多材料インプラントに関し、さらに、多材料インプラントの積層造形に関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の骨接合用インプラント、プレート、および骨固定化のための関連する部材は、通常、金属、ポリマー、アロジェニック（ａｌｌｏｇｅｎｉｃ）、同種移植片（ａｌｌｏｇｒａｆｔ）、またはストック材料の単一片から一体的に形成されたその他の材料から設計、製造される。骨接合用インプラントのサイズおよび形状は、通常、骨接合用インプラントを大きさを合わせて作製して骨接合用インプラントを適切なサイズの装置で骨に取り付けることによって修復される骨の生体力学的特性に基づいて設計される。
【０００４】
骨接合用インプラントのいくつかは、スクリューを有するプレート、またはロッキングスクリューもしくはその他のロッキング機構を有する髄内釘など、複数の部材で設計されている。骨接合用インプラントは、骨折断片の整列および／または隣接する骨の整列を可能とすることを目的として、複数の部材を含む場合がある。しかし、プレート、釘、またはスクリューなどの骨接合用インプラントの主たる部材は、単一片のストック材料から設計および製造されるものであり、このことから、その後に得られる骨接合用インプラントおよび関連する部材の機械特性の制御が限られてしまう。従って、修復される骨の生体力学特性に可能な限り近い材料特性を有する骨接合用インプラントおよび部材を構築することが望ましい。
【０００５】
ウォルフの法則によると、健康なヒトまたは動物の骨は、それに掛けられた負荷に順応する。従って、骨は、高負荷の領域で成長し、低負荷の領域で吸収またはリモデリングされる。骨折の修復または骨の接合を行う場合、硬すぎる骨接合用インプラントは、過剰な負荷が骨から骨接合用インプラントへと伝導されるため、骨吸収のリスクをもたらす。硬度が低い骨接合用インプラントは、骨折部の過剰な動きまたはインプラントの破壊により、骨折の治癒ができない結果となる可能性がある。
【０００６】
骨接合用インプラントによる内部固定のための重要な生体力学的側面としては、骨構造へのしっかりした一次固定、および骨折治癒のための高度な生体力学的挙動が挙げられる。例えば、骨接合用インプラントは、骨と接合されるかまたはスクリュー固定される部分は硬くて強いが、骨折部に広がるセクションは、より高い可撓性または弾性を有することで、骨の特性をより密接に模倣し、負荷を再接合される骨折標的部へと送るものであることが望ましい場合がある。
【０００７】
通常、一次固定は、ピン、スクリュー、釘、多孔性表面、スパイク、またはリベットによる固定機構を用いて達成される。接合用インプラントのプレートおよび釘は、骨折セグメントの内部固定および整列機構として働く。骨接合用インプラントを、材料、断面、開口部、およびその他の特徴を変化させて設計することで、インプラントは、特定の硬さおよび骨折部に対する安定性を提供し得るものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インプラントの同じ部材に材料の組み合わせを用いた複合体骨接合用インプラントを製造することは、望ましいであろう。そのようなインプラントが、接合する骨、または確実に固定する関節の生体力学的特徴を補完するものである場合、その価値は高まるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の実施形態では、硬化性粉末の第一の層を、外側表面を有するガイドによって定められたボア内に、プラットフォームと外側表面との間の深さを定めるように配置されたプラットフォーム上へ堆積させること；硬化性粉末の第一の層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めること；プラットフォームと外側表面との間の相対的な動きを起こして、プラットフォームと外側表面との間の深さを増加させること；硬化性粉末の第二の層を第一の固体領域上へ堆積させること；および、第一の固体領域上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めること、を含む、部材を製造する方法が提供される。
【００１０】
さらに、製造システムも提供される。このシステムは、外側表面を有してガイドボアを定めるガイド；上側表面を有し、ボア内に配置されてボア内でガイドに対して相対的に移動可能であるプラットフォーム；粉末を収容するように適合された供給容器；粉末化された材料を供給容器からガイドボアへ移送するように構成された移送装置；垂直方向に移動可能であるプラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置；ならびに、プラットフォームに向かって放射線を適用するように構成された放射線源、を含むことが適切である。
【００１１】
さらに、その下にある骨に取り付けられて、下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントも提供され、このインプラントは、下にある骨に取り付けられるように構成された第一の領域；および、第一の領域に隣接して配置された第二の領域を含み、第二の領域は、第一の領域よりも高い可撓性を有し、第二の領域は、第一の領域と一体化されている。
【００１２】
前述の概要、ならびに本出願のインプラントおよび方法の好ましい実施形態についての以下の詳細な記述は、添付の図面と合わせて読むことでより理解が深まる。本出願の一体化された多材料インプラントを説明する目的で、好ましい実施形態を図面で示す。しかし、本出願は、示された機構および手段そのものに限定されるものではないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、１つの実施形態に従うインプラントの構築に用いられる製造プロセスの側面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、１つの実施形態に従うインプラントの構築に用いられる製造プロセスの上面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、製造機構および材料保存装置の様々な図面を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｆ】図４Ｆは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｇ】図４Ｇは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｈ】図４Ｈは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｉ】図４Ｉは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｊ】図４Ｊは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｋ】図４Ｋは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｌ】図４Ｌは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｍ】図４Ｍは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｎ】図４Ｎは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｏ】図４Ｏは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｐ】図４Ｐは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｑ】図４Ｑは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｒ】図４Ｒは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｓ】図４Ｓは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｔ】図４Ｔは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｕ】図４Ｕは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｖ】図４Ｖは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｗ】図４Ｗは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｘ】図４Ｘは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図４Ｙ】図４Ｙは、製造方法の限定されない実施形態を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｅ】図５Ｅは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図５Ｆ】図５Ｆは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、製造のための別の選択肢としての手法を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図７Ｅ】図７Ｅは、製造のための１つの代表的な手法を示す。
【図８】図８は、本出願の第一の好ましい実施形態に従う一体化された多材料構造を有する骨プレートの断面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図９】図９は、本出願の第二の好ましい実施形態に従う一体化された多材料構造を有する骨プレートの断面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図１０】図１０は、本出願の第三の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラントの側面図を示し、骨接合用インプラントは骨に取り付けられている。
【図１１】図１１は、本出願の第四の好ましい実施形態に従う骨プレートの側面図を示し、プレートは骨に取り付けられている。
【図１２】図１２は、本出願の第五の好ましい実施形態に従う髄内釘の側面図を示し、髄内釘は骨に取り付けられている。
【図１３】図１３は、図８のプレートの大きく拡大した側面図を示す。
【図１４】図１４は、本出願の第六の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラントの断面図を示し、骨接合用インプラントは２つの骨断片間に取り付けられている。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本出願の第七の好ましい実施形態に従う骨接合用髄核置換デバイス（ｂｏｎｅ ｊｏｉｎｉｎｇ ｎｕｃｌｅｕｓ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）の上面図を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの骨接合用髄核置換デバイスの、矢状面に沿った断面図を示す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、多材料領域を含むインプラントを示す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、多材料領域を含むインプラントを示す。
【図１７】図１７は、多材料領域を含むインプラントを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明が、本明細書で述べる、および／もしくは示す具体的な装置、方法、用途、条件、またはパラメータに限定されないこと、ならびに、本明細書で用いられる専門用語が、特定の実施形態を例として述べることを目的とするものであり、請求される本発明を限定することを意図するものではないことは理解されるべきである。また、添付の請求項を含む本明細書で用いられる場合、単数形態である「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、複数を含み、特定の数値への言及は、文脈から明らかにそうでないことが示されていない限りにおいて、少なくともその特定の数値を含む。「複数」の用語は、本明細書で用いられる場合、２つ以上を意味する。数値の範囲が表される場合、別の実施形態は、１つの特定の数値から、および／または他の特定の数値までを含む。同様に、先行語の「約」を用いることによって数値が近似値として表される場合、特定の数値が、別の実施形態を形成することは理解される。範囲はすべて、その両端値を含み、組み合わせ可能である。
【００１５】
明確にするために別々の実施形態の状況で本明細書にて述べられる本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供してもよいことは理解されるべきである。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の状況で述べられる本発明の種々の特徴は、別々に、またはいずれのサブ組み合わせとして提供してもよい。さらに、範囲として示される数値への言及は、その範囲内の各々およびすべての数値を含む。
【００１６】
特定の専門用語は、以下の記述にて便宜上用いられるのみであり、限定するものではない。「右」、「左」、「上部」、および「下部」の単語は、参照される図面中の方向を指定するものである。「内側へ」および「外側へ」の単語は、装置およびその指定される部分の幾何学的中心に向かう、ならびにそこから離れる方向をそれぞれ意味する。「前側の」、「後側の」、「上の」、「下の」、「側方の」、「内側の」、「矢状の」、「軸方向の」、「冠状の」、「頭側の」、「尾側の」の単語、ならびに関連する単語および／または語句は、参照されるヒト体内での好ましい位置および配向を指定するものであり、限定することを意図するものではない。
【００１７】
特定の専門用語は、以下の記述にて便宜上用いられるのみであり、限定するものではない。「右」、「左」、「下側」、および「上側」の単語は、参照される図面中の方向を指定するものである。「内側へ」または「遠位に」、および「外側へ」または「近位に」の単語は、患者の身体、または好ましいインプラントおよびその関連する部分の幾何学的中心に向かう、ならびにそこから離れる方向をそれぞれ意味する。「前側の」、「後側の」、「上の」、「下の」、「側方の」の単語、ならびに関連する単語および／または語句は、参照されるヒト体内での好ましい位置、方向、および／または配向を指定するものであり、限定することを意図するものではない。専門用語は、上記で挙げた単語、その派生語、および類似の意味を有する単語を含む。
【００１８】
まず、部材を製造する方法が提供される。まず代表的な図４Ａ〜４Ｙを参照して、これらの方法を述べる。
【００１９】
ユーザーは、第一の硬化性粉末層１４２０を、プラットフォーム１４１０と外側表面１４０６との間の深さ１４１４を定める外側表面１４０６（上側表面、リム部、またはエッジ部としても特徴付けられ得る）を有するガイド１４０４によって定められるガイドボア１４１２内に配置されたプラットフォーム１４１０（例：ピストン）上へ堆積させてよい。添付の図に示すように、第一の硬化性粉末層（複数の粒子を含むことが適切である）をプラットフォーム上へ堆積させ、第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めてよい。ユーザーは、プラットフォームと外側表面との間の相対的な動きを起こして、プラットフォームと外側表面との間の深さまたは距離を大きくし、第二の硬化性粉末層を第一の固体領域上へ堆積させ；第一の固体領域上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めてよい。この方法を、まず、限定されない図４Ａおよび４Ｂを参照して説明する。
【００２０】
これらの図は、装置１４００を示し、この装置は、ガイド１４０４中に配置された外側表面１４０２（上側表面と記述される場合もある）を有するプラットフォーム１４１０を含み、ガイドは、ボア１４１２および外側表面１４０４を定め、外側表面は、エッジ部１４０６を有する。この限定されない実施形態では、プラットフォーム１４１０は、ピストンとして特徴付けられ得るものであり、ピストンは、プラットフォーム１４１０を移動させるのに用いることができるロッド１４０６を有する。
【００２１】
プラットフォームの移動は、機械的な、電気機械的な、液圧による、またはさらには磁気的な力を加えることによって行ってよい。プラットフォームを移動する方法は本技術分野で公知である。プラットフォーム１４１０のエッジ部は、ボア１４１２に緊密に嵌合されているか、またはシールされている（例：ガスケットにより）ことが適切である。図に示されるように、プラットフォームの外側表面１４０２は、ピストン集合体のエッジ部またはリム部１４０６の下、距離１４１４の位置に配置されてよい。ある実施形態では、ガイド１４０４の外側表面１４０４は、上側表面として特徴付けられる。
【００２２】
ガイドは、リム部１４０６を含んでよく、これは、外側表面１４０４の一部と見なし得る。円形のプラットフォームを用いて請求される本発明を説明するが、プラットフォームが円形表面を有する必要はない。プラットフォームは、円形、四角形、または多角形の形状であってよい。
【００２３】
プラットフォームは、ガイド１４０４の外側表面１４０６を越えて位置することを可能としてよい。プラットフォームはまた、プラットフォーム１４１０の表面１４０２の上に堆積された材料が、ガイド１４０４の外側表面１４０６を越えて露出されるように位置することを可能としてもよい。本明細書の他所で述べるように、この露出によって、ユーザーは、図４Ｐ（ブラシ１４６０による過剰粉末の除去）および４Ｑ（真空掃除機１４７０による過剰粉末の除去）に示されるように、プラットフォーム１４１０の上にあるか、またはそれによって支持されている場合のある過剰の材料を取り払うことができる。
【００２４】
第一の硬化性粉末層の堆積を図４Ｃおよび４Ｄに示す。これらの図に示すように、粉末層１４２０は、プラットフォームの上側表面１４０２の上に堆積される。粉末層の高さは、第一の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しいことが適切であるが、層はこれより厚くてもよい。図４Ｄに示すように、粉末層は、プラットフォームの上側表面１４０２の本質的に全体を被覆してよいが、完全な被覆は必要条件ではない。
【００２５】
適切な粉末には、実質的にいかなる硬化性材料も含まれる。ポリマーおよび金属などの粉末はすべて適切であると見なされる。粉末層は、本質的に単分散である粉末または多分散粉末によるものであってよい。例えば、粉末層は、ＰＥＥＫ粒子の単分散集団を含んでよい。第一、第二、または両方の粉末層は、単分散であってもまたは多分散であってもよく、すなわち、どの粉末層も単または多分散であってよい。また、どの粉末層も、２つの材料の混合物を含んでいてもよい（例：２種類のポリマー）。
【００２６】
別の選択肢として、層は、様々なサイズ／寸法のＰＥＥＫ粒子を含んでよい。層は、ＰＥＥＫおよび金属を例とする、２つの異なる種類の材料の粒子を含んでよい。粒子は、従って、サイズ、材料、またはその両方に関して、互いに異なっていてよい。ＰＥＥＫおよびポリエチレンなどのポリマー粒子は、特に適切であると見なされる。ステンレススチールなどの金属粒子も適切である。
【００２７】
粉末は、実質的にいかなる材料であってもよい。粉末材料の限定されないリストとしては：スチール（従来のおよびステンレス）、スチール合金、アルミニウム、チタン（およびその合金）、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、およびその他のポリマーなどが挙げられる。任意の粒子は、それ自体が１、２、または３つ以上の材料を含んでいてよい。例えば、任意の粒子は、それ自体が、２つのポリマー、金属、またはその両方の混合物であってよい。例えば、単一の粒子は、それ自体が、混合物、または合金、または２つの金属であってよい。溶融または一緒に溶接することが可能である材料は、特に適切であると見なされる。適切な粉末材料の粒子サイズは、約０．００５ｍｍまたはさらには約０．０１ｍｍから、約０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、またはさらには１ｍｍ、もしくは２ｍｍまでの範囲内である。粒子サイズ分布は、ユーザーの必要性に応じてユーザーが設定してよい。
【００２８】
ユーザーは、選択的溶融の適用を実施してもよい。代表的なＰＥＥＫの場合、プロセスチャンバーおよび粉末をＰＥＥＫの融点近くまで加熱し（例：３５０度）、ビームが、ＰＥＥＫの溶融を誘発するのに要するエネルギーの最終量のみを導入する。この手法の変形を、ＰＥＥＫに加えて様々な材料に適用してよい。例えば、ユーザーは、適用された粉末の一部のみが固化するように、特定の温度を特定の時間にわたって適用してよい。この方法により、ユーザーは、加工中の材料の一部分のみを選択的に溶融（その後固化するように）または融合することができる。例えば、ユーザーは、適用されたポリマー粉末を固化させるには十分であるが、適用された金属粉末は固化しない温度までワークスペースを加熱してよい。
【００２９】
特定の種類の粉末を加工するための最適な条件は、粉末およびユーザーの必要性に応じて異なる。ＰＥＥＫ粉末の場合、約４０Ｗのエネルギー、約１５００ｍｍ／ｓのスキャン速度、および直径約０．１ｍｍの焦点が適切であると考えられる。スチール粉末の場合、２００Ｗのパワー、約１０００ｍｍ／ｓのスキャン速度、および直径約０．１５ｍｍの焦点が適切であると考えられる。最適な粉末の適用は、ユーザーの必要性および加工される材料の特性に応じて異なる。第一の固化層を冷却し、その後に第一の層上に第二の層を形成することが適切であると考えられる（必須ではないが）。実際は、第一の層の固化は、第二の層が適用されて加工される相当前に行われる。
【００３０】
任意の粉末層は、２種類の粒子を含んでよく、その粒子は、異なる材料であってよい。層中の２つの材料の重量比は、約１０，０００：１から約１：１０，０００、または約１０００：１から約１：１０００、または約１０：１から約１：１０、またはさらには約１：１であってよい。１つの材料の別の材料に対する最適な比率は、ユーザーの必要性に応じて異なり；任意の粉末層は、２、３、４、または５つ以上の異なる材料を含んでいてよい。層中（例：異なるサイズの粒子を含む層中）のサイズが異なる粒子の個数比は、実質的にいかなる比であってもよい。
【００３１】
ある実施形態では、第一の層１４２０は、最初の層であり、従って、第一の堆積工程は、第一の層をプラットフォーム上へ直接配置することを含む。他の構成では、第一の層１４２０は、プラットフォームに支持されている、既に固化された固体領域の上に堆積される。
【００３２】
図４Ｅおよび４Ｆは、第一の固体領域を定めるように第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化することを示している。この固化は、エネルギー（例：放射線）１４３２を、エネルギー源１４３０から第一の粉末層１４２０の少なくとも一部分へ適用することによって行われることが適切である。エネルギーの適用は、その層１４２０の一部分を第一の固体領域１４４０とすることが適切である。エネルギー源は、レーザー、メーザー、赤外放射線源、紫外放射線源、または粉末を硬化することができるその他の放射線であってよい。また、ユーザーは、エネルギー源として加熱流体（例：ガス）を用いてもよい。加熱物体（加熱プレート、針、またはパターンスタンプなど）も、適切なエネルギー源として用いてよい。電子ビーム、プラズマビーム、プロトン、またはその他の粒子ビームも、適切なエネルギー源である。また、超音波も、溶融および固化の調節またはそれ以外の変化を行うために適用してよく；振動エネルギーまたは振動力を、固化されなかった粉末を除去するために適用してよい。図４Ｆに示すように、ユーザーは、第一の粉末層１４２０の一部分のみを固化１４４０してよい。
【００３３】
ユーザーは、粉末を実質的にいかなるパターンに固化してもよく、本明細書の他所で述べるように、ユーザーは、放射線源と粉末層との間の相対的な動きを起こすことによって、特定の固化パターンを発生させてよい。例えば、放射線源３２を、プラットフォーム上の特定の位置に移動させ、次にプラットフォームによって支持される材料へ放射線１４３２を適用してよい。放射線源１４３２は、粉末を線状に固化させるように、２つ以上の位置の間を移動しながら放射線を適用してよい。
【００３４】
別の選択肢としての実施形態では、放射線源１４３２は、固定され、プラットフォーム１４１０が、放射線源に対して相対的に移動される。また、ユーザーは、放射線源３２およびプラットフォーム１４１０を互いに相対的に移動させてもよい。放射線源は、ｘ−ｙ平面で移動させてよく、ｚ軸で移動させてもよい。放射線源は、ピストン１４１０の表面１４０２に対して垂直に放射線が適用されるように構成されてよく；放射線源はまた、表面１４０２に対して角度を付けて放射線を適用してもよい。
【００３５】
ユーザーはまた、放射線源および粉末層の間、またはその両方にマスクを挿入することで、固化パターンを発生させてもよい。第一の粉末層への放射線の適用により、第一の粉末材料の硬化から、完全固化材料１４４０の層が得られる結果となってよい。
【００３６】
ビームは、様々な方法で適用してよい。いくつかの場合では、１つのピースの外部輪郭部における溶接部（すなわち、固化領域）が、そのピースの内部における溶接部によって軟化され得る。外部と内部の溶接部の間の距離が離れることで、物体内の勾配の加工性を改善することができ、内部溶接部の後に外部輪郭部の溶接を行うことで、勾配の加工性が改善される。ピースの外側からピースの内部へ向かって順に溶接することによっても、ある実施形態では、材料特性の改善が得られる。いくつかの状況では、溶接パスが互いに隣接していない場合、焦点を絞ることで、上下に順に配置された溶接部の準最適な成長を得ることができる。類似の効果は、エネルギーレベルがより高い場合に、溶接パスが互いに近接していても発生する。
【００３７】
ある実施形態では、ユーザーは次に、プラットフォームおよびガイドの外部表面の間の相対的な動きを起こしてよく、それによって、プラットフォームと外部表面との間の深さが増加する。これは、図４Ｉおよび４Ｊに示され、これらの図は、プラットフォームおよびガイド（符号なし）の間の相対的な動きが、ガイドの外部表面と固体材料１４４０の上部表面との間の距離１４１４を生じさせることを示している。相対的な動きは、ガイド１４０４に対してプラットフォーム１４１０を移動させることにより、プラットフォーム１４１０に対してガイド１４０４を移動させることにより、またはその両方により行ってよい。
【００３８】
ユーザーは次に、第二の硬化性粉末層を、第一の固体領域上に堆積させてよい。これは、図４Ｋに示される。その図に示されるように、第二の硬化性粉末層１４５０は、第一の固体領域１４４０上に堆積される。第二の硬化性粉末層の厚さは、第二の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しいことが適切であるが、層はそれより厚くてもよい。
【００３９】
１つの実施形態では、ガイドの外側表面と固体材料１４４０の上側表面との間の距離１４１４は、第二の層の硬化性粉末の粒子の１つの厚さとおよそ等しく（またはそれよりも僅かに大きい）；この方法により、凹状の固体材料１４４０へ第二の硬化性粉末を適用した後に、過剰の第二の粉末を、スイーパーまたはワイパー（図示せず）を用いて除去することができ、これによって、距離１４１４の高さを有する第二の粉末層が後に残される。
【００４０】
そのような実施形態では、ユーザーは、硬化性粉末の層を固化した後（その層は、第一のまたは最初の粉末層であり得る）、プラットフォームを上方向へ進めてよい。これは、固化粉末の領域を上方向へ上昇させ、ユーザーが未硬化または過剰の粉末の除去を、ブラシにより、真空掃除機により、下に落とすことにより、または粉末もしくは微粒子物質を除去もしくは回収するその他の方法により行うことができるように、行ってよい。
【００４１】
プラットフォームの上昇は、ピストンボアのリム部より上に、本質的に粉末の固化された領域のみを露出させるのに十分な量（例：固化された粉末層の高さ程度）で行ってよい。加工される領域をこの量で下方向へ移動させ、次に粉末を適用することにより、一般的に０．０３ｍｍから０．１ｍｍの厚さの粉末層が得られるが（図４Ｇ、４Ｉ、および４Ｋに示されるように）、粉末サイズを適切に選択し、プラットフォームの動きを適切に調節することにより、０．０３ｍｍ未満および０．１ｍｍ超の粉末層を形成することもできる。粉末層の最適な厚さは、ユーザーの必要性および加工上の制限に依存し得るものであり、粉末層は、数分の１ミリメートルの範囲からミリメートルの範囲であってよい。
【００４２】
図４Ｍおよび４Ｎに示すように、ユーザーは次に、第一の固体領域の上の第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めてよい。この固化は、放射線源１４３０から放射線１４３２を第二の層１４５０へ適用することで達成されることが適切である。そして、放射線は、第二の層１４５０の少なくとも一部分を、第一の固体領域１４４０上の第二の固体領域１４５２へ変換する。図４Ｎの上面図に示されるように、固化は、固化された第一の領域１４４０上に第二の粉末の別々の固化された領域１４５２を発生させるように実施してもよい。第二の粉末１４５２の未固化粒子が、第一の固体領域１４４０上に残っている場合がある。固化は、第二の固体領域と第一の固体領域とを融合させることができ；そのような融合は、ある実施形態では、焼結として、またはさらには溶接として特徴付けられ得る。ある実施形態では、隣接する粉末層は、互いに結合している。これは、隣接する層が同一または類似の材料である場合に起こり得る。材料は、１つの材料層の一部が隣接する層に拡散するように選択してもよい。
【００４３】
ある実施形態では、１つの隣接する層の一部分が、隣接する層に物理的に一体化されてよい。これは、第一の層が多孔性であるか、または表面粗さを有し、第二の層の一部分が第一の層のそのような特徴部分と一体化する場合に起こり得る。添付の図、例えば図１６Ａに示されるように、材料の層は、１つの領域１２０２が、別の領域１２０４と共に嵌合されるように構築されてもよい。
【００４４】
ユーザーは、実質的にいかなるパターンで粉末を固化してもよく；図４Ｎに示される円柱状領域は単なる例示である。固化された領域は、円形、多角形、四角形、またはその他の形状であってよい。１つの変形では、ユーザーは、粉末のＯ字型リングを固化し、そのリングの中央の未固化粉末を除去してよい。次にユーザーは、第一のリング上に追加のＯ字型リングを構築して、中空の円柱を発生させてよい。次に、所望される場合は、円柱の内部を液体またはその他の材料で充填してよい。
【００４５】
また、本発明を用いて、内部に空隙部を含む物体を作製することもできる。そのような空隙を発生させる１つの方法は、粉末の第一の層を固化することである。ユーザーは次に、その層の上に、第二の粉末層を固化するが、第二の層に複数の孔を残す。次にユーザーは、ワークピースを取り出し、続いてワークピースを下向きに、別の材料固体層を上に向けて配置して、デバイスの構築を継続してよい。次に、第二の層の孔を塞ぐことで、内部に空隙が配置された物体が得られる。
【００４６】
ワークピース（すなわち、固化された粉末で作られた物体）は、加工の過程で、移動されても、回転されても、またはそれ以外の操作を受けてよい（図示せず）。この方法により、ユーザーは、実質的にいかなる配向で伸びる実質的にいかなる特徴を有する物体をも作製することができる。例えば、ユーザーは、１つ以上の粉末材料の連続する層を固化することにより、立方体を構築してよい。次にユーザーは、立方体の第一の面から伸びる突出部（例：スパイク）を構築してよい。ユーザーは、次に、ワークピースを回転させ、立方体の別の面から第二の突出部を構築してよい（図示せず）。
【００４７】
物体内に空隙を配置することは、物体に特定の物理的特性を付与するのに有用であり得るものであり、それは、物体内に存在する空隙により、剛性が低く、より可撓性の高い物体が発生し得るからである。また、空隙を用いて、剤または薬物を含有させ、そのような物質を物体内に保存することもできる。また、空隙を用いて、後に硬化することができるモノマーなどの物質を含有させることもできる。例えば、そのようなインプラントは、体内に導入され、その後に、インプラント内に配置された導入モノマーが、適切なエネルギーの適用によって固化されてよい。物体はまた、未固化粉末を含む領域（通常は内部領域）を有していてもよい。そのような物体は、移植され、物体内の未固化粉末が、適切な放射線の適用によって後に固化されてよい。
【００４８】
ユーザーはまた、物体を成す層のエッジ部に未固化の領域を残すことにより、ピットを有するか、多孔性であるか、粗面であるか、またはそれ以外の特徴を有する表面を持つ物体を発生させることができる。そのような表面を用いて、骨またはその他の組織の内殖を促進することができる。そのような表面はまた、均一でない表面の被覆またはそれへの接着をコーティングが改善する場合があることから、コーティングを施してもよい。
【００４９】
固化の後、図４Ｏに示されるように、続いてピストンを上方向へ移動させてよい。これは、図４Ｏ、４Ｐ、および４Ｑに示されるように、掃き出し、真空掃除機、ブラシ、吹き飛ばし、またはそれ以外でワークピースから粉末を除去することができる場所まで、第二の粉末層からの未固化粉末１４５０を上へ移動させるように行ってよい。粉末は、材料の固化された領域の形成後に除去されることが適切であり；そして、粉末の除去が、第一、第二、またはその他の固体領域を定める。
【００５０】
本明細書の他所で述べるように、プラットフォームおよび外側表面の間の相対的な動きは、第一の固体領域、第二の固体領域、またはその両方（またはその他のいずれかの固体領域）を、外側表面よりも上に、または外側表面と同じ高さに持ち上げるものであってよい。図４Ｐでは、固化された領域１４５２の間に粉末の領域１４５０が存在する。ピストンは、粉末１４５０がガイドの表面の上に露出するように、上方向へ進行されている。ブラシ１４６０または真空掃除機１４７０を用いて、過剰の粉末１４５０を除去してよい。ユーザーはまた、静電気、ブロワー、または粉末を除去するその他の適切な方法を用いてもよい。
【００５１】
図４Ｒは、第二の固化された領域１４４０上の固化された領域１４５２を、過剰の粉末（図示せず）が除去された状態で示す。図４Ｓは、固化された領域１４５２の俯瞰図を示す。
【００５２】
図４Ｔに示されるように、ピストン面を次に、下向きに移動させ、それによって固体構造の上部が本質的にボアのエッジ部１４０６と同一平面（すなわち、同じ高さ）となるようにしてよい。次に、第三の粉末層（図４Ｕに示されるように）を導入して、固化された領域１４５２の間の空間を埋めてよい。これは図４Ｔに示され、この図は、これらの空間を埋める第三の粉末層を示すものである（第三の粉末層１４２０のレベリングは図示していない）。さらなる粉末層（図示せず）を適用して、加工してよく；これらの層は、それ自体の別々の容器内に保存されていてよい。
【００５３】
第三の粉末層は、次に、エネルギー源１４３０からのエネルギー１４３２の適用によって固化される。これによって、固化された第三の粉末層１４４０ａに実質的に埋め込まれた第二の材料の固化された領域１４５２が発生する。この説明では、第一および第三の層の粉末は同じであるが；しかし、物体のいずれの２つの層も同じあることは必要条件ではない。
【００５４】
これは、図４Ｘにも示されており、この図は、固化された層１４４０ａの中に存在する固化された領域１４５２の俯瞰図を示す。４Ｙは、図４Ｗで作製された物体の断面図であり、第一の層１４４０、第二の材料の固化された領域１４５２、および固化された第二の材料１４５２が配置される材料層１４４０ａを示す。
【００５５】
粉末は、供給容器から提供してよい。複数の材料を用いるプロセスの場合、各材料を別々の供給容器に保存してよい。例えば、第一の粉末は、第一の供給容器に保存されてよく、第二の粉末は（例：追加の粉末層に用いられる材料）、第二の容器に保存される。追加の粉末は、それぞれ、それ自体の容器に保存してよい（例：第三の粉末は第三の供給容器に保存され、第四の粉末は第四の供給容器に保存される、など）。供給容器は、ガイドの近傍に配置してよい。
【００５６】
ここで、図１、２、および３を参照すると、これらの図は、選択的レーザー焼結プロセスまたは類似のプロセスを用いて、本明細書の他所で述べるものを含む、種々のインプラントよびその他の物体を製造することができる実施形態を示す。
【００５７】
図１を参照すると、このプロセスは、一般に、エネルギー源３２（例：レーザー）を用いてプラスチック、金属、またはセラミック粉末などの材料の粒子を所望される三次元の物体を表す集合体へと融合させる高速積層造形技術（ａｄｄｉｔｉｖｅ， ｒａｐｉｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）から成る。
【００５８】
エネルギー（例：放射線）源３２（例：レーザー）は、作製されたパーツの断面を、スキャナー３４を用いるコントローラー３０によって、粉末床３８の表面にてスキャンすることにより、粉末材料３６を融合させる。パーツの各断面がスキャナー３４によってスキャンされた後、粉末床３８は１つの厚さ分下げられ、粉末適用装置３９によって粉末床の上部に新しい粉末材料層が添加され、パーツが完成するまでこのプロセスが繰り返される。ここではレーザーについて述べるが、その他の放射線またはエネルギー源を用いて粉末を固化させてもよい。プッシャー（ｐｕｓｈｅｒ）５８を用いて、粉末の適用または除去を補助してもよい。このシステムはまた、放射線の適用を調節する（例：放射線源の動きの調節により、放射線適用のパターンを作り出すマスクの使用により、ワークピースの移動により、またはこれらのいずれか）コントローラーも含んでいてよい。
【００５９】
コントローラーは、１つ以上の所定の場所へ放射線を適用してよい。本明細書の他所にて述べるように、ユーザーは、特定の形状の物体またはパーツを必要とする場合がある。その場合、ユーザーは、粉末適用および粉末固化の連続する工程を行って、所望されるパーツを得ることができる。その場合は、ユーザーは、特定の順序の工程が実行されて所望されるパーツが製造されるように、システムを設定またはそうでなければプログラムしてよい。このプログラムの一部として、システムは、１つ以上の予め選択された、または所定の場所へ放射線を適用してよい。このシステムはまた、放射線またはエネルギーの適用と合わせて、予め選択された量および種類の粉末を適用してもよい。
【００６０】
粉末床３８へ選択的に粉末を配置するか、または第一の材料を粉末床３８にて融合させ、特定の層から材料粉末を除去し、その層へ第二の材料粉末を適用し、第二の材料粉末をコントローラー３０のガイドに基づいてその特定の層にて融合させることにより、２つ以上の材料を組み合わせることができる。粉末材料は、好ましくは、ホッパー４０ａ〜ｅ（図３参照）で保存または保持され、ホッパーの数は、特定の部材のいずれかに用いられることが所望される材料の数に対応している。ホッパーは、単一の材料、またはさらには材料の混合物を含んでいてよい。
【００６１】
材料を除去する場合、具体的には、スキャナー３４による粉末床３８の最初のスキャン後に粉末床３８から粉末材料３６を除去する場合、粉末材料３６は、真空掃除機、スイーパー、静電掃除機、ブロワー、ワイパー、または粉末床３８から過剰の粉末材料３６を除去するその他のほとんどいかなる機構によっても除去してよく、それによって、粉末材料３６の次の層の加工が行い易くなる。
【００６２】
１つの実施形態は、第一の粉末材料３６を粉末床３８上へ堆積させ、第二の材料が部材設計に組み込まれる断面の部分にて、粉末床３８の第二の部分を第二の粉末材料３６で充填することを含む。コントローラー３０は、望まれる材料３６を、部材の特定の層に対応する三次元材料層へと融合するように、レーザー源３２およびスキャナー３４を動かすものである。
【００６３】
異なる材料３６による新しい層が、融合層の上部に堆積され、最終パーツが製造されるまでプロセスが繰り返される。スキャナーは、粉末床３８上（ガイドボア内）に配置された粉末材料の状態の評価に用いることができ、次にその状態を用いて、放射線、イオン、またはその他のエネルギーの粉末への適用を調節することができる。図に示されるように、粉末は、２つのホッパーから供給してよく；２、３、またはさらには４つ以上のホッパーを用いてもよい。単一の粉末源（例：ホッパー）を持つ実施形態も適切である。
【００６４】
限定されない図１および２では、粉末供給プラットフォーム（ピストンとして構成され得る）が、粉末床とおよそ同じ高さに配置される。そのような構成では、粉末は、供給ピストンから供給され、次に、加工のために粉末床３８上へ掃き流されるか、またはそれ以外で移送される。粉末は、ホッパーの上に配置された供給源から供給される場合もあることから、これは必要条件ではない。そのような実施形態では、粉末は、粉末床に隣接して供給され、次に、例えばブレード、スクープ、スプレー、ワイパーなどで粉末床へ移送される。粉末はまた、粉末床から離れて（例：数ミリメートル、数センチメートル）供給され、次に粉末床へ送られてもよい。
【００６５】
粉末を作業プラットフォームへと広げるための装置、さらには過剰の粉末を除去するための装置が存在することも適切である。１つの実施形態では、システムは、粉末をワイパーの前に堆積させるブレード（またはスクレーパー）３９を含み、ワイパーは、ブレードの形状、ブラシの形状、またはさらにはブレードおよびブラシであってよい。この堆積は、単一の独立した容器からであっても、または各々が異なる粉末材料を含有する他の容器の群（例：列）の一部である単一の容器からであってもよい。システムは、ワイパーの前に１種類のみの粉末を供給するように構成されていても、または２種類以上の粉末をワイパーの前に供給するように構成されていてもよい。ワイパーはまた、過剰または不要の粉末を除去するためにも用いてよい。図のいくつかには、プラットフォーム全体にわたって、または別の支持層全体にわたって粉末を広げることが示されているが、これは必要条件ではない。ユーザーは、プラットフォームまたは支持層の一部分のみに粉末を広げてよく、システムは、この種の広げ方が行われるように構成されていてよい。
【００６６】
本明細書の他所で述べるように、超音波またはその他の振動を用いて、平滑な粉末層を生じさせることができる。粉末は、ガイドのエッジ部またはリム部に確実に存在することが適切であると考えられ；リム部に十分な粉末が存在しない場合、熱を吸収する粉末が存在しないために、続いて行われるエネルギーの適用が、リム部のみを加熱し、隣接する粉末を加熱しない可能性がある。従って、これらの方法を実行するには、粉末の十分な分布が有用である。別の選択肢として、プロセスチャンバー内を比較的高い温度にすることで、加工される材料内の温度勾配を低減することができ；例えば、ユーザーは、粉末を適用し、粉末が特定の温度となるまで待機した後、粉末を加工してよい。ユーザーはまた、第一の粉末層の加工に要するエネルギーは、第一の層とは異なる断面であるか、またはさらには異なる材料であり得る第二の粉末層（第一に隣接）の加工に要するエネルギーと異なる可能性があることから、ピースの異なる層の構築に際して断面の変化を考慮してもよい。
【００６７】
粉末は、プロセスチャンバーの雰囲気中へ注入またはスプレーして、続いて加工される領域上へ降下（例：雪のようにして）させてもよい。他の実施形態では、粉末は、作業プラットフォーム上への分散のためにコンベヤーベルト上へ分散してよい。ベルトは、プロセスチャンバー内で動きながら粉末を分配してよい。
【００６８】
特に図２Ａを参照すると、特定の粉末材料３６は、典型的なレーザー源３２およびスキャナー３４での加工に適さない場合がある。そのような敏感な粉末材料３６は、青色光源またはその他の光源４２などの低エネルギー機構を用いて融合または加工してよい。そのような構成では、コントローラー３０（分かりやすくするために図２には含めていない）は、加工される材料に応じて、粉末床３８上に堆積装置３９を介して堆積された望まれる材料を融合または加工するために、レーザー源３２、スキャナー３４、および／または青色光源４２を動かすものである。
【００６９】
堆積装置は、粉末床３８へ粉末を移送するように移動されるバー、ブレード、またはワイパーであってよい。製造は、粉末を固化するために２つ以上の異なるエネルギーを用いることを伴っていてよい。例えば、システムは、第一の種類のエネルギー（例：第一の波長のレーザー放射線）を用いて第一の種類の粉末を融合させ、次に第二の種類のエネルギー（第二の波長のレーザー放射線）を用いて第二の種類の粉末を固化させてよい。エネルギー源は、調節可能であってよく；システムはまた、その代わりに、複数のエネルギー源を含んでいてもよい。
【００７０】
ある実施形態では、金属またはセラミック粉末３６が加工される場合、材料の融合には高エネルギーレーザー源３２が通常は用いられ、ポリマー粉末材料などのより敏感な材料が加工される場合は、青色光源４２を用いてよい。青色光源４２は、限定されず、特定の粉末材料を融合または加工して最終部材を形成する、紫外または赤外光源などのほとんどいかなる光源から成っていてもよい。加えて、粉末材料の静電堆積を用いて部材の加工を行ってもよい。
【００７１】
図１および２に示されるように、ホッパーまたは粉末容器は、粉末床３８（プラットフォームとも称される）に隣接して、またはその近傍にあるピストンであってよい。図１に示されるように、粉末容器ピストンが配置されるボアの上部は、粉末床（またはプラットフォーム）が配置されるボアの上部と、同じ高さであるかまたは本質的に平面に位置していてよい。このことによって、ユーザーは、掃き流し、吹き飛ばし、またはそれ以外により、粉末容器から粉末床上へ粉末を移送することが可能となる。
【００７２】
図１および２に示されるシステムは、協調した形で運転されるよう構成されてよく、ここで、システムが粉末床上のある量の粉末を固化させて固体領域を形成している間に、プラットフォームに適用される次の粉末層に相当する粉末容器内のプラットフォームは、所望される量の粉末を粉末移送装置に提供するように移動している。この方法により、システムは、前の量の粉末が粉末床上で加工されている間に、次の量の粉末を送り出す準備を行う。本明細書の他所にて述べるように、粉末の粉末床への移送は、固化工程後に粉末床からの過剰の粉末の除去も行う装置によって行ってよい。
【００７３】
このような協調プロセスの１つの例として、第一のホッパーが、次に粉末床（プラットフォーム）３８へと分配されることになる粉末を供給してよい。粉末床上の粉末が固化されている間に、第二のホッパーが、粉末床へ第二の粉末を分配する準備を行う。固化後、過剰の粉末が粉末床３８から除去され、第二の粉末が固化された第一の粉末上に分配されて単一粒子分の厚さの層が形成されるように、粉末床がある距離分上昇される。
【００７４】
図３を参照すると、複数のホッパー４０ａ〜４０ｆを用いて、加工のために粉末床３８上へ堆積させるための望まれる粉末材料３６が保存される。ホッパー４０ａ〜４０ｆを用いて、移行領域のためのブレンド材料、高弾性材料、物体の剛性もしくは硬い部分を形成するための金属粉末、または所望される製品の適合および製造を可能とするほとんどいかなる材料をも保存してよい。ブレード３９またはその他の装置（例：ワイパー、スクレーパー）を用いて粉末を粉末床へ移送することが適切である。供給容器は、互いに対して実質的にいかなる位置に配置してもよく；これらは、互いに隣り合っていても、またはさらには互いに向かい合っていてもよい。
【００７５】
粉末床は、ユーザーの必要性を満たすような寸法であってよい。粉末床は、ミリメートル、センチメートル、またはさらにはそれより大きい範囲の幅を有していてよく；代表的な粉末床の断面寸法（例：幅）は、約１０ｍｍから約５００ｍｍの範囲内である。粉末床は、円形、多角形、卵形、またはユーザーが必要とし得る実質的にいかなる形状であってもよい。粉末床はまた、プラットフォームの断面を変化させるように粉末床の一部分をマスクするインサートまたは覆い（クッキー型（ｃｏｏｋｉｅｒ ｃｕｔｔｅｒ）またはステンシルの形態）（図示せず）を含んでもよい。例えば、半径約１ｃｍのプラットフォームの上に、外半径が１ｃｍ、内側の「孔」の半径が約０．５ｃｍであるドーナツ形状のステンシルを配置してよい。内側の「孔」は、円形、四角形、または実質的にその他のいかなる形状であってもよい。
【００７６】
粉末供給ピストンおよび粉末床は、実質的にいかなる構成で配置されてもよい。代表的な図３Ｄに示されるように、粉末供給ピストン４０ａ〜４０ｆは、粉末床（またはプラットフォーム）３８の周囲に配置されてよい。他の実施形態では、中央の粉末供給ピストンが粉末床によって囲まれていてもよい。ブレードまたはワイパーが往復運度の形で運転されて粉末が供給ピストンから粉末床へ送られるように、粉末供給ピストンは、２つの粉末床がその側面に配置されていてもよい。
【００７７】
図５は、開示される方法の種々の実施形態を示す。図１５Ａでは、物体１５００は、物体の一方の端から他方の端まで、スライス１５０２によって構築または「ビルドアップ」されてよい。これにより、多くの比較的小さいスライスの固化によって物体が生産される結果となる。別の選択肢としての実施形態が図５Ｂに示され、この図は、数が少なく、より大きいスライス１５０２を用いての、ボトムアップによる物体１５００の構築を示す。図５Ａのような構築は、多くの個々のスライスを構築する必要があるため、追加の時間が掛かり得る。図５Ｂに従う構築は、必要なスライス数が少ないことから、より早い場合があるが、いくつかの場合では、スライスが大きいことが、より多くの変更の機会を提供し得る。従って、ある実施形態では、垂直方向に配向されるピースの構築は、水平構成に配向されるピースの構築よりも遅い場合がある。しかし、プロセス条件および設定は、ユーザーの必要性に応じて改変してよく、垂直配向の物体を水平配向の物体よりも素早く構築することが適切であると考えるユーザーもいる可能性がある。
【００７８】
図５Ｃは、パーツがある角度で形成される１つの実施形態を示す。図に示されるように、物体の長さ方向に沿って変化する断面の層１５１２、１５１４、１５１６を形成して、最終生成物に達してよい。第一の（下側）層１５１２は、物体に剛性を付与する金属を例とする第一の材料１５１０ａから成る。中間層１５１４は、物体にある程度の可撓性が付与されるように、プラスチックまたはその他の可撓性材料１５１０ｂから成る。上側層１５１６は、１５１０ｂおよび１５１０ａの両方の材料で形成してよい。
【００７９】
このようにすることで、この方法により、サイズ、材料、またはその両方が変化し得る断面を有する物体を作り出すことが可能となる。本明細書の他所にて述べるように、層は、互いに異なる断面領域を有してよく、従って、これにより、図１５Ｃの物体のような角度を有する物体をユーザーが作り上げることが可能となる。形成中のパーツとプラットフォーム表面との間の接触領域の量を最小限に抑える構成が、特に適切であると考えられ；連続する比較的大きい層の構築を伴う方法も用いてよい。
【００８０】
放射線を適用する代表的な方法が図６Ａおよび６Ｂに示される。図６Ａは、レーザー（またはその他の放射線源）ビーム１６３２を粉末１６０４上の様々な位置へ移動させて所望される領域を固化させることにより、固化された粉末領域１６０６を形成することを示している。エネルギーの適用は、スポット、バースト（ｂｕｒｓｔ）、ライン、またはその他の形状で行ってよい。別の選択肢として、エネルギーを、ビームの移動の間、常に適用して、固化または溶接された材料のラインを発生させてもよい。エネルギーは、レーザーまたはメーザーなどの装置１６３０によって供給されることが適切である。粉末１６０４は、ピストン１６０２の上側の面１６００上に配置される。エネルギー源は、少なくとも１つの方向へ移動可能であることが適切であり；ｘ、ｙ、およびｚ方向へ移動するエネルギー源、ならびに傾けることが可能であるエネルギー源が適切である。
【００８１】
図６Ｂに示されるように、ユーザーはまた、所望される位置にのみ放射線が指向されるように、マスク１６０８を用いてもよい。この図では、マスクは、粉末層１６０４の特定の領域１６０６のみが照射されるように、エネルギー源と標的である粉末層との間に配置されている。マスクは、実質的にいかなる形でパターン化されていてもよく、そしてこれにより、ユーザーは実質的にいかなるパターンの固化された粉末をも形成することが可能となる。マスクは、その中に形成された孔部１６１０、直線、および曲線などを有していてよい。示されるように、マスクは、適用された放射線に対して不透過性であることが適切である。マスクは、その開口部が、移動可能であるプラットフォームの上側の面の方向に放射線源から適用される放射線の少なくとも一部分をブロックするように位置することが可能であることが適切である。
【００８２】
ある実施形態では（図示せず）、ユーザーは、次の加工のための粉末の適用を補助するためにマスクを用いてよい。本実施形態では、マスクまたはステンシルは、粉末層を支持することになる表面の上に配置されてよい。次に、ユーザーは、粉末を適用してよく、そしてこれにより、マスクされていなかった表面の部分のみが粉末によって覆われることになる。ステンシルは、所望される粉末層の単一粒子厚さとほぼ同じである厚さのものであってよい。作業では、ユーザーは次に、いかなる過剰粉末も除去し、残りの粉末を固化させる（これは、ステンシルを配置して、または配置せずに行ってもよい）。この方法では、解像度の細かい特徴を形成することができる。ある実施形態では、典型的な寸法が０．０５ｍｍ以上である特徴を形成することができ；より細かい特徴を作製することもできる。
【００８３】
図７Ａ〜７Ｅは、別の限定されない実施形態を示す。図７Ａは、ワークピース上に粉末を配置することを示している（図４Ｒのそれと類似）。粉末１７５０は、ピストンの上にあるワークピースの表面特徴１７５２上、ならびにその表面特徴の間に配置される。表面特徴１７５２は、既に固化された粉末層１７４０上、またはそれ自体がピストンと接触しているその他の材料上に配置されていてよい。図７Ｂに示されるように、ユーザーは次に、粉末層の特定の領域へエネルギー１７３２を適用することにより、構造間に配置された粉末も固化してしまうことなく、構造上の粉末を固化してよい（従って、構造を伸長する）。この手法の結果を図７Ｃに示し、この図は、その上部に硬化性粉末１７６０を有する構造１７５２、および構造の間に配置された過剰の粉末１７５０を持つピストン１４１０の上側の面１４０２を示す。次に、粉末は、エネルギー源１７３０からのエネルギー１７３２の適用によって固化される。これらの工程を繰り返すことで、ユーザーは、ワークピースの表面から伸びる構造１７５２を作製し、成長させることができる。他の実施形態の場合と同様に、過剰の粉末１７５０は、図７Ｄおよび７Ｅの間の相違で示されるように、除去されることが適切であり、これらの図は、粉末１７５０が、構造１７５２、およびピストン１４１０の上側の面１４０２から除去されることを示している。
【００８４】
構造は、固化された材料の少なくとも一部分を後の時点で選択的に除去してよい形で構築することもできる。例えば、ユーザーは、物体の直径部分にわたって伸びる犠牲材料の細い条片を有する円柱形状の物体を構築してよい。これらの犠牲条片を除去すると（例：エッチングにより）、ユーザーは、直径部分にわたって伸びる孔部を有する円柱形状の物体を得ることになり、その孔部は、犠牲条片のあった位置に対応している。
【００８５】
いくつかの場合では、構築の際に、パーツに歪みまたは望ましくない特徴が現れる可能性がある。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、歪みは、製造の過程でパーツ内に形成される温度勾配に起因する可能性が疑われる。このような歪みに対処するために、パーツ全体と溶接または焼結されるパーツの一部分との間の温度勾配が低減されるように、プロセスチャンバーを加熱してよい。
【００８６】
いくつかの例では、ユーザーは、パーツの完成時、またはパーツの使用前に除去される犠牲部分を含むパーツを形成することを選択してよい。これは、ピストンまたはプラットフォームの面とその面に接触するパーツの部分との間の機械的相互作用に起因する歪みが、パーツの犠牲部分内に封じ込められるような形で行うことができる。例えば、ユーザーは、１０ｃｍの長さのインプラント体の構築を所望し得る。その場合、ユーザーは、１２ｃｍの長さの物体を構築し、製造の過程にて、ピストンまたはプラットフォームの面に最も近かった物体の２ｃｍの部分を除去してよい。
【００８７】
この方法により、ユーザーは、欠陥を含む可能性の高い（または実際に欠陥を含む）パーツのセクションが除去されたパーツを設計することができる。物体は、実質的にいかなるサイズであってもよい。１つの例として、約０．５ｍｍまたはさらには１ｍｍの直径、および約４ｍｍの長さを有するスクリューを構築してよい。数センチメートル、またはさらには数十センチメートルの長さを有する骨プレートを構築してよい。そのような骨プレートは、５ｍｍ×５０ｍｍ、もしくは１０ｍｍ×３０ｍｍの断面、またはその他の適切な断面を有していてよい。
【００８８】
図示はしていないが、製造は、プロセスチャンバー内で行ってよい。プロセスチャンバーは、本質的に周囲圧力であってよいが、近真空を含む周囲圧力より上および下の圧力が適切である。チャンバーは、不活性ガス（貴ガスを含む）で充填されていてよい。この方法が、スチール、スチール合金、アルミニウム、銅合金、および銀などの加工に用いられる場合、窒素が適切な作業ガスであると考えられる。チタン合金による作業の場合、アルゴンが適切であると考えられる。ある実施形態では、粉末の固化からヒュームが発生する。そのようなヒュームは、除去されることが適切であり；いくつかの場合では、ヒュームは、粉末に向けて指向されるエネルギービームの操作に干渉する可能性がある。ヒュームは、チャンバーの内容物（いかなるガスも含む）を、チャンバーおよびフィルターを通して循環させることによって除去されることが適切である。
【００８９】
また、これらの方法を用いて、ユーザーの特定の必要性または必要条件に応じたインプラントまたは物体を形成することもできる。例えば、ユーザーは、所望されるインプラントの寸法および機械特性をシステムに入力することができる。そして、システムは、ユーザーの必要条件に応じてインプラントを製造することができる。ユーザーは、特定の骨の骨折に基づいて、特定の部位に可撓性領域を有する特定の寸法のインプラントを必要とし得る。ユーザーの必要条件に応じて、請求されるシステムを用いて、適切なインプラントを作製することができる。システムは、医師とリモート接続することができ、医師は、物体製造のための製造指示をシステムへリモート入力することができる。この方法により、個々の患者の使用に向けた個別化された物体を構築することができる。そのような物体は、臨床医からの具体的な要請に応じ、実質的に要望があり次第構築してよい。
【００９０】
インプラントの異なる部分の剛性および可撓性は、当然、ユーザーの必要性に応じて異なる。ある実施形態では、剛性領域は、約９０から２５０ＧＰａの弾性率を有していてよい。チタンおよびその合金は、およそ１１０ＧＰａの弾性率を有し得るものであり；スチールおよびコバルトクロム合金は、約２００ＧＰａの弾性率を有し得る。可撓性領域は、約２．５から９ＧＰａの弾性率を有していてよく；ＰＥＥＫは、約３．５ＧＰａの弾性率を有する。剛性および可撓性領域の間の弾性率（またはその他の特性）の比は、ユーザーの必要性に応じて設定してよい。例えば、可撓性領域は、剛性領域よりもほんの僅かに可撓性であってよい。他の実施形態では、可撓性領域は、剛性領域よりも著しく可撓性であってよい。ある実施形態では（図示せず）、可撓性および剛性領域の間の弾性率（またはその他の機械特性）の相違は、１％、５％、１５％、５０％、７５％、１００％、３００％、またはそれより大きくてよい。
【００９１】
添付の図では、開示される物体を骨折部の安定化に用いることが示されているが、物体は骨折治療に限定されるものではない。１つの実施形態では、物体は、骨粗しょう症またはその他の類似の病状に罹患している（または罹患していることが予測される）骨の支持に用いることができる。物体はまた、損傷した、もしくは除去された骨の一部またはすべてを置換するためのインプラントとして用いることもできる。
【００９２】
開示される物体はまた、システムの一部としても提供され得る。そのようなシステムは、構成の異なる種々のインプラントを含むキットまたはパッケージを有していてよく、臨床医は、最適なインプラントをパッケージから選択することができる。
【００９３】
種々のインプラント、物体、およびパーツが本明細書にて開示され；「インプラント」、「物体」、および「パーツ」の用語は同義語として用いられる。開示される方法およびシステムは、これらのおよびその他のパーツの製造に用いることができる。
【００９４】
１つの実施形態では、パーツは、その下にある骨に取り付けられて、下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントを含んでよい。代表的な限定されない図１を参照すると、そのようなインプラントは、下にある骨１６に取り付けられるように構成された第一の領域１２ａ；および、第一の領域１２ａに隣接して配置された第二の領域１２ｂを含むことが適切であり、第二の領域は、第一の領域よりも高い可撓性を有し、第二の領域は、第一の領域と一体化されている。ここで、図をさらに参照して、開示される物体について述べる。
【００９５】
まず図８を参照すると、第一の好ましい実施形態に従う骨接合用一体化多材料医療インプラントは、骨プレート１２、およびそれに付随する、プレート１２を好ましくは骨折部１５全体にわたって骨１６に取り付けるための骨固定スクリュー１４から成る。骨プレート１２は、好ましくは、単一の一般的に剛性である材料から構築されて、骨固定スクリュー１４がプレート１２を骨１６へ確実に固定する部分である剛性部分（第一の領域）１２ａ、および骨折部１５に広がる複合体または可撓性部分１２ｂを含む。
【００９６】
剛性部分１２ａは、好ましくは、解剖学的に成形されるか、またはそうでなければ、対象に合わせて構成される。剛性部分はまた、骨１６を係合させる骨接触領域も含むことが適切であり、剛性部分はまた、骨スクリュー１４を確実に係合させるために、比較的硬く、強いことも適切である。
【００９７】
剛性部分１２ａは、好ましくは、剛性部分１２ａの一般的なサイズおよび形状を取ることができ、剛性部分１２ａの通常の作業条件に耐えることができる、硬く、強い、チタン、ステンレススチールなどの金属材料、またはその他の生体適合性材料から成る。適切なプラスチック、金属、およびさらにはプラスチック‐金属ブレンドまたは合金も、剛性領域に用いてよい。
【００９８】
複合体または可撓性部分１２ｂ（第二の領域）は、好ましくは、剛性部分１２ａと一体的に形成される。この第二の領域は、設計者が所望するように複合体または可撓性部分１２ｂの材料特性を一緒になって適合させる、１もしくはさらには複数の材料を含んでよい。具体的には、複合体または可撓性部分１２ｂは、修復される骨１６の特定の生体力学的特徴、直面する骨折部１５の種類、またはユーザーによって所望されるその他の解剖学的もしくは生体力学的特徴に適合するある範囲の硬さを有するように適合可能である。従って、複合体または可撓性部分１２ｂは、骨の主断片を、固定後に恒常的な位置または配列に維持するために、比較的高い硬度を有していてよい。そのような骨プレート１２の適合は、再建手術に適切であり得る。
【００９９】
複合体または可撓性部分１２ｂは、骨折を修復し、骨プレート１２を通して負荷を伝えるのではなく骨１６および骨折部１５を通して追加の負荷を伝えて骨の成長を刺激するために、または、脊髄固定手術において、融合される椎骨へ負荷を直接指向させることで、骨の成長を促進し、応力遮蔽を限定的とするために、硬度が低下されていてもよい。この方法により、ユーザーは、物体力を骨折部へ向けて、または骨折部から離れるように最適に指向させ、最適な治癒が促進されるように、物体を構成することができる。
【０１００】
骨プレート１２を、エッチング、陽極酸化処理、陽極プラズマ化学プロセス（ａｎｏｄｉｃ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、または電解析出もしくはプラズマ溶射などのその他のコーティングで処理して、骨プレート１２の上またはその中への骨結合および骨成長を促進してよい。以下でより詳細に述べられるように、骨代用材料、抗生物質剤堆積物、またはユーザーにとって望ましいその他のコーティングもしくは材料の付着を促進するために、表面を、機械的にまたは製造プロセスの過程で粗面としてもよい。
【０１０１】
複数の材料によって複合体または可撓性部分１２ｂを構築することにより、設計者は、複合体または可撓性部分１２ｂの硬度および／もしくは強度を、治療される骨の解剖学的もしくは生体力学的特性を密接に模倣するように、または設計者が所望する骨プレート１２と骨との間の負荷の共有を発生させるように、適合させることが可能となる。
【０１０２】
好ましい骨プレート１２は、以下でより詳細に述べるように、一段階生産プロセスで製造して、複合体または可撓性部分１２ｂの２つの材料を一緒に成形してよい。加えて、製造プロセスにより、これも以下でより詳細に述べるように、剛性部分１２ａなどの１つの材料または均質である部分が、複合体または可撓性部分１２ｂと一体的に組み込まれる。
【０１０３】
物体１０は、バー、プレート、または実質的にその他のいかなる形態であってもよい。物体は、一定の断面、または変動する断面を有していてよい。物体は、単一の可撓性領域、または複数の可撓性領域を有していてよい。可撓性領域は、１つの可撓性材料を含んでいてよい。可撓性領域は、２つ以上の可撓性材料を含んでいてよく；それは、ブレンドもしくは材料、またはさらには材料の別々の（例：交互の）領域から成っていてよい。剛性領域は、同様に、単一の材料、複数の材料、またはさらには異なる材料の複数の領域を含んでよい。アンカー１４は、スクリューおよび釘などであってよい。適切なアンカーは、ユーザーの必要性に応じて選択され、当業者に公知である。
【０１０４】
可撓性材料１２ｂおよびより剛性である材料１２ａの間の移行は、ここでは、不連続な移行として示される。物体（いくつかの例ではパーツとも称される）は、２つの材料または２つの領域の間の移行がより漸進的である領域を含んでいてもよいことから、これは、常にこのようである必要はない。本明細書の他所にて述べるように、このような移行は、パーツを層ごとに構築することによって発生させることができ、ここで、連続する（隣接する）層は、僅かに異なる比率の材料を含有する。例えば、第一の層は、１００％の金属を含んでよい。次の隣接する層は、９９％の金属と１％のプラスチックであってよい。次の層は、９８％の金属と２％のプラスチックであってよい、などであり、これによって漸進的な移行が生ずる。所望される特性および用いられる材料（金属およびポリマーなど）の特徴に応じて、そのような漸進的移行を用いてよく、その結果、物体の２つ以上の領域間の材料勾配が得られる。類似の融点を有する材料を一緒に組み合わせて、材料または領域間のそのような漸進的移行を形成してよい。
【０１０５】
第一および第二の領域は、互いに一体化されていることが適切である。一体化は、第一および第二の領域が構造的に互いにインターロックしている実施形態と関連し得る。これは、図１６Ａに示される。この実施形態では、物体１２００は、第一の剛性領域１０２０、および第二のより可撓性である領域１２０４を含む。第二の領域１２０４は、突出部１２０６が実質的に第一の領域１２０２の中に入り込み、それによって第一および第二の領域が互いに機械的にインターロックされるように形成される。この機械的なインターロッキングは、接着剤または機械的アンカー（例：釘およびスクリューなど）なしに達成されるが、そのような補強を用いてもよい。
【０１０６】
図１６Ｂは、別の選択肢としての物体１２００を示し、ここで、第二の（可撓性）領域１２０４は、完全に第一の（剛性）領域１２０１の中に入り込んでいる。別の選択肢として（図示せず）、剛性（第一の）領域が、可撓性（第二の）領域の中に入り込んでいてもよい。図１７は、さらに別の実施形態を示し、ここで、物体１２００は、第一の（剛性）領域１２０２の中に配置された複数の第二の（可撓性）領域１２０４を含む。
【０１０７】
ある実施形態では、第一および第二の領域は、この２つの領域の間の移行領域によって互いに結合しており、移行領域は、第一の領域の材料と第二の領域の材料との混合物を含む。例えば、物体は、第一および第二の領域の間に移行ゾーンを含んでよく、この場合、このゾーンは、第一の材料１００％から、第一の材料の第二の材料に対する比９９：１へ、第一の材料の第二の材料に対する比９８：２へ、などのように移行する。この方法により、ユーザーは、１つの材料から別の材料への漸進的な移行を含む物体を製造することができる。
【０１０８】
ある実施形態において、粉末が固化される場合、それは、特定の位置で溶融されて下にある材料と接合されてよく、下にある材料は、既に固化された粉末層であってよい。これは、とりわけ、レーザービーム（例：ダイオードパルスファイバーレーザー）および電子ビームなどによって行ってよい。
【０１０９】
図８および９を参照すると、第二の好ましい実施形態において、一体化された多材料医療インプラント１０および２１０は、第一の好ましい実施形態に従う一体化された多材料インプラント１０に類似の方法で構築される。第二の好ましい実施形態を第一の好ましい実施形態と比較する場合、同じ部材の識別には同じ参照符号を用いるが、第二の好ましい実施形態の部材であることを特に識別するために「２」の接頭語を付けて用いる。
【０１１０】
ここで図８〜１５を参照すると、第二の好ましい実施形態において、複合体または可撓性部分２１２ｂは、図８の第一の好ましい実施形態の複合体または可撓性部分１２ｂとは異なる方法で配置される。具体的には、第二の好ましい実施形態において、複合体または可撓性部分２１２ｂは、第一の材料２２２および第二の材料２２４の別々の層から構築される（図６を参照）。従って、第二の（より可撓性である）領域は、こうして２つ以上の材料を含んでいてよい。領域はまた、図９に示されるように、２つ以上のサブ領域を含んでいてもよく、サブ領域は、各々、異なる材料を含んでいてよい。例えば、物体は、剛性領域２１２ａおよび可撓性領域２１２ｂを有してよく、ここで、可撓性領域は、２１２ｂで示されるように、２つ以上の異なる材料の交互の条片を含む。領域内のサブ領域は、ユーザーの必要性に合う実質的にいかなるパターンで配置されてもよい。
【０１１１】
同様に、第一の（剛性）領域はまた、様々な構成のものであってもよい。第一の領域は、１、２、または３つ以上の材料を含んでよい。第一の領域はまた、１つ以上のサブ領域を含んでもよい。例えば、第一の領域は、ステンレススチールを含んでよいが、第一の領域のチタンセクションに形成された開口部を含んでいてよい。第一の領域はまた、異なる材料の条片を含むように構成されてもよい。
【０１１２】
第一の（剛性）領域はまた、第二の（可撓性）領域に隣接して配置されるサブ領域を含んでもよい。例えば、図８は、物体１０を示し、ここで、第二の領域１２ｂは、その両側面に剛性領域１２ａが配置される。物体は、２つ以上の可撓性領域を有してよく；そのような物体は、複数の骨折部を有する骨の治療に有用である。物体は、３つ以上の可撓性サブ領域を有してよい。同様に、物体は、１、２、３、またはさらには４つ以上の剛性サブ領域を含んでよい。
【０１１３】
第一の領域、第二の領域、またはその両方は、生体適合性材料を含んでよいが、生体適合性は必要条件ではない。本明細書の他所で述べるように、第一の領域は、骨へ固定されるように適合されることが適切である。物体は、従って、剛性領域に配置される開口部（符号なし）または孔部を含んでよく、その開口部または孔部を通して固定要素（釘、アンカー、およびスクリューなど）を設置して、物体を骨に取り付けてよい。１つの限定されない実施形態を図１に示し、この図は、多材料インプラントの剛性領域に形成された開口部を通して設置された固定スクリュー１４を示す。そのような開口部は、アンカーの相補的なねじ山と係合するように内側にねじ山を有していてよい。Ｓｙｎｔｈｅｓ製（ｗｗｗ．ｓｙｎｔｈｅｓ．ｃｏｍ）のＳｙｎＦｉｘ（商標）システムは、１つのそのような適切なアンカーシステムである。
【０１１４】
図８の物体１０はそのような特徴を含まないが、物体はまた、１つ以上の空隙、ギャップ、スペース、細孔、溝、またはさらにはメッシュを定めていてもよい。そのよう空隙は、物体内部に閉じ込められていてよい。別の選択肢として、そのような空隙は、物体の表面に沿うなど、物体の外部に配置されていてもよい。空隙は、骨の内殖のための位置を提供してよい。空隙は、抗生物質、成長因子、および鎮痛剤などの化学反応体による充填またはコーティングが行われていてよい。
【０１１５】
物体はまた、追加の材料を含んでもよい。例えば、物体は、物体の内部または表面上に供給された粒子（例：銀ナノ粒子）を含んでよい。ロボットアームおよびスプレーなどのすべてが、物体の内部または表面上に追加の材料を導入するのに適切な方法である。インプラントの外部表面の一部分（またはさらにはすべて）をコーティングしてよく；そのような材料は、薬物および成長因子などを含んでよい。インプラントは、生体適合性材料（例：ポリエチレン）でコーティングしてよい。この方法では、インプラントは、完全な生体適合性ではない材料から形成してよいが、続いて生体適合性材料によるコーティングまたは積層を行ってよい。
【０１１６】
これも図８には示されていないが、物体またはインプラントは、骨と係合するように適合される特徴を含んでよい。そのような特徴は、隆起、歯、スパイク、フック、刻み目、およびスプラインなどであってよい。
【０１１７】
剛性部分２１２ａ全体は、好ましくは、第一の材料２２２から構築され、可撓性部分２１２ｂは、好ましくは、第一の材料２２２の層を含む。第二の好ましい実施形態において、第一の材料２２２は、好ましくは、チタン、ステンレススチール、アルミニウム、または適切な代替材料などの比較的硬く、強く、生体適合性である金属材料から成る。第二の材料２２４は、好ましくは、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）または第一の材料２２２よりも低い硬度を有するその他のポリマー材料などの低硬度材料から構築され、それによって、複合体または可撓性部分１２ｂは、複合体または可撓性部分１２ｂの中での第一および第二の材料２２２、２２４の材料構成および配置に応じて、様々な硬度を有するようにユーザーが構築し、適合させることができる。
【０１１８】
対照的に、第一の好ましい実施形態では、複合体または可撓性部分１２ｂは、第二の好ましい実施形態で述べたような層状とする必要は必ずしもないが、しかしながら、複合体または可撓性部分１２ｂの特性を合わせるように適合可能である第一および第二の材料から構築される。
【０１１９】
第一および第二の好ましい実施形態の骨プレート１２、２１２は、好ましくは、骨１６の骨折部１５の生物学的修復を促進するために用いられる。好ましい骨プレート１２、２１２は、骨折部１５を架橋して仮骨形成を促進するためのある程度の可撓性が可能であり、このことにより、当業者であれば明らかであるように、典型的な剛性骨プレートよりも生物学的に正しい方法で骨折部１５を安定化することができる。複合体または可撓性部分１２ｂ、２１２ｂを有する骨プレート１２、２１２は、一般的に、骨折部１５でリモデリングされた骨が、治癒の過程で骨１６が受けたいずれの負荷についてもその大部分を保持するように、追加の負荷を骨および骨折部へ伝達することができる。
【０１２０】
図９〜１１を参照すると、本出願の第三、第四、および第五の好ましい実施形態に従う一体化された多材料医療骨接合用インプラント３１０、４１０、５１０は、第一および第二の好ましい実施形態の骨接合用インプラント１０、２１０と類似している。第三、第四、および第五の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０、４１０、５１０の同じまたは類似の要素は、同じ参照符号を用いて識別するが、第三の好ましい実施形態の識別には「３」の接頭語を、第四の好ましい実施形態の識別には「４」の接頭語を、第五の好ましい実施形態の識別には「５」の接頭語をつけて用いる。
【０１２１】
第三の好ましい実施形態では、骨プレートまたは骨接合用インプラント３１２は、好ましくは、２つの骨構造間の骨折部を架橋する。骨折部は、長骨３２０の一部分であってよく、または脊髄手術の過程での椎骨間の椎間スペースに位置されてもよい（図示せず）。第三の好ましい実施形態の骨接合用部材３１２は、一般的に縦軸に対して平行とされる骨接合用部材３１２の単一のスライス内に第一および第二の材料３２２、３２４を含む２つの複合体または可撓性部材３１２ｂを有する。第三の好ましい実施形態の骨接合用部材３１２は、２つの別々の複合体または可撓性部分３１２ｂを有することに限定されるものではなく、単一の複合体もしくは可撓性部材、または追加の複合体もしくは可撓性部材を有していてよく、それは、開発者による好ましい設計、処置される具体的な骨、または骨接合用インプラント３１０を特定の解剖学的構造もしくは骨へ合わせることを可能とするその他の因子に応じて異なる。
【０１２２】
第三の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０はまた、骨接合用インプラント３１０を骨へ確実に固定するために、両端部にスパイクまたは粗表面３１４を有していてもよい。第三の好ましい実施形態の骨接合用インプラント３１０は、骨接合用部材３１２を骨へ確実に固定するためのスパイクまたは粗表面３１４を有することに限定されず、スクリュー、プラント（ｐｌａｎｔｓ）、接着結合装置、または骨接合用部材３１２を骨へ確実に固定するためのその他の機構を有していてよい。加えて、骨折部は、上述した第一および第二の好ましい実施形態の骨接合用インプラント１０、２１０などのプレートおよびスクリューによって二次的に支持されていてもよい。
【０１２３】
インプラント３１０は、骨折した骨３２０の２つの領域が接続されるように挿入してよい（図示せず）。本実施形態では、インプラントの端部は、骨折部の面に接着剤またはそれ以外によって固定されてよい。インプラントの端部はまた、物体を正しい位置に維持するために挿入されたものにより（例：アンカーまたは骨スクリューにより）、機械的に固定されてもよい。
【０１２４】
図１１を参照すると、第四の好ましい実施形態では、骨接合用インプラント４１０は、第一および第二の好ましい実施形態の骨プレート１２、２１２と類似の形で骨折部４２０に広がる骨プレート４１２から成る。しかし、第四の好ましい実施形態の好ましい骨プレート４１２は、骨折部４２０に広がる２つの複合体または可撓性割合（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ）４１２ｂを有する。そのような構造は、骨プレート４１２の部分を、処置される骨Ｂの解剖学的または生体力学的特徴に設計者がさらに合わせることを可能とすることができる。加えて、類似の構造を用いて、可撓性部分４１２ｂが骨の複数の骨折部４２０に広がるように各々が少なくとも１つの可撓性部分４１２ｂで分離された３つ以上の剛性部分４１２ａにスクリュー孔を提供してもよい。
【０１２５】
図１２を参照すると、第五の好ましい実施形態では、骨接合用部材５１２は、移植された構成では骨５２６の髄内管５２０内に配置されることが好ましい髄内釘の形態である。第五の好ましい実施形態の好ましい骨接合部材５１２は、釘５１２およびその機械的特徴を設計者が所望するように適合させるために、複数の複合体または可撓性部分５１２ｂならびに複数の剛性部分５１２ａを含む。釘５１２は、好ましくは、髄内管５２０の両側の骨５２６を係合させる骨固定スクリュー１４により、骨５２０と確実に固定される。
【０１２６】
図を参照すると、骨接合用部材または骨プレート１２、２１２、３１２、４１２、５１２の複合体または可撓性部分１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ、４１２ｂ、５１２ｂは、疲労強度を低下させる恐れのある開放細孔が限定されており、第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２の塑性変形を一般的には回避するポリマー材料から成る第二の材料２２４、３２４、４２４、５２４、切欠き強度を維持する一般的に平滑で連続的な第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２による上述の複合体構造を有することが好ましく、第二のポリマー材料２２４、３２４、４２４、５２４は、それを取り囲む第一の金属材料２２２、３２２、４２２、５２２によって塑性変形が制限される。
【０１２７】
図１４を参照すると、一体化された多材料医療骨接合用インプラント７１０は、上述の骨接合用インプラント１０、２１０、３１０、４１０、５１０に類似しており、同じ要素は、同じ参照符号を用いて識別するが、第六の好ましい実施形態の特定の部材の識別には「６」の接頭語をつけて用いる。
【０１２８】
第六の好ましい実施形態の骨接合用部材６１２は、第一に、または最初に骨接合用インプラント６１０を骨６２０へ確実に固定するために用いられるスパイク６１４を両端部に有する。第六の好ましい実施形態の骨接合用インプラント６１０は、スパイク６１４のすぐ近傍の比較的狭い剛性部分６１２ａ、ならびに複合体または可撓性部分６１２ｂを作り上げる材料の様々な構造および組み合わせを含む。第六の好ましい実施形態の骨接合用インプラント６１０は、複合体または可撓性部分６１２ｂに複数の構造、形状、および材料を提供して、骨接合用インプラント６１２を治療される骨折部または骨の生物学的、解剖学的、または一般的な必要性に適合させるための、製造プロセスの適合性を例示するものである。
【０１２９】
例えば、剛性部分１２ａと複合体もしくは可撓性部分６１２ｂの高弾性中央部分との間の移行を平滑にするために、または複合体もしくは可撓性部分６１２ｂのその他の所望される特性を促進するために、複合体もしくは可撓性部分１２ｂの全体にわたって異なる種々の材料および組み合わせを用いてよい。剛性部分１２ａと高弾性中央部分との間を移行する複合体もしくは可撓性部分６１２ｂ内のそのような領域は、剛性部分６１２ａと複合体もしくは可撓性部分６１２ｂの軟質コアとの間の応力遮蔽と調和していてよい。
【０１３０】
図１５Ａおよび１５Ｂを参照すると、第七の好ましい実施形態に従う骨接合用インプラント７１０は、上述の好ましい実施形態と類似しており、同じ特徴は同じ参照符号で識別されるが、第七の好ましい実施形態の特定の特徴の識別には、「７」の接頭語をつけて用いる。
【０１３１】
第七の好ましい実施形態の骨接合用インプラント７１０は、髄核置換装置として構築され、適合される。第七の好ましい実施形態の髄核置換骨接合用インプラント７１０は、骨接合用部材７１２を椎骨７２０へ確実に固定するためのスパイク７１４、および椎間板の髄核７３０の特性を模倣することが好ましい比較的に弾性または軟質であるコア７１６を有していてよい。軟質コア７１６は、流体弾性材料から構築され、ヒドロゲル、または椎間板の髄核７３０に類似の機械特性を有するその他の材料が考えられる。
【０１３２】
以下でより詳細に述べる好ましい製造プロセスは、チタンなどの比較的硬くて強い材料からのスパイク７１４の形成、および複合体または可撓性部分７１２ｂの複数の材料を組み込むことによる剛性部分７１２ａと軟質コア７１６との間の移行ゾーンの形成を可能とする。第七の好ましい実施形態の骨接合用部材７１２は、チタン、チタン合金、ヒドロキシアパタイト、または当業者に一般的に公知であるその他の生体適合性材料など、骨にやさしいいくつかの生体適合性構成材料から構築されてよい。
【０１３３】
物体は、特定の方向がより高い可撓性、またはより高い剛性を持つように構成してよい。例えば、物体は、一方向には比較的折り曲げ易いが、逆の方向にはそうではないように構成してよい。これは、物体内の可撓性領域を、物体の特定の機械特性が生ずるように配置および構築することによって行うことができる。例えば、図１２Ｂの物体１２０２は、物体の中央に可撓性領域１２０４を有するが、可撓性領域は、一方向に特定の可撓性が付与されるように、物体の一方のエッジ部または表面のより近くに配置してよい。物体の可撓性（第二の）領域は、指定された方向のみの可撓性を促進するために、三角形またはさらにはピラミッド形に形成してよい。
【０１３４】
図１２Ａは、請求される物体の限定されない実施形態を示す。示されるように、物体１２００は、２つのより剛性である領域１２０２の間に配置された可撓性領域１２０４を含んでいてよい。物体は、示されるように、可撓性領域が、１つ以上の剛性領域内へ実質的に固定されるように構築してよい。図１２の限定されない実施形態では、可撓性部分は、可撓性領域のトランペット形状部分１２０６が伸びて、可撓性領域の側面に配置される剛性領域内へ固定されるようにキャストされる。図１２における可撓性領域の伸長部分は、トランペット形状であるが、可撓性および剛性領域が一緒に固定される種々の形状を用いてよい。図１２に示されるように、可撓性領域の部分は、物体の外部環境に露出していてよい。
【０１３５】
図１２Ｂは、可撓性領域１２０４がインプラント体１２００内に完全に収容されている別の選択肢としての実施形態も示す。この図では、可撓性材料の円柱状領域が、より大きい物体内に収容されており、より大きな物体は、金属などの剛性材料１２０２から作られる。この構成は、可撓性領域がある位置において、物体自体にある程度の可撓性を付与する。例えば、図１２Ｂに示される物体は、骨折部上に可撓性領域を配置した状態で、アンカーにより（図示せず）いずれかの端部にて固定することができる。
【０１３６】
物体は、剛性材料がある程度の可撓性を有し（すなわち、完全に剛性ではない）、物体に用いられる可撓性材料よりも比較的により剛性であるように構築してよい。この方法では、可撓性領域が物体内に完全に収容された図１２Ｂに示される物体の領域は、それ自体が可撓性である。
【０１３７】
図１３は、請求される物体のさらなる代表的な実施形態である。この図に示されるように、物体１２００は、より剛性である領域１２０２内に複数の可撓性領域１２０４を収容している。物体はまた（図示せず）、可撓性領域内に複数の剛性領域を収容していてもよい。そのような実施形態は、ユーザーが、特定のスペース（特に不定形状のスペース）内にちょうどはめ込まれるが、剛性も提供する物体を所望する場合に有用であり得る。
【０１３８】
システムはまた、垂直方向に移動可能であるプラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置を含むことが適切である。本明細書の他所にて述べるように、ユーザーは、過剰のまたは固化されない粉末を除去することができるように、プラットフォームを上向きに進めることによって、粉末の固化された部分を露出させてよい。この除去は、ブラシにより、真空掃除機により、吹き飛ばすことにより、下に落とすことにより（例：静電気または静電気学を介して）、磁力の印加により、または本技術分野で公知のその他の方法により行ってよい。
【０１３９】
粉末の粉末容器からプラットフォームへの移送は、種々の方法で行なってよい。１つの実施形態では、粉末は、プラットフォームの上に配置された粉末容器からプラットフォーム上へ直接供給され；その他の実施形態では、粉末は、プラットフォームで支持される層（例：既に固化された層）上へ配置される。次に、粉末は、レベリングされ、所望される厚さ（例：１つの粒子の厚さ）の粉末層を達成してよい。レベリングは、自動車のワイパーまたはクラムスクレーパー（ｃｒｕｍｂ ｓｃｒａｐｅｒ）の要領でブラシまたはスクレーパーを用いて粉末をレベリングすることによって行ってよい。ユーザーはまた、振動または振とうを粉末に適用して（例：超音波による）、粉末を落ち着かせ、粉末層の形成およびレベリングを行ってもよい。振動（例：超音波）はまた、粉末固化工程の後の過剰または不要な粉末の除去に用いてもよい。
【０１４０】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、粉末はまた、例えば掃き流しおよびブラシなどにより、粉末供給ピストンからプラットフォームへ移送されてもよい。この移送は、加工される領域上まで粉末を押すスチールまたは合成ブレードによって行ってよい。スチールブレードは、断面が約４ｍｍ未満の微細要素がほとんどないかまったくない状態である比較的大きい片（すなわち、断面が４ｍｍ超）または粒子の材料濃度の増加を促進することから、そのようなブレードを用いてよい。合成ワイパーブレードは、比較的小さい断面（＜４ｍｍ）または小さい特徴を持つ粉末を扱うのに適すると考えられる。ある実施形態では、より小さい粒子は、比較的遅いブレード／掃き流し速度を用いて処理してよい。約０．１ｍｍのスチール繊維を持つブラシブレードは、特に粉末粒子が、約４ｍｍ未満の比較的小さい断面またはその他の特徴を有してよい場合に、特に適切であると考えられる。合成繊維を用いる類似のブラシも、請求される方法での使用に適切であり得る。ブラシの材料は、作業中の静電帯電を低減または回避するように選択してよい。
【０１４１】
システムは、粉末の加工が行われるチャンバーも含むことが適切である。チャンバーは、外部環境に対して密閉されていてよい。システムはまた、ヒュームの処理、ガスのチャンバーへの導入、もしくはその両方のための装置、または装置の配列を含むことも適切である。ヒューム処理システムは、チャンバーからのヒュームまたはガスを除去またはろ過するように構成してよい。システムはまた、作業ガス（不活性ガスなど）をチャンバーへ導入するように構成してもよい。
【０１４２】
システムはまた、温度制御システム、湿度制御システム、またはその両方を含んでいてもよい。ユーザーは、最適な加工が得られるように、チャンバー内の環境を操作してよい。ある実施形態では、システムはまた、開示される方法によって形成される物体を取り上げる、またはそれ以外で操作する装置を含んでいてもよい。そのような装置は、完成したパーツを取り上げ、パーツのパッケージングまたは使用の準備を行うために用いてよい。ある実施形態では、装置は、ワークピースを取り上げ、さらなる加工のためにワークピースを逆向きにするか、またはそれ以外で向きを変えるために用いてよい。システムは、ワークピースの中または上へ液体を供給するための装置を含んでよく；本明細書の他所で述べるように、物体は、その中へ流体を供給してよい空隙を含むように成形してよい。供給装置はまた、完成した物体を入れるパッケージ内に保存剤またはその他の流体（またはさらにはガス）を供給するために用いてもよい。
【０１４３】
いずれかの粉末噴霧器の動きに対する加工される材料の最適な向きは、ユーザーの必要性に応じて異なる。下向きの傾斜または角度を有するピースの場合、傾斜の後ろ側から傾斜に向かって粉末を噴霧する粉末噴霧器を持つことが有利であり得る（必須ではないが）。粉末はまた、構築される物体のエッジ部もしくは傾斜と平行に、またはさらにはエッジ部に対して角度を付けて噴霧してもよい。ある実施形態では、連続する層の適用は、互いに逆の方向へ粉末を噴霧する粉末噴霧器によって行ってよい。他の実施形態では、連続する層の適用は、互いに９０度（または２７０度）に配向された噴霧器によって行ってよい。噴霧器は、形成される物体の短または長軸に沿って粉末を噴霧するように配向されてよく；噴霧器はまた、物体の軸に対して角度を有する方向に粉末を噴霧するように構成してもよい。
【０１４４】
当業者であれば、上述の実施形態を、その開示される広い概念から逸脱することなく変化させることができることは理解される。従って、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、本明細書で定める本発明の趣旨および範囲内の変形を含むことを意図するものであることは理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の硬化性粉末層を、プラットフォーム上であって、外側表面を有するガイドによって定められたボア内に前記プラットフォームと前記外側表面との間の深さを定めるように配置された、プラットフォーム上に堆積させること；
第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めること；
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こして、前記プラットフォームと前記外側表面との間の深さを増加させること；
第二の硬化性粉末層を前記第一の固体領域上へ堆積させること；および、
前記第一の固体領域上の前記第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めること、
を含む、部材を製造する方法。
【請求項２】
前記の固化が、前記第二の固体領域を前記第一の固体領域へ融合させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の層の前記硬化性粉末が、複数の粒子を含み、前記第一の層は、前記第一の層の前記硬化性粉末の粒子の１つの厚さと実質的に等しい深さを定める、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第二の層の前記硬化性粉末が、複数の粒子を含み、前記第二の層は、前記第二の層の前記硬化性粉末の粒子の１つの厚さと実質的に等しい深さを定める、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第一の層が、最初の層であり、前記第一の堆積工程が、前記第一の層を前記プラットフォーム上に直接配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第一の堆積工程が、前記プラットフォームによって支持される既に固化された固体領域上へ前記第一の層を堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ガイドの前記外側表面が、上側表面であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こすことが、前記ガイドに対して前記プラットフォームを移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こすことが、前記プラットフォームに対して前記ガイドを移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の前記相対的な動きが、前記第一の固体領域、前記第二の固体領域、またはその両方を、前記外側表面を越えて上昇させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第一の固体領域を定めるように第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化させた後に、第二の固体領域を定めるように前記第一の固体領域上へ前記第二の層の少なくとも一部分を固化させた後に、またはその両方の後に、残留する未硬化粉末の少なくとも一部分を除去することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去が、ブラシによる、真空掃除機による、静電引力による、吹き飛ばしによる、拭き取りによる、またはこれらのいずれかの組み合わせによるものを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
硬化性粉末層の適用前に、適用された前記単粒子厚の硬化性粉末層が、本質的に前記外側表面と同じ高さとなるのに十分な距離で、前記プラットフォームを下向きに進行させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記固化が、放射線の適用によって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線が、レーザー放射線、紫外放射線、赤外放射線、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の硬化性粉末層のための材料が、第一の供給容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一の追加の硬化性粉末層のための材料が、第二の供給容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
第三の硬化性粉末層を適用することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第三の硬化性粉末層が、第三の供給容器に保存される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、粉末粒子の本質的に単分散である集団を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、粉末粒子の本質的に多分散である集団を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、２つ以上の材料の混合物を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０，０００：１から約１：１０，０００である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０００：１から約１：１０００である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０：１から約１：１０である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１：１である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
外側表面を有し、ガイドボアを定めるガイド；
上側表面を有するプラットフォームであって、前記プラットフォームは、前記ボア内に配置され、前記ボア内で前記ガイドに対して相対的に移動可能である、プラットフォーム；
粉末を収容するように適合された供給容器；
粉末化された材料を前記供給容器から前記ガイドボアへ移送するように構成された移送装置；
前記プラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置；ならびに、
前記プラットフォームに向かって放射線を適用するように構成された放射線源、
を含む、製造システム。
【請求項２８】
前記移送装置および前記粉末除去装置が、粉末材料の前記供給容器から前記ガイドボアへの移送、および前記プラットフォームからの粉末の除去の両方を行うよう構成された同じ装置を含む、請求項２７に記載の製造システム。
【請求項２９】
前記プラットフォームが、ピストンであることを特徴とする、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記プラットフォームの前記上側表面が、前記ガイドの前記外側表面より上に位置することが可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
供給容器が、前記ガイド近傍に配置される移動可能なプラットフォームを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記移送装置が、ブラシ、スクレーパー、スプレー、スクープ、ワイパー、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３３】
２つ以上の供給容器をさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３４】
１つ以上の供給容器が、互いに向かい合って配置される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
１つ以上の開口部を有する放射線不透過性マスクをさらに含み、前記マスクは、前記開口部が、前記垂直に移動可能であるプラットフォームの上側の面の方向に放射線源から適用される放射線の少なくとも一部分をブロックするように位置することが可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３６】
前記放射線源が、少なくとも１つの方向へ移動可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３７】
放射線が１つ以上の所定の位置へ適用されるように、放射線源の動きを調節することが可能であるコントローラーをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ガイドボア内に配置された材料の状態を評価するスキャナーをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３９】
下にある骨に取り付けられて、前記下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントであって、前記インプラントは：
前記下にある骨に取り付けられるように構成された第一の領域；および、
前記第一の領域に隣接して配置された第二の領域であって、前記第二の領域は、前記第一の領域よりも高い可撓性を有し、前記第二の領域は、前記第一の領域と一体化されている、第二の領域、
を含む、インプラント。
【請求項４０】
前記第一および第二の領域が、構造的に互いにインターロックされている、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４１】
前記第一および第二の領域が、前記２つの領域間の移行領域によって互いに結合され、前記移行領域が、前記第一の領域の材料と前記第二の領域の材料との混合物を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４２】
前記第一の領域および前記第二の領域の少なくとも一方が、生体適合性材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４３】
前記第一の領域が、２つ以上の材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４４】
前記第一の領域が、２つ以上のサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４５】
前記第二の領域が、２つ以上の材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４６】
前記第二の領域が、２つ以上のサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４７】
前記物体の表面が、１つ以上の空隙を定める、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４８】
前記物体の表面が、骨と係合するように適合された特徴を有する、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４９】
前記特徴が、隆起、歯、スパイク、フック、刻み目、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項４８に記載のインプラント。
【請求項５０】
前記第一の領域が、前記物体を前記下にある骨へ確実に固定するよう構成されたアンカーを受けるように構成した少なくとも１つの開口部を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５１】
前記第一の領域が、前記第二の領域に隣接して配置される２つのサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５２】
前記第二の領域が、前記第一の領域内に入り込んでいることを特徴とする、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５３】
前記第一の領域が、前記第二の領域内に入り込んでいることを特徴とする、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項１】
第一の硬化性粉末層を、プラットフォーム上であって、外側表面を有するガイドによって定められたボア内に前記プラットフォームと前記外側表面との間の深さを定めるように配置された、プラットフォーム上に堆積させること；
第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化して、第一の固体領域を定めること；
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こして、前記プラットフォームと前記外側表面との間の深さを増加させること；
第二の硬化性粉末層を前記第一の固体領域上へ堆積させること；および、
前記第一の固体領域上の前記第二の層の少なくとも一部分を固化して、第二の固体領域を定めること、
を含む、部材を製造する方法。
【請求項２】
前記の固化が、前記第二の固体領域を前記第一の固体領域へ融合させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の層の前記硬化性粉末が、複数の粒子を含み、前記第一の層は、前記第一の層の前記硬化性粉末の粒子の１つの厚さと実質的に等しい深さを定める、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第二の層の前記硬化性粉末が、複数の粒子を含み、前記第二の層は、前記第二の層の前記硬化性粉末の粒子の１つの厚さと実質的に等しい深さを定める、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第一の層が、最初の層であり、前記第一の堆積工程が、前記第一の層を前記プラットフォーム上に直接配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第一の堆積工程が、前記プラットフォームによって支持される既に固化された固体領域上へ前記第一の層を堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ガイドの前記外側表面が、上側表面であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こすことが、前記ガイドに対して前記プラットフォームを移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の相対的な動きを起こすことが、前記プラットフォームに対して前記ガイドを移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラットフォームと前記外側表面との間の前記相対的な動きが、前記第一の固体領域、前記第二の固体領域、またはその両方を、前記外側表面を越えて上昇させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第一の固体領域を定めるように第一の硬化性粉末層の少なくとも一部分を固化させた後に、第二の固体領域を定めるように前記第一の固体領域上へ前記第二の層の少なくとも一部分を固化させた後に、またはその両方の後に、残留する未硬化粉末の少なくとも一部分を除去することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去が、ブラシによる、真空掃除機による、静電引力による、吹き飛ばしによる、拭き取りによる、またはこれらのいずれかの組み合わせによるものを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
硬化性粉末層の適用前に、適用された前記単粒子厚の硬化性粉末層が、本質的に前記外側表面と同じ高さとなるのに十分な距離で、前記プラットフォームを下向きに進行させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記固化が、放射線の適用によって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線が、レーザー放射線、紫外放射線、赤外放射線、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一の硬化性粉末層のための材料が、第一の供給容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一の追加の硬化性粉末層のための材料が、第二の供給容器に保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
第三の硬化性粉末層を適用することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第三の硬化性粉末層が、第三の供給容器に保存される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、粉末粒子の本質的に単分散である集団を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、粉末粒子の本質的に多分散である集団を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一または第二の硬化性粉末層の少なくとも１つが、２つ以上の材料の混合物を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０，０００：１から約１：１０，０００である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０００：１から約１：１０００である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１０：１から約１：１０である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記２つの材料の互いに対する重量比が、約１：１である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
外側表面を有し、ガイドボアを定めるガイド；
上側表面を有するプラットフォームであって、前記プラットフォームは、前記ボア内に配置され、前記ボア内で前記ガイドに対して相対的に移動可能である、プラットフォーム；
粉末を収容するように適合された供給容器；
粉末化された材料を前記供給容器から前記ガイドボアへ移送するように構成された移送装置；
前記プラットフォームから粉末を除去するように構成された粉末除去装置；ならびに、
前記プラットフォームに向かって放射線を適用するように構成された放射線源、
を含む、製造システム。
【請求項２８】
前記移送装置および前記粉末除去装置が、粉末材料の前記供給容器から前記ガイドボアへの移送、および前記プラットフォームからの粉末の除去の両方を行うよう構成された同じ装置を含む、請求項２７に記載の製造システム。
【請求項２９】
前記プラットフォームが、ピストンであることを特徴とする、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記プラットフォームの前記上側表面が、前記ガイドの前記外側表面より上に位置することが可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
供給容器が、前記ガイド近傍に配置される移動可能なプラットフォームを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記移送装置が、ブラシ、スクレーパー、スプレー、スクープ、ワイパー、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３３】
２つ以上の供給容器をさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３４】
１つ以上の供給容器が、互いに向かい合って配置される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
１つ以上の開口部を有する放射線不透過性マスクをさらに含み、前記マスクは、前記開口部が、前記垂直に移動可能であるプラットフォームの上側の面の方向に放射線源から適用される放射線の少なくとも一部分をブロックするように位置することが可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３６】
前記放射線源が、少なくとも１つの方向へ移動可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３７】
放射線が１つ以上の所定の位置へ適用されるように、放射線源の動きを調節することが可能であるコントローラーをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ガイドボア内に配置された材料の状態を評価するスキャナーをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３９】
下にある骨に取り付けられて、前記下にある骨に安定性を与えるよう構成されたインプラントであって、前記インプラントは：
前記下にある骨に取り付けられるように構成された第一の領域；および、
前記第一の領域に隣接して配置された第二の領域であって、前記第二の領域は、前記第一の領域よりも高い可撓性を有し、前記第二の領域は、前記第一の領域と一体化されている、第二の領域、
を含む、インプラント。
【請求項４０】
前記第一および第二の領域が、構造的に互いにインターロックされている、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４１】
前記第一および第二の領域が、前記２つの領域間の移行領域によって互いに結合され、前記移行領域が、前記第一の領域の材料と前記第二の領域の材料との混合物を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４２】
前記第一の領域および前記第二の領域の少なくとも一方が、生体適合性材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４３】
前記第一の領域が、２つ以上の材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４４】
前記第一の領域が、２つ以上のサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４５】
前記第二の領域が、２つ以上の材料を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４６】
前記第二の領域が、２つ以上のサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４７】
前記物体の表面が、１つ以上の空隙を定める、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４８】
前記物体の表面が、骨と係合するように適合された特徴を有する、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項４９】
前記特徴が、隆起、歯、スパイク、フック、刻み目、またはこれらのいずれかの組み合わせを含む、請求項４８に記載のインプラント。
【請求項５０】
前記第一の領域が、前記物体を前記下にある骨へ確実に固定するよう構成されたアンカーを受けるように構成した少なくとも１つの開口部を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５１】
前記第一の領域が、前記第二の領域に隣接して配置される２つのサブ領域を含む、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５２】
前記第二の領域が、前記第一の領域内に入り込んでいることを特徴とする、請求項３９に記載のインプラント。
【請求項５３】
前記第一の領域が、前記第二の領域内に入り込んでいることを特徴とする、請求項３９に記載のインプラント。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図４Ｉ】
【図４Ｊ】
【図４Ｋ】
【図４Ｌ】
【図４Ｍ】
【図４Ｎ】
【図４Ｏ】
【図４Ｐ】
【図４Ｑ】
【図４Ｒ】
【図４Ｓ】
【図４Ｔ】
【図４Ｕ】
【図４Ｖ】
【図４Ｗ】
【図４Ｘ】
【図４Ｙ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図４Ｉ】
【図４Ｊ】
【図４Ｋ】
【図４Ｌ】
【図４Ｍ】
【図４Ｎ】
【図４Ｏ】
【図４Ｐ】
【図４Ｑ】
【図４Ｒ】
【図４Ｓ】
【図４Ｔ】
【図４Ｕ】
【図４Ｖ】
【図４Ｗ】
【図４Ｘ】
【図４Ｙ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【公表番号】特表２０１３−５１６２３５（Ｐ２０１３−５１６２３５Ａ）
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４７２２９（Ｐ２０１２−５４７２２９）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６２１９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８２１５２
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５０７２１５７２５）シンセス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (53)
【氏名又は名称原語表記】ＳＹＮＴＨＥＳ ＧＭＢＨ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６２１９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８２１５２
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５０７２１５７２５）シンセス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (53)
【氏名又は名称原語表記】ＳＹＮＴＨＥＳ ＧＭＢＨ
【Ｆターム（参考）】
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