JP2002509775A - 延性蝶番を有する拡張式医療器具 - Google Patents

延性蝶番を有する拡張式医療器具

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Abstract

(57)【要約】 本発明の拡張式組織支持器具（２０）は、拡張式器具の選択された箇所に延性蝶番（３２）を使用する。器具に全体として拡張力を加えると、延性蝶番が小さく明白に画定された区域に拡張応力および歪みを集中させる。延性蝶番を含む拡張式医療器具は、拡張力の要件が小さく、放射線不透過性の肉厚が比較的厚く、圧着特性が改善され、圧縮強度が大きく、埋込み後の弾性反跳が小さく、歪みを所望のレベルに制御するという利点を提供する。拡張式組織支持器具は、円筒形器具に配置され、複数の延性蝶番によって相互に接続された複数の細長いビームを含む。多くの延性蝶番の形状が可能であるが、延性蝶番は、器具を第１直径から第２直径へと拡張すると、延性蝶番が塑性変形するが、ビームは塑性変形しないよう、ビームの断面積より小さいほぼ一定の蝶番断面積を有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） １．発明の分野 本発明は組織支持用医療用具、特に生きている動物または人間の体内腔に埋め
込み、器官を支持して開通性を維持する拡張式の除去不可能な装置に関する。
【０００２】 ２．関連技術の概要 以前は、体内の通路に埋め込んで通路の開通性を維持するため、永久的または
生分解性器具が開発されてきた。これらの器具は、通常、経皮的に導入し、所望
の場所に配置するまで経腔的に移送する。次に、装置の内部に配置したマンドレ
ルまたはバルーンを拡張するなどの機械的に拡張するか、体内で起動すると保存
していたエネルギーを解放することにより、自分で拡張する。内腔の中で拡張す
ると、ステントと呼ばれるこれらの器具は、体組織内に封入され、永久的なイン
プラントとなる。
【０００３】 知られているステントの設計には、モノフィラメント・ワイヤのコイル・ステ
ント（米国特許第４，９６９，４５８号）、溶接金属ケージ（米国特許第４，７
３３，６６５号および第４，７７６，３３７号）、および最もよく知られている
円周に軸方向のスロットが形成された薄肉金属シリンダ（米国特許第４，７３３
，６６５号、第４，７３９，７６２号および第４，７７６，３３７号）がある。
ステントに使用するのに知られている構造材料は、ポリマー、有機織物および生
分解性金属、例えばステンレス鋼、金、銀、タンタル、チタン、およびニチノー
ル（Ｎｉｔｉｎｏｌ）などの形状記憶合金を含む。
【０００４】 米国特許第４，７３３，６６５号、第４，７３９，７６２号および第４，７７
６，３３７号は、部材が半径方向外側に拡張して身体通路と接触できるようにす
る軸方向のスロットを備えた薄肉管状部材の形態の、拡張および変形可能な管腔
間人工血管を開示している。管状部材は、挿入後、その弾性限界を越えて機械的
に拡張され、したがって体内に永久的に固定される。これらの管状ステントを拡
張するのに必要な力は、半径方向の壁材料の厚さに比例する。拡張力を体内で使
用するのに許容可能なレベル（例えば５〜１０気圧）内に維持するため、これら
の設計は非常に薄肉の材料（例えば肉厚０．００２５インチのステンレス鋼管）
を使用しなければならない。しかし、このように薄い材料は従来の蛍光透視装置
およびＸ線機器では見えず、したがってステントを正確に配置したり、その後外
れて循環系内で失われたステントを発見し、回収したりすることは困難である。
【０００５】 さらに、これらの薄肉管状ステント設計の多くは、円周方向の幅が半径方向の
厚さの２倍以上ある細長い支柱の網状構造を使用する。これらの支柱は、拡張す
ると不安定であることが多い。つまり個々の支柱が捻れて面からずれ、座屈する
傾向がある。このような捻れた支柱が血流中に過度に突き出すと、乱流を増加さ
せ、したがって血栓を助長することが観察されている。この座屈した支柱の問題
を修正しようと、往々にして追加の処置が必要である。例えば、最初のステント
埋込みが支柱の座屈を生じたと判断された後、第２の高圧バルーン（例えば１２
から１８気圧）を使用して、捻れた支柱をさらに内腔壁に入れようとする。この
第２の処置は、内腔壁への付帯的損傷の危険により、患者にとって危険になるこ
とがある。
【０００６】 知られているステントの多くは、内腔の内側で拡張した後、当技術分野で「反
跳（ｒｅｃｏｉｌ）」として知られる大きい弾性回復を呈する。大きい反跳は、
所望の最終的直径を達成するため、埋込み中にステントの過度の拡張を必要とす
る。過度の拡張は内腔組織を破壊する可能性がある。上述したタイプの知られて
いるステントは、最大拡張から最大約６から１２％の反跳を経験する。
【０００７】 大きい反跳は、大部分の知られているステントを送出カテーテル・バルーンに
しっかり締め付けるのも非常に困難にする。その結果、内腔内での移動、最終的
位置決め、および埋込み中にバルーン上でステントが滑ることが、現在も問題で
ある。この基本的な設計の問題を補正しようと、多くの補助的ステント固定器具
および技術が進歩してきた。ステント固定器具には、ステントをバルーンに固定
するのに使用するカラーおよびスリーブなどがある。
【０００８】 知られているステント設計の別の問題は、拡張したステントの幾何学的形状が
不均一なことである。不均一に拡張すると、内腔壁を不均一に覆って、被覆面に
空隙を生じ、内腔の支持が不十分になることがある。さらに、ステントの一部の
領域またはセルが過度に拡張すると、材料が過度に歪み、ステント機構が破壊す
ることさえある。この問題は、製造上の変動が比例してさらに重大になる比較的
小さい機構の幅および厚さを有する低拡張力ステントでは、悪化する可能性があ
る。また、ステントの拡張に使用する典型的な送出カテーテルは、カテーテル挿
入のためにコンパクトな形状に折り畳んだバルーンを含む。バルーンは、流体圧
力で拡張させてバルーンを広げ、ステントを展開する。このバルーンを広げるプ
ロセスは、折り目のためにバルーンの拡張中にステントに不均等な応力がかかり
、不均一なステントの拡張という問題を引き起こす。
【０００９】 米国特許第５，５４５，２１０号は、上述したステントと同様の幾何学的形状
であるが、ニッケル・チタンの形状記憶合金（「ニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）
」）で構成した薄肉管状ステントを開示している。この設計によって、マルテン
サイト相のニチノール合金の比較的低い降伏応力および弾性率を利用して、より
肉厚の円筒形を使用することができる。ニチノール・ステントの拡張に必要な拡
張力は、従来の設計の同等の厚さを有するステンレス鋼ステントより小さい。し
かし、拡張後の「反跳」問題が、ニチノールは他の材料よりはるかに大きい。例
えば、典型的設計のニチノール・ステントの反跳は約９％である。ニチノールは
また、ステンレス鋼などの他のステント材料より高価で、製造および機械加工が
困難でもある。
【００１０】 蒸気のステントは全て、共通の重大な設計特性を有する。つまり、各設計で、
ステントの拡張中に永久変形する機構がプリズム状である。すなわち、これらの
機構の断面は、全有効長に沿って一定であるか、非常に漸進的に変化する。第１
次近似では、このような機構は、横応力を加えると、端部が固定されるか案内さ
れた状態で単純なビームとして変形し、基本的に機構が板ばねとして作用する。
これらの板ばね様構造は、永久変形が開始する前に大量の弾性変形を提供するに
は理想的である。これは、理想的なステントの挙動とは正反対である。さらに、
プリズム状ステント支柱をステント拡張中に円周方向に撓ませるのに必要な力は
、円周方向における支柱の幅の２乗に比例する。したがって、拡張力は、上記の
ステント設計の支柱の幅とともに急速に増加する。知られているステントの拡張
に必要な典型的な拡張圧力は、約５から１０気圧である。これらの力は、誤って
加えると、組織に重大な損傷を与えることがある。
【００１１】 図１は、典型的な先行技術の「拡張ケージ」ステント設計を示す。ステント１
０は、円筒形管１４に形成された一連の軸方向スロット１２を含む。スロット１
２の軸方向の各列は、スロット長の約半分だけ隣接する列から軸方向に変位し、
スロットの千鳥配列を提供する。スロット１２間の材料は、短い周方向のリンク
１８によって結合した軸方向支柱１６の網状構造を形成する。各支柱１６の断面
は、支柱の全長に沿って一定であるか、漸進的に変化し、したがって断面の直交
慣性モーメントおよび弾性および塑性断面係数も、支柱の長さに沿って一定であ
るか、漸進的に変化する。このような支柱１６は、一般にプリズム・ビームと呼
ばれる。この設計のタイプの支柱１６は、通常、周方向の幅が０．００５から０
．００６インチ（０．１２７〜０．１５２４ｍｍ）である。支柱の半径方向の厚
さは、通常、拡張力を許容可能レベル内に維持するため、約０．００２５インチ
（０．０６３５ｍｍ）以内である。しかし、大部分のステント材料は、従来の蛍
光透視装置で良好に見えるためには約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）の厚
さがなければならない。この支柱の高い幅と厚さの比率は、比較的高い支柱の長
さおよびステント管の初期湾曲と組み合わされて、このタイプのステント設計に
往々にして見られる不安定性および座屈を引き起こす。図１のステント構造は、
拡張すると、拡張した薄板金に一般に見られる概ねダイアモンド形のパターンを
呈する。
【００１２】 国際ＰＣＴ特許出願第ＷＯ９６／２９０２８号に記載された別のステントは、
局所的に断面を小さくして、ステントの拡張時にこの区域に変形を集中させるよ
う作用する比較的弱い部分を有する支柱を使用する。しかし、上述したように、
不均一な拡張は、機構の幅および厚さが小さくなると、製造上の変動が比例して
重大になるので、さらに問題になる。この文書に記載された局所的に小さい断面
の部分は、丸穴の対で形成する。局所的に小さい断面の部分の形状は、最も狭い
部分に塑性歪みを集中させる。この塑性歪みの集中は、塑性歪みのレベルを制御
する何らかの措置を執らないと、ステントを破壊に対して非常に脆弱にする。
【００１３】 先行技術のステントの欠点に鑑みて、ステントの材料、材料の厚さ、または支
柱の寸法の選択に関係なく、低レベルの拡張力でステントを拡張することができ
ると有利である。
【００１４】 さらに、任意の材料について、従来の蛍光透視機器で容易に見ることができる
材料の厚さを選択することができる組織支持器具があると有利である。
【００１５】 拡張中に本質的に安定し、したがってステントの展開中に構造的機構の座屈お
よび捻りをなくす組織支持器具があることも有利である。
【００１６】 破損が生じるような塑性歪みのレベルに到達せず、加工硬化を利用する所望の
レベルに歪みを制御することも望ましい。
【００１７】 また、拡張後の装置の弾性回復、つまり「反跳」が最小の組織支持器具がある
と有利である。
【００１８】 特別な器具、技術または補助締付機構を必要とせずに送出カテーテルにしっか
り締め付けることができる組織支持器具があると有利である。
【００１９】 さらに、拡張後に圧縮力に対する抵抗が改善された（圧縮強度が改善された）
組織支持器具があると有利でらう。
【００２０】 また、拡張中にステント全長の短縮を最小にして、上記の改良点を全て達成す
る組織支持器具があると有利である。
【００２１】 （発明の概要） 本発明は、高い拡張力の要件、薄肉ステントで放射線不透過性がないこと、拡
張中のステント機構の座屈および捻れ、不良な圧着特性、埋込み後の過度の弾性
回復（「反跳」）など、拡張式医療器具設計の幾つかの重要な問題に対応する。
本発明は、拡張後に圧縮力に対する抵抗力が改善され、塑性歪みのレベルを制御
し、拡張中に軸方向の短縮が小さいという利点も提供する。本発明の幾つかの実
施形態は、支柱間の最大幾何撓みを制限することによって、拡張の均一性も改善
する。本発明は、有益な作用物質送出を含む部位も組み込むことができる。
【００２２】 本発明は、円筒形の拡張式医療器具の本体の選択された箇所に応力／歪み集中
機構または「延性蝶番」を組み込む。全体として器具に拡張力を加えると、これ
らの延性蝶番が、明瞭に画定された小さい区域に拡張応力および歪み集中させな
がら、支柱の撓みおよび塑性歪みを規定のレベルに制限する。
【００２３】 本発明の１つの態様によると、拡張式医療器具は、ビーム（「梁」）の長さに
沿ってほぼ一定のビーム断面積を有する複数の細長いビームを含む。複数の細長
いビームを互いに結合し、第１直径を有する円筒形から第２直径を有する円筒形
へと拡張可能であるほぼ円筒形の器具を形成する。複数の延性蝶番が、ほぼ円筒
形の器具の複数のビームを互いに接続する。延性蝶番は、蝶番の長さの大きい部
分に沿ってほぼ一定の蝶番断面積を有する。蝶番の断面積は、ビームの断面積よ
り小さく、したがって器具を第１直径から第２直径に拡張すると、延性蝶番が塑
性変形を経験するが、ビームは塑性変形しない。
【００２４】 本発明のさらなる態様によると、拡張式医療器具は円筒形管と、千鳥配列で円
筒形管に形成され、細長い支柱の網状構造を画定する複数の軸方向スロットとを
含み、細長い支柱はそれぞれ、隣接する支柱から軸方向に変位する。複数の延性
蝶番が細長い支柱の間に形成される。延性蝶番によって、円筒形管を延性蝶番の
変形で第１直径から第２直径へと拡張または圧縮することができる。延性蝶番は
非対称に構成され、第１拡張パーセンテージで所定の歪みレベルに到達し、第２
圧縮パーセンテージで所定の歪みレベルに到達し、第１パーセンテージは第２パ
ーセンテージより大きい。
【００２５】 本発明の別の態様によると、拡張式医療器具は、ビーム長に沿ってほぼ一定の
ビーム断面積を有する複数の細長いビームを含む。複数の延性蝶番は、延性蝶番
の塑性変形によって第１直径から第２直径へと拡張または圧縮するほぼ円筒形の
器具で、複数のビームを互いに接続する。延性蝶番で撓みを制限する複数の撓み
制限部材を、複数の延性蝶番に配置する。
【００２６】 次に、添付図面に示す好ましい実施形態に関して、本発明をさらに詳細に説明
する。同様の要素は同様の参照番号を有する。
【００２７】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図２は、本発明による拡張式組織支持器具２０の１つの実施形態を示す。組織
支持器具２０は、円筒形管２４に形成された一連の軸方向スロット２２を含む。
各軸方向スロット２２は、隣接するスロット列にあるスロットから、スロット長
のほぼ半分だけ変位し、その結果千鳥配列のスロット配列になる。隣接するスロ
ット列がずれる結果、円筒形管２４の端部に延在する交互のスロット列になる。
各軸方向スロット２２の各内側端に、周方向のスロット２６が形成される。スロ
ット２２間の材料が、管２４の軸にほぼ平行に延在する軸方向支柱２８の網状構
造を形成する。軸方向支柱２８は、短い周方向リンク３０によって結合される。
周方向リンク３０は、円筒形管の内側と円筒形管の両端との両方に配置される。
各支柱２８の断面（および直交慣性モーメント）は、支柱の長さに沿って一定で
はない。むしろ、支柱の断面は、各支柱２８の両端で、周方向スロット２６の位
置で突然変化する。したがって、支柱２８はプリズム状ではない。個々の支柱２
８はそれぞれ、各端に１つづつある１対の縮小区間３２を通して残りの構造に連
結され、縮小区間は応力／歪み集中機構として作用する。支柱の収縮区間３２は
、円筒形構造の蝶番として機能する。応力／歪み集中機構３２は、概ね延性の材
料の塑性変形範囲へと動作するよう設計されるので、延性蝶番と呼ばれる。この
ような機構は、超精密機構設計では一般に「切欠き蝶番」または「切欠きばね」
とも呼ばれ、ここでは専ら弾性範囲で使用される。
【００２８】 図面および検討では、任意の機構の幅とは、円筒形の周方向の寸法と定義され
る。任意の機構の長さとは、円筒形の軸方向の寸法と定義される。任意の機構の
厚さとは、円筒形の肉厚と定義される。
【００２９】 延性蝶番３２が存在するので、組織支持器具の残りの機構全部は、幅または個
々の直交慣性モーメントの周方向の成分を増加させることができ、したがってこ
れらの機構の強度および剛性を大幅に高めることができる。その正味の結果は、
器具の他の構造的要素が有意の弾性変形をする前に、延性蝶番３２で弾性変形、
次に塑性変形が開始し、伝播することである。組織支持器具２０を拡張するのに
必要な力は、器具構造全体ではなく延性蝶番３２の幾何学的形状の関数となり、
ほぼ全ての材料肉厚について、蝶番の幾何学的形状を変化させることにより、任
意に小さい拡張力を規定することができる。特に、対象となる任意の材料につい
て、蛍光透視装置で見えるのに十分な肉厚を選択することができる。
【００３０】 反跳を最小にするため、延性蝶番３２は、十分に材料の塑性範囲にまで動作す
るよう設計され、比較的高い局部歪み屈曲が生じる。これらの条件を適用すると
、弾性屈曲は塑性屈曲または全屈曲の非常に小さい部分であり、したがって拡張
力を緩和すると、蝶番屈曲のパーセント変化は非常に小さい。この高価を最大限
に利用するよう設計された支柱の網状構造に組み込むと、全体的なステント構造
の弾性跳ね返り、つまり「反跳」は最小になる。
【００３１】 図２の実施形態では、延性蝶番３２間の個々の支柱２８の幅を、所与の直径お
よび直径の周囲に配列された所与の支柱数について幾何学的に可能な最大幅まで
増加することが望ましい。支柱の幅に対する唯一の幾何学的制限は、スロット２
２の実際的な最小幅であり、これはレーザ加工では約０．００２インチ（０．０
５０８ｍｍ）である。支柱２８の横剛性は、支柱幅の３乗で増加し、したがって
支柱の幅が比較的小さく増加しても、支柱の剛性は大きく増加する。延性蝶番３
２を挿入し、支柱の幅を増加させることの正味の結果は、支柱２８がもはや可撓
性板ばねとして作用するのではなく、延性蝶番間の基本的に剛性のビームとして
作用することである。円筒形組織支持器具２０を半径方向に拡張または圧縮する
と、常に蝶番機構３２に機械的歪みが生じ、非常に小さい全体の半径方向の拡張
または圧縮で、蝶番の降伏歪みが開始する。
【００３２】 非常に小さい総半径方向撓みで延性蝶番が降伏すると、延性蝶番に基づく設計
が呈する優れた圧着特性も与えられる。組織支持器具を折り畳んだカテーテル・
バルーン上に圧着すると、バルーンと器具との初期嵌合が既にぴったりしている
ので、器具の非常に小さい半径方向の圧縮が可能である。大部分のステントは、
このような圧縮の後は単に弾力的に跳ね返り、その結果、締付力が非常に小さく
、それに付随してステントがバルーン上で滑る傾向がある。しかし、延性蝶番は
、バルーンへの圧着中に小さい撓みが生じても、大きい塑性変形を維持し、した
がって延性蝶番を使用する器具は、はるかに高い締付力を呈する。本発明による
延性蝶番の設計は、知られているステントを所定の位置に保持するために一般に
使用されている補助的保持器具を必要とせず、手または機械で送出カテーテルの
バルーンにしっかり圧着することができる。
【００３３】 応力／歪み集中機構または延性蝶番３２の幾何学的詳細は、特定の用途で必要
とされる正確な機械的拡張特性を調整するため、大きく変化させることができる
。最も明白で単純な延性蝶番は、図３ａおよび図３ｃのように、根元が丸まった
スロットまたは切欠きで形成する。このような機構の製造に往々にして使用され
るレーザ・ビームは、それ自体が円形であるので、円形の根元を有するスロット
または切欠きも非常に簡単に製造される。
【００３４】 図３ａは、１対の対向する円形溝３８、４０で形成した延性蝶番３６を示す。
この実施形態によると、周方向スロット２６は、曲率半径ｒを有する半円形の端
部３８を有する。外側の半円形溝４０が半円形端部３８に対向し、これも曲率半
径ｒを有する。図３ｃは、放物線溝５６で形成した別の延性蝶番５４を示す。
【００３５】 概して、凹曲線３８、４０の対間に形成された図３ａの実施形態の延性蝶番３
６は、個々の曲率中心を結ぶ線に沿って最小幅を有する。延性蝶番で接続された
支柱を離す、または合わせると、塑性変形が、この狭い点で蝶番を２等分する面
にすぐ隣接する領域に高度に集中する。
【００３６】 比較的小さい撓みの場合は、２等分面でのこの非常に高い歪み集中は許容可能
であり、場合によっては有用である。例えば意図されたステントの圧着では、非
常に小さい撓み角度で比較的大きい塑性変形を発生させることが望ましい。
【００３７】 しかし実際的に、器具を拡張させる支柱撓み角度は、往々にして２５°から４
５°の範囲である。これらの範囲では、凹状延性蝶番機構の根元または２等分面
での歪みが、大部分の延性ステント材料の１つである３１６Ｌステンレス鋼の５
０から６０％という破壊延伸率を容易に超えてしまう。以下でさらに述べる撓み
制限機構は、支柱の幾何学的撓みは制限するが、この機構はそれ自体、所与の延
性蝶番設計における塑性変形の伝播パターンに影響を与えるものではない。曲げ
角度が大きい凹状延性蝶番の場合は、非常に大きい歪み集中が残る。走査電子顕
微鏡検査で、この分析が確認された。
【００３８】 多くの光学的用途で、材料特性を最適にし、安全な動作を保証するため、材料
の歪み、つまり「冷間加工」の量を規定のレベルに制限することが望ましい。例
えば、医療用途では、３１６Ｌステンレス鋼の冷間加工の量を約３０％に制限す
ることが望ましい。このレベルでは、材料の強度が上がる一方、材料の歪みは破
壊範囲よりまだはるかに下である。したがって、理想的には、安全で効果的な延
性蝶番は単に総撓みを制限するのではなく、材料の歪みを規定のレベルに確実に
制限する。
【００３９】 図３ｂは、材料の歪みをある規定のレベルに制限することができる単純な延性
蝶番設計を示す。図３ｂの延性蝶番は、支柱の一方側に面取りした隅４８があり
、支柱の反対側５０は直線のままである、長方形の周方向溝４６で形成する。延
性蝶番４４は、溝４６の端部と側壁５０との間がほぼ長方形の断面である。
【００４０】 図３ｂの重要な概念の一つは、延性蝶番４４が、その全長の少なくとも一部に
沿って一定、またはほぼ一定の幅を有することである。この構成では、凹状根元
の対の場合のように、延性蝶番の軸に沿って局所的な最小幅がない。したがって
、ステントの拡張中に、延性蝶番ビームの長さに沿って応力および歪みの集中す
る点がない。特に、最大引張りおよび圧縮歪みは、ステントの拡張中、蝶番４４
の上下面に沿って均等に分散する。したがって、以下で詳細に説明する機械的止
め部によって制限される総曲げ角度で、（蝶番の表面における）最大材料歪みは
、全延伸が分散する延性蝶番の初期長を調節することにより、確実に制限するこ
とができる。
【００４１】 図３ｄは、ワイヤ形の組織支持器具に組み込む円筒形ワイヤ６２内の延性蝶番
６０を示す。延性蝶番６０は、ワイヤ６２の縮小直径部分で形成する。この場合
も、延性蝶番が歪みを制御するため、その長さの一部にわたってほぼ一定の幅を
有することが重要である。延性蝶番は、その長さの一部にわたってプリズム状で
あることが好ましい。最大材料歪みは、蝶番の長さを調節することによって変化
させることができる。本発明の延性蝶番は、延性蝶番の長さの少なくとも１／３
にわたって、好ましくは延性蝶番の長さの少なくとも１／２にわたって、一定ま
たはほぼ一定の幅を有する。
【００４２】 図３ｅは、拡張および圧縮時に異なる歪み対撓み角度機能を精製する非対称延
性蝶番６３を示す。各延性蝶番６４は、凸面６８と凹面６９の間に形成される。
好ましい実施形態による延性蝶番６４は、基本的に、ほぼ一定の断面を有する小
さいプリズム状湾曲ビームの形態をとる。しかし、湾曲した延性蝶番６４の厚さ
は、延性蝶番の幅が蝶番の長さの一部に沿って一定のままである限り、変化して
もよい。湾曲ビームの幅は、ビームの曲率半径に沿って測定する。この小さい湾
曲ビームは、小さい方の凹面６９が装置の圧着方向に引っ張られて配置され、延
性蝶番の大きい方の凸面６８が、器具の拡張方向に引っ張られて配置されるよう
に配向される。この場合も、（湾曲した）延性蝶番の軸に沿って延性蝶番６４の
局所的な最小幅がなく、材料の歪みが集中しない。器具の拡張中、引張り歪みは
蝶番６４の凸面６８に沿って分散し、最大拡張率は、幾何学的撓み制限機構を提
供する凹状切欠き６９の壁の角度によって制限される。したがって、全延伸が分
散する凸状円弧形延性蝶番６４の初期長さを調節することによって、最大引張り
歪みを容易に制限することができる。
【００４３】 図３ａから図３ｅに示す延性蝶番は、応力／歪み集中部として機能する様々な
構造の例である。本発明の延性蝶番として、他の多くの応力／歪み集中形状も使
用することができる。本発明による延性蝶番は、概ね、支柱の狭い方の区間に応
力および歪みを集中させるように機能する、支柱の幅の急変を含む。これらの延
性蝶番は、概ね、取り付けた支柱および機構の機械的撓みを制限して、大きい支
柱の撓みの間に材料の歪みを制限する機構も含む。図２では、延性蝶番を各軸方
向スロット２２の端部に配置するよう図示しているが、他の設計では、本発明か
ら逸脱することなく他の位置に配置することもできる。
【００４４】 組織支持器具８０の代替実施形態を、図４ａおよび図４ｂの拡大側面図に示す
。組織支持器具８０は、Ｓ字形の架橋要素８４によって接続された複数の円筒形
管８４を含む。架橋要素８４によって、脈管構造の蛇行性通路を通って展開部位
に到達する時に、組織支持器具を軸方向に曲げることができ、必要に応じて器具
を曲げて、支持される内腔の湾曲に合わせることができる。Ｓ字形架橋要素８４
は、半径方向の要素の厚さによって、先行技術と比較すると軸方向の可撓性が改
善され、それによって半径方向の強度を犠牲にせずに要素の幅を比較的小さくす
ることができる。例えば、架橋要素８４の幅は約０．００１２〜０．００１３イ
ンチ（０．０３０５〜０．０３３０ｍｍ）でよい。各円筒形管８２は、円筒形管
の端面から対向する端面に向かって延在する複数の軸方向スロット８６を有する
。延性蝶番９０を有する複数の半径方向支柱が、軸方向スロット８６の間に形成
される。延性蝶番９０は、軸方向スロット８６の内側端に形成された周方向スロ
ット９２および対向する切欠き９４によって形成される。
【００４５】 切欠き９４はそれぞれ、延性蝶番の幾何学的撓みを制限し、したがって器具の
最大拡張を制限する止め部として機能する２つの対向する傾斜壁９６を有する。
円筒形管８２を拡張し、延性蝶番９０で曲げが生じるにつれ、切欠き９４の傾斜
側壁９４が互いに向かって移動する。切欠きの対向する側壁９４が相互に接触す
ると、これが特定の延性蝶番がそれ以上拡張するのに抵抗して、組織支持器具の
他の区間でさらなる拡張を発生させる。この幾何学的撓み制限機構は、製造公差
による組織支持器具８０の変化または不均等なバルーンの拡張によって不均等な
拡張が生じた場合に、特に有用である。
【００４６】 本発明による組織支持器具２０、８０は、鋼、金、銀、タンタル、チタン、ニ
チノール、他の形状記憶合金、他の金属、あるいはプラスチックまでも、任意の
延性材料で形成することができる。組織支持器具２０、８０を作成する１つの好
ましい方法は、円筒形管を形成し、次にレーザで管にスロット２２、２６、８６
、９２および切欠き９４を切り抜く。あるいは、組織支持器具は電気機械加工、
化学的エッチングの後に圧延および溶接、または任意の他の知られている方法で
形成することができる。
【００４７】 延性蝶番の応力／歪み集中、および一般的な応力／歪み集中機構の設計および
分析は複雑である。例えば、図３ａの単純化した延性蝶番の幾何学的形状の応力
集中係数は、以下の式で計算することができ、この式で与えられ、ここでＤは支
柱２８の幅、ｈは円形溝３８、４０の高さ、ｒは溝の曲率半径である。この例で
は、ｈ／ｒの比率は４とする。しかし、他のｈ／ｒの比率をうまく実現すること
もできる。
【００４８】
【数１】
【００４９】 応力集中係数は、概して、線形弾性範囲にのみ有用である。他の多くの幾何学
的形状の応力集中パターンは、光弾性測定および他の実験的方法で決定すること
ができる。応力／歪み集中機構、つまり延性蝶番の使用に基づくステントの設計
は、概ね、より複雑な蝶番の幾何学的形状を伴い、非線形弾性および塑性変形体
系で動作する。
【００５０】 加えた力と材料特性と延性蝶番の幾何学的形状との関係の一般的性質は、図５
ａから図５ｃに示すような理想化した蝶番６６の分析を通して、より簡単に理解
することができる。蝶番６６は、幅ｈ、長さＬおよび厚さｂを有する長方形断面
の単純なビームである。理想化した蝶番６６は、図５ｄの理想的な応力／歪み曲
線で特徴付けられる弾性かつ理想的塑性の材料特性を有する。このようなビーム
の「塑性」または「極限曲げモーメント」は下式で与えられることが分かる。
【００５１】
【数２】 ここでｂは円筒形管の肉厚に相当し、ｈは延性蝶番の周方向の幅、δｙｐは蝶番
材料の降伏応力である。拡張圧力が塑性モーメントに比例するとのみ仮定すると
、組織支持器具の拡張に必要な拡張圧力は、肉厚ｂとともに、および延性蝶番の
幅ｈの２乗として直線的に増加することが分かる。したがって、蝶番の幅ｈの比
較的小さい変化で、肉厚ｂの比較的大きい変化を補償することが可能である。上
記の理想化したケースは近似にすぎないが、幾つかの異なる延性蝶番の幾何学的
形状で異なる蝶番幅の拡張力を実験的に測定し、この関係の一般的形状が確認さ
れた。したがって、様々な延性蝶番の幾何学的形状について、組織支持器具の厚
さを大きくして放射線不透過性を達成しながら、はるかに小さい蝶番の幅の減少
で厚さの増加を補償することが可能である。
【００５２】 理想的には、ステントの肉厚ｂは可能な限り薄くしながら、蛍光透視装置での
良好な可視性をなお提供するとよい。ステンレス鋼を含め大部分のステント材料
では、これは約０．００５〜０．００７インチ（０．１２７〜０．１７８ｍｍ）
以上の厚さを示唆する。ステント設計に延性蝶番を含めると、対象となる任意の
材料の厚さについて、拡張力／圧力を非常に低いレベルまで下げることができる
。したがって、延性蝶番は、現在の可視性のない設計よりはるかに低い拡張力レ
ベルで、最適な肉厚の組織支持器具を構成することができる。
【００５３】 本発明による組織支持器具２０を、図２に示す初期状態から拡張状態へと拡張
するのに必要な拡張力は、１から５気圧、好ましくは２から３気圧である。拡張
は、バルーンの膨張またはマンドレルによってなど、知られている方法で実行す
ることができる。拡張した状態の組織支持器具２０は、好ましくは初期の未拡張
状態の器具の直径に対して最大３倍の直径を有する。
【００５４】 円筒形管から作成する多くの組織支持器具は、図６に示すように、基本的に長
方形の断面を有する細長いプリズム状のビームの網状構造を備える。知られてい
る組織支持器具を構成するこのビームは、特定の設計に応じて直線でも湾曲して
もよい。知られている拡張式組織支持器具は、典型的な肉厚ｂが０．００２５イ
ンチ（０．０６３５ｍｍ）、典型的な支柱幅ｈが０．００５から０．００６イン
チ（０．１２７〜０．１５２４ｍｍ）である。大部分の知られている設計のｂ：
ｈ比率は１：２以下である。ｂが減少し、ビームの長さＬが増大するにつれ、ビ
ームは加えられた曲げモーメントＭに対して座屈によってより大きく対応する傾
向があり、先行技術の多くの設計はこの挙動を呈する。これは、図６のビームの
「臨界座屈モーメント」に関する下式で見ることができる。
【００５５】
【数３】 ここでＥは弾性率、Ｇは剪断弾性率である。
【００５６】 これに対して、本発明による設計に基づく延性蝶番では、拡張中に蝶番のみが
変形する。典型的な延性蝶番３２は、知られているステントの支柱のような細長
いビームではない。本発明の肉厚は、０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）以上
まで増加させることができ、蝶番の幅は通常０．００２〜０．００３インチ（０
．０５０８〜０．０７６２ｍｍ）、好ましくは０．００２５インチ（０．０６３
５ｍｍ）以下である。典型的な蝶番の長さは０．００２から０．００５インチ（
０．０５０８〜０．０１２７ｍｍ）で、典型的な支柱の長さより２桁以上小さい
。したがって、典型的な延性蝶番３２のｂ：ｈ比率は２：１以上である。これは
本質的に安定した比率である。つまりこのような延性蝶番ビームの塑性モーメン
トは、臨界座屈モーメントＭｃｒｉｔよりはるかに小さく、延性蝶番ビームは正
規の歪み曲線で変形する。したがって、延性蝶番３２は、組織支持器具２０の拡
張中に曲げモーメントに曝された場合、座屈に対して脆弱ではない。
【００５７】 最適な反跳および圧縮強度特性を提供するには、組織支持器具の拡張中に比較
的大きい歪み、したがって大きい曲率を蝶番に与えるよう、延性蝶番を設計する
ことが望ましい。曲率とは、純粋な曲げにおいてビームの中立軸の曲率半径の逆
数と定義される。拡張中に曲率を大きくすると、蝶番の弾性曲率が全蝶番曲率の
小さい部分になる。したがって、組織支持器具の総弾性反跳は、周方向における
全変化の小さい部分になる。概して、３１６Ｌステンレス鋼などの一般的ステン
ト材料が非常に大きい破壊延伸率を有する（つまり非常に延性が高い）ので、こ
れが可能である。
【００５８】 複雑な蝶番の幾何学的形状および本物の材料（つまり理想化されていない応力
／歪み曲線を有する材料）について、残留曲率の正確な式を導くことは実際的で
はない。延性蝶番の残留曲率および反跳の一般的性質は、図５ａから図５ｃに示
す弾性かつ理想的塑性の長方形蝶番６６でモーメントと曲率の関係を検証するこ
とによって理解することができる。加えたモーメントとその結果としてのビーム
曲率との関係は、下式であると示すことができる。
【００５９】
【数４】 この関数を図７でグラフに描く。このグラフでは、加えたモーメントＭが、塑性
または極限モーメントと呼ばれる限界値Ｍｐに漸近的に近づくことが分かる。１
１／１２Ｍｐを超えると、加えるモーメントの追加的増加を小さくしても、大き
い塑性変形が生じる。加えたモーメントを除去すると、ビームはａ−ｂなどの線
に沿って弾力的に回復する。したがって、全曲率の弾性部分は、降伏点で曲率の
３／２の限界に近づく。これらの関係は、下式のように表すことができる。
【００６０】
【数５】
【００６１】 塑性領域に追加の曲率を与えても、弾性曲率をさらに増加させることはできな
いが、弾性対塑性曲率の比率は低下する。したがって、組織支持器具の曲率を追
加するか、拡張を大きくすると、全体的なステント構造の反跳のパーセンテージ
が低下する。
【００６２】 図８に示すように、剛性支柱２８を上述した延性蝶番６６に連結すると、支柱
２８が水平に対して蝶番の曲率の関数である角度θを形成する。蝶番曲率を変化
させると、この角度θが対応して変化する。蝶番の角度弾性反撥は、角度Δθの
変化であり、これは上述した弾性曲率の反撥の結果であり、したがって角度反撥
も塑性変形が進むにつれて限界値に近づく。下式は、図８の理想化した蝶番の角
度弾性反撥の限界値を与える。
【００６３】
【数６】 ここで、降伏点の歪みは独立した材料特性（降伏応力を弾性率で割った値）であ
り、Ｌは延性蝶番の長さ、ｈは蝶番の幅である。現実の材料で作成した理想化さ
れていない延性蝶番の場合、上式の定数３は、全歪みの徐々に増加する関数に置
換されるが、幾何学的形状の効果は同じままである。特に、延性蝶番の弾性反撥
角度は、蝶番の幅ｈが増加するにつれて減少し、蝶番の長さＬが増加するにつれ
て増加する。したがって、反跳を最小にするには、蝶番の幅ｈを増加させ、長さ
Ｌを減少させるとよい。
【００６４】 延性蝶番の幅ｈは、一般に拡張力の基準によって決定され、したがって弾性反
撥を最小にするためには蝶番の長さを実際的な最小値に減少させることが重要で
ある。様々な長さの延性蝶番の反跳に関する実験データは、蝶番が短くなると反
跳が大幅に減少することを示し、上記の分析とよく一致する。
【００６５】 組織支持器具２０の延性蝶番３２は、器具の反跳を最小にする上で第２の重要
な利点を提供する。図２の実施形態は、延性蝶番で相互に結合されて円筒形を形
成する支柱の網状構造を示す。この設計では、支柱２８は最初は器具の軸に平行
である。器具を拡張するにつれ、蝶番３２に曲率が与えられ、支柱２８が図８に
示すように、元の方向に対して角度θをとる。組織支持器具構造の周方向の全拡
張は、蝶番の曲率（支柱角度）および支柱長の関数である。さらに、個々の支柱
についてステント拡張（または反跳）に対する増分寄与率は、瞬間的支柱角度に
依存する。特に、支柱角度の増分変化Δθでは、周の増分変化ΔＣが支柱の長さ
Ｒおよび支柱角度θのコサインに依存する。
【００６６】 ΔＣ＝Ｒ Δθ ｃｏｓθ 蝶番曲率の弾性反撥は、任意の総曲率でほぼ一定であるので、周方向反跳への
正味寄与率ΔＣは、支柱角度θが大きい方が小さくなる。最終的な器具の周は、
通常は何らかの固定値として規定され、したがって全体的な支柱長を減少させる
と、最終的支柱角度θを増加させることができる。したがって、支柱の全反跳は
、拡張した時に支柱を比較的短くし、蝶番の曲率を大きくした延性蝶番で最小に
することがでいる。
【００６７】 実験の測定で、図２の実施形態のような延性蝶番に基づく組織支持器具の設計
は、拡張力が非常に小さくても、拡張すると圧縮に対して優れた抵抗を呈するこ
とが判明した。この圧縮力と拡張力との非対称性は、恐らく延性蝶番の幾何学的
形状、肉厚の増加、および高い歪みレベルによって向上した加工硬化性などの要
素の組合せによるものである。
【００６８】 本発明の組織支持器具の一例によると、器具は、約２気圧以下の内圧を加えて
拡張することができ、初期直径の２倍から３倍の直径まで拡張すると、約１６か
ら２０ｇｍ／ｍｍ以上の圧縮力に耐えることができる。先行技術の器具の典型的
な圧縮力値の例は、３．８から４．０ｇｍ／ｍｍである。
【００６９】 組織支持器具の反跳と圧縮強度特性とは、両方とも、拡張した形状で曲率が大
きい延性蝶番を使用することにより改善することができるが、使用する材料の最
大許容歪みレベルを超えないよう注意しなければならない。例えば、図３ｂの延
性蝶番４４の場合、任意の曲げ角度の最大材料歪みは下式によって与えられるこ
とが分かる。
【００７０】
【数７】 ここでεｍａｘは最大歪み、ｈは延性蝶番の幅、Ｌは延性蝶番の長さ、θはラジ
アン単位の曲げ角度である。他の基準によって歪み、蝶番の幅および曲げ角度が
決定されると、この式を評価して適切な延性蝶番の長さＬを決定することができ
る。
【００７１】 例えば、図３ｂの延性蝶番４４が、最大歪み３０％の３１６Ｌステンレス鋼で
作成し、拡張力の基準で延性蝶番の幅ｈを０．００２５インチ（０．０６３５ｍ
ｍ）に設定し、曲げ角度θが、ステントを完全に拡張した時に機械的に０．５ラ
ジアン（≒３０％）に制限されるものと仮定する。Ｌについて上式を解くと、少
なくとも約０．００３３インチ（０．０８３８ｍｍ）という必要な延性蝶番の長
さが与えられる。
【００７２】 同様の式を展開して、図３ｅのようにより複雑な延性蝶番の幾何学的形状につ
いて、必要な長さを決定することができる。この湾曲した延性蝶番のプリズム部
分の典型的な値は、蝶番の幅が約０．００２から約０．００３５インチ（０．０
５１〜０．０８９ｍｍ）、蝶番の長さが約０．００２から約０．００６インチ（
０．０５１〜０．１５２ｍｍ）の範囲である。図４ａおよび図４ｂの組織支持器
具の設計は、切欠き９４の傾斜壁９６の設計によって延性蝶番で最大幾何撓みを
制限する止め部を含む。
【００７３】 先行技術の多くの設計では、周方向に拡張すると、それに伴ってステントの軸
方向長さが大幅に収縮し、それは器具の初期長さの最大１５％になることもある
。軸方向に過度に収縮すると、適切な配置が困難になる、組織に損傷を与えるな
ど、器具の展開および性能に幾つかの問題を生じることがある。延性蝶番３２に
基づく設計は、以下のように、拡張中の組織支持器具の軸方向収縮、つまり短縮
を最小にすることができる。
【００７４】 図９ａおよび図９ｂは、初期状態および拡張状態における誇張した延性蝶番３
２および短縮した支柱２８を示す。各支柱２８は、対向する端部で２つの延性蝶
番３２に取り付けられる。各延性蝶番３２は、取り付けた支柱２８の有効転心で
ある瞬間回転中心Ｃ１、Ｃ２を有する。最初に、拡張中には、Ｃ１が図９ｂに示
すようにＣ２と同一面に位置するまで、転心Ｃ１が距離ｄだけ垂直に変位する。
配列を垂直に拡張すると、軸方向支柱２８が図９ｂに示すように転心に対して円
弧状に移動する。転心Ｃ１とＣ２の水平距離ｅが実際には最初に増加し、２点が
図９ｂに示すように同じ水平軸になると最大値ｅｍａｘに到達することが分かる
。垂直方向の拡張が続くにつれ、器具は軸方向に圧縮して元の長さに戻る。Ｃ１
とＣ２間の水平距離ｅが元の水平距離ｅと同じになる点を越えて配列の垂直方向
の拡張が続く場合のみ、配列の全長が実際に収縮し始める。例えば、図２に示す
ステントの場合、周方向の拡張全体の約１／３が、図９ｂの形状に達した時点ま
でに達成され、ステントは非常に小さい軸方向に収縮を呈する。
【００７５】 蝶番および支柱の設計に基づいて軸方向の収縮を制御するこの能力は、延性蝶
番の使用時に大きい設計上の融通性を提供する。例えば、軸方向の収縮がゼロの
ステントを設計することができる。
【００７６】 圧縮強度と軸方向の収縮とのかねあいを示す代替実施形態を、図１０に示す。
図１０は、拡張していない状態の支柱７２と延性蝶番７４の配列を有する組織支
持器具７０の一部を示す。支柱７２は、最初は器具の縦軸Ｘに対して角度θ１で
配置される。器具を図１０に示す未拡張状態から半径方向に拡張するにつれ、角
度θ１が増加する。この場合、器具は垂直方向の拡張開始から拡張の最後まで軸
方向に収縮する。器具が完全に拡張すると、水平に対して支柱７２が形成する最
終角度θ１は、図８ａおよび図８ｂの器具の角度θよりはるかに大きくなる。既
に示したように、最終支柱角度θ１が大きくなると、大幅にステント構造の圧縮
強度が増加して、周方向反跳が減少する。しかし、圧縮強度の増加と軸方向収縮
の増加とのかねあいがある。
【００７７】 本発明の一例によると、支柱７２は最初は、器具の縦軸に対して角度約０°か
ら４５°に配置される。器具を図１０ａに示す未拡張状態から半径方向に拡張す
るにつれ、支柱角度は約２０°から８０°まで増加する。
【００７８】 本発明の１つの代替実施形態によると、拡張式組織支持器具は、薬物などの特
定の有益な作用物質、化学療法、または他の作用物質の送出器具としても使用す
ることができる。延性蝶番を組み込んだ組織支持器具の構造により、支柱の幅は
、先行技術の器具の支柱よりはるかに大きくすることができる。支柱は、サイズ
が大きいので、支柱上または支柱内に有益な作用物質を提供することにより、有
益な作用物質の送出に使用することができる。有益作用物質送出機構の例には、
有益作用物質を含むポリマー・コーティングなどの支柱のコーティング、有益作
用物質を含む支柱のレーザ・ドリル穴などがある。
【００７９】 本発明をその好ましい実施形態について詳細に述べてきたが、本発明から逸脱
することなく種々の変更および回収ができ、同等品を使用できることが、当業者
には明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の組織支持器具の等角図である。
【図２】 本発明の１つの実施形態における組織支持器具の等角図である。
【図３ａ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｂ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｃ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｄ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｅ】 他の実施形態における延性蝶番の側面図である。
【図４ａ】 本発明の代替実施形態における組織支持器具の等角図である。
【図４ｂ】 本発明の代替実施形態における組織支持器具の拡大側面図である。
【図５ａ】 分析するために理想化した延性蝶番の斜視図である。
【図５ｂ】 分析するために理想化した延性蝶番の側面図である。
【図５ｃ】 分析するために理想化した延性蝶番の断面図である。
【図５ｄ】 理想化した延性蝶番の応力／歪み曲線である。
【図６】 計算のための単純なビームの斜視図である。
【図７】 長方形ビームのモーメント対湾曲のグラフである。
【図８】 曲げた延性蝶番の拡大側面図である。
【図９ａ】 軸方向の収縮関係を示す初期位置の延性蝶番の拡大側面図である。
【図９ｂ】 軸方向の収縮関係を示す、支柱が短縮した拡張位置の延性蝶番の拡大側面図で
ある。
【図１０】 高い圧縮強度および低い反跳を有する組織支持器具の代替実施形態における一
部の側面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１０月２９日（２００１．１０．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】 比較的小さい撓みの場合は、２等分面でのこの非常に高い歪み集中は許容可能
であり、場合によっては有用である。例えば意図したステントの圧着では、非常
に小さい撓み角度で比較的大きい塑性変形を発生させることが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】 図３ｅは、拡張および圧縮時に異なる歪み対撓み角度機能を精製する非対称延
性蝶番６４を示す。各延性蝶番６４は、凸面６８と凹面６９の間に形成される。
好ましい実施形態による延性蝶番６４は、基本的に、ほぼ一定の断面を有する小
さいプリズム状湾曲ビームの形態をとる。しかし、湾曲した延性蝶番６４の厚さ
は、延性蝶番の幅が蝶番の長さの一部に沿って一定のままである限り、変化して
もよい。湾曲ビームの幅は、ビームの曲率半径に沿って測定される。この小さい
湾曲ビームは、小さい方の凹面６９が装置の圧着方向に引っ張られて配置され、
延性蝶番の大きい方の凸面６８が、器具の拡張方向に引っ張られて配置されるよ
うに配向される。この場合も、（湾曲した）延性蝶番の軸に沿って延性蝶番６４
の局所的な最小幅がなく、材料の歪みが集中しない。器具の拡張中、引張り歪み
は蝶番６４の凸面６８に沿って分散し、最大拡張率は、幾何学的撓み制限機構を
提供する凹状切欠き６９の壁の角度によって制限される。したがって、全延伸が
分散する凸状円弧形延性蝶番６４の初期長さを調節することによって、最大引張
り歪みを容易に制限することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７７】 本発明の一例によると、支柱７２は最初は、器具の縦軸に対して角度約０°か
ら４５°に配置される。器具を図１０に示す未拡張状態から半径方向に拡張する
につれ、支柱角度は約２０°から８０°まで増加する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７８】 本発明の１つの代替的な実施形態によると、拡張式組織支持器具は、薬物など
の特定の有益な作用物質、化学療法、または他の作用物質の送出器具としても使
用することができる。延性蝶番を組み込んだ組織支持器具の構造により、支柱の
幅は、先行技術の器具の支柱よりはるかに大きくすることができる。支柱は、サ
イズが大きいので、支柱上または支柱内に有益な作用物質を提供することにより
、有益な作用物質の送出に使用することができる。有益な作用物質を送出する機
構の例には、有益作用物質を含むポリマー・コーティングなどの支柱のコーティ
ングや、有益な作用物質を含む支柱のレーザ・ドリル穴などがある。図１１を参
照すると、本発明の代替的な実施形態である組織支持器具が参照番号１８０及び
、上述の図４ｂの説明により用いられた参照番号により、概略的に示される。更
に、組織支持器具１８０は、有益な作用物質１８４を包含するためのレーザ・ド
リル穴１８２を細長いビームあるいは支柱８８に含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の組織支持器具の等角図である。
【図２】 本発明の１つの実施形態における組織支持器具の等角図である。
【図３ａ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｂ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｃ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｄ】 本発明の変形による延性蝶番の斜視図である。
【図３ｅ】 他の実施形態における延性蝶番の側面図である。
【図４ａ】 本発明の代替実施形態における組織支持器具の等角図である。
【図４ｂ】 本発明の代替実施形態における組織支持器具の拡大側面図である。
【図５ａ】 分析するために理想化した延性蝶番の斜視図である。
【図５ｂ】 分析するために理想化した延性蝶番の側面図である。
【図５ｃ】 分析するために理想化した延性蝶番の断面図である。
【図５ｄ】 理想化した延性蝶番の応力／歪み曲線である。
【図６】 計算のための単純なビームの斜視図である。
【図７】 長方形ビームのモーメント対湾曲のグラフである。
【図８】 曲げた延性蝶番の拡大側面図である。
【図９ａ】 軸方向の収縮関係を示す初期位置の延性蝶番の拡大側面図である。
【図９ｂ】 軸方向の収縮関係を示す、支柱が短縮した拡張位置の延性蝶番の拡大側面図で
ある。
【図１０】 高い圧縮強度および低い反跳を有する組織支持器具の代替実施形態における一
部の側面図である。
【図１１】 本発明の代替的な実施形態における組織支持器具の拡大側面図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (71)出願人 2468 Ｅｍｂａｒｃａｄｅｒｏ Ｗａｙ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉ ａ 94303，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ Ｆターム(参考） 4C167 AA45 AA49 AA53 AA55 BB31 CC09 GG21 GG22 GG24 GG32 GG34 HH04 HH11

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 拡張式医療器具であって、 第１直径を有する円筒形から第２直径を有する円筒形へと拡張可能である略円
    筒形の器具を形成するために相互に結合し、それぞれが周方向にビーム幅を有す
    る複数の細長いビームと、 蝶番全長の少なくとも１／３である蝶番長の一部に沿った周方向の寸法にほぼ
    一定の幅を有し、前記略円筒形の器具内で複数のビームを相互に接続する複数の
    延性蝶番とを備え、 前記蝶番幅はビーム幅より小さく、前記器具が第１直径から第２直径に拡張す
    ると、前記延性蝶番が塑性変形する一方、前記ビームは塑性変形しないことを特
    徴とする拡張式医療器具。
  2. 【請求項２】 前記細長い各ビームと各延性蝶番との間に、さらに、段階遷
    移が介在することを特徴とする請求項１に記載の拡張式医療器具。
  3. 【請求項３】 さらに、隣接する細長いビームと複数の周方向スロットとの
    間に複数の軸方向のスロットを備え、該複数の延性蝶番がそれぞれ、軸方向スロ
    ットと周方向スロットとの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
    の拡張式医療器具。
  4. 【請求項４】 前記延性蝶番が周方向スロットの対向する端部に形成されて
    いることを特徴とする請求項３に記載の拡張式医療器具。
  5. 【請求項５】 前記延性蝶番がそれぞれ湾曲したプリズム状ビームの形状で
    あることを特徴とする請求項１に記載の拡張式医療器具。
  6. 【請求項６】 前記湾曲したプリズム状ビームは、ステントの拡張中に該湾
    曲したプリズム状ビームの凸面に沿って引張り歪みが分散するよう配置されるこ
    とを特徴とする請求項５に記載の拡張式医療器具。
  7. 【請求項７】 前記複数の細長いビームはワイヤで形成され、前記複数の延
    性蝶番は該ワイヤの直径が減少する部分であることを特徴とする請求項１に記載
    の拡張式医療器具。
  8. 【請求項８】 前記略円筒形の器具を、第１直径から第１直径の少なくとも
    ２倍である第２直径へと拡張しても、軸方向には実質的な収縮を起こさないこと
    を特徴とする請求項１に記載の拡張式医療器具。
  9. 【請求項９】 さらに、前記延性蝶番の曲げ量を制限する幾何撓み制限機構
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の拡張式医療器具。
  10. 【請求項１０】 前記幾何撓み制限機構は、曲げの最大量に到達すると相互
    に接触する側面を有するＶ字形切欠きであることを特徴とする請求項９に記載の
    拡張式医療器具。
  11. 【請求項１１】 前記複数の細長いビームがほぼ軸方向に延在し、複数の周
    方向ビームがそれぞれ第１および第２端部で、延性蝶番によって軸方向ビームの
    １本に接続することを特徴とする請求項１に記載の拡張式医療器具。
  12. 【請求項１２】 拡張式医療器具であって、 円筒形管と、 千鳥配列で前記円筒形管に形成されて、それぞれ隣接する支柱から軸方向に変
    位した細長い支柱の網状構造を画定する複数の軸方向スロットと、さらに、 前記細長い支柱間に形成された複数の延性蝶番とを備え、 延性蝶番によって、前記円筒形管が該延性蝶番の変形により第１直径から第２
    直径へと拡張または圧縮でき、前記延性蝶番は、第１拡張パーセンテージで所定
    の歪みレベルへ到達し、第２圧縮パーセンテージで所定の歪みレベルに到達する
    よう構成され、前記第１パーセンテージが前記第２パーセンテージより大きいこ
    とを特徴とする拡張式医療器具。
  13. 【請求項１３】 前記細長い支柱は周方向にほぼ一定の幅を有し、前記延性
    蝶番は、支柱の幅の２／３より小さい周方向の幅を有することを特徴とする請求
    項１２に記載の拡張式医療器具。
  14. 【請求項１４】 前記支柱の断面積と延性蝶番の断面積との間の遷移は、支
    柱の長さの１０パーセント未満に延在する段階遷移であることを特徴とする請求
    項１３に記載の拡張式医療器具。
  15. 【請求項１５】 前記複数の延性蝶番は、凸状側面および凹状側面を有する
    湾曲したプリズム状ビームであることを特徴とする請求項１２に記載の拡張式医
    療器具。
  16. 【請求項１６】 延性蝶番の長さ対軸方向支柱の長さの比率は１：６以下で
    あることを特徴とする請求項１２に記載の拡張式医療器具。
  17. 【請求項１７】 さらに、前記延性蝶番の曲げ量を制限する幾何撓み制限機
    構を備えることを特徴とする請求項１２に記載の拡張式医療器具。
  18. 【請求項１８】 前記細長い支柱が半径方向の拡張または圧縮時に塑性変形
    しない一方で、前記延性蝶番は拡張式医療器具の拡張または圧縮時に塑性変形す
    るよう設計されることを特徴とする請求項１２に記載の拡張式医療器具。
  19. 【請求項１９】 拡張式医療器具がニチノールで形成され、延性蝶番が、拡
    張式医療器具の半径方向拡張または圧縮時に変形するよう設計され、加熱によっ
    て元の形状に復帰することができることを特徴とする請求項１２に記載の拡張式
    医療器具。
  20. 【請求項２０】 前記細長い支柱が、患者に送出する有益な作用物質を含む
    ことを特徴とする請求項１２に記載の拡張式医療器具。
  21. 【請求項２１】 拡張式医療器具であって、 ビームの長さに沿ってほぼ一定のビーム断面積を有する複数の細長いビームと
    、 延性蝶番の塑性変形によって第１直径から第２直径へと拡張または圧縮可能で
    ある略円筒形の器具内で、前記複数のビームを相互に接続する複数の延性蝶番と
    、 前記複数の延性蝶番に配置されて、該延性蝶番の撓みを制限する複数の撓み制
    限部材とを備えることを特徴とする拡張式医療器具。
  22. 【請求項２２】 前記撓み制限部材が、延性蝶番の対向する側部に、延性蝶
    番における撓みを制限するよう相互に嵌合する傾斜側壁を含むことを特徴とする
    請求項２１に記載の拡張式医療器具。
  23. 【請求項２３】 前記撓み制限部材はＶ字形切欠きであることを特徴とする
    請求項２２に記載の拡張式医療器具。
  24. 【請求項２４】 Ｘ線および蛍光透視装置像で見える拡張式医療器具であっ
    て、該器具が、 拡張可能な円筒形管を形成するよう配置された複数の支柱と、 前記複数の支柱を接続する複数の延性蝶番とを備え、 前記支柱および延性蝶番が、円筒形管の半径方向に少なくとも０．００３イン
    チ（０．０７６２ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする拡張式医療器具。
  25. 【請求項２５】 前記器具がステンレス鋼で形成されていることを特徴とす
    る請求項２４に記載の拡張式医療器具。
  26. 【請求項２６】 前記支柱および延性蝶番の厚さが少なくとも０．００５イ
    ンチ（０．１２７ｍｍ）である、請求項２４に記載の拡張式医療器具。
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