JP2002520129A - 薄膜ステント - Google Patents

薄膜ステント

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JP2002520129A JP2000560295A JP2000560295A JP2002520129A JP 2002520129 A JP2002520129 A JP 2002520129A JP 2000560295 A JP2000560295 A JP 2000560295A JP 2000560295 A JP2000560295 A JP 2000560295A JP 2002520129 A JP2002520129 A JP 2002520129A
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Abstract

(57)【要約】 金属の独立した薄膜（４２）を作ることによりステント（１）または他の医療装置を製作する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、血管の病気や体内管腔の他の病気の治療に関し、特にステントの製
造方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 後述される本発明は、今日において治療が不充分であると考えられている特定
のタイプの血管病に新しくより良い治療を提供することを目的として創り出され
たものである。
【０００３】 血管病は、破裂して出血を起こし得る動脈瘤、血管閉塞を起こし得るアテロー
ム性動脈硬化、血管奇形および腫瘍などを含む。例えば冠状動脈の閉塞は、心臓
発作の普通の原因である。脳内での動脈瘤による血管の閉塞や破裂は脳卒中の原
因である。頭内動脈によって運ばれる腫瘍は、大きな結果をもたらす場所におい
て脳内で成長できる。腫瘍の量および大きさは、腫瘍の除去または他の治療介入
のための外科手術を必要とする脳卒中または脳卒中の徴候を起こすことができる
。
【０００４】 冠状動脈閉塞のための新しくて好ましい治療は、開いた状態に保持するために
血管の閉塞領域内に拡張した金属ワイヤフレーム、いわゆるステントを配置する
ことである。Palmaz-Schatz（登録商標）バルーン型拡張可能金属ステント、Wal
lstent自己拡張型編み金属ステント、Strecker編み金属ステント、Instent（登
録商標）コイルステント、Craggコイル状ステント、およびGianturco Ｚステン
トなどを含む、種々の構成のステントが提案されている。ステントは首のアテロ
ーム性動脈硬化の治療のために提案されているが、頚動脈の動脈内膜切除術はな
お狭窄のための好ましい治療法である。最も多い手術時の脳卒中は、動脈内膜切
除術の間の技術的間違いにより起こされると考えられている（Becker「金属血管
ステントは、脳血管閉塞病の治療に使用されるべきか」191 Radiology 309(1994
)参照）。同じ懸念が頚動脈の治療のための血管形成術のような治療の他の形態
にもある。乏しい長期の開存性、脳卒中を起こす末端塞栓、外部圧力による圧搾
の可能性、および長期の抗凝固薬の必要性などを含む種々の要因が、腸骨血管よ
り細い血管内、または外部圧力を受けやすい位置での特定のステントの回避につ
ながる。例えば、Hull,「The Wallstent in Peripheral Vascular Disease, For
Iliac Use Only, 6 JVIR 884 (Nov.-Dec. 1995)」を参照されたい。
【０００５】 ステント移植片は、大動脈のような太い血管の動脈瘤を治療するために、提案
され、使用されている。これらは、典型的には、金属ステントにより支持された
移植片材料を含む。これらのステント移植片は太い血管内で使用するようになっ
ており、ステントおよび移植片の種々の層が、より細い血管内での使用に対して
それらを不適当なものにしている。ステント移植片は、一般的に内径が３または
４ｍｍの冠状動脈内では現在は使用されていない。圧延されたステントが大動脈
の動脈瘤での使用のために提案されている。例えば、Lane, 「Self Expanding V
ascular Endoprosthesis for Aneurysms」, 米国特許第５，４０５，３７９号
（１９９５年４月１１日）は、動脈瘤をブリッジするために腹部または胸部の大
動脈内に配置されるポリプロピレンシートの使用を提案している。Winston, 「S
tent Construction of Rolled Configuration」, 米国特許第５，３０６，２９
４号（１９９４年４月２６日）は、ステンレススチールの圧延シートを提案して
いる。それと同じ構成のものが、Kreamer, 「Intraluminal Graft」,米国特許第
４，７４０，２０７号（１９８８年４月２６日）およびその再発行特許第３４，
３２７号（１９９３年７月２７日）に開示されるような単一層の圧延ステントで
あり、それらはバルーンによって拡張されるとともにステントの管腔内に突出す
るラチェット機構を含んでいる。Khosravi, 「Ratcheting Stent」, 米国特許
第５，４４１，１５５号（１９９５年８月１５日）およびSigwart, 「Intravasc
ular Stent」, 米国特許第５，４４３，５００号は、ラチェットロック機構を
もつ圧延ステントの他の例である。
【０００６】 ステントは、脳内血管の動脈瘤のためには以前は必要とされていなかった。狭
窄、動脈瘤、ＡＶＭ'ｓおよび閉塞を必要とする側支流(side branches)を発生さ
せやすい脳内血管は、約１ｍｍないし５ｍｍの直径を有し、脈管系を通って非常
に曲がりくねったルートを経てのみアクセス可能である。後述するステントは、
皮膚を通して送り込まれ、大腿部の動脈を導入され、大動脈、大静脈、頚動脈ま
たは脊柱の動脈を通って上方に進められ、脳の種々の血管に至る。脳内へのさら
なる挿入は、非常に曲がりくねった細い頭内血管を通る通路を必要とする。頭内
血管系の中枢であるウィリス輪、血管のネットワークは、多数の細い動脈および
曲がり部によって特徴づけられる。内部頚動脈からウィルス輪を通って（例えば
）先の大脳動脈へ至るステント通路は、直径１−５ｍｍしかない血管を通って約
６０°の方向転換を必要とする。臨床的には、多くの重大な動脈瘤がウィリス輪
およびその近傍の血管内で発生する。ここに説明される方法で製造されたステン
トは、そのような非常に曲がりくねった血管内、特にウィリス輪、脊柱や頚動脈
の血管、および脳の他の主要な血管内での使用を意図されている。時として、病
理学上の曲がりくねった血管は、脳のより深い血管内でつながっており、これら
の血管は、細い血管、９０°を越える角度で分かれていること、および標準０．
０１８ガイドワイヤより太いガイドワイヤでは到達できないことなどにより特徴
づけられる。これらの病理学上の曲がりくねった血管はまた、後述する方法で製
造されたステントで治療され得る動脈瘤やＡＶＭ'ｓが起こることがある。
【０００７】 極めて薄いシートステントを製作するために、我々はエルジロイ、ニチノール
およびステンレススチールのような冷間圧延金属を有する。圧延は、０．００１
１インチまでの薄さのシートを提供するのに有効であることが明らかである。よ
り薄いシートを製作するために、我々はより多くの部分をエッチングで除去する
のに化学エッチング技術を使用した。この技術は、幾分不均一な厚みのシートの
構造を可能にした。後述するステントの構成方法およびその方法の結果物として
のステントは、従前のものよりもより小さく、より薄い寸法で、我々の先の記述
にしたがって作られる引き延ばしシートステントを提供することになる。その製
作方法は、ステントが、より薄くおよび／またはより強い形態で提供され、かつ
従前に使用されていない方法でニチノールまたは他の金属や材料から構成される
という追加的な利点をもって、その技術分野で従前に使用および提案されるすべ
てのステントに適用されてもよい。
【０００８】 微細加工およびマイクロアクチュエータという異なった技術分野では、微細な
形状記憶スイッチの製作が提案されている。その製作技術はスパッタ蒸着と呼ば
れる。その結果物の材料は薄膜と言われる。スパッタ蒸着薄膜は、マイクロバル
ブやマイクログリッパに経験的に使用されている。薄膜スパッタリングプロセス
は、シリコンチップのような回路基板上に非常に小さくかつ非常に薄い回路配線
を配置するためにマイクロチップの製造に使用されている。薄膜プロセスは、装
飾用クロム仕上げでプラスチック物品を被覆するために使用されている。一般に
、薄膜スパッタ技術は、基板上にコーティング材料の単一の原子または分子を飛
び出させるためにコーティング材料のターゲット板に向けられる（プラズマイオ
ン、イオンビーム、電子ビーム、レーザビームなどの）エネルギーをもった粒子
または光子を発生させための高出力電磁界を使用する。飛び出した原子または分
子は、基板上で凝縮し、基板に非常に強力に付着する。スパッタプロセスは、通
常、百度から数百度という非常に高温で行われるとともに、非常に高い真空度の
雰囲気および／または不活性ガス雰囲気内で行われる。スパッタ技術は、物理蒸
着法またはＰＶＤ技術と呼ばれるプロセスの広い分野のうちの一部である。ＰＶ
Ｄプロセスは、化学蒸着や電気めっきをも含む薄膜析出の広い分野の一部である
。これらすべてのプロセスの要所は、薄膜分子の雰囲気または雲内に基板（被覆
される物品）を配置することである。
【０００９】 （発明の開示） 脳の非常に細い血管内での使用のために我々が提案する引き延ばされたシート
ステントは、薄膜スパッタリング技術によって構成され得る。１インチの数千分
の一のオーダの所望の厚みに金属を圧延するよりはむしろ、ステントは、熱く溶
けた金属を成形基板上にスパッタリングすることによりつくられる。これは、圧
延プロセスに比べてより強い金属シートを生じる。シートに所望の穿孔を機械的
にまたは光化学的に切るよりはむしろ、穿孔は、スパッタされない領域としてス
パッタリングプロセス中に形成される。ステントが薄膜スパッタリングによりニ
チノールから形成されるとき、結果物のシートは、ニチノールの体積調製圧延シ
ート(bulk prepared rolled sheets)に見られるような同じ擬似弾性または形状
記憶の特性をもつステントを提供するために、矯正されてもよい。０．０００２
インチ以下の均一厚みをもつニチノールのシートは、この技術で製造可能である
。本発明を例示するのに用いられる薄膜蒸着の特定の実施形態は、ＲＦ電力供給
(RF powered)物理蒸着法である。しかしながら、薄膜蒸着の種々の技術が使用可
能である。
【００１０】 引き延ばされたシートステントには、Wallace等、「Intracranial Stent and
Method of Use」、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／１６５３４号に示されるよ
うに、稠密な穿孔パターンが設けられているのが好ましい。これらの穿孔パター
ンは、シートをフォトレジストで覆い、所望の穿孔に対応する領域にあるコーテ
ィングを除去するようにフォトレジストコーティングを加工してシートに所望の
穿孔パターンの逆像である部分的コーティングをつくり、所望の穿孔パターンに
対応する領域にある金属を除去するように非被覆領域にある金属を化学腐食液で
エッチングし、そしてフォトレジストコーティングを取り除くことを含む、光化
学加工プロセスを用いて形成されいる。これは、機械切削にたよらずにそのよう
な薄い金属シートをつくることを可能にする。スパッタリング技術でステントを
製造することにより、スパッタされる金属の蒸着を制御して穿孔パターンをつく
ることができ、これによりステントがその形成後に光化学的加工プロセスを受け
る必要がなくなる。
【００１１】 （発明の詳細な説明） 薄膜蒸着プロセスは、いくつかの医療装置を製作するために使用可能である。
図１および２は、後述するプロセスで形成可能なステントを示す。ステントは、
多くの形態に作られてもよいが、これら２つのステントはスパッタリングプロセ
スで形成されることになる構造的要素を示す。
【００１２】 図１は、ステントの１枚のシート上に形成されるようなステント１の基本形態
を示す。（後述する種々の部材は、ステントシートでは非常に多数であるので、
それらは例示部分においてだけ図面上で呼ばれる。）ステントは、ニチノール、
エジロイ（登録商標）、ステンレススチール、プラスチックまたは他の適当な材
料のシート２に形成されている。小さい血管内での使用のために製作されるステ
ントでは、横エッジ３で表されるラップ長(wrap length)が約６−７５ｍｍであ
り、ステントが拡張後におおよそ２ないし３層の重なり部をもった状態で約１ｍ
ｍから約６ｍｍにまでの直径に拡張するのを可能にする。軸エッジまたは軸幅４
（または縦エッジ）で表されるブリッジ長は、ステントによりつなげられなけれ
ばならない動脈瘤、閉塞または他の欠陥の幅によって変わることになり、例えば
２ｍｍから２０ｍｍまで変わる。ステントは、平坦なシートとして形成される。
ステントは、巻かれたり解放されたりしたときに弾力的に開いておおよそ１ない
し６ｍｍの直径に拡張し、１ないし６ｍｍの内径を有する頭内動脈にわずかなた
わみずれ(compliance mismatch)を与えるように、焼き戻されまたは形成される(
tempered or formed)。ステントがニチノールでつくられている場合、ニチノー
ルは、拡張がもっぱらオーステナイト相の弾性によるものであるように（３７℃
の体温よりわずかに低い）３０℃のオーステナイト変態温度Ｔａｆを有していて
もよく、あるいは、拡張が熱の適用によって起こるように体温よりわずかに高い
変態温度を有していてもよく、あるいは、拡張が薄膜の超弾性または擬似弾性の
性質によるものであるように超弾性形状が与えられていてもよい。
【００１３】 ステント１には、いくつかの穿孔５が設けられている。それらは、より厳密に
は、一連の部分的シヌソイド湾曲部(partial sinusoidal curves)として形成さ
れてもよい。多数の穿孔５は、シートの真っ直ぐな放射スリット間に配置された
セット６で与えられている。シート２の放射スリット７は、トリムタブ８を残し
ている。トリムタブ８は、エッチング処理または他の準備処理の間にステントを
シートに付けた状態に保持し、その処理後に、完成したステントをシートから取
り外すために切断される。穿孔は三日月状で弓形であるが、総体的な外観として
波形やＳ字形であってもよい。穿孔は、放射方向に約０．０３−０．０７インチ
離れており、縦方向に０．２６３４インチ離れており、約０．００６２５インチ
の幅と０．０６１０２インチの長さを有している。穿孔は、ラップ長にほぼ沿っ
て並んで延びる一方、セット６のグループは各ステントのブリッジ長に沿って延
びている。湾曲部のグループは、線１０のような縦線に沿って、未貫通シート材
料の縦棒(staves)をつくっている。これらのステーブは、貫通領域に比べて相対
的に堅い。湾曲部は、ラップ長または横エッジ３から離れる方向に、または向か
う方向にはそれほど傾斜しておらず、その結果、シート材料において周方向に延
び、かつシヌソイド状に曲がっている多数の細い片すなわちストリップがステン
ト内に形成されている。ストリップは完全にはシヌソイドではなく、ストリップ
の長い通路(path)が概して真っ直ぐであるが、その長い通路から離れる方向にそ
れるようなシヌソイド、波状またはくねりとして説明される。図１において、各
セットの穿孔の終了点１１は縦に並んでおり、それらがステントの長さ４に沿っ
て同じ位置に現れることを意味する。保持穿孔１２は、挿入カテーテルにステン
トを保持するために使用される。
【００１４】 放射状または周囲の長いスリット７は、各放射スリットの末端２１で結合して
いるステントの縦寸法に向かう湾曲部２０を除いて、周囲方向において概して真
っ直ぐである。それによりステントの放射端部につくられた丸いエッジは、管壁
に伝えられる点力(point force)を分配するのを助け、四角いエッジの使用によ
り起こる管の傷の危険を低減する。円形の穿孔２２の対は、挿入カテーテルに巻
かれるときに、ステントシートを貫通して保持／解放ワイヤを通すために設けら
れている。
【００１５】 図２は、最後の外部層２９、中間層３０および内部層３１にスラット(slats)
またはリブ２６を残す切り込み２３，２４，２５をもつ、異なる穿孔の組織を示
す。スラットの部分は、脊柱または背骨３２によって隔てられている。各部分の
スラットは、互いにずれており、その結果、おおよそ３層のロールに拡張すると
きに、３つの層が血管壁と拡張したステントの内腔との間に障壁を形成するよう
に重なることになる。
【００１６】 ステントの３つの構造部分について、スパッタリングの物理蒸着技術によって
ステントを製作するプロセスが説明されてもよい。図３は、スパッタリング技術
を用いてステントを形成する基本的プロセスを図示する。（そのプロセスは、時
としてグロー放電スパッタリングと言われる。）スパッタ蒸着は、幾つかの方法
を用いて達成されてもよく、それらの方法のすべては同じ基本方法の段階を有す
るとともに類似の装置を使用する。スパッタリングを行うための装置は、ターゲ
ット取付台３５に取り付けられたターゲット３４を収容する反応チャンバ３３と
、基板ホルダ３７に取り付けられた基板３６とを含む。反応チャンバは、真空ポ
ンプ３８，３９の運転によってつくられる高い真空度を保持することができる。
アルゴン供給ライン４０を介してのアルゴンガスの注入によって非常に低圧のア
ルゴン雰囲気がつくられる（他の不活性ガスも使用可能である）。電源４１は、
ターゲット３４に高負極電圧ＲＦまたはＤＣ電力を印加することができる。強度
の電界がアルゴンをイオン化して、ガス原子を正帯電アルゴン原子と負帯電アル
ゴン原子とに分離する。正帯電アルゴン原子は負帯電ターゲットに引き付けられ
、高エネルギーでターゲットに向かって加速する。この装置では、ターゲットは
陰極として機能し、チャンバはプラズマの自由電子を引き付ける陽極として機能
する。基板はこの装置のどこに置かれてもよい。（基板は、電力装置のグランド
として接続されて、スパッタされる材料の大きな部分を遮るように陽極として機
能してもよい。）アルゴンイオンが高エネルギーでターゲット３４にぶつかると
き、それらはターゲットからターゲット材料の原子または分子を飛び出させる。
このターゲット材料の原子または分子は、ターゲット材料からチャンバ内へと推
進されて、その飛び出した原子の幾つかは基板３６上に付いてその表面で凝縮す
る。この方法では、ターゲット材料の薄膜４２は基板上に一度に１つの原子を積
み上げる。Perkin Elmerスパッタリング装置は、スパッタリング処理を行うため
に利用できる装置の代表的なものである。
【００１７】 スパッタリングの技術分野では、基板は、シリコンウエハ、マイクロチップ、
または他の部分的完成製品であってもよい。我々の場合、基板は製作プロセスの
最後で捨てられることになる。ステント製作で使用される基板は、シリコンまた
はガラス、アルミニウムのような高度に磨かれた金属、ナトリウム塩化物または
カリウム臭化物のような塩類、もしくは、プラスチック（および多くの他の材料
）で作られていてもよい。基板は、チタンに対してよく結合せず、それゆえに基
板からのステントの最後の取り外しを容易にする、ほたる石（ＣａＦ２）で作ら
れていてもよい。基板は、酸化物層およびスパッタされた材料が付着する廃棄材
料層を含んでもよい。ターゲット材料は、一般に、ステントと同じである（その
原子および分子がターゲットから基板上に転移してステントを形成する）。した
がって、ニチノールからなるターゲットは、ボンバードにより基板上にニチノー
ルの薄膜を形成することなる。ステントがニチノールのような合金である場合、
ターゲットは所望の変態温度を有する、予め合金にされたＮｉＴｉであってもよ
い。ターゲットは、一方がチタンでもう一方がニッケルというように、２つの異
なるターゲットから構成されてもよく、この場合、合金は基板上での連続スパッ
タで両方の金属をスパッタリングすることによって達成される（金属は蒸着およ
び焼鈍によって共に合金になり、これはすべての場合において望ましい処理であ
る）。ステンレススチール、タンタル、エルジロイおよびポリマなどを含む他の
普通のステント材料が使用されてもよい。
【００１８】 他のスパッタリング技術はこの基本技術に関する変形である。イオンビームス
パッタリングでは、イオンビームガンを用いてイオンビームが作られる。イオン
ビームガンは、イオンの流れをターゲット材料に向け、ターゲット原子を飛び出
させる。基板は、飛び出した原子を集めるために、ターゲット近傍のチャンバ内
に配置される。この装置では、ターゲットは帯電させられない。真空蒸着のプロ
セスは、ターゲットを蒸発または昇華させるために熱と非常な低圧とを組み合わ
せて使用し、その結果、蒸発したターゲット分子が基板上で凝縮する。熱は、タ
ーゲットの抵抗加熱によって、または、ターゲットをレーザからのレーザエネル
ギーや電子ビームエミッタから放出された電子ビームで照射することによって、
温度的に与えられてもよい。真空蒸着は、照準蒸着技術(sight deposition tech
nique)の系列である。いくつかのステント構成のために、化学蒸着(chemical va
por deposition)が使用されてもよい。化学蒸着は、蒸着した化合物を形成する
ために、チャンバ雰囲気の成分が互いに、または飛び出したターゲット材料と反
応することを可能にする。
【００１９】 冷スパッタリングのプロセスは、プラスチックからなるかなり安価な基板上に
ステントを形成するために、プラスチック基板について使用されてもよい。プラ
スチック基板は、ＡＢＳプラスチック（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体）、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、および他の
樹脂で作られてもよい。スパッタリングは、約０．２ないし５Ａ／ｄｍ２の範囲
に制限された電流強度でもって、代表的な冷スパッタ範囲（極端に低圧のアルゴ
ン雰囲気、陰極に印加される２００−６００ボルト）で行われてもよい。薄膜が
プラスチック基板上にスパッタ蒸着された後、ステントは溶剤中でプラスチック
を溶かすことによってプラスチック基板から取り外されてもよい。
【００２０】 図４は、ステントの形成および基板からのその除去のプロセスを図示する。段
階Ａでは、解離層５０（例えば基板上の酸化物層）をもつ基板３６が反応チャン
バ内に設けられている。段階Ｂでは、基板が反応チャンバ内でスパッタにさらさ
れて、ニチノールの薄膜が基板上に次第に蓄積してゆく。この薄膜は、シート２
に相当し、頭蓋内の血管内での使用のために約１ないし３０ミクロンの厚さであ
ってもよい（より太い血管のためにはより厚くてもよい）。基板３６は、一般的
には、蒸着後にも大きさが変わることはない。基板は、シリコンまたは金属から
なるとき、基板材料上に酸化物の薄層を含むことができる（ただし幾つかの有用
な基板は酸化しない）。この酸化物層は、スパッタリングの前に基板上に故意に
形成されてもよいし、または、単に、基板の通常の取り扱い途中での酸化による
ものであってもよい。
【００２１】 図４を再び参照すると、ステントシートが基板上に形成された後、体内で使用
されるためにそれは一片の状態で取り外されなければならない。ステントを取り
外すために幾つかの方法が使用可能であるが、その幾つかは基板材料の選択に依
存する。シリコンまたはアルミニウムの基板上にスパッタされたときのように薄
膜が強い付着力をもつ場合、酸化物または窒化物のような付着性のない、または
容易に溶ける材料の解離層が、スパッタリングが解離層として機能する前に、基
板上に配置される。これは、ステントシートとして使用する薄膜の取り外しを容
易にすることになる。酸化物層は、例えばシリコンを数時間、高温で水蒸気にさ
らすことによってシリコン上に形成可能である。
【００２２】 この例において薄膜ステントを取り外すために、段階Ｃで、シリコン酸化物／
シリコン基板境界をせん断することによって、ニチノール薄膜を基板から分離す
ることができる（急速な冷却または加熱は、境界にある合成物を分解またはせん
断させる温度ショックを開始することになる）。これにより、ニチノール薄膜４
２、シリコン酸化物５０およびシリコン基板３６の非常に薄い層の合成物を生じ
る。段階Ｄでは、シリコン酸化物が溶けてシリコンが剥がれ落ちるまでフッ化水
素酸の溶剤中で中間合成物をエッチングしてシリコン酸化物層を除去することに
より、薄膜は独立したステントに変わる。ニチノール薄膜は、シリコン酸化物が
エッチング除去された後には独立した薄膜として残る。このプロセスで使用され
るフッ化水素酸はまた、ニチノールからすべてのニチノール酸化物をエッチング
または酸洗い除去するのに役立つ。代替解離層も使用できる。解離層は、ニチノ
ール薄膜にダメージを与えることなくＣＦ４／Ｏ２プラズマエッチングで除去で
きるシリコン窒化物からなっていてもよい。（アルミニウムが基板として用いら
れた場合、アルミニウム酸化物が基板上に形成されるのが許容または促進され、
基板はナトリウム次亜塩化物およびナトリウム水酸化物の溶剤で溶解除去され得
る。酸化物層のないアルミニウムが使用されて、種々の酸や塩基（塩化水素酸、
燐酸、酢酸、硝酸）で溶解除去されてもよい。塩類が基板として使用された場合
、それらは水中で溶解可能である。
【００２３】 解離可能な薄膜をつくる他の方法は、スパッタリングによる次の方法を使用す
ることである。（完成後のステントの所望の変態温度に応じて）約５０原子百分
率のチタニウムのニチロールターゲットを使用する。シリコン、ガラス銅、アル
ミニウム、カプトンフィルム、または他の材料からなる基板が、ターゲットから
２ないし８インチ離れて配置される。基板は、酸化物層を増すための酸化段階に
より酸化されることが好ましい（この段階は、単に、基板を空気にさらすことで
あってもよい）。チャンバ雰囲気は約１ミリトルに設定され、陰極電力は約２０
０ないし４００ワットに設定される。基板は、環境気温（約２２度の通常室温）
よりわずかに高いチャンバ温度で保持または許容される。そして、薄膜は、単に
、薄膜上に粘着片を置いて基板から薄膜を引っ張ることによって基板からはく離
されてもよい。（スパッタ蒸着の技術分野における当業者は、酸化物層を除去す
るために基板を化学エッチングする典型的段階が行われる必要がないことを理解
するであろう。）
【００２４】 ステント薄膜は、ニチノール合金の所望の材料特性、すなわち形状記憶、超弾
性および擬似弾性の性質を得るために焼きなましされてもよい。焼きなましは、
基板からのステントシートの除去の前または後に行われてもよい。ステントシー
トの焼きなましは、典型的には約５００℃の温度で数分間必要とする標準焼きな
まし方法によって達成され得る。（プラスチックの場合のように）基板が焼きな
まし温度で溶ける場合、基板は焼きなまし処理の前に除去されてもよいし、焼き
なまし処理の間に溶解除去されてもよい。焼きなまし処理は、基板からの薄膜解
離の前に行われる場合には、基板からの薄膜の分離を助けることができる。
【００２５】 ステントシートの穿孔パターンは、いくつかの方法で作られ得る。穿孔は、ス
テントシートへの薄膜形成の後に、ニチノール薄膜に光化学的にエッチングされ
てもよい。または、残った解離層の上面への後のスパッタ蒸着のために解離層が
エッチングされてアンダーカットされてもよい。
【００２６】 ニチノール薄膜の固いシートに穿孔を切るために、光化学加工のプロセスが使
用されてもよい。ニチノール薄膜が基板からはく離される前か後のいずれかに光
化学エッチングが行われてもよい。図５に示すように、段階Ａでは、薄膜ステン
トシート４２が基板３６上に未だに載っており、そのシートがフォトレジスト層
５１で覆われている。段階Ｂでは、所望の穿孔に対応する場所のコーティングを
除去するためにフォトレジストが処理（像形成および現像）され、これによりシ
ート上での所望の穿孔パターンの逆像であって本質的に所望の最終穿孔ステント
シートの写しである部分コーティングが形成される。そして、段階Ｃでは、中間
合成物が、好ましくは下の基板または酸化物層と反応しないニチノール用腐食液
に浸される。適当な腐食液は、フッ化水素酸、およびＢＯＥ，ＨＮＯ３，Ｈ２Ｏ
の溶液を含む。段階Ｄでは、腐食液が穿孔場所のステントシート材料を除去した
後、フォトレジストはそれを溶かす適当な腐食液で洗われて除去される（多種の
フォトレジストおよびそれに対応する腐食液がある）。残った合成物は、ニチノ
ール薄膜が穿孔されている点を除けば、最初の合成物と同じである。段階Ｅでは
、解離層５０が除去されて、ニチノール薄膜が所望に穿孔された独立のステント
になる。
【００２７】 穿孔を有する薄膜ステントの形成のプロセスは、穿孔が蒸着プロセスの間につ
くられるように変更されてもよい。穿孔を形成するために完成した薄膜をエッチ
ングするよりもむしろ、基板は、ステントの逆像でもってエッチングされる（フ
ォトレジスト化合物または他のエッチング可能な化合物を使った）廃棄層で覆わ
れていてもよく、ステント薄膜は逆像廃棄層の上に蒸着されてもよい。そのプロ
セスは、マイクロプロセッサ製作に用いられる技術と同様のはく離(lift off)技
術である。
【００２８】 そのプロセスを図６に示す。段階Ａでは、基板３６および除去可能な酸化物層
５０は廃棄層５２で覆われている。廃棄層は、フォトレジスト化合物または他の
除去容易な材料で構成されてもよい。もしフォトレジストからなる場合、廃棄層
は所望のステントの逆像をもって像形成（露光および現像）される。段階Ｂでは
、廃棄層がステントの実際の構造に対応する多数の穿孔５３と、ステントの穿孔
に対応する多数の片および被覆場所５４を有している。被覆場所の側壁５５はア
ンダーカットされる（このために、廃棄層は二層からなってもよく、上部層が像
形成および現像され、その後に下部層の無方向性エッチングまたはウエットエッ
チングが続く）。そのプロセスは、逆傾斜のフォトレジスト側壁形状をつくる。
段階Ｃでは、（段の適用範囲または等角の適用範囲とは対照的に）側壁５５の被
覆を避ける一線(a line)の照準蒸着技術を使ってステント材料が蒸着される。そ
の結果が、基板上のニチノール薄膜５６と、廃棄層上のニチノール薄膜５７であ
る。基板上の薄膜５６は、段階Ｂで塗布されたフォトレジストの逆像によって指
図された穿孔、支柱(struts)、棒、および境界領域をもつように形成されたステ
ントである。段階Ｄでは、廃棄材料は溶かされて、その廃棄材料の上にスパッタ
された廃棄薄膜５７と共に除去される。段階Ｅでは、シリコン酸化物層５０は、
充分に形成されたステントを基板から取り外すために、溶解除去される。
【００２９】 種々のフォトレジストが廃棄材料として使用可能であり、多くの他の化合物も
適当である。フォトレジストがＡＺ−５２１４−Ｅまたはこれと同等のものであ
る場合、それはアセトンの浴槽内で超音波クリーニングを使って最終段階で除去
されてもよい。廃棄層はまた、燐酸エッチングで除去されるシリコン窒化物から
なってもよい。「はく離される」材料は、段階Ｄで穿孔に対応する領域に蒸着し
た廃棄ニチノールである。基板上に残された薄膜の部分もまたはく離されるが、
、所望の最終製品として確保される。
【００３０】 はく離プロセスは、廃棄ニチノールを廃棄層５２の上に置くとともに、所望の
薄膜を基板上にスパッタする。そのプロセスは、図７に示すように逆にされても
よい。段階Ａでは、基板３６および除去可能な酸化物層５０が廃棄層５２で覆わ
れている。廃棄層は、フォトレジスト化合物または他の容易に除去可能な材料で
構成されてもよい。フォトレジストからなる場合、廃棄層は所望のステントの（
逆ではなくて）陽画の像として像形成（露光および現像）される。段階Ｂでは、
廃棄層はステントの実際の穿孔に対応する多数の穿孔５８と、ステントの実際の
構造要素に対応する多数の片および被覆領域５９を有する。段階Ｃでは、側壁５
５の被覆を避ける一線の照準蒸着技術でもってステント材料がスパッタされる。
その結果物が、基板上のニチノール薄膜６０と、廃棄層上のニチノール薄膜６１
である。基板上の薄膜６０は廃棄される薄膜ステントである一方、廃棄層上の薄
膜は、段階Ｂで塗布されたフォトレジストの正像によって指図された穿孔、支柱
、棒、および境界領域をもつように形成されたステントである。段階Ｄでは、フ
ォトレジストが、アセトンまたは他の溶剤の浴槽内で溶解除去される。このプロ
セスでは、「はく離される」材料が所望のステントである。はく離または逆はく
離のいずれのプロセスでも、フォトレジストは、所望のステントの陽画の像また
は逆像でもって露光される、陽画（露光領域が溶性になる）または陰画（露光領
域が不溶性になる）のフォトレジストであってもよい。したがって、廃棄穿孔が
（基板上に陽画を残して）はく離され、かつ廃棄材料が陽画のフォトレジストで
ある場合、フォトレジストは（穿孔ではなく）ステント構造に対応する領域が露
光され、そしてフォトレジストは現像されて露光領域が除去される。廃棄される
ステント材料がはく離され、かつ廃棄材料が陰画のフォトレジストである場合、
フォトレジストは（その構造ではなく）ステントの穿孔に対応する領域が露光さ
れ、そしてフォトレジストは現像されて非露光領域が除去される。廃棄穿孔が基
板上に配置されるとともに実際のステントが廃棄材料上に蒸着され、かつその廃
棄材料が陽画のフォトレジストである場合、フォトレジストは穿孔の領域が露光
され、そしてフォトレジストは現像されて露光領域が除去される。廃棄穿孔が基
板上に配置されるとともに実際のステントが廃棄材料上に蒸着され、かつ廃棄材
料が陰画のフォトレジストである場合、フォトレジストはステント構造の領域が
露光され、そしてフォトレジストは現像されて非露光領域が除去される。
【００３１】 ステントの強度および弾性は、スパッタされたステント内の空隙を取り除いて
ステントの密度を増すために、ステントの熱間静水圧処理（ＨＩＰまたはヒッピ
ング(hipping)）によって改良されてもよい。このプロセスでは、スパッタされ
たステントが基板から取り外されて、穿孔パターンを形成するためにエッチング
された後、それは、薄膜内の空隙を除去するために、高温高圧の不活性ガス（ア
ルゴン）雰囲気にさらすためのＨＩＰチャンバ内に置かれる。このプロセスでは
、２０００℃までの温度および６５０Ｍｐａ（９４，０００ｐｓｉ）までの圧力
が適用されてもよく、その圧力および温度は、ステント内の空隙をふさぐのにど
のくらいかかるかに応じて、何分から何時間までの可変の時間期間で適用されて
もよい。ヒッピングの後、冷間加工、例えば薄膜を薄膜ローラで１以上のパスを
通して積層圧延することによって、薄膜を追加的に強化することができる。（ヒ
ッピングは一般的に熱間処理された物の疲労寿命を増加させるので、それは、繰
り返し応力を受けるすべてのステント、移植プロテーゼおよび他の医療装置に有
益に用いられてもよい。それはまた、背景技術の欄で述べたマイクロバルブやマ
イクログリッパのような、スパッタされたニチノールアクチュエータ全般に有益
に適用されてもよい。）
【００３２】 上述したような巻かれる又は引き延ばされる(rolled)シートステントを形成す
るプロセスは、多くの点において変更されてもよい。我々はニチノールステント
の例でもってそのプロセスを説明したが、いかなる金属およびポリマが薄膜にス
パッタされ得る。我々はステントの例でもって独立した薄膜の医療装置の製作に
関する広い発明を説明したが、そのプロセスを使って種々の他の装置が製作され
てもよい。我々はスパッタリングによる物理蒸着の特定の例を使用したが、薄膜
の蒸着または析出の多くの形態が使用されてもよい。我々は、上述した本発明に
よるステントおよび医療装置の製作において、より好ましい基板、解離層、廃棄
層およびターゲット構成物が発見されて適用されてもよいことを予想する。した
がって、装置および方法の好ましい実施形態は、それらが現像される環境に関し
て説明されているが、それらは単に本発明の原理の例証である。本発明の精神お
よび添付の請求の範囲からはずれることなく、他の実施形態や構成が考案されて
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スパッタリング技術で形成されることになるステントの例である
。
【図２】 スパッタリング技術で形成されることになるステントの例である
。
【図３】 ニチノールの薄膜をスパッタリングするプロセスの概略である。
【図４】 基板から解放され得るニチノールの薄膜をつくるのに必要なプロ
セスを図示する。
【図５】 微細多孔性ステントとしての使用のために薄膜を穿孔するのに必
要なプロセスを図示する。
【図６】 微細多孔性ステントとしての使用のために穿孔された薄膜を蒸着
するプロセスを図示する。
【図７】 微細多孔性ステントとしての使用のために穿孔された薄膜を蒸着
するプロセスを図示する。
【符号の説明】
１…ステント、２…シート、３…横エッジ、軸エッジまたは軸幅、５…穿孔、６
…穿孔のセット、７…放射スリット、８…トリムタブ、１０…線。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板腐食液の適用により侵食されやすい基板を準備し、 前記基板上に材料の薄膜をスパッタ蒸着し、 前記基板を侵食するために基板腐食液を適用し、それにより前記基板から前記
    材料の薄膜を解放する、 体内で使用するステントの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記基板から前記薄膜を解放する前に、前記薄膜に穿孔パタ
    ーンを光化学的に加工することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 使用される前記基板がシリコンからなり、 スパッタ蒸着される前記材料がニチノールであり、 前記シリコン基板にはシリコン酸化物層が設けられ、前記薄膜が前記シリコン
    酸化物層の上に蒸着され、 前記基板腐食液が前記シリコン酸化物層を溶かすために適用され、それにより
    前記薄膜が前記基板から解放されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記薄膜に穿孔パターンを光化学的に加工することを特徴と
    する請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記薄膜に穿孔パターンを光化学的に加工し、前記基板から
    前記薄膜を解放する前に前記光化学的加工を行うことをさらに含むことを特徴と
    する請求項３の方法。
  6. 【請求項６】 前記薄膜に穿孔パターンを光化学的に加工することをさらに
    含み、この穿孔パターンを光化学的に加工する段階は、 （１）前記薄膜の表面を覆うフォトレジストを塗布し、 （２）所望の穿孔の領域にあるフォトレジストを除去し、 （３）所望の穿孔の前記領域の下にある前記薄膜材料を除去するために薄膜腐食
    液内で前記薄膜を化学的にエッチングし、 （４）前記薄膜の表面から前記フォトレジストを除去する、 各段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記基板から前記薄膜を取り外す前に前記薄膜に穿孔パター
    ンを光化学的に加工することをさらに含み、 前記穿孔パターンを光化学的に加工する段階は、 （１）前記薄膜の表面を覆うフォトレジストを塗布し、 （２）所望の穿孔の領域にあるフォトレジストを除去し、 （３）所望の穿孔の領域の下にある薄膜材料を除去するために薄膜腐食液中で前
    記薄膜を化学的にエッチングし、 （４）前記薄膜の表面から前記フォトレジストを除去する、 各段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  8. 【請求項８】 医療装置に望ましい材料からなるターゲットを準備し、 前記ターゲットから分子を取り出すことができる薄膜蒸着チャンバを準備し、 基板を準備してその基板を前記薄膜蒸着チャンバ内に配置し、 前記ターゲットから分子を取り出すために前記薄膜蒸着チャンバを稼動し、前
    記取り出した分子を前記基板上に凝縮させ、前記基板上に前記医療装置を少なく
    とも部分的に形成し、 前記基板から前記医療装置を解放する、 ことを含む医療装置の形成方法。
  9. 【請求項９】 光化学的エッチングプロセスにより前記医療装置を穿孔する
    ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記基板上に前記医療装置を形成する前に、前記基板を廃
    棄材料の層で覆い、 前記廃棄材料に穿孔のパターンを与えるために前記廃棄材料の層を光化学的に
    エッチングし、 その後、前記廃棄材料のエッチングされた層で覆われた前記基板上に前記医療
    装置を少なくとも部分的に形成し、 前記廃棄材料を除去する、 各段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記基板上に前記医療装置を少なくとも部分的に形成した
    後、前記医療装置をフォトレジスト層で覆い、 前記フォトレジストに穿孔のパターンを与えるために前記フォトレジスト層を
    像形成および現像して、露光された前記医療装置の領域を残し、 前記医療装置の露光部分を除去するために前記医療装置を腐食液でエッチング
    する、 各段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記医療装置のエッチングは、前記基板から前記医療装置
    が取り外される前に行われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記ターゲットがニチノールからなり、前記基板上に形成
    された前記医療装置がステントであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 薄膜医療装置を形成するために基板上に装置材料の薄膜を
    スパッタリングし、 前記薄膜医療装置を前記基板から分離し、 前記薄膜医療装置をヒッピングする、 ことを含む医療装置の形成方法。
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