專利名稱：骨模型、骨填充材以及骨填充材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種骨模型、定制的骨填充材以及定制的骨填充材的 制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種可通過其上的等高線、網(wǎng)格 圖形(位置圖)等使模型的高低起伏或非對(duì)稱性等一目了然的骨模 型。本發(fā)明還涉及一種骨填充材的制造方法，該方法是指，先通過
CT或MRI等將患者的骨的形狀數(shù)字化，并根據(jù)該數(shù)字化信息制造 骨模型，接下來外科醫(yī)生將造型材料填充在該模型內(nèi)，從而形成骨 填充材造型，然后，再次將形成的骨填充材造型也數(shù)字化，并根據(jù) 該數(shù)字信息來制造骨填充材。采用該方法，可制造高精度的骨填充 材。
背景技術(shù)：
為了治療因交通事故等造成骨缺損的患者(骨缺損患者)，需要 在整形外科等領(lǐng)域進(jìn)行手術(shù)，將人工骨填充在該缺損部分上。在外 科治療中，有時(shí)會(huì)將患骨腫瘤等的病變部分切除。為了修復(fù)該切除 的病變部分，需要將骨填充材填補(bǔ)在骨缺損部分上而進(jìn)行治療。在 進(jìn)行該治療時(shí)也希望獲得與骨缺損部分的形狀一致的骨填充材。
例如，日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開平7-284501號(hào)(下述專利文 獻(xiàn)1 )中公開了一種技術(shù)利用X射線CT或MRI的斷層影像(斷 層圖像)，獲得人工顱骨等的內(nèi)固定部件的插入部位(例如缺損部 分)的三維數(shù)據(jù)，再通過該三維數(shù)據(jù)來表示該插入部位的三維圖像， 同時(shí)將內(nèi)固定部件的圖像移動(dòng)到該三維圖像上，從而可在術(shù)前模擬 內(nèi)固定部件與插入部位的一致性。
日本發(fā)明專利公報(bào)特公平6-2137號(hào)(下述專利文獻(xiàn)2)中公開 了一種裝置利用X射線CT或MRI的斷層影像，獲得人工顱骨等的內(nèi)固定部件的插入部位的三維數(shù)據(jù)，并將該三維數(shù)據(jù)輸入切削裝 置，這樣來制造插入部位的復(fù)制品(模型)。
日本發(fā)明專利7>開公報(bào)特開2003-126124號(hào)(下述專利文獻(xiàn)3 ) 中公開了如下技術(shù)內(nèi)容"一種骨填補(bǔ)材料加工系統(tǒng)，連接三維測量 裝置和三維加工機(jī)，其特征在于，根據(jù)所述三維測量裝置獲得的骨 缺損部分的三維形狀數(shù)據(jù)，通過所述三維加工機(jī)加工骨填補(bǔ)材料，， (權(quán)利要求1)。
日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2001-92950號(hào)(下述專利文獻(xiàn)4) 中公開了如下技術(shù)內(nèi)容"一種填補(bǔ)用人工骨設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其根據(jù)人體 斷層圖像設(shè)計(jì)用于填補(bǔ)骨缺損部分的填補(bǔ)用人工骨，其特征在于， 該填補(bǔ)用人工骨設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括骨部候補(bǔ)區(qū)域抽出機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在 互不相同的多個(gè)斷層位置拍攝的各斷層圖像中將預(yù)設(shè)密度級(jí)的像素 區(qū)域抽出，并以此作為骨部候補(bǔ)區(qū)域；區(qū)域選擇機(jī)構(gòu)，其在該骨部 候補(bǔ)區(qū)域中選擇最終用作骨部區(qū)域的區(qū)域(下面，稱為確定骨部區(qū) 域)；骨部外輪廓線信息生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)該確定骨部區(qū)域生成骨 部外輪廓線信息，該信息是最終應(yīng)被確定為骨部區(qū)域的外輪廓線信 息；三維形狀數(shù)據(jù)生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)各斷層位置的骨部外輪廓線信 息生成所述骨部的缺損部分的三維形狀數(shù)據(jù)"(權(quán)利要求1)。
日本發(fā)明專利公報(bào)特許2930420號(hào)(下述專利文獻(xiàn)5)中公開了 如下技術(shù)內(nèi)容"一種醫(yī)用設(shè)備制造方法，包括用固體自由成型技術(shù) 來形成聚合物材料連續(xù)層的聚合物基質(zhì)形成工序"(權(quán)利要求1)。
此外，國際公開2005-011536號(hào)小冊子(專下述利文獻(xiàn)6)中， 公開了 一種通過粉末層壓法來制造人工骨的方法，該粉末層壓法采 用了 RP裝置。
如上所述，下面這種確定骨填充材形狀的方法已為人們所知即， 先以某種形式來獲得骨缺損部位的形狀信息，并通過計(jì)算機(jī)模擬來 假定骨缺損部位的形狀，然后根據(jù)該假定的骨缺損部位的形狀確定 骨填充材的形狀。但這種方法只是 一 種根據(jù)計(jì)算機(jī)的推測來確定骨 填充材形狀的方法。因此，雖然按這種方法制造的骨填充材的形狀大多數(shù)與實(shí)際的骨缺損部位的形狀相 一致，但卻難以反映醫(yī)生等手 術(shù)實(shí)施人員的專業(yè)技術(shù)。此外，手術(shù)實(shí)施人員也是在沒有親身體會(huì) 的情況下就確定骨填充材的形狀，所以難以想象到實(shí)際的手術(shù)實(shí)施 情形等。
另一方面，日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開平9-154865號(hào)(專利文 獻(xiàn)7)中公開了如下技術(shù)內(nèi)容。"一種骨缺損部分填補(bǔ)材料的形狀確 定用夾具，該夾具是用于確定骨缺損部分填補(bǔ)材料的形狀并模仿骨 體形狀的夾具，其特征在于，該夾具由透明材料或半透明材料制成， 并形成為沿該骨體部的表面的形狀"(權(quán)利要求1 );"一種骨缺損部 分填補(bǔ)材料的形狀確定方法，其特征在于，將形狀確定用夾具放在 骨體部的缺損部分上，通過該透明的形狀確定用夾具來觀察與該缺 損部分或具有該缺損部分的周邊形狀適合的狀態(tài)，并選擇最適合的 形狀確定用夾具，確定對(duì)應(yīng)的骨缺損部分填補(bǔ)材料的形狀"(權(quán)利要 求7);或者"一種骨缺損部分填補(bǔ)材料的形狀確定方法，其特征在 于，將按照所述骨缺損部分填補(bǔ)材料的形狀確定方法選擇出的形狀 確定用夾具，設(shè)置在覆蓋所述缺損部分的適當(dāng)位置上，然后沿著所 述缺損部分的輪廓在該形狀確定用夾具的表面上畫線，并根據(jù)該形 狀確定用夾具上的畫線來切割對(duì)應(yīng)的骨缺損部分填補(bǔ)材料，形成填 補(bǔ)所述缺損部分的骨缺損部分填補(bǔ)材料"(權(quán)利要求8)。
上述專利文獻(xiàn)7所公開的發(fā)明的要點(diǎn)是，將透明或半透明的骨缺 損部分填補(bǔ)材料的形狀確定用夾具放置在缺損部分上，并從多個(gè)樣
式的夾具中選擇最適合的夾具，然后根據(jù)最適合的透明夾具推定缺 損部分的形狀，并在該夾具的表面上畫線(0013自然段)，然 后切割?yuàn)A具，由此獲得與缺損部分的形狀適合的骨填充材板0014段。
通過采用該方法，能將外科醫(yī)生的技術(shù)能力反映在骨填充材上的 可能性較高。但該方法只是一種將透明夾具放置在缺損部分上來推 測缺損部分形狀的方法。因此，骨填充材的形狀是否適合缺損部分， 大多數(shù)情況下是根據(jù)外科醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)來決定的，從而，并非總是能獲得形狀適合的骨填充材。
此外，上述現(xiàn)有技術(shù)還存在骨變形患者等其特定部位的骨形狀變 形，骨對(duì)稱性較差的問題。因此，為了修復(fù)其對(duì)稱性，需要在凹陷 部位設(shè)置骨填充材。因此，難以制造形狀適合的骨填充材。
在現(xiàn)有技術(shù)的形成外科或美容整形領(lǐng)域，是通過削骨獲得想要的 骨結(jié)構(gòu)，并將硅、脂肪團(tuán)(七/k， 4卜)等插入特定部位來實(shí)施對(duì) 面部整形等。但是，當(dāng)植入硅等非自身物質(zhì)時(shí)，不僅需要很多免疫 抑制劑，并且，因?yàn)橹踩氲奈镔|(zhì)對(duì)身體來說總是非自身物質(zhì)，所以 還需要定期檢查。此外，還可能因身體不適應(yīng)植入的硅等物質(zhì)而引 發(fā)炎癥。
通常情況下，骨填充材的強(qiáng)度較弱，所以當(dāng)來自外部的撞擊或較 強(qiáng)的力作用到其上時(shí)，該骨填充材則會(huì)損壞。此外，因骨填充材并 不是患者的骨，所以即使將骨填充材植入骨缺損部分，在外力作用 到其上時(shí)，該骨填充材也可能會(huì)脫落。
雖然骨變形癥等患者通過目視就能確定骨變形情況，但卻難以獲 知骨出現(xiàn)了何種程度變形的客觀信息。尤其是在骨變形癥的治療、 整形外科或整容外科等方面，不能客觀地了解手術(shù)前后外觀(例如， 面部表面的起伏等)出現(xiàn)了何種程度變化。
專利文獻(xiàn)l:特開平7-284501號(hào)^^報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特公平6-2137號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:特開2003-126124號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:特開2001-92950號(hào)7>報(bào) 專利文獻(xiàn)5:特許第2930420號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6:國際公開2005-011536號(hào)小冊子 專利文獻(xiàn)7:特開平9-154865號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可確定患者等的骨變形情況的 骨模型。本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種骨填充材的制造方法，采用該方 法可制造用于填充骨缺損部分的高精度骨填充材。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種骨填充材的制造方法，采用該方 法可有效地修正骨變形(骨對(duì)稱性較差等)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種既能防止骨填充材受外部撞擊 又能體現(xiàn)骨填充材形狀的形狀適當(dāng)?shù)氖嘀圃旆椒ā?br>
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種外觀模型，該外觀模型能客觀地 表示患骨變形疾病等患者其特定部位的外觀出現(xiàn)了何種程度的變 形。本發(fā)明還提供一種外觀模型及其制造方法，其能在外科等手術(shù) 中表現(xiàn)出外觀在手術(shù)前后出現(xiàn)了何種程度的變化。
現(xiàn)有技術(shù)中，贗復(fù)體是根據(jù)生產(chǎn)者的經(jīng)驗(yàn)來制造的，所以制得的 贗復(fù)體會(huì)根據(jù)生產(chǎn)者的熟練程度的不同而出現(xiàn)較大差異。也有可能 制得的贗復(fù)體左右不對(duì)稱而出現(xiàn)外觀不合適的問題。例如在制造面 部上某部位的贗復(fù)體時(shí)，會(huì)將印模材料設(shè)置在患者的該部位上來獲 取該部位的模型，因此對(duì)患者來說是比較痛苦的。有鑒于此，本發(fā) 明的目的在于提供一種對(duì)稱性好且對(duì)患者來說痛苦較少的贗復(fù)體制 造方法，或贗復(fù)體制造用鑄模的制造方法。
若完全根據(jù)模擬信息來制造骨填充材，則與根據(jù)外科醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn) 來制造骨填充材的方法沒有什么不同，制得的骨填充材的精度會(huì)根 據(jù)外科醫(yī)生的熟練程度的不同而出現(xiàn)較大變化。此外，若完全只根 據(jù)數(shù)字信息來制造骨填充材，則難以將基于外科醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技
術(shù)反映在獲得的骨填充材中。因此，本發(fā)明基于如下觀點(diǎn)而作出 在優(yōu)選采用數(shù)字信息來進(jìn)行處理的工序中，釆用數(shù)字信息來進(jìn)行處 理，并且，將環(huán)境設(shè)計(jì)成易于反映外科醫(yī)生專業(yè)技術(shù)的環(huán)境，從而 模擬地反應(yīng)出外科醫(yī)生的專業(yè)技術(shù)，這樣，可制造出精度極高的骨 填充材。
本發(fā)明尤其是基于如下觀點(diǎn)而作出在患者的骨模型上描繪等高 線或網(wǎng)格圖案，這樣可確定患者的骨變形情況或非對(duì)稱性。本發(fā)明 還基于如下觀點(diǎn)而作出設(shè)置用于填補(bǔ)該被確定的變形的造型材料，并根據(jù)該造型材料獲得適當(dāng)形狀的骨填充材，由此可獲得具有適當(dāng) 形狀的骨填充材。
本發(fā)明涉及一種能制造高精確度骨填充材的骨填充材制造方法，
該方法大致為先制造患者定制的骨模型，外科醫(yī)生采用該模型將 造型材料填充在缺損部分上，以形成骨填充材造型，然后利用該形
成的骨填充材造型來制造骨填充材。
本發(fā)明還基于下述觀點(diǎn)而作出通過C T等將患者的骨形狀數(shù)字 化，根據(jù)該數(shù)字化信息制造例如描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型， 外科醫(yī)生根據(jù)該模型上描繪的線來確定患者的骨的變形，并填充用 于修補(bǔ)變形的造型材料，從而形成骨填充材造型，然后將該形成的 骨填充材造型也數(shù)字化，并根據(jù)該數(shù)字信息來制造骨填充材，這樣 可獲得具有適當(dāng)形狀的骨填充材。
本發(fā)明技術(shù)方案1涉及一種骨填充材的制造方法，包括如下工 序骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨@得所述患者 特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；骨模型 制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的包括多個(gè)骨的 剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型；造型材料設(shè) 置工序?qū)悄Ｐ椭圃旃ば蛑兴圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置造型材料；造型 材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谠煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置有造型材料 的骨模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材制造工序根 據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的數(shù)字信 息，制造骨填充材。即，優(yōu)選以數(shù)字式進(jìn)行的模型形成工序、像成
形后制造骨填充材的工序等工序是根據(jù)數(shù)字信息而進(jìn)行的。另 一方 面，本發(fā)明是在設(shè)計(jì)了 一種易于反映出外科醫(yī)生專業(yè)技術(shù)的環(huán)境后， 如在骨模型上描繪等高線，通過外科醫(yī)生在骨模型上設(shè)置造型材料，
來模擬性地反映外科醫(yī)生的專業(yè)技術(shù)，這樣，可制造出精確度較高 的骨填充材。
對(duì)于上述骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，對(duì)所述患者 的特定部位進(jìn)行拍照的工序是通過CT掃描或MRI來獲得骨數(shù)字信息的工序，該信息中包括所述患者特定部位的多個(gè)骨的剖視圖；所 述造型材料數(shù)字信息獲得工序是通過CT掃描或MRI來獲得造型材 料的數(shù)字信息的工序。即，通過采用CT掃描或MRI，能比庫交容易 地獲得多個(gè)包括骨或造型材料的造型的剖視圖。通過采用該CT拍攝 到的圖像或MRI圖像，能通過計(jì)算機(jī)等容易地獲得骨或造型材料的 三維數(shù)字信息。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí) 施方式為，所述患者特定部位是指患者的顱骨、下顎部分、上顎部 分、四肢或骨盆中之一的部位。這些部位均為左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，所 以能夠比較容易地確定出變形情況。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在 所述骨模型制造工序中制造的骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的 骨模型。通過在骨模型上描繪等高線或網(wǎng)格圖案，外科醫(yī)生可根據(jù) 獲得的骨模型，在設(shè)置造型材料時(shí)，極其容易地確定出骨的變形、 凹陷等情況，因此，可獲得精確度較高的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在 所述骨模型制造工序中制造的骨模型是含有石膏的骨模型。對(duì)于上 述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型 制造工序是通過快速原型法、注塑成型法、由切割產(chǎn)生的層壓成型 法或采用具有加工中心(帶有刀具庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床) 的加工裝置的成型法來制造骨模型的工序。如果骨模型是以石膏作 為主要成分，就能通過下述任意一種成型法比較容易地制造出骨模 型快速原型法；注塑成型法，根據(jù)CT掃描或MRI等拍攝的骨數(shù) 字信息設(shè)計(jì)模具，并利用該模具來制造骨模型；根據(jù)獲得的骨的數(shù) 字信息，采用具有加工中心的加工裝置的成型法；根據(jù)獲得的骨的 數(shù)字信息，利用具有多軸鉆床并可進(jìn)行N C控制的成型法。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在 所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型含有鈣類 物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂，當(dāng)所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重 量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份 8重量份。通過所述各種成型法尤其是注塑成型法，能夠非?？斓孬@得高 精確度的骨模型，所以，采用這種骨模型能制造出高精確度的骨填 充材。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，
在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型以含有a 型半水石膏和聚乙烯醇樹脂的組合物為原料，當(dāng)所述鈣類物質(zhì)和所 述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重 量份為2重量份 8重量份。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％ 以上的蠟或塑料。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選 實(shí)施方式為，所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總 重量的90重量％以上的蠟。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法， 其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料 含有總重量的90重量％以上的蠟，還含有總重量的2重量％以上且 5重量％以下的金紅石型氧化鈦。即，通過CT掃描或MRI等拍攝具 有這種成分的骨模型和造型材料，可精確地分析出骨模型部分和造 型材料部分，所以能制造高精度的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述骨填充材制造工序是通過快速原型法制造骨填充材的工序。通過 采用快速原型法，可快速、精確地制造定制的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在 所述骨填充材制造工序中獲得的骨填充材是釆用羥基磷灰石、碳酸 磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、卩-TCP、 a-TCP、偏磷酸鈣、磷酸四 釣、磷酸八《丐、磷酸氫4丐、磷酸二氫鈣、焦磷酸鈣、它們的鹽或溶 劑化物中任意一種或任意兩種以上制成。當(dāng)通過如注塑成型法利用 上述原制造骨填充材時(shí)，會(huì)在成型時(shí)出現(xiàn)相變，變成具有更好特長 的骨填充材。
本發(fā)明還涉及一種描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。由于骨模 型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖形(格狀線)，所以能夠比較容易地確定骨模型的變形情況。
對(duì)于上述骨模型，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型是再現(xiàn)有患者 特定部位的骨形狀的模型。對(duì)于上述骨模型，其優(yōu)選實(shí)施方式為， 所述骨模型是再現(xiàn)有患者顱骨的骨形狀的模型。即，當(dāng)骨模型是患 者定制的骨模型時(shí)，可正確地確定該患者的骨變形情況。因此，這 種骨模型在恰當(dāng)?shù)卮_定骨填充材的形狀方面也是非常有效的，采用 該骨模型能獲得形狀更適宜的骨填充材。
本發(fā)明還涉及一種骨填充材的制造方法，其大致包括如下工序。
骨模型制造工序制造骨模型；造型材料填充工序?qū)⒃煨筒牧咸?充在所述骨模型制造工序中獲得的骨模型的骨缺損部分上；骨填充 材制造工序根據(jù)所述造型材料填充工序中填充在骨模型的骨缺損 部分上的造型材料，制造用于填充骨缺損部分的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述骨模型制造工序是通過快速原型法制造骨模型的工序。通過采用 快速原型法，可快速、精確地制造例如部分骨缺損的患者的骨模型。 對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，骨模 型制造工序中制造的所述骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模 型。即，采用這種骨模型，可準(zhǔn)確確定患者的骨變形，所以可制造 適于患者的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述造型材料填充工序中所采用的造型材料是X射線透過率、紅外線 透過率或紫外線透過率與所述骨模型不同的造型材料。由于造型材 料的X射線透過率、紅外線透過率或紫外線透過率與所述骨模型不
狀。由此，能防止骨缺損部分的形狀因如下原因而不能準(zhǔn)確地確定 即，在從骨模型取出造型材料時(shí)，造型材料的形狀改變或造型材料 的一部分殘留在骨模型上。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述造型材料填充工序中所采用的造型材料含有總重量的2重量％以上且5重量％以下的金紅石型氧化鈦。通過含有金紅石型氧化鈦，可 利用X射線CT等區(qū)分出造型材料和骨模型。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述骨模型制造工序中制造的骨模型以石膏為主要成分，所述造型材 料填充工序中所采用的造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟， 還含有總重量的2重量％以上且5重量％以下的金紅石型氧化鈦。通 過含有金紅石型氧化鈦，可利用X射線CT等區(qū)分出造型材料和骨 模型。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述骨填充材制造工序是通過快速原型法制造骨填充材的工序。即， 通過X射線CT等獲得骨缺損部分的形狀信息，所以可通過快速原 型法填充材迅速、精確地制造骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所
述骨填充材制造工序具有如下工序。混煉工序?qū)哂锈}類物質(zhì)的 原材料和具有粘結(jié)劑的材料進(jìn)行混煉的工序；成型工序采用具有
模具的注塑成型機(jī)，通過注塑成型法將在所述混煉工序中獲得的混 煉物形成具有規(guī)定形狀的成型體；粘結(jié)劑去除(脫脂)工序用于 去除所述成型工序中獲得的成型體中所含的粘結(jié)劑，獲得脫脂體； 燒結(jié)工序?qū)λ稣辰Y(jié)劑去除工序中獲得的脫脂體加熱并燒結(jié)，以 獲得燒結(jié)體。通過采用X射線CT等獲得骨缺損部分的形狀信息， 可利用該形狀信息制得模具，并制造具有準(zhǔn)確形狀的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，具 有將如下藥劑浸漬在所述骨填充材制造工序中獲得的骨填充材中或 涂敷在其上的工序，即，骨或軟骨形成促進(jìn)劑、關(guān)節(jié)疾病治療劑、 骨或軟骨疾病預(yù)防劑、骨或軟骨疾病治療劑、骨再生劑、骨吸收抑 制劑、血管新生促進(jìn)劑、抗菌劑、抗生素或抗癌劑。由于將規(guī)定藥 劑浸漬在骨填充材中或涂敷在其上，所以可提供具有多種藥效的骨 填充材。
本發(fā)明還涉及另 一種骨填充材的制造方法，該方法包括如下工序。制造骨模型的骨模型制造工序；造型材料設(shè)置工序?qū)λ龉?模型制造工序中獲得的骨模型設(shè)置造型材料；骨填充材制造工序 根據(jù)所述造型材料設(shè)置工序中設(shè)置在骨模型上的造型材料，制造骨 填充材。造型材料設(shè)置工序優(yōu)選對(duì)所述骨模型制造工序中獲得的骨 模型設(shè)置造型材料，以修正骨模型的非對(duì)稱性。這樣，可獲得能修 正骨變形的骨填充材。
對(duì)于該骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型制 造工序中獲得的骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所 述造型材料填充工序中所采用的造型材料是X射線透過率、紅外線 透過率或紫外線透過率與所述骨模型不同的造型材料。對(duì)于上述任 意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，骨模型是骨缺損 患者、骨變形患者或美容整形患者的骨模型。
本發(fā)明還涉及一種骨填充材和石膏托的制造方法，該方法包括如 下工序。即，骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨@得 所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖； 骨模型制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多 個(gè)骨的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型；造型 材料設(shè)置工序?qū)λ龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑兄圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置骨填充 用的造型材料和石膏托形成用的造型材料，該石膏托形成用的造型
信息獲得1序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)i有造型材料的; 模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材和石膏托制造工序 根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的數(shù)字信 息，制造骨填充材和石膏托。
通過采用上述骨填充材和石膏托的制造方法，可獲得適于患者的 骨填充材，還可設(shè)計(jì)能適當(dāng)支承該骨填充材的石膏托。由于石膏托
材料，所以在通過CT掃描或MRI等拍照時(shí)，可區(qū)分出二者的形狀。本發(fā)明還涉及一種石膏托的制造方法，該方法包括如下工序。即，
骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所 述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中具有多個(gè)骨的剖視圖， 還獲得所述骨周圍的軟組織的相關(guān)數(shù)字信息；石膏托制造工序根 據(jù)在所述骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟 組織的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的石膏托。由于 是根據(jù)所述軟組織的數(shù)字信息來制造石膏托，所以可制造形狀適于 患者的定制石膏托。就本發(fā)明的骨填充材和石膏托的制造方法和石 膏托的制造方法而言，可采用前述的骨填充材制造方法的優(yōu)選實(shí)施 方式和組成。
本發(fā)明還涉及一種描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的身體某特定部位 的外觀模型。由于外觀模型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案，所以可客 觀地確定特定部位的變形。尤其是在比較手術(shù)前后的外觀模型后， 可客觀地確定手術(shù)進(jìn)行了何種程度的變化。
上述外觀模型的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述外觀模型是再現(xiàn)了患者特 定部位表面的外觀模型。患者特定部位可包括前述的部位等，具體 而言，如面部、頭、四肢、胸、下腹部或腰等。
對(duì)于上述述任意一種外觀模型，其優(yōu)選包括如下工序。即，剖面 數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述特定部位的 剖視圖的數(shù)字信息，該信息中具有所述患者特定部位的多個(gè)骨及軟 組織的剖視圖；描繪信息獲得工序根據(jù)所述剖視圖信息獲得工序 中獲得的具有多個(gè)骨及軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，計(jì)算所述特定 部位的表面各部位距基準(zhǔn)面的高度，或所述特定部位的表面各部位 和基準(zhǔn)點(diǎn)在平面上的錯(cuò)位量；外觀模型制造工序通過快速原型法 制造所述患者特定部位的外觀模型，并根據(jù)所述描繪信息獲得工序 中獲得的高度或平面上的錯(cuò)位量，描繪等高線或網(wǎng)格圖案。通過這 種制造方法，可恰當(dāng)?shù)刂圃焱庥^模型。此外，由于既可獲得手術(shù)前 的外觀模型，又可獲得手術(shù)后的外觀模型，所以可顯示出外科手術(shù) 等手術(shù)前后外觀發(fā)生了何種程度的變化。本發(fā)明還涉及一種贗復(fù)體的制造方法，該方法包括如下工序。即，
剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨@得所述特定 部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中包括所述患者特定部位的多個(gè) 骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根據(jù)在所述剖視圖 數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信 息，獲得所述特定部位的三維數(shù)字圖像；贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)獲得工序 根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中獲得的所述特定部位的三維數(shù) 字圖像，獲得贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)；贗復(fù)體制造工序根據(jù)所述贗復(fù)體 圖像數(shù)據(jù)獲得工序中獲得贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)，通過快速原型法來制造 贗復(fù)體。
本發(fā)明還涉及一種贗復(fù)體制造用鑄模的制造方法，該方法包括如 下工序。即，剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨?獲得所述特定部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中包括所述患者特 定部位的多個(gè)骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根據(jù) 在所述剖視圖數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖 視圖的數(shù)字信息，獲得所述特定部位的三維數(shù)字圖像；外觀模型制 造工序根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中獲得的所述特定部位 的三維數(shù)字圖像，制造所述特定部位的外觀模型；造型材料設(shè)置工 序?qū)λ鐾庥^模型制造工序中獲得的外觀模型設(shè)置造型材料；造 型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置有造 型材料的外觀模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；鑄模信息獲得 工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的 數(shù)字信息，獲得用于制造贗復(fù)體的鑄模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；鑄模制造工序 根據(jù)所述鑄模信息獲得工序中獲得的信息制造鑄模。本發(fā)明中，例 如，在左右對(duì)稱部位的一部分缺損等情況下，根據(jù)剩下的部位來推 定缺損部位的形狀，由此可知，本發(fā)明可提供一種對(duì)稱性好的贗復(fù) 體制造方法或贗復(fù)體用鑄模的制造方法。此外，本發(fā)明是通過CT掃 描等獲得特定部位的形狀信息，再根據(jù)該形狀信息用計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì) 贗復(fù)體，從而患者不需要直接與印模材料等接觸，由此可知，本發(fā)明可提供一種微創(chuàng)的贗復(fù)體制造方法或贗復(fù)體制造用鑄模的制造方法。發(fā)明效果
本發(fā)明是在骨模型上描繪等高線或網(wǎng)格圖案，所以可提供一種能 確定患者等的骨變形的骨模型。
本發(fā)明是利用患者的骨模型設(shè)計(jì)骨填充材，所以可提供一種能制 造高精確度骨填充材的骨填充材制造方法，所述骨填充材用于填充 骨缺損部分。尤其是在患者的骨模型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的 情況下，可準(zhǔn)確地確定患者的骨缺損部分或變形，從而可制造用于 填充骨缺損部分的高精確度骨填充材。
本發(fā)明是利用患者的骨模型設(shè)計(jì)骨填充材，所以可提供一種能有效 地修復(fù)骨變形(對(duì)稱性較差等)的骨填充材制造方法。尤其是在患者的 骨模型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的情況下，可準(zhǔn)確地確定患者的骨變 形，從而可制造用于填充骨缺損部分的高精確度骨填充材。
本發(fā)明可提供一種既能防止骨填充材受外部撞擊又能體現(xiàn)骨填 充材形狀的形狀適當(dāng)?shù)氖嗤兄圃旆椒ā?br>
本發(fā)明可提供一種外觀模型，該外觀模型能客觀地表示骨變形癥 等患者其特定部位的外觀出現(xiàn)了何種程度的變形。本發(fā)明還提供一 種外觀模型及其制造方法，其能在外科等手術(shù)中表現(xiàn)出外觀在手術(shù) 前后出現(xiàn)了何種程度的變化。
本發(fā)明中，例如在左右對(duì)稱部位的一部分缺損等情況下，可根據(jù) 剩下的部位來推定缺損部位的形狀，因此本發(fā)明可提供 一 種對(duì)稱性 好的贗復(fù)體制造方法或贗復(fù)體用鑄模的制造方法。此外，本發(fā)明是
通過CT掃描等獲得特定部位的形狀信息，再根據(jù)該形狀信息用計(jì)算 機(jī)來設(shè)計(jì)贗復(fù)體，從而患者不需要直接與印模材料等接觸，因此本 發(fā)明可提供一種微創(chuàng)的贗復(fù)體制造方法或贗復(fù)體制造用鑄模的制造 方法。
圖1是例示本發(fā)明骨填充材制造方法的基本工序的流程圖。圖2是本實(shí)施例中各步驟的示意圖。
圖3是通過CT拍攝到的CT圖像，以此替代附圖。圖3(a)是臉頰部分的CT圖像，圖3 (b)是下顎部分的CT圖像。
圖4是實(shí)施例中獲得的骨模型的照片和立體圖，以此替代附圖。圖4 (a)表示獲得的石膏模型(骨模型)，圖4 (b)表示骨模型的側(cè)視圖，圖4 (c)表示描繪有等高線的骨模型的設(shè)計(jì)圖。
圖5是設(shè)置有造型材料的骨模型的照片，以此替代附圖。圖5(a)是主視圖，圖5(b)是側(cè)視圖，圖5(c)是仰視圖。
圖6是設(shè)置有造型材料的骨模型的CT圖像，以此替代附圖。圖6(a)是臉頰部分的CT圖像，圖6 (b)是下顎部分的CT圖像。
圖7是本實(shí)施例中獲得的骨填充材的照片，以此替代附圖。圖7(a)是植入臉頰部分的骨填充材的圖，圖7 (b)是表示圖7 (a)中所述骨填充材的內(nèi)表面的圖。圖7 (c)是表示植入下顎部分的骨填充材的圖，圖7 (d)是表示圖7(c)中所述骨填充材的內(nèi)表面的圖。
圖8是描繪有等高線的石膏像(外觀模型)的照片，以此替代附圖，該等高線表示患者面部的高低起伏，該患者是用實(shí)施例中獲得的骨填充材來實(shí)施手術(shù)的患者。圖8(a)是手術(shù)前的圖，圖8(b)是手術(shù)后的圖。
〔附圖標(biāo)記說明〕
1:骨模型、2:骨缺損部分、3:造型材料、4:骨填充材。
具體實(shí)施例方式
1.骨填充材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種骨填充材的制造方法，該方法包括如下工序。骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；骨模型制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的包括多個(gè)骨的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型；造型材料設(shè)置(填充)工序?qū)υ谒龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑兄圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置造型材料；造型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置有造型材料的骨模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材制造工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的數(shù)字信息，制造骨填充材。即，對(duì)于模型形成工序以及像成形后制造骨填充材的工序等優(yōu)選以數(shù)字式進(jìn)行的工序，是根據(jù)數(shù)字信息而進(jìn)行的。此外，如后所述，本發(fā)明是在設(shè)計(jì)一種易于反映外科醫(yī)生專業(yè)技術(shù)的環(huán)境后，如在骨模型上描繪等高線，由外科醫(yī)生在骨模型上設(shè)置造型材料，模擬性地反映出外科醫(yī)生的專業(yè)技術(shù)，這樣，可制造出精確度較高的骨填充材。
對(duì)于上述骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，對(duì)所述患者的特定部位進(jìn)行拍照的工序是通過CT掃描或MRI獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息的工序，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；所述造型材料數(shù)字信息獲得工序是通過CT掃描或MRI獲得造型材料的數(shù)字信息的工序。即，通過CT掃描或MRI,能比較容易地獲得多個(gè)包括骨或造型材料的造型的剖視圖。通過該CT圖像或MRI圖像，能用計(jì)算機(jī)等容易地獲得骨或造型材料的三維數(shù)字信息。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述患者特定部位是指患者的顱骨、下顎部分、上顎部分、四肢、骨盆中之一的部位。這些部位均為左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，所以能夠容易地確定出骨變形情況。用于CT掃描或MRI的CT攝影裝置可采用公知的影像裝置。CT攝影裝置優(yōu)選與計(jì)算機(jī)相連接。計(jì)算機(jī)優(yōu)選具有用于與CT裝置或監(jiān)視器相連的輸入輸出裝置；用于存儲(chǔ)CT或MRI圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部；進(jìn)行各種運(yùn)算的控制部(運(yùn)算部)；內(nèi)部存儲(chǔ)有如下程序的主存儲(chǔ)器，即，根據(jù)多個(gè)CT圖像數(shù)據(jù)或MRI圖像數(shù)據(jù)獲得所拍部位(對(duì)象部位)的三維數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的程序；以及連接各裝置的總線。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。通過在骨模型上描繪等高線或網(wǎng)格圖案，在設(shè)置造型材料時(shí)，外科醫(yī)生可根據(jù)獲得的骨模型極其容易地確定骨的變形或凹陷等情況，因此，可獲得高精確度的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨模型制造工序所制造的骨模型是含有石膏的骨模型。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型制造工序是通過快速原型法、注塑成型法、由切割產(chǎn)生的層壓成型法或采用具有加工中心的加工裝置的成型法來制造骨模型的工序。若骨模型以石膏作為主要成分，就能通過下述任意一種成型法容易
地制造骨模型快速原型法；注塑成型法，根據(jù)以CT掃描或MRI等方式拍攝的骨數(shù)字信息設(shè)計(jì)模具，并利用該模具來制造骨模型；根據(jù)獲得的骨的數(shù)字信息，采用具有加工中心的加工裝置的成型法；根據(jù)獲得的骨的數(shù)字信息，利用具有多軸鉆床并可進(jìn)行NC控制的切削裝置的成型法。對(duì)于由切割產(chǎn)生的層壓成型法，例如可按照曰本發(fā)明專利公開公報(bào)特開平8-290347號(hào)所公開的技術(shù)內(nèi)容來實(shí)施。該方法是"一種層壓成型法，是將三維形狀分成多層并順次層壓形成的各層來制造三維形狀物體的方法，其特征在于，按照由三維數(shù)值數(shù)據(jù)形成各層的三維加工程序，用切削工具或磨削工具等工具將^!材加工成三維曲面狀，然后，將未經(jīng)加工的^1材層壓在加工后的板材上，并反復(fù)執(zhí)行如下工序，即，通過所述工具將未經(jīng)加工的板材加工成三維形狀的工序，由此形成三維形狀物體"。所述層壓成型法也可以是日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開平3-244510號(hào)和特開平5-313584號(hào)公報(bào)所公開的層壓成型法。即，根據(jù)成型對(duì)象各層的二維形狀數(shù)據(jù)將該成型對(duì)象切割片狀材料，再順次層壓各片狀材料，由此將三維形狀物體層壓成二維半形狀。所述層壓成型法還可以是日本發(fā)明專利公開爿isR特開昭62-35966號(hào)和特開平4-103339號(hào)所公開的層壓成型法。即，先用光束照射液態(tài)光固化樹脂，形成規(guī)定形狀的固化層(工序1);然后，供給未固化的液態(tài)光固化樹脂到該固化層上，并用光束照射使之形成新的固化層(工序2);接下來反復(fù)執(zhí)行工序2，層壓新的固化層到原來的固化層上，由此將三維形狀物體層壓成二維半形狀。所述加工中心可采用公知技術(shù)，如日本發(fā)明專利公開/>才艮特開2004-074376號(hào)、特開2003-94264號(hào)或特開2001-150262號(hào)所公開的技術(shù)。所述多軸鉆床(如五軸鉆床)可采用日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2006-5257號(hào)、特開2001-230223號(hào)或特開2000-176715號(hào)所公開的技術(shù)。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型含有鈣類物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂，當(dāng)所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份 8重量份。采用這種骨模型，可按照所述各種成型法尤其是注塑成型法，極其迅速地獲得高精確度的骨模型，所以能制造出高精確度的骨填充材。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型以含有a型半水石膏和聚乙烯醇樹脂的組合物為原料，當(dāng)所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份 8重量份。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟或塑料。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟，還含有總重量的2重量％以上且5重量％以下的金紅石型氧化鈦。即，通過采用這種組成的骨模型和造型材料，在以CT掃描或MRI等方式拍攝時(shí)，可精確地分析出骨模型部分和造型材料部分，所以能制造高精確度的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨填充材制造工序是通過快速原型法制造骨填充材的工序。通過采用快速原型法，可快速、精確地制造定制的骨填充材。
對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨填充材制造工序中獲得的骨填充材是由如下物質(zhì)中任意一種或任意兩種以上制成，即，羥基磷灰石、碳酸磷灰石、氟磷灰石、
氯磷灰石、P-TCP、 a-TCP、偏磷酸釣、磷酸四鉤、磷酸八釣、磷酸氬4丐、磷酸二氬釣、焦磷酸鈞、它們的鹽或溶劑化物。若按照如注塑成型法用上述原料制造骨填充材，則會(huì)在成型時(shí)出現(xiàn)相變，變成特性更好的骨填充材。2.骨模型
本發(fā)明還涉及一種描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。由于骨模型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖形(格狀線)，所以能容易地確定骨模型的變形情況。等高線可以以骨模型上的某 一 點(diǎn)為高度計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)(高度最低的點(diǎn))，例如以0.1mm lcm的高度間隔來設(shè)置，優(yōu)選以0.5mm 5mm的高度間隔來設(shè)置，更優(yōu)選以0.5mm 2mm的高度間隔來設(shè)置。例如，當(dāng)骨模型是顱骨的模型時(shí)，可以以后頭部作為基準(zhǔn)點(diǎn)來描繪等高線。等高線可以描繪在整個(gè)骨模型上，也可以只描繪在骨模型的一部分上。顱骨的模型可以是整個(gè)顱骨的模型，也可以是顱骨上所需部分的模型。該所需部分可以是顱骨的前半部分(面部)。為了制造用于口腔內(nèi)部的骨填充材，該所需部分可以是僅僅下顎部分、僅僅上顎部分或下顎部分和上顎部分等。描繪在骨模型上的網(wǎng)格圖形不限于格子狀，可在骨模型上只描繪網(wǎng)格點(diǎn)。網(wǎng)格圖形可以按0.1mm 3cm的間隔來設(shè)置，優(yōu)選按0.5mm lcm的間隔來設(shè)置，更優(yōu)選按lmm 5mm的間隔來設(shè)置。網(wǎng)格圖形可描繪在整個(gè)骨模型上，也可只描繪在骨模型的一部分上。這種骨模型可采用公知方法等來制造，如后述的快速原型法。具體而言，例如按照快速原型法制造骨模型時(shí)，是根據(jù)多張數(shù)字圖像獲得骨模型的三維信息，然后根據(jù)該三維信息獲得與骨模型的表面部位相關(guān)的高度信息，再
根據(jù)所獲得的高度信息，獲得關(guān)于等高線描繪位置的描繪信息，接下來，將墨等噴在計(jì)算機(jī)所設(shè)定的位置，在按照如上述的快速原型法來制造骨模型時(shí)，可根據(jù)所述獲得的描繪信息來描繪等高線。此外，在描繪網(wǎng)格圖形時(shí)，例如，在按照快速原型法制造骨模型時(shí)，是根據(jù)多張數(shù)字圖像來獲得骨模型的三維信息，然后根據(jù)該三維信息獲得與骨模型的表面部位相關(guān)的二維位置信息，再根據(jù)所獲得的二維位置信息，獲得關(guān)于網(wǎng)格圖形描繪位置的描繪信息，接下來，將墨等噴在計(jì)算機(jī)所設(shè)定的位置，在按照如上述的快速原型法來制造骨模型時(shí)，可根據(jù)所述獲得的描繪信息來描繪網(wǎng)格圖形。
對(duì)于上述骨模型，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型是再現(xiàn)有患者特定部位的骨形狀的模型。對(duì)于上述骨模型，其另一優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型是再現(xiàn)有患者顱骨的骨形狀的模型。即，當(dāng)骨模型是患者定制的骨模型時(shí)，可準(zhǔn)確地確定該患者的骨凹陷情況。因此，這種骨模型對(duì)于恰當(dāng)?shù)卮_定骨填充材的形狀也是非常有效的，從而能獲得形狀更合適的骨填充材。骨模型的材質(zhì)可以是后述的石膏、熱固化樹脂、熱可塑性樹脂、光固化樹脂。
3.骨填充材的制造方法
下面，根據(jù)
骨填充材的制造方法。圖l例示了本發(fā)明骨填充材制造方法的基本工序的流程圖。該圖中的"S"表示"步驟"。如圖1所示，本發(fā)明的骨填充材的制造方法大致包括如下工序。骨模型制造工序(步驟1 ):制造骨模型(1 );造型材料填充工序(步驟2):將造型材料(3)填充在所述骨模型制造工序中獲得的骨模型(1 )的骨缺損部分(2)上；骨填充材制造工序(步驟3):根據(jù)所述造型材料填充工序中填充在骨模型的骨缺損部分上的造型材料，制造用于填充骨缺損部分的骨填充材(4)。通過填充該骨填充材在骨缺損部分而進(jìn)行治療等，可修復(fù)缺損部分，治療骨缺損問題。圖1中，附圖標(biāo)記"5"表示修復(fù)后的骨。此外，為了說明各工序中骨缺陷模型等的狀態(tài)，還在圖1中各工序的右邊增加了示意圖。
3-1.骨模型制造工序(步驟1 )
骨模型制造工序是用于制造骨模型的工序?？傮w而言，對(duì)骨模型的制造方法并無特別限定，只要可制造患者的骨模型即可，可選擇采用公知方法來制造骨模型。骨模型的制造方法包括如下兩種方法，
即，先通過骨的x射線等圖像制造模具，再將模型原料灌注在該模具中，由此制造骨模型的方法；以及采用快速原型法制造骨模型的方法。其中，優(yōu)選采用快速原型法制造骨模型，因?yàn)楣悄Ｐ褪歉鶕?jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來制造。
近年來，用于簡易制造三維結(jié)構(gòu)的快速原型裝置(如，特表2001-524897號(hào)公報(bào)、特表2003-531220號(hào)公報(bào)、特表2004-538191號(hào)7>4艮、特表2005-503939號(hào)公報(bào)、美國專利5204055號(hào)說明書、美國專利5340656號(hào)說明書、美國專利5387380號(hào)說明書、美國專利6007318號(hào)說明書、美國專利6375874號(hào)說明書、美國專利5902441號(hào)說明書以及6416850號(hào)說明書，以此引入本說明書作為參考)和快速原型法迅速得到普及。裝置的原型零件(試制品)等立體造型的三維物體用于檢查它們的性能。已公知的快速原型法有，根據(jù)剖面形狀數(shù)據(jù)形成薄層，然后層壓該薄層來形成三維形狀的方法，包括光造型法、粉末燒結(jié)法、粉末粘合法和固態(tài)基礎(chǔ)熟化法等。光造型法是指，按照計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的照射圖案，將激光照射在若照射規(guī)定的光則會(huì)固化的液態(tài)樹脂材料(光固化樹脂)上，這樣，逐步再現(xiàn)造型對(duì)象的形狀。即，本說明書中的骨模型等可通過光固化樹脂等樹脂形成。對(duì)于光固化樹脂和使光固化樹脂固化的光源，可采用日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2004-49877號(hào)所記載的光固化樹脂和光源等。粉末燒結(jié)法是指，將粉末材料鋪成較薄的層狀，按照計(jì)算機(jī)中所存儲(chǔ)的描繪圖案，噴出粘結(jié)劑，使所述粉末材料粘結(jié)在一起，并反復(fù)執(zhí)行形成粉末材料層和噴出粘結(jié)劑的動(dòng)作，這樣，形成粉末材料結(jié)合體這樣的三維造型物體。即，本說明書中的骨模型等可通過熱塑性樹脂或熱固性樹脂等高分子(聚合物)形成?？赏ㄟ^用高溫?zé)Y(jié)形成的粉末粘合物來獲得骨模型等。此時(shí)，優(yōu)選熱固性樹脂作為原料。粉末可采用金屬粉末，從而本說明書中的骨模型等可以是鈦、鐵、鋁、銅、銀、金、鎳、鉛、錫等中任何一種或任意兩種以上的組合。此外，因白金或鈀等的合金受激光等照射時(shí)會(huì)硬化，所以可按照計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的照射圖案，將激光照射它們的金屬粉末薄層上來逐步再現(xiàn)造型對(duì)象的形狀。
本發(fā)明中，為了制造骨模型，優(yōu)選采用對(duì)RP法作了適當(dāng)修改的方法。具體而言，在所述骨填充材的制造方法中，所述骨模型制造工序包括如下工序。剖面形狀獲得工序根據(jù)患者的骨的三維形狀信息，獲得所述三維形狀在分成多層后得到的各層的剖面形狀信息；第一剖面(斷層)造型形成工序根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取第一層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合物形成其上再現(xiàn)有所述剖面形狀的第一剖面造型；第二剖面(斷層)造型形成工序根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取位于第 一剖面造型上層
的第二層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合物形成第二剖面造型，該第二剖面造型上再現(xiàn)有所述剖面形狀，并重疊在所述第一剖面造型上；立體造型獲得工序其用于獲得再現(xiàn)有物體形狀的立體造型，該工序與所述第二剖面造型形成工序相同，反復(fù)執(zhí)行如下工序，即，根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取所述欲形成層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合物形成所述層的剖面造型，該造型上再現(xiàn)有所述剖面形狀，并重疊在前一工序中所獲得的剖面造型上。其中，所述剖面造型形成工序中至少 一個(gè)以上的工序包括如下兩工序。造型用組合物層獲得工序使造型用組合物的粉末為層狀，形成造型用組合物層；水分添加工序根據(jù)該層的剖面形狀信息，將水分添加在所述造型用組合物層獲得工序中所形成的造型用組合物層上，這樣，使所述造型用組合物層的規(guī)定位置潤濕。
造型用組合物可采用公知的物質(zhì)，但優(yōu)選含有鈣類物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂的造型用組合物。例如，在所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份~8重量份的造型用組合物。
造型用組合物優(yōu)選含有4丐類物質(zhì)、聚乙烯醇樹脂和固化促進(jìn)劑的造型用組合物。所述固化促進(jìn)劑為從二水石膏、堿金屬硫酸鹽、堿 土類金屬硫酸鹽、堿金屬氯化物鹽、堿土類金屬氯化物鹽、無機(jī)酸 的銨鹽以及明礬類所構(gòu)成的群組中選擇出的一種或兩種以上的固化
促進(jìn)劑。在所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量 份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂為2重量份~8重量份，所述固化促進(jìn)劑為 0.1重量份 5重量份。此外，該實(shí)施方式中的造型用組合物優(yōu)選只由 鈣類物質(zhì)、聚乙烯醇樹脂以及固化促進(jìn)劑組成。
除結(jié)晶水之外，這些造型用組合物優(yōu)選基本上不含水分，還優(yōu)選 為粉末狀。在造型用組合物用于建筑材料時(shí)，由于會(huì)讓石膏粉末與 水等混合并充分?jǐn)嚢?，使其迅速溶解，所以不?huì)因原料即石膏粉末 的粒度帶來什么大問題。本發(fā)明的造型用組合物也并非必須成為泥 漿狀，所以優(yōu)選釣類物質(zhì)粉末的粒度大致相同。從這一點(diǎn)來看，本 發(fā)明的鈣類物質(zhì)可以是在根據(jù)JISR1619 (用液體沉積攝影法對(duì)細(xì) 陶瓷顆粒的粒度分布進(jìn)行測試的方法)進(jìn)行粒度分布測試的情況下， 在基于最大值分布士10%的粒度分布范圍內(nèi)，含有50重量％以上的鈣 類物質(zhì)分子；優(yōu)選含有70重量％以上的鈣類物質(zhì)分子；更優(yōu)選85 重量％以上的4丐類物質(zhì)分子；還優(yōu)選95重量％以上的鈣類物質(zhì)分子。 可通過反復(fù)進(jìn)行篩選原料粉末的作業(yè)來獲得這種分布。
本發(fā)明中，造型用組合物中的鈣類物質(zhì)優(yōu)選為石膏。石膏可以是 a型半水石膏、(3型半水石膏或者該二者的混合物，優(yōu)選a型半水石 膏。因?yàn)閍型半水石膏比(3型半水石膏的水分少，可與更少的水形 成混煉狀態(tài)，從而能促進(jìn)固化。此外，優(yōu)選采用安息角較小的半水 石膏，從而可在成型時(shí)使粉末均勻擴(kuò)散，所述安息角是指粉末能形 成斜面的最大傾角。從這一點(diǎn)來看，半水石膏(或造型用組合物) 的安息角可以為30°~45°，優(yōu)選35°~40°。
此外，對(duì)于本發(fā)明的聚乙烯醇樹脂沒有特別限制，也可以按需要 采用公知的聚乙烯醇樹脂(聚乙烯醇(-[C (OH) HCH2) ]n-)或適 當(dāng)具有官能團(tuán)的聚乙烯醇樹脂)。聚乙烯醇樹脂可以采用皂化物或 其衍生物，通常情況下，該皂化物是通過堿或酸等皂化催化劑皂化聚醋酸乙烯脂的低級(jí)醇溶液而形成的。聚乙烯醇樹脂也可以采用具 有能與醋酸乙烯酯共聚的單體和與醋酸乙烯酯形成共聚物的急化物 等。作為這種能與醋酸乙烯酯共聚的單體，可以是乙烯、丙烯、異
丁烯、a-辛烯、a-十二烯、a-十八烯等烯烴類；丙烯酸、曱基丙烯酸、 丁烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸等不飽和酸類或他們的鹽或單 烷基酯或二烷基酯等；丙烯腈、甲基丙烯腈等腈類；丙烯酰胺、曱 基丙烯酰胺等酰胺類；乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、曱基烯丙基磺酸 等烯烴磺酸類或它們的鹽；烷基乙烯醚類；N-丙烯酰胺曱基三曱基 氯化銨；三曱基烯丙基氯化銨；二曱基二烯丙基氯化銨；二曱基烯 丙基乙烯基酮；N-乙烯基吡咯烷酮；氯乙烯；偏二氯乙烯；聚氧乙 烯(曱基)烯丙醚；聚氧丙烯(曱基)烯丙醚等的聚氧化烯(曱基) 烯丙醚；聚氧乙烯(曱基)丙烯酸酯；聚氧丙烯(甲基)丙烯酸酯 等的聚氧化烯(曱基)丙烯酸酯；聚氧乙烯(曱基)丙烯酰胺；聚 氧丙烯(曱基)丙烯酰胺等的聚氧亞烷基(甲基)丙烯酰胺；聚氧 乙烯(1-(曱基)丙烯酰胺-1， l-二曱基丙基)酯；聚氧乙烯乙烯醚； 聚氧丙烯乙歸醚；聚氧乙烯烯丙基胺；聚氧丙烯烯丙基胺；聚氧乙 烯乙烯基胺；聚氧丙烯乙烯基胺等。其中，優(yōu)選采用醋酸乙烯的均 聚物的皂化物；醋酸乙烯和乙烯、不飽和酸或它們的鹽、烷基酯、 烯烴磺酸或它們的鹽的共聚物皂化物。
與建筑材料等不同的是，在本發(fā)明中，不需要將造型用組合物放 到模具中，此外也不需要混煉，所以未對(duì)聚乙烯醇樹脂的皂化度和 平均聚合度作特別限定。另一方面，因?yàn)樵砘炔蛔?0摩爾％時(shí)就 不能提高立體造型的機(jī)械硬度，所以皂化度優(yōu)選為70摩爾％以上， 更優(yōu)選為80摩爾％ 99.5摩爾％。對(duì)于聚乙烯醇樹脂的平均聚合度， 由于不足2x 102時(shí)泥狀物的粘度較低，而超過3x 103時(shí)泥狀物的粘度 又過高，難以溶于水，所以聚合度例如為2xl02 3><103,也可以為 5xl02 2.5xl03。如上所述，本發(fā)明中不需將造型用組合物放到模具 中，也不需要混煉，所以聚乙烯醇樹脂的聚合度還可以為 3xl03 lxl04。若聚合度太小，則會(huì)在向造型用組合物加水使之成泥漿狀時(shí)產(chǎn)生石膏沉淀，但因本發(fā)明的造型用組合物不需要形成泥漿 狀，所以優(yōu)選粘度較低且易溶于少量水的聚乙烯醇樹脂，其聚合度
可以為5xl0 1.9x102，也可以為Ixl02~1.5xl02?？砂凑展椒ㄍ?過調(diào)整反應(yīng)時(shí)間或反應(yīng)條件來控制聚合度或分子量。
聚乙烯醇樹脂完全皂化時(shí)的皂化度可以為90摩爾％以上且99.5 摩爾％以下，更優(yōu)選為98.5摩爾％以上且99.5摩爾％以下。聚乙烯 醇樹脂的粘度優(yōu)選為lxl0 2xl0mPa.s?？梢园凑認(rèn)IS等規(guī)格(如 JISK7367 )來測試粘度。
聚乙烯醇樹脂可以是聚乙烯醇樹脂自身，也可以是引入了官能團(tuán) 的聚乙烯醇衍生物樹脂。此外，也可以是部分引入了官能團(tuán)的聚乙 烯醇衍生物樹脂、還可以是多種聚乙烯醇樹脂的混合物。所述官能 團(tuán)可以是乙酰乙?；豕柰榛?、季銨鹽基、羧酸基、羧酸的無機(jī) 鹽基、磺酸基、磺酸的無機(jī)鹽基、酮基、巰基、氨基；也可以是它 們中的一種或兩種以上。其中，優(yōu)選乙酰乙?；驎豕柰榛顑?yōu) 選的是具有乙酰乙?；倌軋F(tuán)。官能團(tuán)的比例為可以用官能團(tuán)置 換所有的羥基(-OH),也可以用官能團(tuán)置換5% 95%的羥基，還可 以用官能團(tuán)置換10%~20%、 70%~90%或30% 70%的羥基。尤其是 分子內(nèi)具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇樹脂，其可通過分子內(nèi)具有的乙 酰乙?；c固化促進(jìn)劑等含有的金屬離子形成螯合物，從而用少 量的水分就能迅速使造型用組合物達(dá)到規(guī)定的硬度。根據(jù)具體情況， 可按照有機(jī)合成中的常規(guī)方法將上面所述的官能團(tuán)引入聚乙烯醇樹 脂，也可按照有機(jī)合成中的常規(guī)方法控制引入的官能團(tuán)的種類和比 例。
當(dāng)所述釣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)， 所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份 8重量份。如后面的實(shí)施例 所述，聚乙烯醇樹脂優(yōu)選為3重量份 7重量份，也可以是3重量份 ~6重量份或4重量份 7重量份，還可以是4重量份 6重量份、4.5 重量份 5.5重量份。若聚乙烯醇樹脂太少，則不能獲得適當(dāng)?shù)挠捕?。類物質(zhì)的組合物，也可以是4丐類物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂的混合物。不
管采用何種造型用組合物，都優(yōu)選為粉末狀，粉末的大小優(yōu)選與上 述范圍相同。
本發(fā)明的固化促進(jìn)劑是從二水石膏、堿金屬硫酸鹽、堿土類金屬 疏酸鹽、堿金屬氯化物鹽、堿土類金屬氯化物鹽、無機(jī)酸的銨鹽、 明礬類構(gòu)成的群組中選擇出的一種或兩種以上的固化促進(jìn)劑。堿金
屬碌u酸鹽可以是錄u酸鈉、石克酸鉀。石威土類金屬碌b酸鹽可以是硫酸鎂、
硫酸4丐和硫酸鋇。石威金屬氯化物鹽可以是氯化鋰、氯化鈉和氯化鉀。
堿土類金屬氯化物鹽可以是氯化鎂和氯化4丐。無機(jī)酸的銨鹽可以是
鹽酸4妄(ammonium hydrochloride),明石凡類可以是十二水石克酸鋁鉀 (十二水硫酸鉀鋁)A1K( S04 )2.12H20等鉀明礬；AlNa( S04 )212H20 等鈉明礬；NH4A1 ( S04) 2.12H20等銨明礬。其中，優(yōu)選是從硫酸 鎂、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鈣構(gòu)成的群組中選擇出的一種或兩種以 上。此外，優(yōu)選采用二水石膏和除二水石膏以外的其他成分，即，
或兩種以上。固化促進(jìn)劑優(yōu)選含有金屬鹽，因?yàn)檫@種固化促進(jìn)劑在 具有規(guī)定的官能團(tuán)的聚乙烯醇之間形成螯合結(jié)構(gòu)，可提高立體造型 或骨模型的硬度。
在添加固化促進(jìn)劑的情況下，若4丐類物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂的總重 量為100重量份，固化促進(jìn)劑可以為0.1重量份 5重量份。當(dāng)以二 水石膏作為固化促進(jìn)劑時(shí)，二水石膏的含量可以為0.5重量份 5重 量份。當(dāng)固化促進(jìn)劑中不含二水石膏時(shí)，若石膏和聚乙烯醇樹脂的 總重量為100重量份，固化促進(jìn)劑的含量可以為0.1重量份 5重量 份，優(yōu)選為0.1重量份 3重量份，更優(yōu)選為0.3重量份 2重量份， 還優(yōu)選為0.4重量份 1.5重量份。
可采用造型成形用組合物中的公知方法，將固化促進(jìn)劑加在造型 成形用組合物中。在可保持本發(fā)明造型成形用組合物的功能的范圍 內(nèi)，本發(fā)明的造型成形用組合物也可采用上述之外的公知成分。
當(dāng)按照快速原型法(RP法)制造立體造型時(shí)，在用于形成骨模型的立體造型的制造方法中，通常是采用上述任意一種粉末狀造型 用組合物。由于采用了這種造型用組合物，所以即使重疊多個(gè)添加 有少量水分(水、交聯(lián)劑水溶液、RP裝置中所采用的公知的粘結(jié)劑 水溶液等)的層，也可迅速形成具有足夠硬度而保持該中間產(chǎn)品形 狀不變的立體造型。此外，優(yōu)選用少量的水粘結(jié)上下相鄰并具有一 定硬度的各層來形成一體式立體造型。如果只是采用現(xiàn)有技術(shù)的造 型用組合物，則不能獲得具有上述特性的立體造型，但采用本發(fā)明 的造型用組合物，則可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的立體造型制造方法。
具體而言，用于形成骨模型的立體造型的制造方法是一種再現(xiàn)物 體形狀的立體造型制造方法，該方法包括如下工序。剖面形狀獲得
工序(步驟A1):根據(jù)物體的三維形狀信息，獲得所述三維形狀在 分成多層后得到的各層的剖面形狀信息；第一剖面(斷層)塑像工 序(步驟A2-1):根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得的所述剖面 形狀信息，讀取第一層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用 造型用組合物形成其上再現(xiàn)有所述剖面形狀的第 一剖面造型；第二 剖面(斷層)塑像工序(步驟A2-2):根據(jù)在所述剖面形狀獲得工 序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取位于所述第 一剖面造型上層的 第二層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合物形 成第二剖面造型，該第二剖面造型上再現(xiàn)有所述剖面形狀并重疊在 所述第一剖面造型上；立體造型獲得工序(步驟A2-n):其用于獲 得再現(xiàn)有物體形狀的立體造型，該工序與所述第二剖面塑像工序相 同，反復(fù)執(zhí)行如下工序，即，根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得 的所述剖面形狀信息，讀取所述欲形成層的剖面形狀信息，再根據(jù) 讀取的信息，利用造型用組合物形成所述層的剖面造型，該造型上 再現(xiàn)有所述剖面形狀，并重疊在前一工序中所獲得的剖面造型上。 其中，所述剖面造型形成工序中至少一個(gè)以上的工序包括如下兩工 序。造型用組合物層獲得工序使上述任何一個(gè)工序中所述的造型 用組合物的粉末為層狀，形成造型用組合物層；水分添加工序根 據(jù)該層的剖面形狀信息，將水分添加在所述造型用組合物層獲得工序中所形成的造型用組合物層上，這樣，使所述造型用組合物層的 規(guī)定位置潤濕。下面，具體說明各工序。
剖面形狀獲得工序(步驟Al)是指，用于根據(jù)物體的三維形狀 信息，獲得所述三維形狀在分成多層后得到的各層的剖面形狀信息 的工序。對(duì)于上述立體造型的制造方法，用于形成骨模型的立體造 型的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述各層的剖面形狀信息中包括 各層的顏色識(shí)別信息，在所述水分添加工序中按照所述顏色識(shí)另'J信 息添加含有著色成分的水分。
可通過所謂的快速原型法中采用的公知裝置使工序等程序化，容 易地實(shí)施所述用于形成骨模型的立體造型的制造方法。具體而言， 可通過安裝有快速原型法用程序的計(jì)算機(jī)等容易地實(shí)施該方法。該 計(jì)算機(jī)具有輸入輸出部、CPU等控制部、運(yùn)算部以及存儲(chǔ)器，通過
接口等輸入輸出部與用于制造立體造型的立體造型制造部相連接。 立體造型制造部包括活動(dòng)式工作臺(tái)，其可根據(jù)所述計(jì)算機(jī)輸出的 指令而上下移動(dòng)，以形成立體造型；造型用組合物層形成部，為了 在所述活動(dòng)式工作臺(tái)上形成造型用組合物層，其根據(jù)所述計(jì)算機(jī)輸
形成造型用組合物層；印刷部，其根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的指令，將水或 規(guī)定水溶液添加到所述造型用組合物層上。
在剖面形狀獲得工序中，可先根據(jù)多張X射線照片等獲得對(duì)象 物的三維形狀信息，再獲得該三維形狀的在分成由多層構(gòu)成的剖面 形狀后的圖像。植入物或人工骨的三維形狀例如可按如下方式來獲 得。首先，為了獲得用于填充缺損部分的植入物或人工骨，可通過 計(jì)算機(jī)模擬與對(duì)象部位對(duì)稱的骨的形狀，從而獲得對(duì)象物的三維形 狀信息，這是因?yàn)?，通常情況下缺損部分具有原本大致呈左右對(duì)稱 形狀的部分(如，右腳的骨骼與左腳的骨骼)。然后，例如在制造 牙齒用植入物等情況下，患處自身形狀可能不適宜再現(xiàn)，此時(shí)，可 以以周圍的牙齒或骨骼的形狀作為參考，用3DCG(三維計(jì)算機(jī)圖形 技術(shù))等描繪對(duì)象物的形狀，并將其輸入計(jì)算機(jī)，由此獲得三維形狀信息，此時(shí)，計(jì)算機(jī)也可根據(jù)該三維形狀獲得各剖面形狀信息。
具體而言，當(dāng)來自指針設(shè)備的輸入信號(hào)輸入CPU時(shí)，CPU則根據(jù)輸 入的信號(hào)讀取CD-ROM或硬盤等存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的控制程序。然后， CPU根據(jù)控制程序的指令，掃描存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的X射線照片圖像等， 集中多個(gè)掃描的二維圖像，由此獲得三維形狀的圖像。此時(shí)，因X 射線照片等中骨骼等部位和軟組織等部位的顏色深淺不同，所以在 掃描X射線照片而獲得圖像時(shí)，除了可通過顏色深淺大為不同的部 位獲得輪廓之外，還可通過判斷該輪廓所包圍部位的顏色深淺是否 為規(guī)定值范圍，或通過比較輪廓所包圍部位之間的顏色深淺，來獲 得骨骼等部位和軟組織等部位的圖案信息，并將該信息存儲(chǔ)起來。 在獲得三維形狀的圖像后，例如，按照z軸(從地面到空中的方向) 等某一方向?qū)⒃撊S形狀切成薄片，從而獲得多層中各層的剖面形 狀。
當(dāng)在骨模型上描繪等高線時(shí)，可根據(jù)獲得的物體形狀(制造的骨 模型的形狀)按照公知方法來分析高度，然后按照各高度間隔描繪 等高線。具體而言，快速原型法是通過重疊多層來制造立體造型的 方法，因此，在形成各層時(shí)，可用顏色來劃分各層的最下部或最上 部。例如，可在每隔2層 100層時(shí)就對(duì)一層著色。這樣，則可獲得 描繪有各適當(dāng)高度的等高線的骨模型。具體而言，各層的規(guī)定部分 上均用著色劑或墨著色，或者，按照程序在規(guī)定的各層上形成添加
有著色劑等的層，并按照該程序來制造模型。
當(dāng)在骨模型上描繪等高線時(shí)，例如可執(zhí)行如下程序設(shè)置獲得的
骨模型的方向(正面方向)，使得其三維數(shù)據(jù)可顯示在二維監(jiān)視器 中，并將網(wǎng)格應(yīng)用在該二維數(shù)據(jù)上，然后在模型上描繪該網(wǎng)格。
可根據(jù)來自指針設(shè)備等的輸入信息適當(dāng)調(diào)整各層的厚度，也可按 照預(yù)先設(shè)定的值來控制各層的厚度。若各層的厚度太厚，則不能獲 得精致的固化體，也不能通過印刷機(jī)構(gòu)等將水滴添加到各層上來獲 得能保持形狀的硬度。若各層的厚度太薄，則需要獲得很多剖面造 型，從而只會(huì)增加計(jì)算機(jī)硬件資源的負(fù)擔(dān)，在形成造型時(shí)也需要花費(fèi)較多的時(shí)間。從這一點(diǎn)來看，各層的厚度可以是lxl0^im 5mm, 也可以是lxl0Vm lmm。各層的厚度優(yōu)選均勻，也可以不均勻。
第一剖面塑像工序(步驟A2-l)是指，根據(jù)在所述剖面形狀獲 得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取第 一 層的剖面形狀信息， 再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合物形成其上再現(xiàn)有所述剖面形 狀的第一剖面造型。
第二剖面塑像工序(步驟A2-2)是指，根據(jù)在所述剖面形狀獲 得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取位于所述第 一剖面塑像上 層的第二層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合 物形成第二剖面造型，該第二剖面造型上再現(xiàn)有所述剖面形狀，并 重疊在所述第一剖面造型上。
接下來，與所述第二剖面造型形成工序相同，反復(fù)執(zhí)行如下工序 根據(jù)在所述剖面形狀獲得工序中獲得的所述剖面形狀信息，讀取所 述欲形成層的剖面形狀信息，再根據(jù)讀取的信息，利用造型用組合 物形成所述層的剖面造型，該造型上再現(xiàn)有所述剖面形狀，并重疊 在前一工序中所獲得的剖面造型上。
在再現(xiàn)物體形狀的立體造型的制造方法中，所述剖面塑像工序中 至少一個(gè)以上的工序包括如下兩工序。造型用組合物層獲得工序 使上述任何一項(xiàng)所述造型用組合物的粉末為層狀，形成造型用組合 物層；水分添加工序根據(jù)該層的剖面形狀信息，將水分添加在所 述造型用組合物層獲得工序中所形成的造型用組合物層上，這樣， 使所述造型用組合物層的規(guī)定位置潤濕。
下面，說明剖面造型形成工序的實(shí)施例。各剖面造型形成工序中， CPU接收控制程序的指令，讀取造型用組合物層的厚度信息，并從 輸入輸出裝置輸出該信息。接收到該厚度信息的立體造型制造部根 據(jù)所述計(jì)算機(jī)的指令，使活動(dòng)式工作臺(tái)向下移動(dòng)。此時(shí)，向下移動(dòng) 的距離與造型用組合物層的厚度相對(duì)應(yīng)。該上下移動(dòng)的距離信息也 從計(jì)算機(jī)中輸出，工作臺(tái)根據(jù)該移動(dòng)距離信息進(jìn)行移動(dòng)。當(dāng)各層的 厚度相同時(shí)，立體造型制造部的存儲(chǔ)部則存儲(chǔ)該信息，并可在形成各層時(shí)使用相同的信息。
接下來，CPU接收控制程序的指令，例如，讀取造型用組合物
層的厚度信息，并運(yùn)算適于形成造型用組合物層所需的造型用組合 物的量，然后從輸入輸出部輸出。該量可以是固定的，當(dāng)其被傳輸 到立體造型制造部后，立體造型制造部的存儲(chǔ)部則將該信息存儲(chǔ)起 來，從而在形成各層時(shí)可使用相同的信息。立體造型制造部在接收 到該造型用組合物層的信息后，根據(jù)所述計(jì)算機(jī)輸出的指令，通過
儲(chǔ)存部中取出，并將該粉末放在工作臺(tái)上。立體造型制造部可通過 使涂刷器或抹刀適當(dāng)移動(dòng)來控制造型用組合物層，使其均勻。這樣， 可在活動(dòng)式工作臺(tái)上(已經(jīng)形成有層時(shí)，則是在先形成的造型用組 合物層上)形成造型用組合物層。
接下來，CPU接收控制程序的指令，讀取各層的剖面形狀或圖
案信息，然后從輸入輸出部輸出。立體造型制造部根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出 的指令使印刷部工作，將水或規(guī)定水溶液(水、交聯(lián)劑水溶液、快 速原型法所采用的粘結(jié)劑水溶液等)添加到所述造型用組合物層上。
采用^^知的印刷^/L控制^L構(gòu)就可容易地實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。此外，此時(shí)
所添加的水或水溶液的組成、濃度、量等各條件都可適當(dāng)調(diào)整。例 如，從指針設(shè)備等輸入上述各條件的信息，并將輸入的信息存儲(chǔ)在
計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)部中，根據(jù)所述各條件的信息，CPU讀取需要的信息
并通過運(yùn)算部進(jìn)行運(yùn)算，控制印刷部的運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，也可采用普通 的印刷技術(shù)，在印刷部中添加水滴等來替代墨。所述造型用組合物 層中所添加的液體粘結(jié)材料既可以是有機(jī)物又可以是無機(jī)物。代表 性的有機(jī)粘結(jié)材料是聚合樹脂或聚碳硅氮烷這樣的陶瓷前體。無機(jī) 粘結(jié)劑用在粘結(jié)劑與最終物配合使用的情況下，通常釆用硅石。
通常情況下，會(huì)在形成各層的階段反復(fù)執(zhí)行如下動(dòng)作加入與促 進(jìn)水合反應(yīng)所需水分量相同或更多的水分，并使其干燥。但本發(fā)明 的立體造型制造方法(本發(fā)明的固化物制造方法)中，不需要在上 述階段充分進(jìn)行石膏的水合反應(yīng)。因此，在各剖面塑像工序中，例如，當(dāng)造型用組合物充分水合所需要的水分量為100重量份時(shí)，所 添加的水分量例如可以是1重量份~50重量份，也可以是1重量份~20 重量份、2重量份~10重量份或3重量份~5重量份。這樣少量的水分 不會(huì)讓石膏的水合反應(yīng)充分進(jìn)行。但可以通過它迅速獲得其硬度足 夠維持最低限度硬度的層。此外，因水分量較少，所以可防止水向 不希望的部分?jǐn)U散，從而可獲得具有所需剖面結(jié)構(gòu)的層。尤其是在 獲得具有兩種以上圖案的剖面結(jié)構(gòu)等情況下，不讓兩種以上的水或 水溶液混合是非常重要的，通過添加少量的水分，則可有效地防止 兩種以上的水或水〉容液混合。
在反復(fù)執(zhí)行剖面塑像工序之后，優(yōu)選進(jìn)行干燥，直到獲得的層壓 體具有一定程度的硬度。干燥可在低溫高濕的環(huán)境(例如，濕度 0% 10%,溫度50°C 2xl02°C )下進(jìn)行，也可在常溫常壓的環(huán)境下進(jìn) 行。常溫常壓下的干燥時(shí)間可根據(jù)獲得的立體造型的大小、水分含 量、各層的厚度等適當(dāng)調(diào)整，如1分鐘 1小時(shí)、5分鐘 3xl0分鐘 或5分鐘 2xl0分鐘。即，本發(fā)明在采用快速原型法時(shí)，采用了含有 較多聚乙烯醇樹脂的造型用組合物，所以可迅速獲得硬度較高的立 體造型。在這一階段，造型用組合物不需要含有足夠的水分，因而 可大大縮短干燥時(shí)間。干燥后則可獲得再現(xiàn)有物體形狀的立體造型。 干燥優(yōu)選在排氣工序中進(jìn)行，例如，通過減壓來排氣等，由此能極 其迅速地進(jìn)行干燥。
按照上述方式獲得的立體造型很有可能未進(jìn)行石膏的水合反應(yīng)。 因此，與充分進(jìn)行了水合反應(yīng)而獲得的立體造型相比，前者的硬度 可能較低。但是，通過在水分較少的狀態(tài)下來形成圖案，可防止水 分?jǐn)U散到不希望的部分上而導(dǎo)致該部分固化。因此，可以說該立體 造型的制造方法對(duì)于迅速制造具有精致外形的立體造型是非常有用 的。此外，因?yàn)樗磻?yīng)未充分進(jìn)行，所以盡管按照上述方式所獲 得的立體造型具有精巧的外形，但可以預(yù)見立體造型的硬度較低。 因此，若想獲得足夠的硬度，可按照后述的固化物制造方法進(jìn)行水 合反應(yīng)。如上所述，骨模型制造方法總體上是按照如下方式來獲得固化
物即，將上述各工序中獲得的立體造型浸漬在水或水溶液中，從 而通過水分來促進(jìn)石膏的水合反應(yīng)，然后對(duì)造型進(jìn)行干燥，由此獲 得具有足夠硬度的固化物。
即，骨模型制造方法大致包括如下工序。石膏粉末除去工序(步 驟B1):用于從按照上述任意一種立體造型制造方法獲得的立體造 型上，除去未固化的造型用組合物的粉末；水分添加工序(步驟B2): 用于將水分添加到所述石膏粉末除去工序中已除去粉末的立體造型 上；干燥工序(步驟B3):用于干燥在所述水分添加工序中添加有 水分的立體造型。下面說明各工序。
石膏粉末除去工序(步驟B1)是指，從立體造型上除去未固化 的造型用組合物的粉末。該工序中，例如可通過噴槍朝立體造型噴 氣，吹掉未固化的石膏粉末。風(fēng)量或噴槍的形狀等可通過公知技術(shù) 適當(dāng)調(diào)整。石膏粉末除去工序所需的時(shí)間也可適當(dāng)調(diào)整，例如5分 鐘 1小時(shí)，優(yōu)選10分鐘 30分鐘。
水分添加工序(步驟B2)是指將水分添加到所述石膏粉末除 去工序中已除去粉末的立體造型上。該水分添加工序中，優(yōu)選加入 足夠石膏進(jìn)行水合反應(yīng)的水分到立體造型上。該水分添加工序中， 可以將立體造型浸漬在水或規(guī)定水溶液中。此時(shí)，由于粉末已經(jīng)在 前面的石膏粉末除去工序中除去，所以可防止與立體造型的外形無 關(guān)的造型用組合物的粉末附著到立體造型上。
對(duì)于本發(fā)明的骨模型制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述水分添 加工序(步驟B2)包括噴霧工序(步驟B2-1),通過朝所述石膏 粉末除去工序中已除去粉末的立體造型上噴射霧狀水分，或者，使 立體造型暴露在高濕環(huán)境下，使水分附著在立體造型的表面上；浸 漬工序(步驟B2-2),在所述噴霧工序之后將立體造型浸漬在水中。
當(dāng)將獲得的立體造型立即浸漬在水中時(shí)，立體圖可能會(huì)出現(xiàn)變形 (潰形)。因此，鑒于該情況，本實(shí)施方式的骨模型制造方法經(jīng)過 了如下工序首先，將水分添加在獲得的立體造型表面(優(yōu)選整個(gè)表面)上，從而通過石膏的水合反應(yīng)加速至少表面上的固化反應(yīng)(優(yōu) 選干燥)，從而可防止立體造型變形，然后，將立體造型浸漬到水 中，由此可充分加速固化反應(yīng)。噴霧工序中，例如采用公知的噴霧 將水或規(guī)定水溶液(優(yōu)選水、交聯(lián)劑水溶液或粘結(jié)劑水溶液)噴射 到立體造型的表面上?；蛘呤沽Ⅲw造型暴露在高濕環(huán)境下，這樣將 水等附著到立體造型的表面上。本發(fā)明中，也可在噴射水分之后對(duì) 立體造型進(jìn)行干燥，然后將其浸漬到水中。干燥可在低溫高濕的環(huán)
境(例如，濕度0%~10%,溫度50°C~2xl02°C )下進(jìn)行,也可在常溫 常壓的環(huán)境下進(jìn)行。常溫常壓下的干燥時(shí)間可根據(jù)獲得的立體造型 的大小、水分含量、各層的厚度等適當(dāng)調(diào)整，如lxl0分鐘 2小時(shí)、 15分鐘 1小時(shí)或2x10分鐘 4xl0分鐘。浸漬工序中，將立體造型 浸漬在充足的水或水溶液中。浸漬時(shí)間也可根據(jù)立體造型的大小適 當(dāng)調(diào)整，如1x10分鐘 2小時(shí)、15分鐘 1小時(shí)或2x10分鐘 4xl0 分鐘。
對(duì)于上述骨模型的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述水分添加 工序(步驟B2)包括(1 ) (3)中任意一種工序。(1)噴霧工序 和浸漬工序。所述噴霧工序是指，在所述石膏粉末除去工序中已除 去粉末的立體造型上噴射霧狀水分，或者使立體造型暴露在高濕環(huán) 境下，由此將水分附著到立體造型的表面上；所述浸漬工序是指， 在所述噴霧工序之后，將立體造型浸漬在交聯(lián)劑水溶液中；(2)噴 霧工序和浸漬工序。所述噴霧工序是指，在所述石膏粉末除去工序 中已除去粉末的立體造型上噴射霧狀交聯(lián)劑水溶液，或者使立體造 型暴露在交聯(lián)劑水溶液的高濕環(huán)境下，由此將交聯(lián)劑水溶液附著到 立體造型的表面上；所述浸漬工序是指，在所述噴霧工序之后，將 立體造型浸漬在交聯(lián)劑水溶液中；(3 )噴霧工序和浸漬工序。所述 噴霧工序是指，在所述石膏粉末除去工序中已除去粉末的立體造型 上噴射霧狀水分，或者使立體造型暴露在高濕環(huán)境下，由此將水分 附著到立體造型的表面上；所述浸漬工序是指，在所述噴霧工序之 后，將立體造型浸漬在水中，再將立體造型浸漬在交聯(lián)劑水溶液中。其中，當(dāng)采用具有乙酰乙?；淖冃跃垡蚁┐紭渲瑫r(shí)，優(yōu)選工序(1 ) 或工序(3)。其原因在于，從立體造型的硬度或骨模型的均一性來 看，優(yōu)選在利用水促進(jìn)形成螯合結(jié)構(gòu)之后用交聯(lián)劑促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)。
由此，通過添加交聯(lián)劑水溶液等交聯(lián)劑，可促進(jìn)立體造型中的交 聯(lián)反應(yīng)，并可獲得具有足夠硬度的骨模型。此外，也可按上述方式 來實(shí)施噴霧工序和浸漬工序。交聯(lián)劑水溶液的濃度可根據(jù)所采用的 聚乙烯醇樹脂的種類或想獲得的固化物的硬度等而適當(dāng)調(diào)整。具體
而言，交聯(lián)劑水溶液的濃度可以為lxlO々容積Q/。 2x10容積％，優(yōu)選 為lxlO"容積o/o 1.5x10容積％。作為交聯(lián)劑，可代替乙二胺或二乙 醇胺等胺類交聯(lián)劑，或者與它們一起適當(dāng)使用如下物質(zhì)甲醛或乙 二醛等的醛類化合物；三聚氰胺-曱醛縮合物或尿素-曱醛縮合物等羥 曱基類化合物；硼酸或硼砂等含硼化合物；2, 4曱苯二異氰酸酯、2， 6曱苯二異氰酸酯、間-亞苯基二異氰酸酯、對(duì)-亞苯基二異氰酸酯或 4，4，-二苯基曱烷二異氰酸酯等異氰酸酯類化合物；或硅烷偶聯(lián)劑等。 其中，交聯(lián)劑優(yōu)選釆用乙二胺或二乙醇胺等的胺類交聯(lián)劑，具體原 因可通過后述實(shí)施例予以證明，交聯(lián)劑更優(yōu)選采用乙二胺、二乙醇 胺或該二者。
干燥工序是使在所述水分添加工序中添加有水分的立體造型干 燥的工序(步驟B3 )。干燥可在低溫高濕的環(huán)境(例如，濕度0%~10%, 溫度50°C 2xl02°C )下進(jìn)行，也可在常溫常壓的環(huán)境下進(jìn)行。常溫常 壓下的干燥時(shí)間可根據(jù)立體造型的大小、水分含量、各層的厚度等 適當(dāng)調(diào)整，4。l小時(shí) 4天、4小時(shí) 3天或6小時(shí) 兩天。
本發(fā)明優(yōu)選比較迅速地制造骨模型，所以干燥時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí) 4小時(shí)。
3-2.造型材料填充工序(步驟2)
造型材料填充工序是對(duì)在所述骨模型制造工序中獲得的骨模型 的骨缺損部分填充造型材料的工序。通過填充造型材料，可獲得骨 填充材造型。
對(duì)于造型材料并沒有特別限定，只要能獲得骨填充材造型即可，例如可采用公知的造型材料。但造型材料優(yōu)選是為能與骨模型相區(qū) 別的材料。具體而言，優(yōu)選X射線透過率、紅外線透過率或紫外線
透過率與所述骨模型不同的造型材料；例如，當(dāng)造型材料固化成填 充材造型時(shí)，其X射線透過率、紅外線透過率或紫外線透過率可分 別為骨模型的X射線透過率、紅外線透過率或紫外線透過率的90% 以下或110%以上。若造型材料具有這樣的X射線透過率、紅外線透 過率或紫外線透過率，則能容易地將填充有造型材料的骨填充材造 型與骨模型區(qū)分開。這種造型材料可以是與骨模型的原料相同，并
具有著色劑、金屬粉末或金屬氧化物粉末等的材料。
造型材料例如可以以蠟成分(例如，牙科用蠟)作為主要成分。 蠟不僅可以是固體石臘，還可以是蜂蠟、微晶蠟、達(dá)馬樹脂、松香、 小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤蠟之一或它們的混合物，其中，優(yōu)選 以固體石臘作為主要成分。以固體石臘作為主要成分的造型材料可 以是通過蜂蠟或微晶蠟來增加柔軟性和粘合性的造型材料；添加 有達(dá)馬樹脂或松香來改善硬度和強(qiáng)度同時(shí)增加粘合性的造型材料； 添加有高熔點(diǎn)的巴西棕櫚蠟來增強(qiáng)蠟的表面光澤度的造型材料。作 為烴類樹脂和乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂混合后的合成樹脂，優(yōu)選在 固體石蠟中加入i 5重量％的乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂。牙科用蠟
可以是固體石臘、條形滾蠟(口一卩7夕'》7 、7夕只)、鑄造用條形 蠟(，口 ， O >7 夕只)、牙床邊緣形成用條形蠟(- AO 7 7夕X )、萬能齒科蠟(7° 口工一f 4卩r 一 7 '乂夕久)、蠟堤 (^ 4卜卩厶義f >f 、;/夕)或雕刻蠟(力一匕乂夕、、7 7夕義)等。 通過凝膠滲透色語(GPC)測定的蠟的數(shù)量平均分子量(Mn)可以 為400 5000, ^f尤選為800 5000,更優(yōu)選為1000 3000，還優(yōu)選為 1500~2500。通過GPC測定的蠟的重量平均分子量與數(shù)量平均分子 量之比(Mw/Mn)可以為4.0以下，優(yōu)選為3.5以下，更優(yōu)選為3.0 以下。重量平均分子量(Mw)和數(shù)量平均分子量(Mn)是通過凝 膠滲透色錯(cuò)(GPC)測得的聚苯乙烯換算值。本實(shí)施方式中的GPC 測定是在溫度為140°C、溶劑為鄰二氯苯的條件下進(jìn)行的。蠟的顏色可以是牙科常用的紅色，除此之外，也可以是白色、黃 色或黑色等。白色蠟是通過將白色顏料氧化鈦混合在固體石蠟等蠟 中制成。黃色蠟例如是通過將黃色顏料鈦黃混合在固體石蠟等蠟中 制成，鈦黃是氧化鈦的一種。黑色蠟例如是通過將黑色顏料苯胺黑 混合在固體石蠟等蠟中制成。
造型材料優(yōu)選含有無機(jī)粉末、有機(jī)粉末、高級(jí)脂肪酸的金屬鹽粉 末、顏料、著色劑、金屬粉末、金屬氧化物粉末等，從而可使固定
有造型材料的骨填充材造型能在x射線透過率、紅外線透過率或紫
外線透過率方面與骨模型區(qū)分開。
無機(jī)粉末可以是氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、硫
酸鋇、硫酸4丐、硫酸鎂、碳酸4丐、碳酸鎂、滑石、云母、高嶺土、 絹云母、白云母、合成云母、金云母、紅云母、黑云母、鋰云母、 石圭酸、無水-圭酸、》圭酸鋁、^圭酸4美、；圭酸4美鋁、-圭酸釣、》圭酸鋇、 硅酸鍶、鴒酸金屬鹽、羥磷灰石、蛭石、氫氧化鋁制品(商品名 乂、 4 ^ ， 4卜)、斑脫土、蒙脫土、鋰蒙脫石、沸石、陶瓷粉末、 二代磷酸鈣、氧化鋁、氫氧化鋁、氮化硼、硅石等。
有機(jī)粉末可以是聚酰胺粉末、聚酯粉末、聚乙烯粉末、聚丙烯粉 末、聚苯乙烯粉末、聚氨酯、苯代三聚氰胺粉末、聚甲基苯代三聚 氰胺粉末、四氟乙烯粉末、聚曱基丙烯酸甲酯粉末、纖維素、絲粉、 尼龍粉、尼龍12、尼龍6、具有二曱基硅酮交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)硅細(xì)粉、 聚曱基倍半硅氧烷的細(xì)粉、苯乙烯-丙烯酸共聚物、二乙烯基苯-苯乙 烯共聚物、乙烯樹脂、脲醛樹脂、酚樹脂、氟樹脂、硅酮樹脂、丙 烯酸樹脂、三聚氰胺曱醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚碳樹脂、微晶纖維素 粉末、淀粉粉末、月桂酰賴氨酸等。此外，也可采用大部分由-[Si-O-]n-結(jié)構(gòu)構(gòu)成的有機(jī)粉末。此時(shí)，分子的一部分可具有-Si( CH2CH2)m-Si-結(jié)構(gòu)。
高級(jí)脂肪酸的金屬鹽粉末(金屬皂)可以是硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、 硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、豆蔻酸鋅、豆蔻酸鎂、鯨蠟醇磷酸酯鋅、鯨 蠟醇磷酸酯鈣、鯨蠟醇磷酸鋅鈉。有色顏料可以是氧化鐵、氫氧化鐵、鈦酸鐵的無機(jī)紅色顏料；？ 氧化鐵等無機(jī)褐色顏料；黃氧化鐵、黃土等無機(jī)黃色顏料；黑氧化 鐵、炭黑等的無機(jī)黑色顏料；錳紫、鈷紫等無機(jī)紫色顏料；氫氧化 鉻、氧化鉻、氧化鈷、鈦酸鈷等無機(jī)綠色顏料；鐵藍(lán)、群青等無機(jī) 藍(lán)色顏料；瀝青類色淀顏料；天然色淀顏料以及其復(fù)合在一起的合 成樹脂粉末等。
珠光顏料可以是具有氧化鈦涂層的云母、氯氧化鉍、具有氧化鈦 涂層的氯氧化鉍、具有氧化鈦涂層的滑石、魚鱗箔(fish scale guanine)、具有氧化鈦涂層的彩色云母等。
金屬粉末顏料可以是鋁粉末、銅粉末、不銹鋼粉末等。 天然色素可以是選自胭脂紅酸、紫膠色酸、紅花素、巴西木素、 藏紅花素等的粉末。在不影響本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，這些粉末可以 是粉末的組合，也可以是用普通的油、硅油、氟化合物或表面活性 劑等處理過的粉末，例如，可以是具有反應(yīng)性的含氫聚硅氧烷；具 有水解烷氧基硅烷基團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷；具有水解曱硅烷基的丙烯 硅類共聚物；根據(jù)需要，也可采用其中一種或二種以上的組合物。
具體情況下，色素可以是所述的氧化鈦等。金屬粉末或金屬氧化物
粉末也沒有特別限定，可根據(jù)情況采用公知的物質(zhì)。金屬粉末或金
屬氧化物粉末優(yōu)選氧化鈦，更優(yōu)選銳鈦型或金紅石型氧化鈦。金屬
粉末或金屬氧化物粉末的粒度(根據(jù)JISR1619分析的粒度)可以是
lxl02nm以上且5xl03nm以下，優(yōu)選為5xl02nm以上且3><103nm以
下。如后面實(shí)施例所述，造型材料可以是含有總重量的90%以上(優(yōu)
選為95%以上)的蠟，并含有總重量的2%以上5%以下的金屬粉末
或金屬氧化物粉末，優(yōu)選含有總重量的3%以上4%以下的金屬粉末
或金屬氧化物粉末。
由于骨模型是根據(jù)RP法等制成的反映患者骨狀態(tài)的模型，所以 醫(yī)生等可將造型材料填充在該骨模型的骨缺損部分上。這樣，由于
是外科醫(yī)生自己直接在精確的骨模型上形成填充材造型，所以可獲 得外科醫(yī)生用起來比較趁手的骨填充材。由于造型材料的主要成分是如固體石蠟等，所以可通過熱水等來增強(qiáng)造型材料的柔軟性，因 此優(yōu)選在該狀態(tài)下裝入可填充骨缺損部分的造型材料。此外，在對(duì) 骨模型的骨缺陷部分填充造型材料時(shí)，造型材料可被自動(dòng)填充在骨 模型的骨缺陷部分上。
由于填充在骨模型的骨缺陷部分上的造型材料是以例如固體石 蠟作為主要成分，所以可通過靜置使其固化，變成骨填充材造型。 該骨填充材造型是用于對(duì)患者進(jìn)行治療等的骨填充材，并與骨缺損 部分在形狀上的高精確度一致。
3-3.骨填充材制造工序(步驟3)
骨填充材制造工序是指，根據(jù)造型材料填充工序中填充在骨模型 的骨缺損部分上的造型材料(或骨填充材造型)，制造用于填充骨 缺損部分的骨填充材。造型材料填充工序中，造型材料是填充在骨 模型的骨缺損部分上。造型材料固化成的骨填充材造型在某些方面 能與骨模型相區(qū)別。因此，優(yōu)選采用這種骨填充材造型等來制造骨
填充材。此外，可根據(jù)獲得的骨填充材造型的形狀制造模具，再通 過粉末注射成型法或?qū)ζ湫薷暮蟮姆椒▉碇圃旃翘畛洳摹?br>
具體而言，可按照如下方式來制造骨填充材即，由于骨填充材 造型與骨模型具有不同的X射線透過率或反射率，所以可通過X射 線CT對(duì)各包含有骨填充材造型的骨模型進(jìn)行攝影，然后將獲得的X 射線透過率或反射率發(fā)送到PC等控制裝置，控制裝置根據(jù)X射線 透過率或反射率的差異來確定骨填充材造型的形狀，并將骨填充材 的形狀信息發(fā)送給骨填充材制造裝置，骨填充材制造裝置根據(jù)所述 形狀信息輸出用于制造骨填充材的指令。該制造裝置例如是基于RP 法的骨填充材的制造裝置，骨填充材可以按照RP法或前述方法來制 造。在按照RP法來制造骨填充材的情況下，原料粉末可釆用以下說 明的磷酸鈣類物質(zhì)等化合物粉末。
下面，按照粉末注塑成型法來說明骨填充材的制造方法。骨填充
材的制造方法大致具有如下工序?；鞜捁ば?qū)哂锈}類物質(zhì)的原 材料和具有粘結(jié)劑的材料進(jìn)行混煉的工序；成型工序采用具有模具的注塑成型機(jī)，通過注塑成型法將在所述混煉工序中獲得的混煉
物形成具有規(guī)定形狀的成型體；粘結(jié)劑去除(脫脂)工序用于去 除所述成型工序中獲得的成型體所含的粘結(jié)劑，獲得脫脂體；燒結(jié) 工序?qū)λ稣辰Y(jié)劑去除工序中獲得的脫脂體加熱并燒結(jié)，獲得燒 結(jié)體。此外，該方法也可包括對(duì)成型體進(jìn)行后處理的后處理工序等 公知工序。
由于按照骨填充材的制造方法獲得的各骨填充材大小均勻，所以 即使骨填充材中含有藥劑時(shí)，也可加入適量的藥劑。此外，由于骨 填充材的密度均勻且大小可控，所以在加入多個(gè)骨填充材的情況下， 可在維持各骨填充材的強(qiáng)度的情況下獲得適當(dāng)?shù)目障堵?。下面，?duì) 骨填充材的制造方法的各工序進(jìn)行說明。
混煉工序?qū)?丐類物質(zhì)的原材料和具有粘結(jié)劑的材料進(jìn)行混 煉的工序。該工序中，優(yōu)選采用粉末狀原料?；鞜捁ば蛑?，混合原 料粉末和粘結(jié)劑等輔助材料，使他們形成適于注塑成型的形狀。
粉末狀原料可以是鈣類物質(zhì)。所述鈣類物質(zhì)可以是磷酸鈣類物 質(zhì)、碳酸4丐類物質(zhì)、乳酸鈣以及葡萄糖酸鈣，其中，優(yōu)選磷酸鈣類 物質(zhì)或碳酸鉤類物質(zhì)。具體而言，原料粉末即磷酸4丐類物質(zhì)可以是 如下物質(zhì)中任意一種或任意兩種以上，即，羥基磷灰石、碳酸磚灰 石、氟磷灰石、氯磷灰石、(3-TCP、 a-TCP、偏磷酸鈣、磷酸四鈣、 磷酸氬釣、磷酸二氫鈣、焦磷酸鈣、磷酸八鈣、它們的鹽或溶劑和 二水合物。其中，優(yōu)選(3-TCP或羥基磷灰石。碳酸鈣類物質(zhì)可以是 碳酸4丐和^_酸氫釣，其中，優(yōu)選碳酸鈣。本實(shí)施方式中，原料粉末 不限于上述物質(zhì)，可根據(jù)情況采用作為骨填充材原料使用的公知物 質(zhì)。
若原料粉末太小，則需要很多粘結(jié)劑，從而會(huì)破壞獲得的骨填充 材的物理特性。若原料粉末太大，則有可能進(jìn)入成型機(jī)的螺桿和料 筒之間的間隙內(nèi)而卡住，或者可能不能順利進(jìn)行燒結(jié)。本發(fā)明中， 基本上是采用粉末注塑成型，但粉末注塑成型中所使用的原料粉末 并非總是是金屬粉末。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，原料粉末的大小例如可以為0.01|im 100iam (即，0.01pm以上，100pm以下。下面對(duì)范圍的限定 方式也與此相同)。優(yōu)選為0.1pm 20(am。在粉末冶金學(xué)中，例如采 用大小約為100pm的粉末。如日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開 2004-97259號(hào)(所述專利文獻(xiàn)l)中所記載，釆用粒度為150jim以 下的羥基磷灰石(該公報(bào)的0025段)。但本發(fā)明優(yōu)選采用粒度 較小的粉末，以提高由原料粉末和粘結(jié)劑混煉而成的混煉物的流動(dòng) 性，并提高燒結(jié)后的密度。此外，雖然本發(fā)明所制造的骨填充材要 求一定程度的強(qiáng)度，但當(dāng)其填充在生物體內(nèi)時(shí)，是假定被破骨細(xì)胞 等侵蝕。從這一點(diǎn)上來，粉末的大小可以是0.1^im 50(im,優(yōu)選 0.5(im~10|im。
混煉工序中，將粘結(jié)劑等除原材料以外的材料(一種或多種化合 物)混合在原材料中。該粘結(jié)劑可以是(曱基)丙烯酸類樹脂、蠟 潤滑劑、(優(yōu)選除(曱基)丙烯酸類樹脂以外的熱塑性樹脂)、以 及具有潤滑劑的物質(zhì)。曱基丙烯酸類樹脂或丙烯酸類樹脂可以是曱 基丙烯酸樹脂或丙烯酸樹脂。具體而言，可以是甲基丙烯酸正丁酯 聚合物、曱基丙烯酸曱酯聚合物或曱基丙烯酸正丁酯和曱基丙烯酸 曱酯的共聚物。甲基丙烯酸類樹脂或丙烯酸類樹脂的分子量沒有特 別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便不破壞獲得的骨填充材的物理 特性，例如，其重量平均分子量可以是Ixl03 lxl05。粘結(jié)劑中的甲 基丙烯酸類樹脂或丙烯酸類樹脂的含量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其 適當(dāng)調(diào)整，以便不破壞獲得的骨填充材的物理特性，如1重量％ 50 重量％。
蠟潤滑劑的熔點(diǎn)可以是40。C 10(TC,優(yōu)選為40°C~70°C。這種熔 點(diǎn)的蠟例如可以是公知的固體石蠟。通過采用這種熔點(diǎn)的蠟，在注 塑成型時(shí)成型體能容易地從模具脫開。本發(fā)明中，更優(yōu)選采用熔點(diǎn) 為6(TC 65。C的蠟潤滑劑，此時(shí)，即使不長時(shí)間地冷卻模具，也可將 成型體從模具中取出。
蠟潤滑劑可以是如下物質(zhì)中的一種或兩種以上。即，液態(tài)石蠟、 鯊烯、角鯊?fù)榈葻N油；油酸、妥爾油、異硬脂酸等高脂肪酸；月桂醇、油醇、異硬脂醇、辛基月桂醇等高級(jí)醇；曱基聚硅氧烷、苯曱 基聚硅氧烷、曱基氫聚硅氧烷、十曱基聚硅氧烷等硅油；肉豆蔻酸 異丙酯、棕櫚酸異丙酯、月桂酸己酯、油酸油酯、油酸癸酯、辛基 十二醇肉豆蔻酸酯、二曱基辛酸十六烷基酯、鄰苯二曱酸二乙酯、 鄰苯二曱酸二丁酯等酯；鱘梨油、山茶油，海龜油，澳大利亞堅(jiān)果 油，玉米油，香油、沖兆仁油，麥胚油、油茶油，蓖麻油，亞麻子油， 紅花油，棉籽油，紫蘇子油，大豆油、花生油、茶籽油、榧子油、 米糠油、西蒙得木油、杏仁油、橄欖油、胡蘿卜油、葡萄籽油、菜 籽油、山茶油、卵黃油、羊毛脂油、貂油等動(dòng)植物油類；甘油、雙 甘油、三甘油、三辛酸甘油、三異棕櫚酸甘油等甘油。蠟潤滑劑的 熔點(diǎn)可根據(jù)這些原料的分子量或組分比而適當(dāng)調(diào)整。
蠟潤滑劑的分子量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便不 破壞獲得的骨填充材的物理特性，例如，其重量平均分子量可以是 Ixl02~lxl06。粘結(jié)劑中的蠟潤滑劑的含量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì) 其適當(dāng)調(diào)整，以便不破壞獲得的骨填充材的物理特性，如1重量％ 50 重量％。
熱塑性樹脂可以是縮醛樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛中的一種或兩種以上。本 發(fā)明中的熱塑性樹脂優(yōu)選采用除(曱基)丙烯酸樹脂和(曱基)丙 烯酸類樹脂以外的樹脂。其中，優(yōu)選采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
熱塑性樹脂的分子量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便 不破壞獲得的骨填充材的物理特性，例如，其重量平均分子量可以 是Ixl03 llxl05。粘結(jié)劑中的蠟潤滑劑的含量沒有特別限定，但優(yōu) 選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便不破壞獲得的骨填充材的物理特性，如1重 量％ 50重量％。
潤滑劑(除蠟潤滑劑以外的潤滑劑)可以是硬脂酸、硬脂酸鹽、 硬脂酸水合物、硬脂酸鹽水合物、d-C5烷基硬脂酸(CrC5烷基表 示具有i 5個(gè)碳原子的烷基。下面與此相同。)中的一種或二種以 上；或者它們之一與聚乙二醇；或者它們之一與聚甘油。潤滑劑的含量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便不破壞獲得的骨填
充材的物理特性，如0.5重量％~15重量％。通過采用這些潤滑劑， 可容易地將成型體從模具中取出。此外，潤滑劑也可起到分散劑的 作用。
鄰苯二曱酸酯類是另一種構(gòu)成粘結(jié)劑的化合物。據(jù)報(bào)道，鄰苯二 曱酸酯類對(duì)生物體有害，因此，優(yōu)選實(shí)施方式中讓粘結(jié)劑大致完全 熱分解，從而也可讓粘結(jié)劑中含有鄰苯二曱酸酯類這種生物親和性 較差的化合物。這種鄰苯二曱酸酯類可以是鄰苯二甲酸二丁酯等的 CrC5烷基鄰苯二甲酸鹽。通過采用這種鄰苯二曱酸酯類，可獲得物 理特性更好的骨填充材。
鄰苯二曱酸酯類的分子量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，
以便不破壞獲得的骨填充材的物理特性，例如，其重量平均分子量 可以是Ixl04 lxl07。鄰苯二曱酸酯類優(yōu)選是不易揮發(fā)的物質(zhì)。鄰笨 二曱酸酯類的含量沒有特別限定，但優(yōu)選對(duì)其適當(dāng)調(diào)整，以便不破 壞獲得的骨填充材的物理特性，例如，0重量％ 20重量％,優(yōu)選為 0.5重量％~15重量％。
粘結(jié)劑可在后面的粘結(jié)劑去除工序等中通過熱分解等去除。即， 具有粘結(jié)劑的部分基本上變成空隙。因此，通過控制加在原材料中 的粘結(jié)劑的量，可調(diào)整獲得的骨填充材的空隙率和強(qiáng)度。但通常情 況下，需要在原材料的粒子之間填充足夠量粘結(jié)劑。其原因在于， 如果粘結(jié)劑的添加量太少，則不能獲得適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，從而會(huì)引起 缺料或空縫等成型缺陷以及獲得的成型體的形狀或密度不均勻的缺 陷。因此，在原材料的重量為100重量份的情況下，粘結(jié)劑的添加 量可以是10重量份~100重量份，也可以是20重量份 50重量份。 原材料與粘結(jié)劑的配比可以是25容積％ 70容積％，優(yōu)選為30容積 % 55容積％，更優(yōu)選為35容積％~45容積％。
對(duì)于骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施例為，在"具有鈣類物質(zhì)
的原材料和具有粘結(jié)劑的材料，，中含有玻璃成分。玻璃成分可以是 以二氧化硅為主要成分的石英玻璃；含有5重量％~20重量％的B203的硼硅酸鹽玻璃；含有5重量％~40重量％的鉛的鉛玻璃；含有5重 量％~30重量％的鉀的鉀玻璃；具有氟化鈉、氟化鋁、氟化鍶的氟鋁 硅酸鹽玻璃；或這些玻璃中之一與硼酸、氧化鑭、氧化釓、氧化鈮、 氧化鋯或鋇中一種或兩種以上的混合物。通過加入玻璃成分，可降 低燒結(jié)體的燒結(jié)性，在燒結(jié)體上形成微小的裂縫和孔，從而可獲得 適于培養(yǎng)細(xì)胞的優(yōu)選骨填充材。此外，因玻璃成分可提高骨填充材
的強(qiáng)度，所以即使產(chǎn)生裂縫和孔，也可獲得具有希望強(qiáng)度的骨填充 材。玻璃成分可以釆用鈦、鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、氧化鋁、 氧化鋯或適量這些物質(zhì)的混合物。也可采用磷灰石(Ca1() ( P04) 60 ) 等的磷酸鈣類結(jié)晶或CaO-Si02-MgO-P205類結(jié)晶玻璃等的磷酸鈣類 結(jié)晶玻璃。
優(yōu)選根據(jù)所需的骨填充材物理特性來適當(dāng)調(diào)整玻璃成分的添加 量，例如，在原材料的重量為100重量份的情況下，玻璃成分的添 加量可以是1重量份 20重量份，也可以是2重量份~10重量份。混 煉材料中玻璃成分的配比可以是1容積％~20容積％,優(yōu)選為2容積 % 10容積％,更優(yōu)選為3容積％ 10容積％。
對(duì)于骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施例為，在"具有鈣類物質(zhì) 的原材料和具有粘結(jié)劑的材料"中含有鹽分或糖分(優(yōu)選為鹽分)。 若含有鹽分或糖分，則可降低燒結(jié)體的燒結(jié)性，在燒結(jié)體上形成微
骨填充材后，通過將其浸漬到水等中可除去鹽分或糖分，獲得多孔 質(zhì)的骨填充材，從而可獲得適于培養(yǎng)細(xì)胞的優(yōu)選骨填充材。作為鹽 分或糖分，可根據(jù)情況采用公知的鹽分或糖分。鹽分是可在水等中 溶解但不在粘結(jié)劑的熱分解溫度下熱分解的鹽分，尤其優(yōu)選無機(jī)鹽， 具體而言，可以是氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或碳酸鈣。作為糖分， 可根據(jù)情況釆用蔗糖、葡萄糖、果糖等公知的糖分。本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例是，在含有鹽分或糖分或者不含有鹽分或糖分這兩種情況下 加入熱分解成分。熱分解成分是指，在混合工序中不熱分解但在成 型工序和燒結(jié)工序中熱分解或在比成型工序和燒結(jié)工序中的加熱溫度高的溫度下熱分解的成分。由于這種熱分解成分在成型中、燒結(jié) 中、燒結(jié)后的任何一個(gè)階段都可熱分解，所以可獲得具有適當(dāng)空隙 的骨填充材。
優(yōu)選根據(jù)所需的骨填充材物理特性來適當(dāng)調(diào)整鹽分或糖分的添
加量。例如，在原材料的重量為100重量份的情況下，鹽分或糖分 的添加量可以是1重量份~20重量份，也可以是2重量份~10重量份。 混煉材料中鹽分或糖分的配比可以是1容積％~30容積％，優(yōu)選為2 容積％~20容積％,更優(yōu)選為3容積％~10容積％。此外，在添加有熱 分解成分的情況下，優(yōu)選添加等量的鹽分或糖分。
混煉工序中，對(duì)所述原料粉末和粘結(jié)劑等進(jìn)行混合，由此獲得用 于注塑成型的化合物。若原料粉末未均勻混合，則會(huì)出現(xiàn)成型體的 外形尺寸不佳等問題。尤其是，從藥物加入量為定量的角度來看， 由于優(yōu)選所述骨填充材的形狀是固定的，所以盡量讓原料均勻混合。
優(yōu)選根據(jù)粘結(jié)劑的種類等適當(dāng)調(diào)整混煉工序中的溫度。若該溫度 太低，則粉末狀原料和粘結(jié)劑不易混合，若該溫度太高，則粘結(jié)劑 容易熱分解，所以該溫度可以是110。C 240。C,優(yōu)選為130。C 19(TC, 更優(yōu)選為140°C 160°C。
為了讓原料均勻混煉，混煉工序中需要很長的時(shí)間。但是，如果 該時(shí)間太長，粘結(jié)劑則會(huì)在混煉過程中熱分解。因此，優(yōu)選根據(jù)粘 結(jié)劑的種類等適當(dāng)調(diào)整混煉工序的時(shí)間，該時(shí)間可以為30分鐘 5 小時(shí)，也可以是45分鐘 1.5小時(shí)。
混煉工序中采用的混煉機(jī)例如可以是加壓式混煉機(jī)、單軸或雙軸 擠出式混煉機(jī)。由于本發(fā)明所獲得的骨填充材是準(zhǔn)備用于移植的醫(yī) 療器械，所以最好避免因混煉機(jī)的葉片磨損而使得骨填充材中混入 雜質(zhì)的情況。從這一點(diǎn)來看，混煉機(jī)的葉片最好由硬度高的材料制 成，優(yōu)選采用進(jìn)行了表面處理而具有錫涂層等表面保護(hù)層的葉片。
混煉工序例如可按如下方式進(jìn)行。先將混煉機(jī)加熱到預(yù)先設(shè)定的 溫度，然后將熔點(diǎn)高的粘結(jié)劑投入混煉機(jī)。在粘結(jié)劑的熔融進(jìn)行到 一定程度之后，投入原料粉末。然后，將熔點(diǎn)低的粘結(jié)劑與原料粉末一起投入混煉機(jī)，在投入1/2容積量~4/5容積量的原料后，投入 DBP (鄰苯二曱酸二丁酯)等低揮發(fā)性成分，然后投入剩余的原材 料。這樣，通過在混煉工序開始時(shí)就混煉高熔點(diǎn)的粘結(jié)劑(高粘性) 和原料粉末，可使粉末的集合體分散。
具體而言，向混煉機(jī)投入(曱基)丙烯酸類樹脂和所述乙烯-醋 酸乙烯酯共聚物，在混煉二者的同時(shí)，向混煉機(jī)中投入所述原材料、 所述固體石蠟和所述硬脂酸，在混煉這些物質(zhì)的同時(shí)，再向混煉機(jī) 中投入所述鄰苯二曱酸二丁酯。通過按這種方式來進(jìn)行混煉，可獲 得注塑成型所用的混合物。
但因本發(fā)明中所獲得的骨填充材今后可取代骨，所以可通過在成 型品上設(shè)置較小的裂縫來促進(jìn)對(duì)骨的取代。從這一點(diǎn)來看，混煉時(shí) 間例如可以是15分鐘~30分鐘，也可以是8(TC 100。C。
成型工序是用于通過注塑成型獲得規(guī)定形狀成型體的工序。骨填 充材優(yōu)選具有從正四面體的中心向各頂點(diǎn)延伸的4個(gè)突起部的形狀， 下面對(duì)用于制造這種骨填充材的模具的例子進(jìn)行說明。所述模具可 包括固定側(cè)模具和活動(dòng)側(cè)模具，其中，固定側(cè)模具上設(shè)置有用于注 入材料的注入口 (門)；活動(dòng)側(cè)模具在注入材料時(shí)與所述固定側(cè)模 具接觸但在成型后與所述固定側(cè)分開。
成型工序中優(yōu)選采用注塑成型機(jī)來進(jìn)行注塑成型。注塑成型機(jī)沒 有特別限定，根據(jù)情況可采用公知的注塑成型機(jī)。注塑成型機(jī)可以 是立式或臥式；高壓式、中壓式或低壓式；柱塞式或螺桿式等。其 中，優(yōu)選采用臥式螺桿式(優(yōu)選采用高壓式)注塑成型機(jī)，以便用 所述磷酸4丐類物質(zhì)來制造微小的骨填充材。但是，當(dāng)螺桿或料筒的 磨損等產(chǎn)生的雜質(zhì)混入成型體時(shí)，雖然對(duì)于普通的成型體不會(huì)有什 么大問題，但若想將骨填充材放在生物體內(nèi)就有問題。因此，優(yōu)選 在螺桿的表面上設(shè)置氮化鈦涂層等磨損保護(hù)層。
粘結(jié)劑去除工序是指，用于去除所述成型工序中獲得的成型體所 含的粘結(jié)劑以獲得脫脂體的工序。粘結(jié)劑去除工序也可稱為脫脂工 序。若該粘結(jié)劑去除工序中沒有徹底去除粘結(jié)劑，則會(huì)在后序的燒結(jié)工序中出現(xiàn)成型體皸裂或膨脹的情況。人們希望的是，脫脂工序 中在不出現(xiàn)變形或裂開等缺陷的情況下完成對(duì)粘結(jié)劑的去除。去除 粘結(jié)劑的方法有升華法、自然干燥法、溶劑抽出法以及加熱脫脂法 等多種方法，其中，優(yōu)選加熱脫脂法。加熱脫脂法又包括在大氣環(huán) 境下、減壓環(huán)境下、加壓環(huán)境下以及保護(hù)氣體環(huán)境下進(jìn)行等多種方 法，其中，優(yōu)選在大氣環(huán)境下進(jìn)行加熱脫脂。在將成型體投入脫脂 爐時(shí)，優(yōu)選將該成型體放置在陶瓷定位機(jī)上(多孔致密質(zhì))。當(dāng)成 型體比較大時(shí)(壁較厚)，優(yōu)選采用氧化鋁等的多孔質(zhì)定位機(jī)。此 外，最好注意定位才幾上的污垢和定位機(jī)加熱后其上掉下的部分，以 避免它們成為雜質(zhì)混在成型體內(nèi)。
粘結(jié)劑去除工序中，例如相應(yīng)于粘結(jié)劑所含樹脂的熱分解溫度， 具有多級(jí)升溫時(shí)間和維持時(shí)間。尤其可通過使熱分解溫度較低的樹 脂有效地?zé)岱纸鈦硖岣邿Y(jié)性。本發(fā)明中，由于使溫度上升，所以 可使熱分解溫度較低的樹脂有效地?zé)岱纸?。在?yōu)選實(shí)施方式中，不 管骨填充材是否填充在生物體內(nèi)，粘結(jié)劑中都可含有生物體親和性 不佳的化合物。多數(shù)情況下，這種化合物是熔點(diǎn)特別低的粘結(jié)劑。 因此，為了在升溫工序中使熔點(diǎn)較低的粘結(jié)劑完全蒸發(fā)，優(yōu)選使溫
度較緩慢地上升。具體而言，在溫度達(dá)到110。C 300。C的第一維持期 間之前(優(yōu)選在達(dá)到230。C 250。C的期間內(nèi)),按照1°。/小時(shí) 3><102。。/ 小時(shí)的方式來升溫，優(yōu)照選按lxl(TC/小時(shí) 2xl()2。C/小時(shí)的方式來升 溫，更優(yōu)選按照2xlO。C/小時(shí) 5xlO。C/小時(shí)的方式來升溫，或按照 3xlO。C/小時(shí) 4xlO。C/小時(shí)的方式來升溫。維持工序例如可以為2x10 分鐘 5小時(shí)，優(yōu)選為3x10分鐘 2小時(shí)。
燒結(jié)工序是用于對(duì)粘結(jié)劑去除工序中獲得的成型體進(jìn)行加熱的 工序。如日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2004-97259號(hào)(所述專利文獻(xiàn) 1)所記載，在125。C下燒結(jié)1小時(shí)(該公報(bào)的0025段)。但本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是，將成型體從大氣環(huán)境加熱到最高溫度為 9xlO^C l.lxl()hC的狀態(tài)。這是為了在例如采用a-TCP等原材料的 情況下，有效地將其轉(zhuǎn)換成卩-TCP。高溫維持時(shí)間例如可以為5xl(T1小時(shí) 3小時(shí)。燒結(jié)工序中，在升溫工序(及維持工序)之后通常是 冷卻工序。冷卻工序可采用7>知的冷卻方法。包括冷卻時(shí)間在內(nèi)的 燒結(jié)時(shí)間例如可以為6小時(shí) 5xl0小時(shí)，優(yōu)選為lxlO小時(shí) 3xlO小 時(shí)。成型溫度可以為 1x102°C~1.5x102°C 。才莫具溫度可以為 lxlO°C~3xlO°C。
具體而言，如消除推桿痕跡和清洗成型體。
除了原料粉末以外，優(yōu)選添加其他公知的藥劑。這樣，由于本發(fā) 明所制造的骨填充材的體積大致相同，所以骨填充材可起到藥劑載 體的作用。該添加的藥劑優(yōu)選為高溫下也不會(huì)破壞其活性的藥劑。
骨填充材也可稱作為骨填補(bǔ)劑，其被填充在骨缺損部位。骨填充 材可以以其自身的狀態(tài)保持在生物體內(nèi)，但優(yōu)選替代生物體內(nèi)的骨 組織。骨填充材的組分可采用公知的組分，如具有鈣類物質(zhì)的組分。 鈣類物質(zhì)可以是磷酸鈣類物質(zhì)、碳酸鈣類物質(zhì)或二者，具體而言， 可以是羥基磷灰石、碳酸磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、(3-TCP、a-TCP、 偏磷酸釣、磷酸四鈣、磷酸八鈣、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、焦磷酸 4丐、它們的鹽或溶劑化物中任意一種或任意兩種以上。
本發(fā)明中，優(yōu)選骨填充材內(nèi)含有適當(dāng)藥劑。具體而言，在制造骨 填充材的工序中，優(yōu)選在磷酸鈣類物質(zhì)等骨填充材的主要成分中添 加適當(dāng)藥劑。
本發(fā)明中，還優(yōu)選在制造的骨填充材上浸漬或涂敷適當(dāng)藥劑。藥 劑的涂敷方法包括浸漬涂敷法、噴射涂敷法和旋轉(zhuǎn)涂敷法。即，先 讓藥劑溶解在公知的藥劑學(xué)所允許的稀釋劑(溶劑)中，獲得醫(yī)藥 組合物，再利用該醫(yī)藥組合物來進(jìn)行所述浸漬涂敷、噴射涂敷或旋 轉(zhuǎn)涂敷。其中，優(yōu)選浸漬涂敷。當(dāng)將藥劑浸漬涂敷在骨填充材上時(shí)， 藥劑則浸漬在骨填充材的表面或內(nèi)部。即，本發(fā)明可提供一種浸漬 或涂敷有規(guī)定藥劑的骨填充材。下述藥劑可混合在通過RP法等制造 骨填充材時(shí)所用的原料內(nèi)。
本發(fā)明骨填充材的優(yōu)選實(shí)施方式是，所述藥劑包括骨或軟骨形成促進(jìn)劑(具有軟骨形成促進(jìn)因子)、關(guān)節(jié)疾病治療劑、骨或軟骨疾 病預(yù)防劑、骨或軟骨疾病治療劑、骨再生劑、骨吸收抑制劑、血管 新生促進(jìn)劑、抗菌劑、抗生素或抗癌劑。本發(fā)明骨填充材的優(yōu)選實(shí) 施方式是，所述藥劑包括下述分子結(jié)構(gòu)(1)所表示的噻吩并吲唑衍
生物(thienoindazole derivative )。該分子結(jié)構(gòu)(1 )所表示的蓬吩并 吲唑衍生物(4， 5-二氫-l-曱基-lH-p塞吩[3, 4-g]巧l唑衍生物)例如 可按照日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2002-356419號(hào)所記載的方法來 制造。優(yōu)選本發(fā)明的骨填充材中含有有效量的藥劑，以獲得規(guī)定的 效果。即，因本發(fā)明中可采用公知的藥劑，所以可根據(jù)情況調(diào)整該 藥劑的含量，以便在骨填充材中加入所需量(有效量)的藥劑，從 而可在其特定用途上有效地發(fā)揮作用。
(分子結(jié)構(gòu)(1 )中，R'可以是羧酰胺基(-CH(NH2) (C02H)), -CH ( NH2) ( S03H ) , -CH ( NH2) ( S02NHR" ) , -CH ( NH2) (PO (NH2) OH以及-CH (NH2) ( PO ( OR" ) OH )(其中，分 子結(jié)構(gòu)中的Rn表示碳原子為1 5的直鏈烷基)。R '優(yōu)選是羧酰胺 基。)
骨或軟骨形成促進(jìn)劑是可促進(jìn)骨或軟骨形成的藥劑，其可采用公 知的藥劑，具體而言，軟骨形成促進(jìn)劑可以是國際公開2002-087620 號(hào)小冊子所公開的如下物質(zhì)，即，2-[l-(2,2-二乙氧基-乙基)-3-(3-對(duì)曱苯基-脲基)-2,3-二氫-111-吲哚-3-基]-^對(duì)曱苯基-乙酰胺(2-[1-(2，2一Diethoxy-Gthyl)隱3隱(3-p—tolyl—urddo )-2,3-dihydro-lH-indol-3-yl]-N-p-tolyl-acetamide)。軟骨形成促進(jìn)劑可 以是骨形成促進(jìn)因子。骨形成促進(jìn)因子通常被稱作為BMP (Bonemorphogenetic protein;骨形成蛋白)，該BMP是一種骨誘導(dǎo) 物質(zhì)或軟骨誘導(dǎo)物質(zhì)，其從細(xì)胞外作用在未分化的間充質(zhì)細(xì)胞上， 使其遺傳性狀分化為軟骨細(xì)胞和造骨細(xì)胞。骨形成促進(jìn)因子可以是 BMP1 13。本發(fā)明中，若采用BMP藥劑時(shí)，該BMP既可以是基因 重組的BMP,又可以是從Dunn骨肉瘤中分離并純化得到的BMP (Takaoka， k., Biomedical Research, 2(5)466-471(1981))，其可通 過公知的制造方法獲得。
關(guān)節(jié)疾病治療劑包括p38MAP激酶抑制劑(WO00/64894等中 公開的蓬唑類化合物等)；基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(MMPI);脫氫 皮質(zhì)醇、氫化可的松、甲基強(qiáng)的松龍、糖皮質(zhì)激素類倍他米松以及 倍他米松等抗炎癥甾體制劑；吲哚美辛、雙氯芬酸、氯索洛芬、布 洛芬、吡羅昔康、舒林酸等非甾體類消炎止痛劑。
骨或軟骨疾病預(yù)防劑或者骨或軟骨疾病治療劑例如包括如下非 肽類骨形成促進(jìn)物質(zhì)和難溶性肽類骨形成促進(jìn)物質(zhì)中任意一種或兩 種以上的混合物，該非肽類骨形成促進(jìn)物質(zhì)例如是前列腺素Al衍生 物、維生素D衍生物、維生素K2衍生物、二十碳五晞酸衍生物、芐 基磷酸、雙膦酸衍生物、性激素衍生物、酚磺酞衍生物、苯并噻喃 或苯并慮平(benzothiepine )的衍生物、噻吩并吲唑書亍生物、四烯甲 萘醌衍生物、賽菊芋黃素衍生物。這些物質(zhì)中任何一種都可通過公 知的方法獲得。骨或軟骨疾病預(yù)防劑中既可含有預(yù)防骨或軟骨疾病 發(fā)生病變的藥劑，又可含有防止預(yù)防骨或軟骨疾病發(fā)展的藥劑，還 可同時(shí)具有這兩種藥劑。
骨再生劑包括如下物質(zhì)中任意一種或兩種以上的混合物，即，鈣 調(diào)蛋白、放射菌素D、環(huán)孢菌素A、硫酸葡萄糖胺、鹽酸葡萄糖胺、 骨髓提取物、磷酸鈣、乳酸/羥乙酸/s-己內(nèi)酯共聚物、富含血小板血 漿、人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞。這些物質(zhì)均可通過公知的方法獲得。
骨吸收抑制物質(zhì)包括雌激素劑、降血4丐素以及二碳磷酸鹽化合物中的任意 一 種或兩種以上的混合物。這些物質(zhì)均可通過公知的方法 獲得。
血管新生促進(jìn)劑包括如下物質(zhì)中任意 一 種或兩種以上的混合物，
即，靛藍(lán)胭脂紅；4-[1^-曱基-:^- (2-苯基乙基)氨基]-l- (3, 5-二曱 基-4-丙氨基苯曱?；?哌啶；4-(5H-7， 8， 9, 10-四氫-5, 7, 7， 10, 10-五曱基苯并[e]萘并[2， 3-b][1, 4]二氮雜草-13-基)苯曱酸； 激活蛋白C;尾加壓素II樣多肽化合物；成纖維細(xì)胞生長因子(FGF) (包括堿性FGF和酸性FGF);血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF ) (優(yōu)選血小板衍生因子)；肝細(xì)胞生長因子(HGF);血管生成素 (包括血管生成素-1和血管生成素-2。)；血小板衍生生長因子 (PDGF);胰島素樣生長因子(IGF)或平滑肌胚胎型肌球蛋白重 鏈(SMemb)。其中，優(yōu)選成纖維細(xì)胞生長因子(Hockel, M.etal.， Arch.Surg., No.128, p.423, 1993 )。成纖維細(xì)胞生長因子優(yōu)選為磁^ 性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF),具體而言，如曲弗明(重組基因)。 即，本發(fā)明骨填充材的一優(yōu)選實(shí)施方式為，在所述骨填充材中，所 述藥劑具有曲弗明、其鹽、其溶劑化物或其藥物前體。"其鹽"是指 曲弗明的鹽，具體的鹽與前面所述的鹽相同。"其溶劑化物"是指曲 弗明的溶劑化物，具體的溶劑化物與前面所述的溶劑化物相同。"其 藥物前體"是指曲弗明的藥物前體，在其藥物前體進(jìn)入生物體內(nèi)等 后，會(huì)轉(zhuǎn)變成曲弗明、其電離物(離子)或其鹽等。具體而言，其 藥物前體具有氨基等保護(hù)基，該保護(hù)基在生物體內(nèi)時(shí)會(huì)脫落，從而 可與曲弗明起到相同的作用。
抗菌劑或抗生素可釆用公知的抗菌劑或抗生素。具體而言，抗菌 劑或抗生素可以是如下物質(zhì)中任意 一種或兩種以上的混合物。即， 磺胺醋酰(sulfacetamide)、磺胺曱二唑(sulfamethizol)、磺胺二 曱嘧啶(sulfadimidine)、磺胺曱基嘧啶等磺胺劑(sulfadiazine); 氯霉素(chloramphenicol: CP)、曱砜霉素(tiamphenicol )等氯霉 素類抗菌劑；氧氟沙星(Ofloxacin: OFLX )、環(huán)丙沙星(ciprofloxacin: CPFX )、恩氟沙星(e訓(xùn)floxacin )、洛米沙星(lomefloxacin: LFLX )、，氟沙星(rufloxacin)、左氧氟沙星(levofloxacin: LVFX)、氟羅 沙星(fleroxacin: FLRX)、那氟沙星(nadifloxacin: NDFX)、諾 氟沙星(norfloxacin: NFLX)、施怕沙星(sparfloxacin: SPFX)等 查啉酮類抗菌劑；梭鏈孢酸(fusidicacid: FA);鐮孢真菌素 (fusafungine );石壽霉素(fosfomycin: FOM);莫匹羅星(mupirocin: MUP);溴莫普林(brodimoprim );地紅霉素(dirithromycin ); 千青霉素(benzylpenicillin: PCG)、普魯卡因青霉素G (普魯卡因 青霉素G的鹽，penicillin G procaine )、千星青霉素(卡星青霉素的 鹽，benzathine penicillin )、苯氧曱基青霉素(phenoxymethylpenicillin|; Penicillin V )、甲氧苯青霉素(methicillin )、氨節(jié)青霉素(ampicillin: ABPC)、氯唑西林(cloxacillin: MCIPC )、羧芐青霉素(carbenicillin )、 匹氨青霉素(pivampicillin: PVPC )、羥氨芐青霉素(AMPC )、酞 氨西林(talampicillin: TAPC )、巴氨西林(bacampicillin: BAPC )、 替卡西林(ticarcillin: TIPC )、阿洛西林(azlocillin )、美洛西林 (mezlocillin)、匹美西林(pivmecillinam: PMPC)、。底拉西沖木 (piperacillin: PIPC )、阿莫西林-克拉維酸(amoxicillin: AMPC/clavulanic-acid: CVA; co-amoxiclav ))、阿巾白西林(apalcillin )、 替莫西林(temocillin )、替卡西林-克拉維酸(ticarcillin/clavulanic acid: CVA)、氨卞西沖木-舒巴坦(ampicillin: ABPC/sulbactam: SBT)、 舒他西林(sultamicillin: SBTPC )、旅拉西林-他佐巴坦(piperacillin: PIPC/tazobactam: TAZ)等青霉素類抗生素；鏈霉素(streptomycin: SM)等鏈霉素類抗生素；氯四環(huán)素(chlortetracycline)、金霉素 (aureomycin)、 氯霉素(chloramphenicol: CP) 、 土霉素 (oxytetracycline: OTC )、去曱氯四環(huán)素(demethylchlortetracycline )、 去曱基金霉素、去曱基金霉素注冊商標(biāo)、賴曱環(huán)素(lymecycline)、 強(qiáng)力霉素(doxycycline: DOXY) 、 二曱胺四環(huán)素(minocycline: MINO)等四環(huán)素類抗生素；新霉素(neomycin)、奇》文線菌素 (spectinomycin: SPCM )、慶大霉素(gentamycin: GM )、托普霉 素(tobramycin: TOB)、阿米卡星(amikacin: AMK)、小諾米星(mic腿omicin: MCR)、異帕米星(isepamicin: ISP)、阿貝卡星
(arbekacin: ABK)等氨基糖苷類抗生素；紅霉素(erythromycin: EM)、螺J走霉素(spiramycin: SPM)、 羅紅霉素(roxithromycin: RXM )、阿齊紅霉素(azithromycin: AZM )、麥迪霉素(midecamycin: MDM)、克拉仙霉素(clarithromycin: CAM)等大環(huán)內(nèi)酯類抗生素； 萬古霉素(vancomycin: VCM)、替考拉寧(teicoplanin: TEIC)等 糖肽類抗生素；黏菌素(colistin: CL)等多肽類抗生素；維及霉素
(virginiamycin )、普那霉素(pristinamycin )等鏈陽性菌素類抗生 素；氯林可霉素(clindamycin: CLDM)等林可霉素類抗生素；頭孢 氨千(cephalexin: CEX)、頭孢唑啉(cefazolin: CEZ)、頭孢拉定
(cefradine: CED)、頭孢羥氨千(cefadroxil: CDX)、頭孢孟多
(cefamandole: CMD)、頭孢呋辛(cefuroxime: CXM)、頭孢克 洛(cefaclor: CCL)、頭孢瘞肟(cefotaxime: CTX)、頭孢磺啶
(cefsulodin: CFS )、頭孢派酮(cefperazone )、頭孢替安(cefotiam: CTM)、頭孑包曲+》(ceftriaxone: CTRX )、頭孑包曱月虧(cefmenoxime: CMX)、頭孢他定，(ceftazidime: CAZ )、頭孢唑肟(ceftiroxime )、 頭孢羥千磺峻(cefonicid)、頭孢匹胺(cefpiramide: CPM)、頭孢 哌酉同-舒巴坦(cefoperazone: CPZ/sulbactam: SBT)、頭孢泊月虧
(cefpodoxime: CPDX )、頭孑包J也口秦(cefodizime )、頭孑包;也尼(cefdinir: CFDN)、頭孑包J也美(cefetamet: CEMT)、頭孢匹羅(cefpirome: CPR)、頭孢丙烯(cefprozil)、頭孢丁烯(七7工T 4 7、、 7工7 )
(ceftibufen)、頭孢吡肟(cefepime: CFPM )等先鋒霉素類抗生素； 頭孢西丁 (cefoxitin: CFX)、頭孢美唑(cefmetazole: CMZ)、頭 孢替坦(cefotetan: CTT )等頭霉素類抗生素；拉氧頭孢(latamoxef: LMOX)、氟氧頭孢(flomoxef: FMOX)等氧頭孢烯類抗生素；亞 胺培南一西司他丁 ( imipenem: IPM/cilastatin: CS;泰能注冊商 標(biāo))等碳青霉烯類抗生素；氨曲南(aztreonam: AZT)等單環(huán)內(nèi)酰 胺類抗生素；氯拉卡比(loracarbef: LCBF )等碳頭孢烯類抗生素； 帕尼培南-倍他米隆(panipenem: PAPM/betamipron: BP)等碳青霉烯類抗生素；泰利霉素(telithromycin: TEL)等酮內(nèi)酯類抗生素。
抗癌劑是用于治療或預(yù)防癌癥的藥品。其可采用公知的抗癌劑。 具體而言，包括OK-432 (商品名為溶鏈菌)等抗癌溶鏈菌制劑；云 芝多糖K、蘑菇多糖、裂殖菌多糖、西索菲蘭等抗癌多糖體；絲裂 霉素C (商品名為絲裂霉素等)、放射菌素D (商品名為可美凈)、 鹽酸博萊霉素(商品名為博萊霉素)、硫酸博萊霉素(商品名為博 萊霉素-S)、鹽酸道諾霉素(商品名為道諾霉素)、鹽酸亞德里亞 霉素(商品名為阿霉素)、新制癌菌素(商品名為新制癌菌素)、 鹽酸阿柔比星(商品名為阿克拉霉素)、鹽酸表柔比星(商品名為 表柔比星)等抗癌抗生素；長春堿這樣的有絲分裂抑制劑；順二氯 二氨鉑、碳鉑、環(huán)磷酰胺這樣的烷化劑；如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷 和羥基脲(hydroxyurea) 、 N-{5-[N- (3, 4-二氬-2-曱基-4-氧代壹唑 啉-6-基曱基)-N-曱氨基]-2-噻吩曱酰}-L-谷氨酸這樣的抗代謝劑；亞 德里亞霉素和博來霉素這樣的抗癌抗生素；如天門冬酰胺酶這樣的 酶；依托泊苷這樣的拓樸異構(gòu)酶抑制劑；干擾素這樣的生物反應(yīng)修 飾劑；"NOLVADEX"(三苯氧胺)這樣的抗雌激素；"CASODEX" 這樣的抗雌激素物質(zhì)；氟尿嘧啶、喃氟啶、替加氟-尿嘧啶和甲氨蝶 呤這樣的抗代謝劑；長春新堿這樣的植物堿基；絲裂霉素C、放射 菌素D、鹽酸博萊霉素、硫酸博萊霉素、鹽酸道諾霉素、鹽酸亞德 里亞霉素、新制癌菌素、鹽酸阿柔比星、阿克拉霉素、鹽酸表柔比 星這樣的抗癌抗生素；環(huán)三磷。秦-鉑絡(luò)合物復(fù)合體(cyclotri phosphazene-platinum complex )、順柏-鉑絡(luò)合物復(fù)合體等鉑絡(luò)合物。 由于人們希望本發(fā)明的骨填充材能促進(jìn)其在生物體內(nèi)對(duì)骨的替 代，所以可將具有特定的多肽或基因的藥劑浸漬在骨填充材中或涂 敷在其表面上。這種多肽或基因包括堿性成纖維細(xì)胞生長因子 (bFGF);血小板衍生生長因子(PDGF);胰島素、胰島素樣生長 因子(IGF);肝細(xì)胞生長因子(HGF);膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因 子(GDNF);神經(jīng)營養(yǎng)因子(NF);激素；細(xì)胞因子；骨形成因 子(BMP);轉(zhuǎn)化生長因子(TGF);血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VGEF )。其中，優(yōu)選促進(jìn)血管新生和/或骨形成的生長因子。這種生長因子例
如包括骨形成因子(BMP)、骨生長因子(BGF)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VGEF)和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)。具體而言，如日本發(fā)明專利公報(bào)特許3713290號(hào)所公開的鈣結(jié)合蛋白基因。骨填充材中可含有有效量的用于基因治療的基因?；蚩稍谄渥陨淼臓顟B(tài)下(棵
露狀態(tài))以膠束狀包含在骨填充材中，或者以轉(zhuǎn)換成病毒載體等公知載體的基因重組載體形式包含在骨填充材中。藥劑也可以是公知的基因抗體。
可按照常規(guī)方法根據(jù)公知的堿基順序來調(diào)整基因。例如，按照如下方法來調(diào)整靶向基因的cDNA:即，先從造骨細(xì)胞中提取RNA，并根據(jù)公知的堿基順序合成引物(引子)，然后用PCR法進(jìn)行克隆，這樣，則可調(diào)整靶向基因的cDNA。此外，也可采用市售的基因。
對(duì)于本發(fā)明的骨填充材，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨填充材中含有穩(wěn)定劑。作為穩(wěn)定劑，可采用聚合物等中所用的公知穩(wěn)定劑，也可此藥學(xué)中所允許的穩(wěn)定劑。本發(fā)明的骨填充材大部分能在生物體內(nèi)長時(shí)間保持其強(qiáng)度。但由于生物體存在蛋白酶等酶，所以假定骨填充材會(huì)在早期被分解。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是，穩(wěn)定劑中含有蛋白酶抑制劑等抑制劑。這種抑制劑可采用公知的酶抑制劑。具體而言，蛋白酶抑制劑可以是如下物質(zhì)中的任意一種或兩種以上。即，4-(2-氨乙基)苯磺酰氟;抑肽酶(Aprotinin);貝他茵(Bestain );鈣蛋白酶抑制劑I ;鈣蛋白酶抑制劑II;胰凝乳蛋白酶抑制劑(Chymostain ) ; 3, 4-二氯異香豆素(3,4畫Dichloroisocoumarin );E-64; EDTA; EGTA;乳胞素(Lactacystin );亮肽素(Leupeptin );MG-115, MG-132;胃蛋白酶抑制劑(PepstainA);苯基曱磺酰氟；蛋白酶體抑制劑I;對(duì)曱苯磺酰-L-賴氨酸氯曱基酮；對(duì)曱苯磺酰-L-苯丙氨酸氯曱基酮；或酪氨酸酶抑制劑。這些蛋白酵抑制劑是市售抑制劑，其抑制濃度也是公知的。對(duì)于由本發(fā)明的骨填充材所形成的化合物，其優(yōu)選實(shí)施方式為，該化合物在生物體內(nèi)長時(shí)間保持其強(qiáng)度，且使藥劑具緩釋性。因此，本發(fā)明的骨填充材，優(yōu)選為所述蛋白酶抑制劑的含量為其1次給藥量的2倍 100倍，更優(yōu)選為1次給藥量的2倍~50倍。蛋白酶抑制劑的具體含量可根據(jù)所用蛋白酶抑制劑的種類的不同而不同，但優(yōu)選含有能有效發(fā)揮作用的量(有效量)，通常情況下，每lg骨填充材中含有0.1昭 0.5mg的蛋白酶抑制劑；也可含有1(ig 0.1mg的蛋白酶抑制劑；還可含有10|ig~0.1mg的蛋白酶抑制劑；蛋白酶抑制劑具體的加入量大致與所加骨填充材的位置的容積成t匕例地變化。
本發(fā)明中，還優(yōu)選將粘合性給予劑浸漬在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)內(nèi)，或?qū)⑵渫糠笤谥圃斓墓翘畛洳?或燒結(jié)工序
況下，也可讓粘合性給予劑與原料粉末混合，從而獲得原料粉末中混合有粘合性給予劑的骨填充材(此時(shí)，不僅骨填充材的表面上具有粘合性給予劑，而且表面被骨置換而新出現(xiàn)的表面上也具有粘合性給予劑，所以可保持粘結(jié)性)。此外，粘合性給予劑也可以粉末狀態(tài)散布在成型體或燒結(jié)體的表面上。通過混合很多骨填充材和粉末狀粘合性給予劑并適當(dāng)攪拌來混合粉末，可讓粘合性給予劑附著在骨填充材的表面上。可讓粘合性給予劑與所述藥劑 一起浸漬在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)內(nèi)，或涂敷在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)上。也可只讓粘合性給予劑浸漬在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)內(nèi)，或涂敷在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)上。粘合性給予劑是用于提高骨填充材之間粘合凝聚性的作用劑，其優(yōu)選是這樣一種物質(zhì)，即，其在粘合性給予劑獨(dú)立存在時(shí)不具有較強(qiáng)的粘合性，但當(dāng)在生物體內(nèi)與體內(nèi)細(xì)胞等接觸時(shí)粘合凝聚性則會(huì)變強(qiáng)。具體而言，粘合性給予劑可以是凝血酶。凝血酶是容易使血液凝固的酶中的一種。凝血酶在生物體內(nèi)的作用是生成纖維蛋白，纖維蛋白是使血液凝固的血液凝固物質(zhì)。通過凝血酶所生成的纖維蛋白，容易使血液凝固。從而，若以凝血酶作為粘合性給予劑時(shí)，則可增強(qiáng)骨填充材表面的粘合凝聚性。這樣，可將骨填充材彼此固定，提高骨填充材整體的強(qiáng)度?？梢园凑张c上述藥劑相同的方式將與上述藥劑等量的凝血酶浸漬在在骨填充材(或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)內(nèi)，或?qū)⑵渫糠笤诠翘畛洳?或燒結(jié)工序中獲得的燒結(jié)體)上。
"其鹽"是指上述化合物的鹽，尤其是指藥學(xué)中所允許的所述化合物的鹽。本說明書中的"藥學(xué)中所允許的"的意思是指不會(huì)對(duì)接受者有害。本發(fā)明中的多磷酸可通過常規(guī)的方法制成多磷酸鹽。該鹽例
如可以是鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽等堿金屬鹽；鈣鹽、鎂鹽等堿土類金屬鹽；鋁鹽、鐵鹽、鋅鹽、銅鹽、鎳鹽、鈷鹽等金屬鹽；銨鹽等無機(jī)鹽；叔辛基胺鹽(t-octylamine salt) 、 二千基胺鹽、嗎啉鹽、葡萄糖胺鹽、苯基甘氨酸烷基酯鹽、乙二胺鹽、N-曱基葡萄糖胺鹽、胍鹽、二乙胺鹽、三乙胺鹽、二環(huán)己基胺鹽、N, N，-二千乙二胺鹽、氯普魯卡因鹽、普魯卡因鹽、二乙醇胺鹽、N-芐基-N-苯乙胺鹽、哌。秦鹽、四曱基銨鹽、三(羥曱基)氨基曱烷鹽等有機(jī)鹽等的胺鹽。其中，多磷酸鹽優(yōu)選堿金屬鹽，更優(yōu)選鈉鹽。本說明書中，"其鹽"不僅包括無水鹽，還包括含水鹽。所述鹽通過在如生物體等內(nèi)電離而與上述化合物起到相同的作用。
"其溶劑化物"是指所述化合物的溶劑化物。溶劑化物包括水合物。當(dāng)將本發(fā)明中的藥劑放置在大氣中或使其再結(jié)晶時(shí)，該藥劑則會(huì)吸收水分而帶上附著水或變成水合物。以這種方式形成的溶劑化物也包括在"其溶劑化物"中。這些溶劑化物通過在生物體等內(nèi)電離而與上述化合物起到相同的作用。
3-4.骨填充材的使用方法
按照如上方式所制得的骨填充材例如用于外科或整形外科在治療時(shí)填充骨缺損部分。如圖l所示，對(duì)于骨缺損部分上填充有本發(fā)明的骨填充材的患者，由于本發(fā)明的骨填充材與骨缺損部分的形狀一致，所以當(dāng)填充骨填充材填充在骨缺損部分上時(shí)，可保持填充部分的強(qiáng)度。此外，因骨填充材可迅速替代骨組織，所以骨組織能盡快再生。即，本發(fā)明還可提供一種采用如上制得的骨填充材來治療骨缺損患者的治療方法。4. 骨填充材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明還涉及一種骨填充材的制造方法，該方法包括如下工序。即，制造骨模型的骨模型制造工序；造型材料設(shè)置工序?qū)λ龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑蝎@得的骨模型設(shè)置造型材料；骨填充材制造工序
根據(jù)所述造型材料設(shè)置工序中設(shè)置在骨模型上的造型材料，制造骨填充材。造型材料設(shè)置工序優(yōu)選對(duì)所述骨模型制造工序中獲得的骨模型設(shè)置造型材料，以修正骨模型的非對(duì)稱性。這樣，可獲得能修正骨變形的骨填充材。對(duì)于該骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，所述骨模型制造工序中獲得的骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)
施方式為，所述造型材料填充工序中所采用的造型材料是X射線透
過率、紅外線透過率或紫外線透過率與所述骨模型不同的造型材料。對(duì)于上述任意一種骨填充材的制造方法，其優(yōu)選實(shí)施方式為，骨模型是骨缺損患者、骨變形患者或美容整形患者的骨模型。按照本發(fā)明的骨填充材的制造方法所獲得骨填充材可修正骨變形或美化骨骼，所以可有效地應(yīng)用在對(duì)骨變形的治療或美容整形等方面。
5. 石膏托的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明還涉及一種骨填充材和石膏托的制造方法，該方法包括如下工序。即，骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；骨模型制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型；造型材料設(shè)置工序?qū)λ龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑兄圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置骨填充用的造型材料和石膏托形成用的造型材料，該石膏形成用的造型材
息獲得:序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)i有造型材料的;模
型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材和石膏托制造工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的數(shù)字信息，制造骨填充材和石膏托。通過采用上述骨填充材和石膏托的制造方法，可獲得適于患者的 骨填充材，還可設(shè)計(jì)能適當(dāng)支承該骨填充材的石膏托。由于石膏托 形成用的造型材料中含有與所述骨填充材用的造型形成材料不同的
材料，所以在通過CT掃描或MRI等拍照時(shí)，可區(qū)分出二者的形狀。 具體而言，也采用與所述骨填充材的制造方法相同的方法來制造石 膏托。此外，石膏托的材料可以是用于石膏托的公知材料，也可以 是與骨填充材相同的材料。
本發(fā)明還涉及一種石膏托的制造方法，該方法包括如下工序。即， 骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所 述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖， 還獲得所述骨周圍的軟組織的相關(guān)數(shù)字信息；石膏托制造工序根 據(jù)在所述骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟 組織的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的石膏托。由于 是根據(jù)所述軟組織的數(shù)字信息來制造石膏托，所以可制造形狀適于 患者的定制石膏托。本說明書中的軟組織是指生物體內(nèi)除骨之外的 較軟的部位，具體而言，是指內(nèi)臟、肉和皮膚等。就本發(fā)明的骨填 充材和石膏托的制造方法以及石膏托的制造方法而言，可采用前述 的骨填充材制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式和。具體而言，可按如下方式 來設(shè)計(jì)石膏托，例如，以左右對(duì)稱的某些部位(如顱骨、下顎部分、 上顎部分、四肢或骨盆等)作為對(duì)象部位，選擇比對(duì)應(yīng)的部位低規(guī) 定閾值(如5mm)以上的部分，并模擬該部分上設(shè)置有骨填充材時(shí) 的形狀，然后，將石膏托設(shè)計(jì)成對(duì)設(shè)置有骨填充材的部分進(jìn)行覆蓋 的形狀。這種設(shè)計(jì)可通過編制一種使計(jì)算機(jī)按上述方式動(dòng)作的程序 而輕易地實(shí)現(xiàn)。即，由具有軟組織信息和對(duì)象部位即骨的信息的計(jì) 算機(jī)讀取存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的程序，并執(zhí)行規(guī)定的運(yùn)算，由此獲得石膏 托的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。此外，也可將石膏托設(shè)計(jì)成僅僅是讓軟組織部分高 出規(guī)定值(如lcm)的形狀。
6.外觀模型和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明還涉及 一 種描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的身體某部位的外觀模型。由于外觀模型上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案，所以可客觀地 確定特定部位的變形。尤其是在比較手術(shù)前后的外觀模型后，可客 觀地確定手術(shù)進(jìn)行了何種程度的變化。
上述外觀模型的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述外觀模型是再現(xiàn)了患者特 定部位的外表的模型?；颊咛囟ú课豢砂ㄇ懊嫠龅牟课坏?，具 體而言，如面部、頭、四肢、胸、下腹部或腰等。
對(duì)于上述外觀模型，其優(yōu)選實(shí)施方式為包括如下工序。即，剖視
圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述特定部位 的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中包括所述患者特定部位的多個(gè)骨和 軟組織的剖視圖；描繪信息獲得工序根據(jù)所述剖視圖信息獲得工 序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，計(jì)算所述特 定部位的表面各部位距基準(zhǔn)面的高度，或所述特定部位的表面各部 位和基準(zhǔn)點(diǎn)在平面上的錯(cuò)位量；外觀模型制造工序通過快速原型 法制造所述患者特定部位的外觀模型，并根據(jù)所述描繪信息獲得工 序中獲得的高度或平面上的錯(cuò)位量，描繪等高線或網(wǎng)格圖案。通過 這種制造方法，可恰當(dāng)?shù)刂圃焱庥^模型。患者特定部位是填充骨填 充材的部位，如因事故等而缺損的部位、因骨變形疾病等而發(fā)生骨 骼變形的部位等。本發(fā)明中，由于既可獲得手術(shù)前的外觀模型，又 可獲得手術(shù)后的外觀模型，所以可顯示出外科手術(shù)等手術(shù)前后外觀 發(fā)生了何種程度的變化。外觀模型可采用與前述骨模型相同的材料 和相同的方式制得。即，本說明書中，可采用前述的制造骨模型的 裝置和方法來制造外觀模型?？筛鶕?jù)上述記載進(jìn)行適當(dāng)變更后加以 運(yùn)用，以避免重復(fù)。
7.贗復(fù)體(epithesis)的制造方法或贗復(fù)體制造用鑄模的制造方
法
本發(fā)明還涉及一種贗復(fù)體的制造方法，該方法包括如下工序。即， 剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨@得所述特定 部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中包括所述患者特定部位的多個(gè) 骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根據(jù)在所述剖視圖數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信
息，獲得所述特定部位的三維數(shù)字圖像；贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)獲得工序 根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中獲得的所述特定部位的三維數(shù) 字圖像，獲得贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)；贗復(fù)體制造工序根據(jù)所述贗復(fù)體 圖像數(shù)據(jù)獲得工序中獲得的贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)，通過快速原型法來制 造贗復(fù)體。該贗復(fù)體的制造方法可適當(dāng)采用前述各制造方法中所說 明的技術(shù)。贗復(fù)體是指假體或假體裝置，主要是指安裝在身體表面 上的人造物。本發(fā)明中，為了根據(jù)特定部位的三維數(shù)字圖像獲得贗 復(fù)體圖像數(shù)據(jù)，采用了如下方式例如，先獲得面部、顎部、眼睛、 四肢、骨盆及其周圍的軟組織等特定部位的左右對(duì)稱部位的數(shù)字圖 像，并對(duì)獲得的左右對(duì)稱部位的信息進(jìn)行仿射變換，使其左右對(duì)稱， 然后，讓該數(shù)字信息與安裝有贗復(fù)體的對(duì)象部位的數(shù)字信息重疊， 求得差異部分，由此獲得贗復(fù)體圖像。該方法可用在本說明書中的 其他方法中。此外，也可由外科醫(yī)生根據(jù)患者特定部位的數(shù)字信息， 通過指針設(shè)備等輸入贗復(fù)體圖像，由此來獲得贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)。此 外，可按照前述的快速原型法等計(jì)算機(jī)輔助圖像形成方法，用獲得 的贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)制造贗復(fù)體造型。尤其是，可采用如下方式來獲 得具有顏色信息的贗復(fù)體。即，先通過MRI等獲得對(duì)象部位的外表 部位信息和顏色信息，在通過快速原型法制造贗復(fù)體造型時(shí)，關(guān)聯(lián) 存儲(chǔ)外表部位信息和該部位的顏色信息，當(dāng)制造該外表部位時(shí)，根 據(jù)與外表部位信息關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)的顏色信息，涂敷墨等著色劑，由此可 制造反映出顏色信息的贗復(fù)體。此外，也可根據(jù)患者特定部位的外 表顏色被均勻后的信息等，設(shè)定按照快速原型法制造的贗復(fù)體圖像 的基本顏色，由此來獲得反映出顏色信息的贗復(fù)體。
本發(fā)明還涉及一種贗復(fù)體制造用鑄模的制造方法，該方法包括如 下工序。即，剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨?獲得所述特定部位的剖視圖的數(shù)字信息，該數(shù)字信息包括所述患者 特定部位的多個(gè)骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根 據(jù)在所述剖視圖數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，獲得所述特定部位的三維數(shù)字圖像；外觀模型 制造工序根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中獲得的所述特定部 位的三維數(shù)字圖像，制造所述特定部位的外觀模型；造型材料設(shè)置 工序?qū)λ鐾庥^模型制造工序中獲得的外觀模型設(shè)置造型材料； 造型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置有 造型材料的外觀模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；鑄模信息獲 得工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料 的數(shù)字信息，獲得用于制造贗復(fù)體的鑄模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；鑄模制造工 序根據(jù)所述鑄模信息獲得工序中獲得的信息制造鑄模。本發(fā)明中， 例如，在左右對(duì)稱部位的一部分缺損等情況下，根據(jù)剩下的部位來 推定缺損部位的形狀，從而本發(fā)明可提供 一 種對(duì)稱性好的贗復(fù)體制 造方法或贗復(fù)體用鑄模的制造方法。此外，本發(fā)明是通過CT掃描等 獲得特定部位的形狀信息，再根據(jù)該形狀信息用計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì)贗復(fù) 體，從而患者不需要直接與印模材料等接觸，從而本發(fā)明可提供一 種微創(chuàng)的贗復(fù)體制造方法或贗復(fù)體制造用鑄模的制造方法。對(duì)于按 上述方式獲得的贗復(fù)體制造用鑄模，優(yōu)選按如下方式獲得例如， 在鑄模中放入硅酮蠟而制造贗復(fù)體基材，外科醫(yī)生對(duì)該贗復(fù)體基材 進(jìn)行雕刻等細(xì)小的調(diào)整，優(yōu)選對(duì)其上色。在按上述方式獲得贗復(fù)體 后，可通過矯形外科等中所用的公知手術(shù)方法安裝贗復(fù)體。 實(shí)施例1
下面用實(shí)施例具體說明本發(fā)明。本發(fā)明不限于下述實(shí)施例，可對(duì) 本說明書中所公開的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整而進(jìn)行實(shí)施。圖2是本實(shí)施 例中各步驟的示意圖。即，本實(shí)施例中，通過制造用于修正骨變形
患者的骨變形的骨填充材，并將該骨填充材植入骨變形患者體內(nèi)， 來矯正骨變形。如圖2所示，本實(shí)施例中的骨填充材的制造方法是 用CT拍攝患者的顱骨(前半部分)而將其數(shù)字化的方法。圖3是表 示通過CT拍攝到的CT圖像的圖，以此替代附圖。圖3(a)是臉頰 部分的CT圖像，圖3 (b)是下顎部分的CT圖像。如圖3 (a)和 圖3(b)所示，拍攝CT圖像的患者的骨骼并不左右對(duì)稱，而出現(xiàn)了變形。根據(jù)該CT圖像，通過計(jì)算機(jī)來獲得患者顱骨的三維數(shù)字圖
像，并按照快速原型法來制造骨模型(1)。圖4 (a)表示獲得的石 膏模型(骨模型)，圖4 (b)表示骨模型的側(cè)視圖，圖4(c)表示 描繪有等高線的骨模型的設(shè)計(jì)圖。本實(shí)施例采用的是未描繪等高線 (或網(wǎng)格圖案)的骨模型，但優(yōu)選采用圖4 (c)所示的描繪有等高 線的骨模型，因?yàn)椴捎迷撃Ｐ湍苋菀椎卮_定骨變形或易形成骨的部 位。
接下來，將造型材料設(shè)置在骨模型上。即，設(shè)置造型材料來修正 變形。具體而言，將骨填充材設(shè)置在圖3 (a)、圖3 (b)以及圖4
(a) 所表示的骨填充區(qū)域(凹陷部位)。圖5(a)是主視圖，圖5
(b) 是側(cè)視圖，圖5(c)是仰視圖。本實(shí)施例中的造型材料是粉色， 所以能清晰地識(shí)別出上蠟部分(設(shè)置有造型材料)。
接下來，通過CT掃描將設(shè)置有造型材料的骨模型圖像化。圖6 是設(shè)置有造型材料的骨模型的CT圖像，以此替代附圖。圖6(a) 是表示臉頰部分的CT圖像的圖，圖6(b)是表示下顎部分的CT圖 像的圖。如圖6 (a)和圖6 (b)所示，通過CT掃描可清晰地分辨 出骨模型部分和造型形成部分。根據(jù)獲得的圖像形成部分的三維數(shù)
字圖像，并按照快速原型法來制造骨填充材。在獲得的骨填充材上 分別i殳置有三個(gè)直徑為0.5mm 1.5mm的孔。這些孔用于植入骨填充 材時(shí)讓固定用線等穿過。圖7是本實(shí)施例中獲得的骨填充材的照片， 以此替代附圖。圖7 (a)是植入臉頰部分的骨填充材的圖，圖7(b) 是表示圖7 (a)中所述骨填充材的內(nèi)表面的圖。圖7 (c)是表示植 入下顎部分的骨填充材的圖，圖7 (d)是表示圖7(c)中所述骨填 充材的內(nèi)表面的圖。
接下來，實(shí)施手術(shù)，將獲得的骨填充材植入患者體內(nèi)。手術(shù)結(jié)果 顯示在圖8中。圖8是表示其上描繪有等高線的石膏像(外觀模型) 的照片，以此替代附圖，所述等高線表示了用實(shí)施例中獲得的骨填 充材實(shí)施手術(shù)后的患者面部的高低起伏。圖8 (a)是手術(shù)前的圖， 圖8 (b)是手術(shù)后的圖。通過比較圖8 (a)和圖8 (b)可知，術(shù)后的骨變形程度小于術(shù)前的骨變形程度。 工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的骨模型或外觀模型可適用于醫(yī)療用器械產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，采 用這些模型，醫(yī)生等可容易、準(zhǔn)確地確定患者的骨變形。
本發(fā)明的骨填充材的制造方法可適用于醫(yī)療用器械產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域， 采用該方法可有效地修復(fù)或矯正骨缺損或骨變形等。
權(quán)利要求
1.一種骨填充材的制造方法，包括如下工序骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；骨模型制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的包括多個(gè)骨的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型；造型材料設(shè)置工序?qū)悄Ｐ椭圃旃ば蛑兴圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置造型材料；造型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置有造型材料的骨模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材制造工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲得的造型材料的數(shù)字信息，制造骨填充材。
2. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 對(duì)所述患者的特定部位進(jìn)行拍照的工序是通過CT掃描或MRI來獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息的工序，該信息中包括多 個(gè)骨的剖視圖；所述造型材料數(shù)字信息獲得工序是通過CT掃描或MRI來獲得 造型材料的數(shù)字信息的工序。
3. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述患者的特定部位是指患者的具有顱骨、下顎部分、上顎部分、四肢或骨盆之一的部位。
4. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于，在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格 圖案的骨模型。
5. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是含有石膏的骨模型。
6. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型含有鈣類物質(zhì)和聚乙烯醇樹脂，當(dāng)所述鈣類物質(zhì)和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂的重量份為2重量份 8 重量份。
7. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 在所述骨模型制造工序中制造的骨模型是如下一種骨模型以含有a型半水石膏和聚乙烯醇樹脂的組合物為原料，當(dāng)所述鈣類物質(zhì) 和所述聚乙烯醇樹脂的總重量為100重量份時(shí)，所述聚乙烯醇樹脂 的重量份為2重量份 8重量份。
8. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型制造工序是通過快速原型法、注塑成型法、由切割產(chǎn)生的層壓成型法或采用具有加工中心的加工裝置的成型法來制造骨 模型的工序。
9. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟或塑料。
10. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型以石膏為主要成分， 所述造型材料含有總重量的卯重量％以上的蠟。
11. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型以石膏為主要成分，所述造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟，還含有總重量 的2重量％以上且5重量％以下的金紅石型氧化鈦。
12. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨填充材制造工序是通過快速原型法制造骨填充材的工序。
13. 如權(quán)利要求1所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 在所述骨填充材制造工序中獲得的骨填充材是采用羥基磷灰石、碳酸磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、(3-TCP、 a-TCP、偏磷酸鈣、磷 酸四4丐、磷酸八鉤、磷酸氫鈣、磷酸二氬鈣、焦磷酸鈣、它們的鹽 或溶劑化物中任意一種或任意兩種以上制成。
14. 一種骨模型，其上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案。
15. 如權(quán)利要求14所述的骨模型，其特征在于，所述骨模型是再現(xiàn)有患者特定部位的骨形狀的模型。
16. 如權(quán)利要求14所述的骨模型，其特征在于， 所述骨模型是再現(xiàn)有患者顱骨的骨形狀的模型。
17. —種骨填充材的制造方法，包括如下工序 制造骨模型的骨模型制造工序；造型材料填充工序?qū)⒃煨筒牧咸畛湓谒龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑蝎@得的骨模型的骨缺損部分上；骨填充材制造工序根據(jù)所述造型材料填充工序中填充在骨模型 的骨缺損部分上的造型材料，制造用于填充骨缺損部分的骨填充材。
18. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型制造工序是通過快速原型法制造骨模型的工序。
19. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 在所述骨模型制造工序中制造的所述骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。
20. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述造型材料填充工序中所采用的造型材料是X射線透過率、紅外線透過率或紫外線透過率與所述骨模型不同的造型材料。
21. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述造型材料填充工序中所采用的造型材料含有總重量的2重量％以上且5重量％以下的金紅石型氧化鈦。
22. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型制造工序中制造的骨模型以石膏為主要成分， 所述造型材料填充工序中所采用的造型材料含有總重量的90重量％以上的蠟，還含有總重量的2重量％以上且5重量％以下的金紅 石型氧化鈦。
23. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨填充材制造工序是通過快速原型法制造填充材的工序。
24. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨填充材制造工序具有如下工序混煉工序?qū)哂秀^類物質(zhì)的原材料和具有粘結(jié)劑的材料進(jìn)行混 煉的工序；成型工序采用具有模具的注塑成型機(jī)，通過注塑成型法將在所 述混煉工序中獲得的混煉物形成具有規(guī)定形狀的成型體；粘結(jié)劑去除工序用于去除所述成型工序中獲得的成型體中所含 的粘結(jié)劑，獲得脫脂體；燒結(jié)工序?qū)λ稣辰Y(jié)劑去除工序中獲得的脫脂體加熱并燒結(jié)， 以獲得燒結(jié)體。
25. 如權(quán)利要求17所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 具有將如下藥劑浸漬在所述骨填充材制造工序中獲得的骨填充材中或涂敷在其上的工序，即，骨或軟骨形成促進(jìn)劑、關(guān)節(jié)疾病治 療劑、骨或軟骨疾病預(yù)防劑、骨或軟骨疾病治療劑、骨再生劑、骨 吸收抑制劑、血管新生促進(jìn)劑、抗菌劑、抗生素或抗癌劑。
26. —種骨填充材的制造方法，包括如下工序 制造骨模型的骨模型制造工序；造型材料設(shè)置工序?qū)λ龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑蝎@得的骨模型設(shè)置 造型材料；骨填充材制造工序根據(jù)所述造型材料設(shè)置工序中設(shè)置在骨模型 上的造型材料，制造骨填充材。
27. 如權(quán)利要求26所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型制造工序中獲得的所述骨模型是描繪有等高線或網(wǎng)格圖案的骨模型。
28. 如權(quán)利要求26所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述造型材料填充工序中所采用的造型材料是X射線透過率、紅外線透過率或紫外線透過率與所述骨模型不同的造型材料。
29. 如權(quán)利要求26所述的骨填充材的制造方法，其特征在于， 所述骨模型是骨缺損患者、骨變形患者或美容整形患者的骨模型。
30. —種骨填充材及石膏托的制造方法，包括如下工序 骨數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖；骨模型制造工序根據(jù)在所述骨數(shù)字信息獲得工序中獲得的包括多個(gè)骨的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特定部位的骨模型； 造型材料設(shè)置工序?qū)λ龉悄Ｐ椭圃旃ば蛑兄圃斓墓悄Ｐ驮O(shè)置骨填充用的造型材料和形成石膏托用的造型材料，該形成石膏托用造型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置 有造型材料的骨模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；骨填充材和石膏托制造工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得 工序中獲得的造型材料的數(shù)字信息，制造骨填充材和石膏托。
31. —種石膏托的制造方法，包括骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼眨@得 所述患者特定部位的骨的數(shù)字信息，該信息中包括多個(gè)骨的剖視圖， 還獲得所述骨周圍的軟組織的相關(guān)數(shù)字信息；石膏托制造工序根據(jù)在所述骨和軟組織的數(shù)字信息獲得工序中 獲得的包括多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，制造所述患者特 定部位的石膏4乇。
32. —種身體某部位的外觀模型，其上描繪有等高線或網(wǎng)格圖案。
33. 如權(quán)利要求32所述的外觀模型，其特征在于，所述外觀模 型是再現(xiàn)有患者特定部位的外表的模型。
34. —種外觀模型的制造方法，包括如下工序 剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述特定部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中包括所述患者特定部位的多 個(gè)骨和軟組織的剖視圖；描繪信息獲得工序根據(jù)所述剖視圖信息獲得工序中獲得的具有 多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，獲得所述特定部位的表面各部位距基準(zhǔn)面的高度，或所述特定部位的表面各部位和基準(zhǔn)點(diǎn)在平面上的錯(cuò)位量；外觀模型制造工序通過快速原型法制造所述患者特定部位的外 觀模型，并根據(jù)所述描繪信息獲得工序中獲得的高度或平面上的錯(cuò) 位量，描繪等高線或網(wǎng)格圖案。
35. —種贗復(fù)體的制造方法，包括如下工序 剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述特定部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中具有所述患者特定部位的多 個(gè)骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根據(jù)在所述剖視圖數(shù)字信息獲得工序中獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，獲得所述特定部 位的三維數(shù)字圖像；贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)獲得工序根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中 獲得的所述特定部位的三維數(shù)字圖像，獲得贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)；贗復(fù)體制造工序根據(jù)所述贗復(fù)體圖像數(shù)據(jù)獲得工序中獲得贗復(fù) 體圖像數(shù)據(jù)，通過快速原型法來制造贗復(fù)體。
36. —種用于制造贗復(fù)體的鑄模的制造方法，包括如下工序 剖視圖數(shù)字信息獲得工序?qū)颊叩奶囟ú课慌恼?，獲得所述特定部位的剖視圖的數(shù)字信息，該信息中具有所述患者特定部位的多 個(gè)骨和軟組織的剖視圖；三維數(shù)字圖像獲得工序根據(jù)在所述剖視圖數(shù)字信息獲得工序中 獲得的具有多個(gè)骨和軟組織的剖視圖的數(shù)字信息，獲得所述特定部 位的三維數(shù)字圖像；外觀模型制造工序根據(jù)在所述三維數(shù)字圖像獲得工序中獲得的 所述特定部位的三維數(shù)字圖像，制造所述特定部位的外觀模型；造型材料設(shè)置工序?qū)λ鐾庥^模型制造工序中獲得的外觀模型 設(shè)置造型材料；造型材料數(shù)字信息獲得工序?qū)υ谒鲈煨筒牧显O(shè)置工序中設(shè)置 有造型材料的外觀模型拍照，獲得造型材料的數(shù)字信息；鑄模信息獲得工序根據(jù)在所述造型材料數(shù)字信息獲得工序中獲 得的造型材料的數(shù)字信息，獲得用于制造贗復(fù)體的鑄模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)； 鑄模制造工序根據(jù)所述鑄模信息獲得工序中獲得的信息制造鑄模。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種骨填充材的制造方法，采用該方法，能以更高的精度來制造用于填充骨缺損部分的骨填充材。本發(fā)明的骨填充材的制造方法大致包括如下工序。骨模型制造工序(步驟1)制造骨模型；造型材料填充工序(步驟2)對(duì)在所述骨模型制造工序中獲得的骨模型的骨缺損部分填充造型材料；骨填充材制造工序(步驟3)根據(jù)所述造型材料填充工序中在骨模型的骨缺損部分上填充的造型材料，制造用于填充骨缺損部分的骨填充材。
文檔編號(hào)A61F2/28GK101528158SQ20078003921
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者和佐田真也, 清水康太郎, 西條英人, 鄭雄一, 鈴木茂樹, 高戶毅 申請(qǐng)人:21世紀(jì)國際新技術(shù)株式會(huì)社;國立大學(xué)法人東京大學(xué)