[发明专利]增材制造非织造纤维植入物、系统和相关方法

说明书

本发明公开了用于形成非织造纤维植入物的增材制造系统。所述增材制造系统可包括机器人子系统和模架，所述机器人子系统具有配置成扫描患者的解剖结构的扫描和成像设备，所述模架包括配置成选择性地分配至少一种材料的至少一个分配喷嘴。所述系统还可包括控制器器械，所述控制器器械配置成发送控制信号以控制所述扫描和成像设备来确定患者脊柱的目标对准，并且配置成基于所述患者脊柱的所述目标对准而制定增材制造打印计划，所述增材制造打印计划包括增材制造材料选择计划。所述控制器可执行所述增材制造打印计划以：分配所述至少一种材料以形成非织造纤维部件。所述非织造纤维部件可限定多个随机取向纤维，所述多个随机取向纤维还限定相邻纤维之间的多个开孔空间，所述多个开孔空间配置成有利于相邻纤维之间的骨质内生长。

相关申请的交叉引用

本申请为提交于2019年12月17日的美国申请系列No.16/716,697、提交于2019年12月17日的美国申请系列No.16/716,771、提交于2020年6月22日的美国申请系列No.16/907,341、提交于2020年8月6日的美国申请系列No.16/986,869，以及提交于2020年8月13日的美国申请系列No.16/992,432的部分延续案。每个申请的内容全文并入本文。

技术领域

本技术整体涉及用于形成包括纤维和/或基于多个纤维的层的患者植入物的增材制造系统和过程。在一些实施例中，患者植入物或其部分可原位形成于手术中心(其中将安装患者植入物)、安装之前的制造中心，和各种位置和/或其组合。本技术的这些技术可讨论为“原位”形成患者植入物，并且应当理解，此类技术同样适用于在手术中心和制造中心等处形成患者植入物，无论这些技术是否在技术上“原位”执行。当使用术语“原位”时，除非上下文另行清楚地指示，其意指至少一个部分或制造步骤在邻近患者手术的时间和位置的手术中心处执行。

背景技术

增材制造过程已越来越多地用于制造广泛种类的零件，包括医疗植入物。一种实例植入物为脊柱椎间体或保持架。

增材制造技术和材料科学的进步已扩展了可打印的零件的类型和配置，包括具有之前不可能的内部或其它复杂特征的零件。

常规增材制造植入物可具有各种缺点。

一些缺点可与它们通常大批量预制造的事实有关。因此，例如针对特定患者解剖结构，它们为非定制的。相反，它们为单一尺寸/形状适合多者的。

一些产品线提供多种尺寸选项。即便如此，产品几何形状仍可为通用的。

作为另一个缺点，由于进入问题，常规零件可能难以或不可能植入。可存在部分地阻止植入物递送至目标植入物位置的患者组织。其它进入相关问题可出现于塌缩或部分塌缩相邻脊椎中，该塌缩相邻脊椎阻碍进入相邻脊椎之间的区域。

作为又一个缺点，存在与异地制造相关的不期望成本。这些成本包括包装、运输、追踪、存储以及检索和准备植入的成本。

在某些医疗规程中，可植入多个零件。在这些情况的一些中，零件在手术之前或期间进行连接以形成构建体。在一些常规脊柱手术中，例如，预制造部件的构建体进行组装以将相邻患者脊椎固定在一起，来限制脊椎之间的相对移动。固定所选脊椎之间的相对位置减轻或消除了诸如神经撞击或问题椎间接触的影响。此类影响可源于创伤或受损的椎间盘。固定还可引起相邻脊椎融合或生长在一起。

除了预制植入物的所述及潜在缺点外，植入物组件特有的缺点还可包括与手动地装配和连接部件相关联的额外劳动力。

不论常规植入物的类型，在确保患者内的精确定位方面，可存在挑战。