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KR102283598B1 - 인공 솔리드 뼈의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

인공 솔리드 뼈의 제조 장치 및 방법 Download PDF

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KR102283598B1
KR102283598B1 KR1020197008930A KR20197008930A KR102283598B1 KR 102283598 B1 KR102283598 B1 KR 102283598B1 KR 1020197008930 A KR1020197008930 A KR 1020197008930A KR 20197008930 A KR20197008930 A KR 20197008930A KR 102283598 B1 KR102283598 B1 KR 102283598B1
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solid bone
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density portion
metal
bone
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윙펑 에드먼드 야우
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퀼른 3 디 테크놀로지 (메디컬) 리미티드
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Abstract

금속 3D 프린트 기술을 이용한 인공 솔리드 뼈 제조 장치 및 방법은, 금속 3D 프린트 기술 및 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 단계; 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 시 솔리드 뼈의 포면에 동시적인 컷팅 가공 작업을 진행하여, 솔리드 뼈의 표면 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하를 구비하도록 하는 단계; 및 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 접촉 표면이 표면 거칠기가 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 단계; 를 포함한다.

Description

인공 솔리드 뼈의 제조 장치 및 방법
본 발명은 인공 솔리드 뼈에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 금속 3D 프린트 기술을 이용한 인공 솔리드 뼈의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
인공 솔리드 뼈(예를 들면 복사뼈)를 사용하는 치료 방법에서, 플라스틱으로 제조된 인공 솔리드 뼈로써 인체의 솔리드 뼈를 대체할 수 있다. 솔리드 뼈는 일반적으로 비교적 큰 중력을 받는 곳에 위치하기에, 보편적인 플라스틱 인공 뼈의 사용 시간은 8 내지 12개월이며, 그 후 재차 수술하여 교체를 해야 한다.
이 밖에, 솔리드 뼈는 비교적 큰 중력을 받고 또한 기타 골격과 흔히 마찰이 발생하기에 그 접촉면은 충분히 매끄러워야 하고, 그 중 표면 거칠기 Ry는 1 내지 2㎛ 또는 이하로 되어야 한다. 하여 기존의 금속 3D 프린트 방법으로 제조된 인공 솔리드 뼈는 적용될 수 없다.
기존의 인공 솔리드 뼈를 사용하는 의료 방법은 환자들에게 위험, 고통 및 별도의 비용 낭비를 초래하기에, 모두 이상적인 방법이라고 할 수 없다.
이와 관련하여 일본 공표 특허 공보 특표 2015-532858호(2015.11.16), 일본 공개 특허 공보 특개 2002-263995호(2002, 09,17)호가 공개되어 있다.
인공 솔리드 뼈의 제조 방법은,
금속 3D 프린트 기술을 사용하고 바람직하게 코발트 크롬 합금 및 금속 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 단계;
상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성한 후 상기 솔리드 뼈의 바람직하게 약 80%의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하를 구비하도록 하는 단계; 및
상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 단계; 를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성하는 단계는 상기 솔리드 뼈의 최상부 및/또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 연장 부분은 바람직하게 기둥체 부분이며, 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 원기둥체 부분을 포함하고, 상기 기둥체 부분의 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 및/또는 중첩되며; 및/또는 상기 기둥체 부분은 후속적인 가공 작업을 진행하는 가공기와 커플링되어 요구되는 가공 작업을 진행하도록 구성된다.
기타 일부 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분을 포함하고, 그 중 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 비교적 높은 밀도에 도달하며; 및/또는 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 비교적 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고; 및/또는 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 상기 제2 밀도 부분의 주변에 위치하며; 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 99.5% 또는 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 90% 또는 이상의 상대 밀도를 구비한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈는 복사뼈이고, 및/또는 상기 코발트 크롬 합금은 Co-Cr-Mo 및/또는 Co-Cr-W-Ni을 포함한다.
본 발명은 인공 솔리드 뼈의 제조 장치를 더 공개하였는 바,
바람직하게 코발트 크롬 합금 및 다이렉트 금속 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 금속 3D 프린트 유닛;
상기 금속 3D 프린트 유닛과 작동 가능하게 연결되고 상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성한 후 상기 솔리드 뼈의 바람직하게 약 80%의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛를 구비하도록 하는 컷팅 가공 유닛;
상기 컷팅 가공 유닛과 작동 가능하게 연결되고, 상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 폴리싱 유닛을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 시 상기 솔리드 뼈의 최상부 및/또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분을 형성하고, 상기 연장 부분은 바람직하게 기둥체 부분이며, 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 원기둥체 부분을 포함하고, 상기 기둥체 부분의 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 및/또는 중첩되며; 및/또는 상기 기둥체 부분은 상기 컷팅 가공 유닛 및/또는 상기 폴리싱 유닛과 커플링되어 가공 작업을 진행하도록 구성된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 금속 3D 프린트 유닛에 의해 형성된 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분을 포함하고, 그 중 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 비교적 높은 밀도에 도달하며; 및/또는 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 비교적 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고; 및/또는 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 상기 제2 밀도 부분의 주변에 위치하며; 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 99.5% 또는 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 90% 또는 이상의 상대 밀도를 구비한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 서술하도록 한다.
도 1a는 본 발명의 예시적인 인공 솔리드 뼈의 모식도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈의 모식도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈의 모식도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A선을 따라 획득한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 메쉬 구조를 구비하는 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈의 모식도이다.
도면과 결부하여 본 발명의 일부 바람직한 실시예를 서술하여, 그 기술적 해결수단을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1a를 참조하면, 이는 본 발명의 예시적인 인공 솔리드 뼈(110)의 모식도이고, 상기 솔리드 뼈는 바람직하게 복사뼈이다. 상기 인공 솔리드 뼈의 제조 방법은, 금속 3D 프린트 기술을 사용하고 바람직하게 코발트 크롬 합금 및 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 단계; 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 경우/형성한 후, 상기 솔리드 뼈의 바람직하게 약 80%의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하를 구비하도록 하는 단계; 및 상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 코발트 크롬 합금은 Co-Cr-Mo 및/또는 Co-Cr-W-Ni을 포함한다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈(120)의 모식도이다. 상기 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성하는 단계는 상기 솔리드 뼈의 최상부 및/또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분(125)을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 연장 부분은 바람직하게 기둥체 부분이며, 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 원기둥체 부분을 포함하고, 삼각 기둥체 부분, 사각형 기둥체 부분, 다변형 기둥체 부분, 및/또는 복합 기둥체 부분 또는 이형 기둥체 부분을 더 포함하며, 상기 기둥체 부분의 중심 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 및/또는 중첩되며; 및/또는 상기 기둥체 부분은 가공기와 커플링되어 가공 작업을 진행하도록 구성된다.
도 2a 내지 2b를 참조하면, 도 2a는 본 발명의 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈(210)의 모식도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선을 따라 획득한 단면도이다. 상기 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분(211) 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분(212)을 포함하고, 그 중 상기 제1 밀도 부분(211)은 바람직하게 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분(212)보다 비교적 높은 밀도에 도달하며; 및/또는 상기 제1 밀도 부분(211)은 바람직하게 상기 제2 밀도 부분(212)의 주변에 위치하며; 상기 제1 밀도 부분(211)은 바람직하게 99.5% 또는 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분(212)은 바람직하게 90% 또는 이상의 상대 밀도를 구비한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 메쉬 구조를 구비하는 다른 하나의 예시적인 인공 솔리드 뼈(310)의 모식도이다. 상기 실시예에 있어서, 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분도 포함하고, 그 중 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 비교적 높은 밀도에 도달하며; 선택적으로는, 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 비교적 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고; 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 상기 제2 밀도 부분의 주변에 위치하며; 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 99.5% 또는 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 90% 또는 이상의 상대 밀도를 구비한다.
본 발명은 인공 솔리드 뼈의 제조 장치를 더 공개하였는 바,
바람직하게 코발트 크롬 합금 및 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 금속 3D 프린트 유닛;
상기 금속 3D 프린트 유닛과 작동 가능하게 연결되고, 상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 시/형성한 후 상기 솔리드 뼈의 바람직하게 약 80%의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하를 구비하도록 하는 컷팅 가공 유닛;
상기 컷팅 가공 유닛과 작동 가능하게 연결되고, 상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 폴리싱 유닛을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 시 상기 솔리드 뼈의 최상부 및/또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분을 형성하고, 상기 연장 부분은 바람직하게 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 기둥체 부분을 포함하며, 상기 기둥체 부분의 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 및/또는 중첩되며; 및/또는 상기 기둥체 부분은 상기 컷팅 가공 유닛 및/또는 상기 폴리싱 유닛과 커플링되어 상기 솔리드 뼈의 주체 부분 또는 특정 위치에 요구되는 가공 작업을 진행하도록 구성된다. 일부 실시예에 있어서, 상기 연장 부분은 바람직하게 가공하고자 하는 특정 부분 또는 위치에 따라 포지셔닝하여, 상기 컷팅 가공 유닛 및/또는 상기 폴리싱 유닛의 컷팅 가공/폴리싱 작업에 유리하다.
일부 실시예에 있어서, 상기 금속 3D 프린트 유닛에 의해 형성된 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분을 포함하고, 그 중 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 비교적 높은 밀도에 도달하며; 및/또는 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 비교적 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고, 상기 메쉬 구조는 상기 제2 밀도 부분의 특정 영역에 균일하게 분포되거나 집중되어, 상기 제2 밀도 부분이 예정된 밀도 또는 무게를 구비하도록 하며; 및/또는 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 상기 제2 밀도 부분의 주변에 위치하며; 상기 제1 밀도 부분은 바람직하게 99.5% 또는 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분은 바람직하게 90% 또는 이상의 상대 밀도를 구비한다.
본 발명에서 사용하는 금속 3D 특허 프린트 기술은 코발트 크롬 합금으로써 손상되어 교체해야 할 솔리드 뼈를 대체하기에, 코발트 크롬 합금은 아래와 같은 주요한 성능 특징을 구비한다.
그 주요 화학 성분은 Co-Cr-Mo, Co-Cr-W-Ni 등을 포함하고, 하여 내식성이 스테인리스강보다 수십배가 높으며, 또한 일반적으로 뚜렷한 조직 반응이 없다.
인공 고관절과 접촉면이 느슨해질 확율이 비교적 높기에, 코발트 크롬 합금이 구비하는 우월한 마찰 마모 내성과 비교적 강한 적재 능력은 이식 부재로서 적합하며, 또한 솔리드 뼈가 요구하는 마모 내성 기능에 부합된다.
본 발명의 인공 솔리드 뼈의 제조 방법에 따르면, 레이저 소결 후, 내장된 가공 유닛은 즉각 가공 작업을 진행하여 솔리드 뼈의 대부분 위치가 Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하의 표면 거칠기에 도달하도록 보장하며, 솔리드 뼈의 수요에 부합된다.
본 발명의 금속 3D 프린트 유닛은 금속 분말 레이저 조형 기술을 사용하고, 그 중 레이저 용해 출력은 400W이며, 상기 금속 3D 프린트 유닛과 작동 가능하게 연결되는 컷팅 가공 유닛은 바람직하게 고속 밀링 가공 유닛이고, 그 밀링 커터의 주축 회전 속도는 약 45,000/Min이다.
일부 실시예에 있어서, 본 발명의 금속 3D 프린트 기술은 코발트 크롬 합금(Cobalt Chrome) 및 금속 분말을 사용하고 다이렉트 레이저 소결/다이렉트 금속 레이저 소결(DMLS) 기술 및 동시적인 금속 컷팅 가공 기능/부재가 구성하는 기술적 해결수단은 후속적인 가공 시간을 단축시킬 수 있고, 레이저 소결 및 동시적인 컷팅의 결합은 제품 또는 솔리드 뼈의 약 80% 또는 이상의 표면을 동시적으로 컷팅할 수 있으며, Ry<1 내지 2㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 획득할 수 있고, 그 중 코발트 크롬 솔리드 뼈(예를 들면 복사뼈)의 기타 골격(3)과의 접촉 표면 또는 위치를 더 폴리싱하면, 관련 표면 또는 위치는 약 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 더욱 훌륭한 거칠기에 도달하여 미러 효과를 일으킨다.
본 발명에 따른 인공 솔리드 뼈를 제조하는 기술적 해결수단은, 금속 복사뼈의 사용 시간은 8 내지 10년으로 연장시킬 수 있고, 이로써 환자가 해마다 플라스틱 복사뼈를 교체해야 하는 수술의 위험성을 감소시켰다. 해마다 플라스틱 교체의 수술은 예를 들면 의사 및 의료진의 시간 및 수술실 등 매우 많은 자원을 필요로 하는 바, 기존의 기술의 원가는 매우 높기에 사용자가 불편을 겪을 수 있다. 본 발명의 기술적 해결수단을 이용하면 상기 문제를 해결할 수 있고, 더욱 많은 환자가 3D 프린트 기술의 혜택을 누릴 수 있도록 한다.
비록 본 문에서는 상이한 사례 또는 실시예를 서술하였지만, 이는 모두 본 발명을 서술하기 위한 것으로서 본 발명의 보호 범위를 한정하는 것으로 이해하지 아니하여야 한다. 상이한 예시적인 실시예의 부분 또는 부재는 적당한 상황하에서 서로 조합 및/또는 혼합 매칭하여 기타 변형을 형성할 수 있지만 일반성을 상실하지 않는 것으로 이해해야 한다.

Claims (8)

  1. 금속 3D 프린트 기술을 사용하고 코발트 크롬 합금 및 금속 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 단계;
    상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성한 후 상기 솔리드 뼈의 80% 또는 그 이상의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛를 구비하도록 하는 단계; 및
    상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 단계; 를 포함하고,
    상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분을 포함하고,
    상기 제1 밀도 부분은 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 높은 밀도에 도달하며,
    상기 제2 밀도 부분은 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고,
    상기 제1 밀도 부분은 상기 제2 밀도 부분 전체를 둘러싸며 위치하며,
    상기 제1 밀도 부분은 99.5% 또는 그 이상의 상대 밀도를 구비하고,
    상기 제2 밀도 부분은 90% 또는 그 이상의 상대 밀도를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성하는 단계는 상기 솔리드 뼈의 최상부 또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 연장 부분은 기둥체 부분이며, 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 원기둥체 부분을 포함하고,
    상기 기둥체 부분의 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 또는 중첩되며,
    상기 기둥체 부분은 후속적인 가공 작업을 진행하는 가공기와 커플링되어 요구되는 가공 작업을 진행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 솔리드 뼈는 복사뼈이고,
    상기 코발트 크롬 합금은 Co-Cr-Mo 또는 Co-Cr-W-Ni을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    한가지 제조 장치를 통해 상기 솔리드 뼈를 제조하는 바, 상기 제조 장치는,
    코발트 크롬 합금 및 다이렉트 금속 레이저 소결을 사용하여 특정된 변화 형태와 밀도를 구비하는 솔리드 뼈를 형성하는 금속 3D 프린트 유닛;
    상기 금속 3D 프린트 유닛과 작동 가능하게 연결되고 상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성한 후 상기 솔리드 뼈의 80%의 표면에 동시적으로 컷팅 가공 작업을 진행하여, 상기 솔리드 뼈의 거칠기가 Ry<1 내지 2㎛를 구비하도록 하는 컷팅 가공 유닛;
    상기 컷팅 가공 유닛과 작동 가능하게 연결되고, 상기 솔리드 뼈의 적어도 하나의 접촉 표면에 동시적인 폴리싱 작업을 진행하여, 상기 접촉 표면이 A4레벨=Ra0.063㎛ 또는 그 이하의 표면 거칠기를 구비하도록 하는 폴리싱 유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 3D 프린트 유닛이 상기 솔리드 뼈를 프린트하고 형성할 시 상기 솔리드 뼈의 최상부 또는 최저부에 상기 솔리드 뼈의 후속 가공 작업에 유리한 연장 부분을 형성하고,
    상기 연장 부분은 기둥체 부분이며, 직경이 8mm이고 길이가 8 내지 10mm인 원기둥체 부분을 포함하고,
    상기 기둥체 부분의 축선은 상기 솔리드 뼈의 중축선과 평행 또는 중첩되며,
    상기 기둥체 부분은 상기 컷팅 가공 유닛 또는 상기 폴리싱 유닛과 커플링되어 가공 작업을 진행하도록 구성되고,
    상기 기둥체 부분은 상기 컷팅 가공 유닛 또는 상기 폴리싱 유닛과 커플링되어 가공 작업을 진행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 3D 프린트 유닛에 의해 형성된 상기 솔리드 뼈는 제1 밀도 부분 및 밀도가 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 제2 밀도 부분을 포함하고,
    상기 제1 밀도 부분은 별도의 소결 작업을 진행하는 것을 통해 상기 제2 밀도 부분보다 높은 밀도에 도달하며,
    상기 제2 밀도 부분은 메쉬 구조를 구비하는 것으로써 상기 제1 밀도 부분보다 낮은 밀도에 도달하도록 구성되고,
    상기 제1 밀도 부분은 상기 제2 밀도 부분을 둘러싸며 위치하고,
    상기 제1 밀도 부분은 99.5% 또는 그 이상의 상대 밀도를 구비하고 상기 제2 밀도 부분은 90% 또는 그 이상의 상대 밀도를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 3D 프린트 유닛에 의해 형성된 상기 솔리드 뼈는 복사뼈이고, 상기 코발트 크롬 합금은 Co-Cr-Mo 또는 Co-Cr-W-Ni을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 솔리드 뼈의 제조 방법.
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HK1224885A (ko) * 2016-09-08 2017-08-25
TW202037482A (zh) * 2019-03-27 2020-10-16 香港商香港科能有限公司 三維列印產品的自動化定位加工系統
KR102227735B1 (ko) * 2020-01-03 2021-03-15 국립암센터 장기의 3d 모델링 방법 및 3d 장기 모델
CN113427019B (zh) * 2021-06-22 2023-03-10 清华大学 一种复合材料和结构功能的金属骨植入物的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002058688A (ja) * 2000-08-18 2002-02-26 Olympus Optical Co Ltd 骨補填材成形品
JP2002263995A (ja) * 2001-03-09 2002-09-17 Inst Of Physical & Chemical Res 球面の研削加工方法及び装置
JP3544550B2 (ja) * 1992-04-17 2004-07-21 京セラ株式会社 人工補綴部材とその製造方法
JP5742031B2 (ja) * 2009-10-23 2015-07-01 国立大学法人 熊本大学 人工関節
JP2015532858A (ja) * 2012-09-21 2015-11-16 コンフォーミス・インコーポレイテッドＣｏｎｆｏｒＭＩＳ， Ｉｎｃ． 固体自由造形製造を使用してインプラント構成要素の設計および製造を最適化するための方法およびシステム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8556972B2 (en) * 2009-04-02 2013-10-15 Sevika Holding AG Monolithic orthopedic implant with an articular finished surface
EP2253291B1 (en) * 2009-05-19 2016-03-16 National University of Ireland, Galway A bone implant with a surface anchoring structure
US10092409B2 (en) * 2010-02-24 2018-10-09 Kent A. Feldman Subtalar arthroereisis implant apparatus and treatment method
CN104363860B (zh) * 2012-04-13 2016-04-13 康复米斯公司 用于植入物部件的添加制造的装置和方法
WO2014143740A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Mako Surgical Corp. Unicondylar tibial knee implant
HK1224885A (ko) * 2016-09-08 2017-08-25

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544550B2 (ja) * 1992-04-17 2004-07-21 京セラ株式会社 人工補綴部材とその製造方法
JP2002058688A (ja) * 2000-08-18 2002-02-26 Olympus Optical Co Ltd 骨補填材成形品
JP2002263995A (ja) * 2001-03-09 2002-09-17 Inst Of Physical & Chemical Res 球面の研削加工方法及び装置
JP5742031B2 (ja) * 2009-10-23 2015-07-01 国立大学法人 熊本大学 人工関節
JP2015532858A (ja) * 2012-09-21 2015-11-16 コンフォーミス・インコーポレイテッドＣｏｎｆｏｒＭＩＳ， Ｉｎｃ． 固体自由造形製造を使用してインプラント構成要素の設計および製造を最適化するための方法およびシステム

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