JP2004065841A - Medical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイドロキシアパタイト（以下、アパタイトと称する）膜をコーティングしたガイドワイヤ、ステント、気体または液体濾過用フィルタ等の医療用機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療用ガイドワイヤ（以下、ガイドワイヤ）は、心臓血管等の管腔内にカテーテルを挿入する際の安全性を確保するために使用される。例えば、血管造影を目的とする極細可撓性管体のカテーテルを血管内へ挿入する際、あるいは冠状動脈の閉塞部位の治療を目的とするバルーンカテーテルを血管内へ挿入する際等における安全性を確保するためにガイドワイヤは使用される。
従来より、カテーテルの挿入を安全確実に行なうためにガイドワイヤの材料としては、可撓性線材が使用されており、例えば、特公平４−２５０２４号、特公平４−２９２１７５号等において公知のガイドワイヤが開示されている。
【０００３】
可撓性線材からなるガイドワイヤは、曲折する複雑な経路の血管、分岐血管に挿入しても、血管を干渉しない。
またガイドワイヤは血管内を進行する際、その先端部に進行方向から荷重がかかるので、ガイドワイヤ、特にその先端部には、その荷重に耐え得るだけの性能（垂直荷重性および耐座屈性）が要求される。
また更にガイドワイヤの先端部は血管内を進行する際、血管内を先導する役目を果すので、該先端部には、血管経路に沿って屈曲変形しても元の状態に復元される性能（復元性）が要求される。
【０００４】
ガイドワイヤの操作は、体外に位置するガイドワイヤの後端である手元部を回転させることによって行われる。従ってガイドワイヤには、操作に伴う回転に耐え得る性能（捩り剛性）および、その操作性（ステアリング性）も要求される。従来から上記要求を満たすガイドワイヤとして、細径の主線材にスプリングコイルを嵌装溶着した形態のガイドワイヤも提供されている。
【０００５】
所で、ガイドワイヤを分岐血管に導入する場合は、ガイドワイヤの先端部を若干「くの字状」に変形させてプリシェイプ部を形成する。先端部にプリシェイプ部を有するガイドワイヤを血管内に挿入後、該先端部が血管の分岐点の近傍まで達したら、ガイドワイヤを回転させてプリシェイプ部を分岐血管に導入する。
分岐血管への導入に使用されるガイドワイヤには、先端部に高度の可撓性が要求されることに加えて、プリシェイプ部を容易に形成できることも要求される。
【０００６】
従来から提供されているガイドワイヤは、Ｎｉ（ニッケル）−Ｔｉ（チタン）系の超弾性合金材、あるいはＳＵＳ（ステンレス）の剛性合金材の主線材からなる。例えば、特開平９−５０８５３８号において開示されている。
【０００７】
一方、医療用ステント（以下、ステント）は、血管狭窄部における血液の循環、流通を維持するために挿入、留置されるが、該ステントとしては、例えば、特公平９−２７０３５１０、特開平１０−５３４４および特開平１０−３２８２１６において開示されている。これらのステントは、所定の血管等の留置箇所で拡張可能な構造を有している。
【０００８】
ステントには種々の形態のものがあり、例えば、バルーンカテーテルを介して血管内に配置された後に拡張するステントであって、螺旋状の巻回コイルばね、あるいはジグザグパターン形状に成形された板材からなる円筒体からなるものがある。これらのステントを構成する材料としては、血管内挿入後拡張する感熱金属、Ｎｉ−Ｔｉ合金、ＳＵＳ材、チタン、タンタル等の生体親和性の良い材料が使用されている。
【０００９】
所で、従来人工骨、人工歯根において、その表面にアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４ ）６ （ＯＨ）２ ）膜をコーティングすることが行われている。これは基体金属の表面に、アパタイト膜をコーティングすることによって、該金属表面に生体親和性を与えるためである。
【００１０】
またアパタイトは、特定物質を吸着する吸着性、イオン交換性を有しているので、気体や液体中の不要成分の除去、浄化を行うためにフィルタとして使用されている。例えば、アパタイトの粉状物あるいはペレットを充填材とする気体または液体濾過用フィルタが提供されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、人工骨、人工歯根等にはアパタイトをコーティングすることが行われているが、ガイドワイヤ、ステント、フィルタ等の医療用機器には、アパタイトがコーティングされることは無かった。何故ならば、ガイドワイヤ、ステント、フィルタ等の医療用機器は、曲率半径の小さい曲面を有する基体からなり、また使用時、作製時に屈曲、彎曲等の変形を伴うので、これらの医療用機器にアパタイトをコーティングしても、アパタイトの膜にクラックや剥離が発生してしまうからである。
【００１２】
またガイドワイヤ、ステント等の医療用機器においては、その表面に樹脂等を均一にコーティングすることあるいは薬剤を担持させることが要求されるが、従来の医療用機器の基体金属表面は樹脂や薬剤との親和性が悪く、均一に樹脂等をコーティングすることおよび均一に薬剤を塗布、担持することは容易でなかった。
また従来から気体または液体濾過用フィルタとして、アパタイトの粉体、ペレット等を充填したフィルタが提供されているが、今日では、この種のフィルタよりも更に小型で濾過機能に優れるフィルタの提供が望まれている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、医療用機器を構成する基体金属の表面の一部または全部にアパタイト膜をコーティングした医療用機器を提供するものである。
該基体金属表面にコーティングされ、形成されるアパタイト膜は、該表面に強固に密着させなければならない。該アパタイト膜は結晶化されていることが望ましい。該アパタイト膜は結晶化されることによってセラミック構造となり、アパタイトの有する生体親和性等の特性を発揮することが出来る。
基体金属表面にアパタイト膜を強固に、かつ薄くコーティングするために、本発明では、エキシマレーザーアブレーション法によってアパタイト膜をコーティングする。
エキシマレーザーアブレーション法によって、上記基体金属表面に結晶化したアパタイトのアパタイト膜をコーティングする方法としては、結晶化しながらアパタイトをコーティングする方法と、不定形の非結晶のアパタイトからなるアパタイト膜をコーティングし、その後水熱処理して該アパタイト膜のアパタイトを結晶化する方法がある。
本発明の医療用機器の該基体金属表面のアパタイト膜のコーティングにおいて、基体金属を高真空中で昇温し、そのまま高真空中でアパタイトの分解生成物をコーティングし、その後水蒸気または水蒸気含有ガス雰囲気中でアパタイト膜のコーティングを行うことによって形成する方法も適用される。なお所望により該アパタイト膜は水熱処理されて結晶化される。
【００１４】
本発明の医療用機器において、コーティングされたアパタイト膜の表面には、更に樹脂等からなるコーティング材が被覆され、また該アパタイト膜の表面には薬剤が塗布または担持される。本発明の医療用機器はアパタイト膜がコーティングされているので、コーティング材を被覆し易く、かつ薬剤を塗布、担持し易い。
【００１５】
本発明の医療用機器としては、例えば、医療用ガイドワイヤ、医療用ステント、気体または液体の浄化用フィルタがある。本発明の医療用機器は、曲率半径の小さい曲面を有する基体からなり、また医療用機器の使用時あるいは作製時に屈曲、彎曲されるが、個々の医療用機器の仕様により、その曲面、屈曲等の程度が異なる。
従って、それぞれの医療用機器に応じてアパタイト膜の膜厚は適宜決定されるが、本発明において該アパタイト膜の膜厚は、望ましくは５００Å〜８０００Åの範囲、更に望ましくは７００Å〜５０００Åの範囲、また更に望ましくは１０００Å〜２０００Åの範囲である。このような膜厚の範囲にあるアパタイト膜を使用すれば、生体親和性、薬剤担持、不要物質の吸着、イオン交換等のアパタイトの有する機能を発揮させることが出来、かつアパタイト膜のクラックや剥離を防止することが出来る。アパタイト膜の膜厚が５００Åよりも薄くなると、アパタイトの有する機能を充分発揮させることが出来ず、また膜厚が８０００Åよりも厚くなると、アパタイト膜にクラックや剥離が発生するようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、ガイドワイヤ、ステント等の医療用機器の基体金属の表面に全面的または部分的に形成されるアパタイト膜は、エキシマレーザーアブレーション法によって形成される。
エキシマレーザーアブレーション法で使用する装置の概略を図１で説明する。図１に示されるように、真空成膜チャンバー（１） 内では、基体金属（３） （線材）は、該基体金属（３） を送り出すリール（１６）と該基体金属（３） を巻き取るリール（１７）との間に架線されており、アパタイト粉末を金型で加圧成形して得られるターゲット（５） が該基体金属（３） に対向して設置されている。なお所定箇所のみアパタイト膜を形成する場合は、アパタイト膜を形成しない基体金属（３） の箇所の周囲に遮蔽マスクを設置する。
【００１７】
この状態で真空チャンバー（１） 内の排気系（２） のロータリーポンプおよびターボ分子ポンプによって所定の真空度まで排気する。排気後、基体金属（３） をヒーター（４） により所定の温度に昇温する。次にガス導入ノズル（６） より水蒸気または水蒸気含有ガスを該真空チャンバー（１） 内に導入し、ＡｒＦエキシマレーザー（７） をターゲット（５） に照射し、アパタイトを分解した原子、イオンクラスタを放出し対向する基体金属（３） 表面にアパタイト膜をコーティングする。
【００１８】
上記水蒸気含有ガスとしては、酸素ガス―水蒸気混合ガス、アルゴンガス―水蒸気混合ガス、ヘリウムガス―水蒸気混合ガス、窒素ガス―水蒸気混合ガス、空気―水蒸気混合ガス等が使用される。
この場合、水蒸気または水蒸気含有ガスのガス圧を大きくすると、即ち、水蒸気または水蒸気含有ガスの高雰囲気下にするとアパタイトの分解成分は基体金属（３） 表面上で結晶化して成長しながらコーティングが行われるインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ ）法となる。
一方、水蒸気または水蒸気含有ガスのガス圧を下げると、即ち、水蒸気または水蒸気含有ガスの低雰囲気下にすると、基体金属（３） 表面上には無定形のアパタイトが堆積したコーティングとなる。この場合、コーティング後、高温水蒸気中で水熱処理（ポストアニーリング法）をすることによって無定形のアパタイトは結晶化する。
【００１９】
本発明のアパタイト膜が形成されたガイドワイヤ、ステント等の医療用機器について説明する。
ガイドワイヤ（１８）は、図２に示すような可撓性極細線の主線材からなる。該ガイドワイヤ（１８）の先端部（２０）は血管（２３）内に挿入されるが、該挿入の際、分岐血管（２４）（図３参照）に導入可能なように、該先端部（２０）は細径加工されている。該ガイドワイヤ（１８）の先端部（２０）を血管内の所定箇所へ導入する際は、手元側の主線材（手元部（１９））を操作することによって行われる。そのためガイドワイヤ（１８）、特にその先端部（２０）には、手元部（１９）の操作によって確実に先端部（２０）を所定の箇所に導入できるような、構造およびその構成材料が要求されている。
また該ガイドワイヤ（１８）の先端部（２０）としては、主線材を細径化した先端部、極細コイルを溶着した先端部、フッ素樹脂等の樹脂を被覆した先端部等が使用される。
なお該ガイドワイヤ（１８）の先端部（２０）の構成材料はＳＵＳ材、Ｎｉ−Ｔｉ材等の体内挿入に用いられる公知の材料が使用される。
先端部（２０）の表面には、血管挿入時の滑りを良くするための滑剤や、薬剤がコーティングされる。これらの薬剤は有機化合物からなり、該薬剤はアパタイト膜と密着性がよい。
ガイドワイヤ（１８）の先端部（２０）にアパタイト膜（２５）を形成し、先端部（２０）の表面を改質することによって、上記のコーティングおよび薬剤の担持が容易となる。またアパタイト膜（２５）によって、ガイドワイヤ（１８）の生体親和性も良好となる。
アパタイト膜が形成された先端部（２０）としては、図２に示すような主線材の先端部（２０）あるいは図４〜図６に示すようなスプリングコイル（２１）を溶着した先端部（２０）がある。なおスプリングコイル（２１）にアパタイト膜（２５）を形成する際は、該コイル（２１）の溶接前にコーティングを行って、該コイル（２１）の線材（２２）の表面全体にアパタイト膜（２５）を形成してもよく（図５参照）、あるいは溶接後に該コイル（２１）の表面、即ち該コイル（２１）の線材（２２）の一部の表面にアパタイト膜（２５）を形成してもよい（図６参照）。
【００２０】
ガイドワイヤ（１８）の手元部（１９）を構成する主線材には、剛性等の機械的特性に優れることが要求されている。従って、ガイドワイヤ（１８）の血管内への導入の際、該手元部（１９）の滑りをよくするために、ガイドワイヤ（１８）表面に滑剤等がコーティングされている。
【００２１】
図７〜図９にステント（２６）を示す。該ステント（２６）は、拡張可能な構造であり、極細金属細線からなる網目構造の円筒体からなる。ステント（２６）は、その内側にバルーンを内挿し、収縮した状態でカテーテル内に挿入される。該ステント（２６）は、血管の所定箇所でバルーンを膨張させて、拡張する。そのためステント（２６）は、拡張時あるいは留置後に受ける外圧に耐え得る強度が要求される。
ステント（２６）に使用される材料は、ＳＵＳ材等の生体内で使用可能な公知の材料である。
またステント（２６）の外表面および／または内表面の全面および／または部分に薬剤等を担持する場合がある。そこでステント（２６）の表面にアパタイト膜を形成すれば、薬剤等の担持を容易に行うことが可能となる。またアパタイト膜によって、ステントの生体親和性が向上する。
【００２２】
本発明の医療用機器の基体金属表面に形成されるアパタイト膜は、該基体金属表面の全体的に形成されてもよく、また必要箇所に部分的に形成されてもよい。本発明のアパタイト膜が有効に形成される医療用機器とは、ガイドワイヤ、ステント等の曲率半径の小さい曲面を有する物や使用時あるいは作製時に基体金属が屈曲、彎曲に変形される物である。金属細線または金属薄板材からなる気体または液体濾過用フィルタの構成基体金属表面にもアパタイト膜がコーティングして、吸着性、イオン交換性が利用される。
【００２３】
本発明のアパタイト膜の上に、樹脂（例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等）からなるコーティング材を被覆したり、あるいは滑剤、抗血栓剤、Ｘ線造影剤、治療用薬剤等の薬剤の塗布あるいは担持が行われる。
コーティング材および薬剤（以下、薬剤等）には、親水性のものもあれば、疎水性のものもあり、薬剤等によっては金属表面に直接に担持出来ないものもある。
本発明のアパタイト膜へのコーティング材の被覆、薬剤等の塗布、担持は容易に行うことが出来る。それは、アパタイトには親水性のＯＨ基および疎水性のＰＯ４ 基が存在するからである。
アパタイト膜によって、ガイドワイヤ等の金属からなる基体表面が改質されることによって本発明の医療用機器は、コーティング材の被覆、薬剤等の塗布、担持を容易に行うことが出来る。
【００２４】
本発明のアパタイト膜を形成した基体金属から試験片を調製し、該試験片の曲げ強度の試験を行った。以下、試験の内容を説明する。
ＳＵＳ３１６材（厚さ：０．０５ｍｍ、巾：０．２ｍｍ）からなる基体金属表面に、ＡｒＦエキシマレーザーアブレーション法によって、それぞれ５００Å、１０００Å、３０００Å、５０００Åおよび１００００Åの膜厚のアパタイト膜を基体金属表面上に形成して、試験片Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦを作製した。なおアパタイト膜を形成しない試験片として、試験片Ａも用意した。
上記のようにして得られた試験片Ａ〜Ｆを、曲げ試験機で３点曲げ試験（スパン長：５ｍｍ）を行い、曲げ変位１ｍｍ迄の曲げ荷重を測定した。その結果を図１０および図１１に示した。
【００２５】
上記したように、本発明にアパタイト膜の望ましい膜厚は、５００Å〜８０００Åの範囲であるが、この範囲の膜厚であるとアパタイト膜が形成されても基体金属の剛性は殆んど変化しない。
よって、基体金属表面に、膜厚が上記範囲にあるアパタイト膜を形成しても、基体金属の機械的特性特に、曲げ強度を変化させることなく、該金属表面の改質を行うことが可能であることが確かめられた。
【００２６】
また上記基体金属にアパタイト膜を形成して得た試験片（試験片Ｇ（膜厚０Å）、Ｈ（膜厚５００Å）、Ｉ（膜厚１０００Å）、Ｊ（膜厚３０００Å）、Ｋ（膜厚６０００Å）、Ｌ（膜厚８０００Å）およびＭ（膜厚１００００Å））を引張り試験機にかけて、各試験片のアパタイト膜のクラックおよび剥離状態を観察した。結果を図１２にまとめた。
図１２中の斜線の範囲は、引張り変位に対してクラック、剥離ともに発生しない範囲を示す。上記試験の結果より、アパタイト膜の膜厚は薄い程、基体金属への密着性が良いことがわかった。またアパタイト膜の膜厚が３０００Å程度迄であれば、該アパタイト膜は３０％の基体金属の変位に耐え、また更に膜厚が８０００Å程度迄においても、アパタイト膜は１０％の変位に耐え得ることがわかった。
一般的に、ガイドワイヤ、ステント等の医療用機器およびその他の機器への利用での基体金属は、使用時に変形されるか作製時に変形されるが、通常、１０％以上基体金属を変形される場合は少ない。よって、本発明のアパタイト膜において膜厚を８０００Å以下の範囲で、その仕様に応じた膜厚を設定し、クラック、剥離の発生を防止する。
【００２７】
本発明のアパタイト膜は生体親和性を有する。膜厚が薄くなる程、アパタイト膜の基体金属への密着性は良くなるが、生体親和性が低下することが考えられる。そこで、アパタイト膜の膜厚と、生体親和性との関係を調べるために、繊維芽細胞の細胞培養実験を行った。以下、実験方法を説明し、実験の結果を図４に示した。
【００２８】
各々の基体金属（ＳＵＳ３０４Ｌ材）の表面に、５００Å、１０００Åおよび３０００Åの膜厚のアパタイト膜を、エキシマレーザーアブレーション法によって形成し、試験片Ｏ、ＰおよびＱを得た。なお比較として試験片Ｎ（アパタイト膜無し）も用意した。これらの試験片Ｎ、Ｏ、ＰおよびＱは、オートクレーブで高圧滅菌処理された。
【００２９】
マウス胎児採取第３代目繊維芽細胞（以下、繊維芽細胞）を、細胞培養液（１０％ウシ胎児血清入りダルベッコ変位イーグル培地、ＤＭＥＭ）で細胞密度を２．５×１０４ 個／ｍｌに調製した。
【００３０】
４ウェルプレートの１つの孔にそれぞれ、調製された繊維芽細胞１ｍｌと各試験片を入れ、炭酸ガス培養容器（温度：３７℃、炭酸ガス：５．０％）中で、１日、２日および３日間培養した。
各培養後、試験片を取出し、該試験片をダルベッコリン酸緩衝液（細胞洗浄液）で、未固着の繊維芽細胞を洗い出した。引き続き、エチレンジアミン四酢酸化合トリプシン（タンパク質分解酵素）に入れ、１分間放置して試験片に固着している細胞を剥離した。剥離後、前記細胞培養液１ｍｌを加えて、１μｌ取出し、血球換算板で細胞数を読み取った。読み取られた細胞数を１０４ 倍し、その１ｍｌあたりを細胞密度とし、図１３中の縦軸とした。
【００３１】
図１３の結果より、膜厚が５００Å以上であれば、アパタイト膜の機能である生体親和性を発揮させることが出来る。
なお図１３において、細胞数が１１×１０４ 個付近で細胞増殖が停滞するのは細胞が増殖飽和限界に達したためである。
【００３２】
以下、本発明を実施例によって説明する。但し、本発明は以下に示される実施例のみに限定されるものではない。
〔実施例１〕
図１４にアパタイト膜（３８）を有するガイドワイヤ（２７）を示す。該ガイドワイヤ（２７）の主線材（２８）としてＳＵＳ３０４のステンレス細線を使用した。該ガイドワイヤ（２７）の手元部（２９）の外径は０．３３ｍｍφであり、ガイドワイヤ（２７）の全長は１８００ｍｍである。また該ガイドワイヤ（２７）は、手元部（２９）から先端部（３０）にかけてセンタレスグラインダで線径を漸減して細径加工されている。最先端部（３１）は長さ４０ｍｍ、直径０．０６ｍｍに研削、研磨されている。
該ガイドワイヤ（２７）の先端部（３０）は、最先端部（３１）と、その最先端部（３１）に接続する第１テーパー部（３２）（長さ５０ｍｍ）と、該第１テーパー部（３２）に接続する第１同径部（３３）（長さ６０ｍｍ、外径０．１５ｍｍφ）と、該第１同径部（３３）に接続する第２テーパー部（３４）（長さ４５ｍｍ）からなる。
一方、ガイドワイヤ（２７）の手元部（２９）は、先端部（３０）の第２テーパー部（３４）に接続する第２同径部（３５）（長さ８０ｍｍ、外径０．１８５ｍｍφ）と、該第２同径部（３５）に接続する第３テーパー部（３６）（長さ：６０ｍｍ）と、該第３テーパー部（３６）に接続する第３同径部（３７）（外径０．３３ｍｍφ、長さ１４２０ｍｍ）からなる。
最先端部（３１）を除く先端部（３０）、即ち、第１テーパー部（３２）、第１同径部（３３）および第２テーパー部（３４）の表面にアパタイト膜（３８）（膜厚は３０００〜５０００Å）を形成した。
一方、手元部（２９）の第２テーパー部（３４）、第２同径部（３５）および第３テーパー部（３６）および第３同径部（３７）の表面にはフッ素樹脂（３９）が被覆されている。
【００３３】
〔実施例２〕
図１５に、他の実施例であるアパタイト膜（４６）を有するガイドワイヤ（４０）を示す。該ガイドワイヤ（４０）の先端部（４１）は、極細線のスプリングコイル（４４）が溶接されている。該ガイドワイヤ（４０）の主線材（４２）として、ＳＵＳ３０４ステンレス材を使用した。
該ガイドワイヤ（４０）の手元部（４３）の外径は、０．３４ｍｍφであり、ガイドワイヤ（４０）の全長は１８００ｍｍである。
該ガイドワイヤ（４０）は、手元部（４３）の後端より１４５０ｍｍの部分から先端部（４１）にかけてテーパー形状とされている。
先端部（４１）に溶接されているスプリングコイル（４４）は、外径０．０７ｍｍのＳＵＳ３１６ステンレス材の細線からなる密着巻コイルである。該スプリングコイル（４４）の長さは３００ｍｍである。またこのスプリングコイル（４４）の最先端部（４５）（３０ｍｍ）は、Ｐｔ−Ｎｉ細線からなる。該スプリングコイル（４４）は、コイル作製前に予めＳＵＳ３１６細線とＰｔ−Ｎｉ細線とを溶接したものを０．０７ｍｍφに伸線して、コイルに巻回したものである。
なおこの最先端部（４５）は、ガイドワイヤ（４０）使用時に先端位置確認用のＸ線視認マーカとなる。
本実施例のガイドワイヤ（４０）の手元部（４３）の全表面にはアパタイト膜（４６）が形成されており、該アパタイト膜（４６）の上に更にフッ素樹脂からなるコーティング材（４７）が被覆されている。
またＰｔ−Ｎｉ細線からなる最先端部（４５）には、シリコーン樹脂（ポリジメチルシロキサン）が被覆されている。
本実施例のガイドワイヤ（４０）の手元部（４３）は、アパタイト膜（４６）が形成されているので、容易にフッ素樹脂のコーティング材（４７）を被覆することが出来た。
【００３４】
〔実施例３〕
図１６に、更に他の実施例として、アパタイト膜（５２）を有するガイドワイヤ（４８）を示す。該ガイドワイヤ（４８）は、通常、プラスチックガイドワイヤと呼ばれるものであり、全長１５００ｍｍである。該ガイドワイヤ（４８）の主線材（４９）（外径０．５６ｍｍφ）は、３本の細線（外径０．２８ｍｍφのＳＵＳ３０４材）をＳ巻き撚り線とし、この撚り線をスェージング加工したものである。
上記主線材（４９）の先端部（５０）は、その最先端部（５２）（３０ｍｍ）は同径（外径０．２０ｍｍφ）であるが、最先端部（５１）以外は主線材（４９）をセンタレスグラインダで切削加工されてテーパー形状（１８０ｍｍ）となっている。
また先端部（５０）は、その最先端部（５１）から７０ｍｍの箇所までアパタイト膜（５２）（膜厚は３０００Å）が形成されている。
また該アパタイト膜（５２）の上には、三酸化ビスマス（５０重量％）を混有するナイロン樹脂からなるコーティング材（５３）が被覆され、また更に該コーティング材（５３）の上に親水性ポリマー（５４）（主剤はポリビニルピロリドン）がコーティングされている。
なお該ナイロン樹脂のコーティング材（５３）をコーティングした状態の主線材（４９）の外径は０．８０ｍｍφであり、親水性ポリマー（５４）をコーティングした状態の主線材（４９）の外径は０．８５ｍｍφである。
アパタイト膜（５２）を主線材（４９）の先端部（５０）に形成したことによって、ガイドワイヤ（４８）の操作性を損なうことなく、該先端部（５０）の表面を改質することが出来、よって該アパタイト膜（５２）上にナイロン樹脂のコーティング材（５３）を強固に密着させることが出来た。
【００３５】
〔実施例４〕
図１７に、アパタイト膜（５７，５７） を有するステント（５５）を示す。該ステント（５５）は、図８に示すような、ＳＵＳ３１６Ｌ材の薄板加工細線（板厚０．０５ｍｍ）からなる網目模様の円筒体（５６）（外径２．５ｍｍ、長さ２３ｍｍ）からなる。該ステント（５５）はフォトエッチングにより薄板円筒体材を加工したもので体内患部へ挿入後、留置時に拡張可能な構造となっている。
上記円筒体（５６）の内表面および外表面にアパタイト膜（５７，５７） を５００〜１０００Åの膜厚で形成した。
本実施例のステント（５５）は、アパタイト膜（５７，５７） に抗血栓剤等の薬剤を担持し易くなっている。
【００３６】
〔実施例５〕
図１８に液体濾過用フィルタに使用されるコイル（５８）を示す。このコイル（５８）は３層（１層目コイル（５９）、２層目コイル（６０）および３層目コイル（６１））からなり、アパタイト膜（６２）をコーティングした直径０．０７ｍｍφのＳＵＳ細線を、外径（Ｄ１ ）＝０．５９ｍｍφ、内径（Ｄ２ ）＝０．３ｍｍφとなるように巻回したコイル（５８）である。
該フィルタは、複数個のコイル（５８）を束ね、該コイル（５８）の内部側から外側部へ、液体が巻線間の細隙を通過させて濾過を行う。
アパタイト膜（６２）をコーティングした細線の巻細間細隙を液体が通過することによって、液体中の不要物質が吸着され、あるいはイオン交換される。
なお、該フィルタは構成材料がアパタイト膜（６２）をコーティングした金属細線からなるので液体が高温であっても濾過することが可能である。また該フィルタは強度が高いため、フィルタを逆流洗浄することも可能である。
【００３７】
本発明のアパタイト膜を有する医療用機器は、使用時あるいは作製時において大きな変形（屈曲、彎曲）を伴う場合であっても、その変形に耐え得るようにアパタイト膜の膜厚を設定することによって、該アパタイト膜のクラック、剥離の発生の問題は解決された。また本発明の医療用機器は、アパタイト膜によって、基体金属の表面が改質され、即ち、生体親和性が良好になり、かつ薬剤の担持やコーティング材の被覆が容易に実施することが可能となった。
またアパタイトの特徴としての吸着性、イオン交換性を利用する機器においては、その使用時の機械的強度を必要とするものにおいては構成基体材料を金属とし、その表面にアパタイトをコーティングした複合材料として構成可能とした。アパタイトのコーティング膜厚を適切に設定することにより機器の作製時あるいは使用時の変形に充分耐え得るものの作製が可能となった。
特に、アパタイトをコーティングした線材または板材を用いて高温濾過、フィルタの作製も可能となった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のガイドワイヤ、ステント、フィルター等の医療用機器にコーティングされるアパタイト膜には、クラックや剥離が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】エキシマレーザーアブレーション装置の概要図
【図２】ガイドワイヤの部分断面説明図
【図３】分岐血管へ導入されるガイドワイヤの説明図
【図４】スプリングコイル付ガイドワイヤの先端部の断面図
【図５】図４のガイドワイヤの断面図
【図６】図４のガイドワイヤの断面図
【図７】ステントの部分説明図
【図８】図７のステントの拡大図
【図９】図７のステントの拡張状態の説明図
【図１０】アパタイト膜を有する試験片の３点曲げ試験において、曲げ変位と、曲げ荷重の関係を説明する図である。
【図１１】アパタイト膜を有する試験片の３点曲げ試験において、アパタイト膜の膜厚と、曲げ荷重の関係を説明する図である
【図１２】アパタイト膜を有する試験片の引張り試験において、引張り変位と、アパタイト膜のクラック発生との関係を説明する図である。
【図１３】アパタイト膜を有する試験片の繊維芽細胞の培養試験において、培養経過日数と細胞数との関係を示す図である。図１４は本発明の一実施例を示す。
【図１４】アパタイト膜が形成されたガイドワイヤの部分断面図図１５は本発明の他の実施例を示す。
【図１５】アパタイト膜が形成されたスプリング付ガイドワイヤの部分断面図図１６は本発明の更に他の実施例を示す。
【図１６】アパタイト膜が形成されたプラスチックガイドワイヤの部分断面図図１７は本発明の更に他の実施例を示す。
【図１７】アパタイト膜を形成したステントの部分断面図
【図１８】アパタイト膜を形成した細線からなる３層巻線コイルフィルタの側面図
【符号の説明】
１ 真空成膜チャンバー
２ 排気系
３ 基体金属
４ ヒーター
５ アパタイトターゲット
６ ガス導入ノズル
７ ＡｒＦエキシマレーザー光源
８ ミラー
９ レンズ
１０ 窓
１１ スリット
１２ ヒーター温度制御器
１３ 温度計
１４ 膜厚計
１５ ガス導入路
１６ 送りリール
１７ 巻取りリール
１８ ガイドワイヤ
１９ 手元部
２０ 先端部
２１ スプリングコイル
２２ スプリングコイル線材
２３ 血管
２４ 分岐血管
２５ アパタイト膜
２６ ステント
２７ ガイドワイヤ
２８ 主線材
２９ 手元部
３０ 先端部
３１ 最先端部
３２ 第１テーパー部
３３ 第１同径部
３４ 第２テーパー部
３５ 第２同径部
３６ 第３テーパー部
３７ 第３同径部
３８ アパタイト膜
３９ フッ素樹脂
４０ ガイドワイヤ
４１ 先端部
４２ 主線材
４３ 手元部
４４ スプリングコイル
４５ スプリングコイルの最先端部
４６ アパタイト膜
４７ コーティング材（フッ素樹脂）
４８ ガイドワイヤ
４９ 主線材
５０ 先端部
５１ 最先端部
５２ アパタイト膜
５３ コーティング材（ナイロン樹脂）
５４ 親水性ポリマー
５５ ステント
５６ 円筒体
５７ アパタイト膜
５８ フィルタ用コイル
５９ １層目コイル
６０ ２層目コイル
６１ ３層目コイル
６２ アパタイト膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a medical device such as a guide wire coated with a hydroxyapatite (hereinafter referred to as apatite) film, a stent, or a filter for filtering gas or liquid.
[0002]
[Prior art]
A medical guidewire (hereinafter, guidewire) is used to ensure safety when a catheter is inserted into a lumen such as a cardiovascular vessel. For example, when inserting a catheter having a very thin flexible tube for angiography into a blood vessel, or when inserting a balloon catheter into a blood vessel for the purpose of treating an occluded portion of a coronary artery, it is necessary to improve safety. A guidewire is used to secure.
Conventionally, a flexible wire has been used as a material for a guide wire in order to safely and reliably insert a catheter. For example, a guide wire known in Japanese Patent Publication No. 4-25024, Japanese Patent Publication No. 4-292175, and the like has been used. A wire is disclosed.
[0003]
A guide wire made of a flexible wire does not interfere with a blood vessel even when inserted into a blood vessel or a branch blood vessel having a complicated path that bends.
In addition, when a guidewire travels inside a blood vessel, a load is applied to the distal end of the guidewire from the traveling direction. Therefore, the guidewire, especially its distal end, has a performance (vertical load resistance and buckling resistance) that can withstand the load. ) Is required.
Further, since the distal end of the guide wire plays a role of leading the inside of the blood vessel when traveling in the blood vessel, the distal end has a performance of being restored to the original state even if it is bent and deformed along the blood vessel path ( Resilience) is required.
[0004]
The operation of the guidewire is performed by rotating a hand portion which is a rear end of the guidewire located outside the body. Therefore, the guide wire is required to have a performance (torsional rigidity) that can withstand rotation accompanying the operation and an operability (steering property) thereof. Conventionally, a guide wire in which a spring coil is fitted and welded to a small-diameter main wire has been provided as a guide wire satisfying the above requirements.
[0005]
When a guidewire is introduced into a branch blood vessel, a preshape portion is formed by slightly deforming the distal end portion of the guidewire into a "L shape". After inserting a guide wire having a pre-shaped portion at the distal end into a blood vessel, when the distal end reaches near a bifurcation of the blood vessel, the guide wire is rotated to introduce the pre-shaped portion into the branched blood vessel.
A guide wire used for introduction into a branch vessel requires not only a high degree of flexibility at a distal end portion but also a capability of easily forming a pre-shaped portion.
[0006]
Conventionally provided guide wires are made of a Ni (nickel) -Ti (titanium) based superelastic alloy material or a SUS (stainless steel) rigid alloy material. For example, it is disclosed in JP-A-9-508538.
[0007]
On the other hand, a medical stent (hereinafter, referred to as a stent) is inserted and placed in order to maintain the circulation and circulation of blood in a vascular stenosis, and as the stent, for example, Japanese Patent Publication No. 9-273510, 5344 and JP-A-10-328216. These stents have a structure that can be expanded at an indwelling place such as a predetermined blood vessel.
[0008]
There are various types of stents, for example, a stent that expands after being placed in a blood vessel via a balloon catheter, and is formed from a spirally wound coil spring or a plate formed in a zigzag pattern shape. Some are composed of cylindrical bodies. As materials for forming these stents, materials having good biocompatibility, such as heat-sensitive metals, Ni-Ti alloys, SUS materials, titanium, and tantalum, which expand after insertion into blood vessels, are used.
[0009]
In conventional artificial bones and dental roots, apatite (Ca) 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 2.) Coating the membrane is performed. This is because the surface of the base metal is coated with an apatite film to impart biocompatibility to the metal surface.
[0010]
Apatite has an adsorptive property of adsorbing a specific substance and an ion-exchange property, and is therefore used as a filter for removing and purifying unnecessary components in a gas or a liquid. For example, a filter for gas or liquid filtration using apatite powder or pellets as a filler has been provided.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, apatite has been coated on artificial bones, artificial roots, and the like, but apatite has never been coated on medical devices such as guidewires, stents, and filters. This is because medical devices such as guidewires, stents, and filters consist of a substrate having a curved surface with a small radius of curvature, and are accompanied by deformation such as bending and bending during use and production. This is because even if apatite is coated, cracks and peeling occur in the apatite film.
[0012]
In medical devices such as guidewires and stents, it is required that the surface of the medical device be uniformly coated with a resin or the like or a drug is supported. It is not easy to uniformly coat a resin or the like and to uniformly apply and carry a drug.
Conventionally, filters filled with apatite powder, pellets, and the like have been provided as filters for gas or liquid filtration. However, today, it is desired to provide a filter that is smaller than this type of filter and has a superior filtering function. It is rare.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a medical device in which an apatite film is coated on part or all of the surface of a base metal constituting a medical device, as a means for solving the above problems.
The apatite film formed on the surface of the base metal must be firmly adhered to the surface. Preferably, the apatite film is crystallized. The apatite film becomes a ceramic structure by being crystallized, and can exhibit characteristics such as biocompatibility of apatite.
In order to coat the apatite film firmly and thinly on the surface of the base metal, in the present invention, the apatite film is coated by an excimer laser ablation method.
As a method of coating the apatite film of the crystallized apatite on the base metal surface by the excimer laser ablation method, a method of coating the apatite while crystallization, and a method of coating an apatite film made of amorphous amorphous apatite, Thereafter, there is a method of crystallizing the apatite of the apatite film by hydrothermal treatment.
In coating the apatite film on the surface of the base metal of the medical device of the present invention, the base metal is heated in a high vacuum and coated with a decomposition product of apatite in the high vacuum as it is. A method of forming by coating an apatite film in the inside is also applied. If desired, the apatite film is crystallized by a hydrothermal treatment.
[0014]
In the medical device of the present invention, the surface of the coated apatite film is further coated with a coating material such as a resin, and a drug is applied or carried on the surface of the apatite film. Since the medical device of the present invention is coated with the apatite film, it is easy to coat the coating material and to easily apply and carry the drug.
[0015]
Examples of the medical device of the present invention include a medical guidewire, a medical stent, and a gas or liquid purification filter. The medical device of the present invention is composed of a substrate having a curved surface with a small radius of curvature, and is bent or curved at the time of use or manufacture of the medical device. Of different degrees.
Therefore, the thickness of the apatite film is appropriately determined according to each medical device, but in the present invention, the thickness of the apatite film is preferably in the range of 500 to 8000, more preferably in the range of 700 to 5000, Still more preferably, it is in the range of 1000 ° to 2000 °. By using an apatite film having such a thickness range, functions of the apatite such as biocompatibility, drug loading, adsorption of unnecessary substances, ion exchange, etc. can be exhibited, and cracking and peeling of the apatite film. Can be prevented. If the thickness of the apatite film is less than 500 °, the function of the apatite cannot be sufficiently exhibited, and if the thickness is more than 8000 °, cracks and peeling occur in the apatite film.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, the apatite film formed entirely or partially on the surface of a base metal of a medical device such as a guide wire or a stent is formed by an excimer laser ablation method.
The outline of an apparatus used in the excimer laser ablation method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, in a vacuum film forming chamber (1), a base metal (3) (wire) is wound around a reel (16) for feeding the base metal (3) and the base metal (3). A target (5) obtained by press-molding apatite powder with a metal mold is placed between the reel (17) and the base metal (3). When an apatite film is formed only at a predetermined position, a shielding mask is provided around a portion of the base metal (3) where no apatite film is formed.
[0017]
In this state, the gas is evacuated to a predetermined degree of vacuum by a rotary pump and a turbo-molecular pump of an evacuation system (2) in the vacuum chamber (1). After evacuation, the base metal (3) is heated to a predetermined temperature by the heater (4). Next, water vapor or a gas containing water vapor is introduced into the vacuum chamber (1) from the gas introduction nozzle (6), and an ArF excimer laser (7) is irradiated on the target (5) to remove atoms and ion clusters that have decomposed apatite. An apatite film is coated on the surface of the substrate metal (3) which is released and opposed.
[0018]
As the steam-containing gas, an oxygen gas-steam mixed gas, an argon gas-steam mixed gas, a helium gas-steam mixed gas, a nitrogen gas-steam mixed gas, an air-steam mixed gas, or the like is used.
In this case, when the gas pressure of the water vapor or the water vapor-containing gas is increased, that is, when the atmosphere is high in the water vapor or the water vapor-containing gas, the decomposition component of apatite crystallizes and grows on the surface of the base metal (3) and the coating is performed. This is an in-situ method.
On the other hand, when the gas pressure of water vapor or a gas containing water vapor is reduced, that is, when the atmosphere is made to have a low atmosphere of water vapor or a gas containing water vapor, a coating in which amorphous apatite is deposited on the surface of the base metal (3) is obtained. In this case, after coating, amorphous apatite is crystallized by hydrothermal treatment (post-annealing method) in high-temperature steam.
[0019]
A medical device such as a guide wire or a stent on which an apatite film of the present invention is formed will be described.
The guide wire (18) is made of a flexible ultrafine main wire as shown in FIG. The distal end portion (20) of the guide wire (18) is inserted into the blood vessel (23). At this time, the distal end portion (20) is introduced so that it can be introduced into the branch blood vessel (24) (see FIG. 3). 20) is thinned. When the distal end portion (20) of the guide wire (18) is introduced into a predetermined location in a blood vessel, the guide wire (18) is operated by operating a main wire (hand portion (19)) on the proximal side. For this reason, the guide wire (18), particularly its distal end (20), is required to have a structure and its constituent material that can reliably introduce the distal end (20) to a predetermined position by operating the hand (19). ing.
Further, as the tip (20) of the guide wire (18), a tip having a reduced diameter of the main wire, a tip having a very fine coil welded, a tip coated with a resin such as a fluororesin, or the like is used.
As a constituent material of the distal end portion (20) of the guide wire (18), a known material used for insertion into the body such as a SUS material or a Ni-Ti material is used.
The surface of the distal end portion (20) is coated with a lubricant or a drug for improving the slip when inserting a blood vessel. These drugs are composed of organic compounds, and the drugs have good adhesion to the apatite film.
By forming an apatite film (25) on the distal end portion (20) of the guide wire (18) and modifying the surface of the distal end portion (20), the above-mentioned coating and carrying of the drug become easy. The apatite film (25) also improves the biocompatibility of the guide wire (18).
The tip (20) on which the apatite film is formed may be a tip (20) of a main wire as shown in FIG. 2 or a tip (20) to which a spring coil (21) is welded as shown in FIGS. ). When the apatite film (25) is formed on the spring coil (21), coating is performed before welding the coil (21), and the apatite film (25) is formed on the entire surface of the wire (22) of the coil (21). ) May be formed (see FIG. 5), or after welding, an apatite film (25) is formed on the surface of the coil (21), that is, a part of the surface of the wire (22) of the coil (21). (See FIG. 6).
[0020]
The main wire constituting the proximal portion (19) of the guide wire (18) is required to have excellent mechanical properties such as rigidity. Therefore, when the guide wire (18) is introduced into a blood vessel, the surface of the guide wire (18) is coated with a lubricant or the like in order to improve the slip of the proximal portion (19).
[0021]
7 to 9 show the stent (26). The stent (26) has an expandable structure, and is formed of a cylindrical body having a network structure made of ultrafine metal wires. The stent (26) is inserted into the catheter in a contracted state with a balloon inserted inside the stent (26). The stent (26) inflates and expands the balloon at a predetermined location in the blood vessel. Therefore, the stent (26) is required to have a strength that can withstand the external pressure received during expansion or after placement.
The material used for the stent (26) is a known material that can be used in a living body such as a SUS material.
In some cases, a drug or the like is carried on the entire surface and / or part of the outer surface and / or inner surface of the stent (26). Therefore, by forming an apatite film on the surface of the stent (26), it becomes possible to easily carry a drug or the like. The apatite film also improves the biocompatibility of the stent.
[0022]
The apatite film formed on the surface of the base metal of the medical device of the present invention may be formed entirely on the surface of the base metal, or may be formed partially at a necessary portion. The medical device in which the apatite film of the present invention is effectively formed is an object having a curved surface with a small radius of curvature, such as a guidewire or a stent, or an object in which a base metal is bent or deformed during use or manufacture. . A gas or liquid filter made of a thin metal wire or a thin metal plate is coated with an apatite film also on the surface of a base metal, so that adsorptivity and ion exchange properties are used.
[0023]
The apatite film of the present invention is coated with a coating material made of a resin (for example, a silicone resin, a fluororesin, or the like) or coated with a drug such as a lubricant, an antithrombotic agent, an X-ray contrast agent, or a therapeutic drug. Loading is performed.
Some coating materials and drugs (hereinafter referred to as drugs) are hydrophilic and some are hydrophobic, and some drugs cannot be directly supported on the metal surface.
The coating of the coating material on the apatite film of the present invention, and the application and support of a drug or the like can be easily performed. It is because apatite has hydrophilic OH groups and hydrophobic PO 4 This is because the group exists.
By modifying the surface of a substrate made of a metal such as a guide wire with the apatite film, the medical device of the present invention can easily perform coating of a coating material, application and support of a drug or the like.
[0024]
A test piece was prepared from the base metal on which the apatite film of the present invention was formed, and a test of the bending strength of the test piece was performed. Hereinafter, the contents of the test will be described.
An apatite film having a thickness of 500, 1000, 3000, 5000, and 10000, respectively, was formed on the surface of the base metal made of SUS316 (thickness: 0.05 mm, width: 0.2 mm) by ArF excimer laser ablation. Specimens B, C, D, E and F were formed on top. Test piece A was also prepared as a test piece on which no apatite film was formed.
The test pieces A to F obtained as described above were subjected to a three-point bending test (span length: 5 mm) using a bending tester, and a bending load up to a bending displacement of 1 mm was measured. The results are shown in FIG. 10 and FIG.
[0025]
As described above, the desired film thickness of the apatite film in the present invention is in the range of 500 to 8000, but if the film thickness is in this range, the rigidity of the base metal hardly changes even if the apatite film is formed. .
Therefore, even if an apatite film having a thickness in the above range is formed on the surface of the base metal, the metal surface can be modified without changing the mechanical properties, particularly the bending strength, of the base metal. It was confirmed that there was.
[0026]
Test pieces obtained by forming an apatite film on the base metal (test piece G (thickness: 0 °), H (thickness: 500 °), I (thickness: 1000 °), J (thickness: 3000 °), K (thickness: 6000 °), L (
The hatched area in FIG. 12 indicates a range in which neither crack nor peeling occurs with respect to the tensile displacement. From the results of the above test, it was found that the thinner the apatite film, the better the adhesion to the base metal. When the film thickness of the apatite film is up to about 3000 °, the apatite film can withstand 30% displacement of the base metal, and when the film thickness is up to about 8000 °, the apatite film can withstand 10% displacement. I understood.
Generally, base metals for use in medical and other devices such as guidewires and stents are deformed during use or deformed during fabrication, but typically are deformed by 10% or more. If less. Therefore, in the apatite film of the present invention, the film thickness is set according to the specification within the range of 8000 ° or less to prevent cracks and peeling.
[0027]
The apatite membrane of the present invention has biocompatibility. As the film thickness becomes smaller, the adhesion of the apatite film to the base metal becomes better, but the biocompatibility may be reduced. Therefore, in order to examine the relationship between the thickness of the apatite film and the biocompatibility, a cell culture experiment of fibroblasts was performed. Hereinafter, the experimental method was described, and the experimental results are shown in FIG.
[0028]
Apatite films having a film thickness of 500 °, 1000 ° and 3000 ° were formed on the surface of each base metal (SUS304L material) by excimer laser ablation to obtain test pieces O, P and Q. For comparison, a test piece N (without an apatite film) was also prepared. These test pieces N, O, P and Q were autoclaved in an autoclave.
[0029]
The third-generation fibroblasts (hereinafter, fibroblasts) collected from mouse fetuses were cultured in a cell culture solution (Dulbecco's displacement Eagle's medium containing 10% fetal bovine serum, DMEM) to a cell density of 2.5 × 10 4 Was adjusted to the number / ml.
[0030]
1 ml of each prepared fibroblast and each test piece were placed in one hole of a 4-well plate, and placed in a carbon dioxide gas culture vessel (temperature: 37 ° C., carbon dioxide: 5.0%) for 1 day and 2 days. And cultured for 3 days.
After each culture, a test piece was taken out, and the test piece was washed with a Dulbecco's phosphate buffer (cell washing solution) to wash out unfixed fibroblasts. Subsequently, the cells were placed in trypsin (proteolytic enzyme) combined with ethylenediaminetetraacetic acid and allowed to stand for 1 minute to detach the cells fixed to the test piece. After detachment, 1 ml of the cell culture solution was added, 1 μl was taken out, and the number of cells was read using a blood cell conversion plate. 10 cells read 4 The cell density was defined as the cell density per 1 ml, and was plotted on the vertical axis in FIG.
[0031]
According to the results of FIG. 13, when the film thickness is 500 ° or more, the affinity for a living body, which is a function of the apatite film, can be exhibited.
In FIG. 13, the cell number was 11 × 10 4 The reason why the cell growth stagnated near the individual is that the cells reached the growth saturation limit.
[0032]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not limited to only the examples described below.
[Example 1]
FIG. 14 shows a guide wire (27) having an apatite film (38). SUS304 stainless fine wire was used as the main wire (28) of the guide wire (27). The outer diameter of the proximal portion (29) of the guide wire (27) is 0.33 mmφ, and the total length of the guide wire (27) is 1800 mm. In addition, the guide wire (27) is processed to have a small diameter from a hand (29) to a tip (30) by a centerless grinder with a gradually decreasing wire diameter. The foremost part (31) is ground and polished to a length of 40 mm and a diameter of 0.06 mm.
The distal end portion (30) of the guide wire (27) has a distal end portion (31), a first taper portion (32) (length: 50 mm) connected to the distal end portion (31), and the first taper portion. The first same-diameter portion (33) (length: 60 mm, outer diameter: 0.15 mmφ) connected to the portion (32) and the second taper portion (34) (length) connected to the first same-diameter portion (33) 45 mm).
On the other hand, the proximal portion (29) of the guide wire (27) is connected to the second tapered portion (34) of the distal end portion (30) by a second same-diameter portion (35) (length: 80 mm, outer diameter: 0.185 mmφ). And a third tapered portion (36) (length: 60 mm) connected to the second tapered portion (35), and a third tapered portion (37) (outside) connected to the third tapered portion (36). (Diameter 0.33 mmφ, length 1420 mm).
The apatite film (38) (film) is formed on the tip portion (30) excluding the foremost portion (31), that is, the surfaces of the first taper portion (32), the first same diameter portion (33), and the second taper portion (34). The thickness was 3000 to 5000 °).
On the other hand, a fluororesin (39) is provided on the surface of the second taper portion (34), the second same diameter portion (35), the third taper portion (36), and the third same diameter portion (37) of the hand portion (29). Is coated.
[0033]
[Example 2]
FIG. 15 shows a guide wire (40) having an apatite film (46) according to another embodiment. The distal end portion (41) of the guide wire (40) is welded with a very thin wire spring coil (44). SUS304 stainless steel was used as the main wire (42) of the guide wire (40).
The outer diameter of the proximal portion (43) of the guide wire (40) is 0.34 mmφ, and the total length of the guide wire (40) is 1800 mm.
The guide wire (40) is tapered from a portion 1450mm from the rear end of the hand portion (43) to the front end portion (41).
The spring coil (44) welded to the tip (41) is a tightly wound coil made of a SUS316 stainless steel thin wire having an outer diameter of 0.07 mm. The length of the spring coil (44) is 300 mm. The tip (45) (30 mm) of the spring coil (44) is made of a Pt-Ni thin wire. The spring coil (44) is obtained by welding a SUS316 fine wire and a Pt-Ni fine wire in advance before manufacturing the coil, drawing the wire to 0.07 mmφ, and winding the coil around the coil.
The tip (45) serves as an X-ray visual marker for confirming the tip position when the guide wire (40) is used.
An apatite film (46) is formed on the entire surface of the proximal portion (43) of the guide wire (40) of the present embodiment, and a coating material (47) made of a fluororesin is further formed on the apatite film (46). Is coated.
In addition, a silicone resin (polydimethylsiloxane) is coated on the foremost portion (45) made of a Pt-Ni thin wire.
Since the apatite film (46) was formed on the proximal portion (43) of the guide wire (40) of this example, the coating material (47) of the fluororesin could be easily covered.
[0034]
[Example 3]
FIG. 16 shows a guide wire (48) having an apatite film (52) as still another embodiment. The guide wire (48) is generally called a plastic guide wire and has a total length of 1500 mm. The main wire (49) (outer diameter 0.56 mmφ) of the guide wire (48) is formed by using three thin wires (SUS304 having an outer diameter of 0.28 mmφ) as an S-wound stranded wire and swaging the stranded wire. It is.
The tip (50) of the main wire (49) has the same diameter (outer diameter of 0.20 mmφ) at the tip (52) (30 mm), but the main wire (49) except for the tip (51). ) Is cut by a centerless grinder to form a tapered shape (180 mm).
In addition, an apatite film (52) (thickness: 3000 °) is formed on the tip end portion (50) from the tip end portion (51) to a position 70 mm from the tip end portion (51).
A coating material (53) made of a nylon resin containing bismuth trioxide (50% by weight) is coated on the apatite film (52), and a hydrophilic polymer is further coated on the coating material (53). (54) (main ingredient is polyvinylpyrrolidone).
The outer diameter of the main wire (49) coated with the nylon resin coating material (53) is 0.80 mmφ, and the outer diameter of the main wire (49) coated with the hydrophilic polymer (54) is 0.85 mmφ.
By forming the apatite film (52) at the tip (50) of the main wire (49), the surface of the tip (50) can be modified without impairing the operability of the guide wire (48). As a result, the nylon resin coating material (53) could be firmly adhered to the apatite film (52).
[0035]
[Example 4]
FIG. 17 shows a stent (55) having an apatite film (57, 57). As shown in FIG. 8, the stent (55) is made of a meshed cylindrical body (56) (outer diameter 2.5 mm,
An apatite film (57, 57) was formed on the inner surface and the outer surface of the cylindrical body (56) to a thickness of 500 to 1000 °.
In the stent (55) of this embodiment, the apatite film (57, 57) can easily carry a drug such as an antithrombotic agent.
[0036]
[Example 5]
FIG. 18 shows a coil (58) used for a liquid filtration filter. The coil (58) is composed of three layers (a first layer coil (59), a second layer coil (60), and a third layer coil (61)), and is a SUS having a diameter of 0.07 mmφ coated with an apatite film (62). Fine wire with outer diameter (D 1 ) = 0.59 mmφ, inner diameter (D 2 ) = 0.3 mmφ is a coil (58) wound.
The filter bundles a plurality of coils (58) and filters the liquid from the inside to the outside of the coils (58) by passing the liquid through the gap between the windings.
Unwanted substances in the liquid are adsorbed or ion-exchanged as the liquid passes through the narrow gap between the fine wires coated with the apatite film (62).
Since the filter is made of a thin metal wire coated with an apatite film (62), the filter can be filtered even at a high temperature of the liquid. Further, since the filter has high strength, it is possible to perform backwashing of the filter.
[0037]
The medical device having the apatite film of the present invention can be used by setting the film thickness of the apatite film so as to withstand the deformation even when the device undergoes a large deformation (bending or bending) during use or production. The problem of cracking and peeling of the apatite film was solved. In the medical device of the present invention, the surface of the base metal is modified by the apatite film, that is, the biocompatibility is improved, and it is possible to easily carry a drug and coat a coating material. became.
In addition, in the case of equipment that utilizes the absorptive and ion-exchange properties of apatite, those that require mechanical strength during use are made of metal as the constituent base material, and a composite material whose surface is coated with apatite Configurable. By properly setting the apatite coating film thickness, it is possible to produce a device that can sufficiently withstand deformation during production or use of the device.
In particular, high-temperature filtration and production of a filter using a wire or a plate coated with apatite have become possible.
[0038]
【The invention's effect】
Apatite films coated on medical devices such as guidewires, stents and filters of the present invention do not crack or peel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an excimer laser ablation apparatus.
FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view of a guide wire.
FIG. 3 is an explanatory view of a guide wire introduced into a branch vessel.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a distal end portion of a guide wire with a spring coil.
FIG. 5 is a sectional view of the guide wire of FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view of the guide wire of FIG. 4;
FIG. 7 is a partial explanatory view of a stent.
FIG. 8 is an enlarged view of the stent of FIG. 7;
FIG. 9 is an explanatory view of an expanded state of the stent of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between bending displacement and bending load in a three-point bending test of a test piece having an apatite film.
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the thickness of an apatite film and a bending load in a three-point bending test of a test piece having an apatite film.
FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the tensile displacement and the occurrence of cracks in the apatite film in a tensile test of a test piece having an apatite film.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of days elapsed in culture and the number of cells in a fibroblast culture test of a test piece having an apatite membrane. FIG. 14 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a guide wire having an apatite film formed thereon. FIG. 15 shows another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a partial sectional view of a guide wire with a spring on which an apatite film is formed. FIG. 16 shows still another embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a partial cross-sectional view of a plastic guide wire having an apatite film formed thereon. FIG. 17 shows still another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a partial cross-sectional view of a stent having an apatite film formed thereon.
FIG. 18 is a side view of a three-layer coil filter formed of a thin wire having an apatite film formed thereon.
[Explanation of symbols]
1 Vacuum deposition chamber
2 Exhaust system
3 Base metal
4 heater
5 Apatite target
6 gas introduction nozzle
7 ArF excimer laser light source
8 mirror
9 lenses
10 windows
11 slit
12. Heater temperature controller
13 Thermometer
14 Thickness gauge
15 Gas introduction path
16 feed reel
17 take-up reel
18 Guidewire
19 Hand
20 Tip
21 Spring coil
22 Spring coil wire
23 blood vessels
24 branch vessels
25 Apatite film
26 Stent
27 Guidewire
28 Main wire
29 Hand
30 Tip
31 Cutting Edge
32 1st taper part
33 1st diameter part
34 2nd taper part
35 2nd diameter part
36 3rd taper part
37 3rd same diameter part
38 Apatite film
39 Fluororesin
40 Guidewire
41 Tip
42 Main wire
43 Hand
44 Spring coil
45 Cutting Edge of Spring Coil
46 Apatite film
47 Coating material (fluororesin)
48 Guidewire
49 Main wire
50 Tip
51 Cutting Edge
52 Apatite film
53 Coating material (nylon resin)
54 hydrophilic polymer
55 stent
56 cylindrical body
57 Apatite film
58 Filter coil
59 1st layer coil
60 Second layer coil
61 3rd layer coil
62 Apatite film
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