JP2009505728A - 合金組成を有する医療器具 - Google Patents

Abstract

医療器具は、クロム、ニオブおよびプラチナを有する合金を含み、合金は、医療器具の少なくとも一部を形成する。

Description

本発明は合金組成を含む医療器具、および合金組成に関する。

身体は、動脈、その他の血管、および他の体内腔などの様々な通路を含む。これらの通路は、閉塞したり、弱化したりすることがある。例えば、通路は、腫瘍によって閉塞するか、血小板によって制限されるか動脈瘤によって弱化することがある。これが生じた場合、通路は医療用内部人工器官で再び開くか強化する、あるいはそれと交換することもできる。内部人工器官は通常、体内腔に配置される管状部材である。内部人工器官の例はステント、ステントグラフトおよびカバー付きステントを含む。

内部人工器官は、内部人工器官を所望の部位へと移送する場合に、圧縮された形態または縮小サイズの形態の内部人工器官を支持するカテーテルによって、体内に送達することができる。部位に到達したら、例えば内腔の壁に接触できるように、内部人工器官を拡張する。

通路を開いた状態で支持するために、内部人工器官は、引っ張り強度および降伏強度などの適切な機械的特性を有する低炭素オーステナイト系ステンレス鋼またはニチノール（ニッケルチタン合金）などの材料で作成される。

身体を通って内部人工器官を前進させる場合、内部人工器官を目標部位に適切に送達できるように、その進行を監視する、例えば追跡することができる。内部人工器官を目標部位に送達した後、内部人工器官を監視して、適切に配置され、かつ／または適切に機能しているか判断することができる。

医療器具を追跡し、監視する方法は、Ｘ線透視法および磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）を含む。ＭＲＩは、磁界および無線波を使用して身体を映像化する非侵襲的技術である。幾つかのＭＲＩの技術では、患者を磁界に曝露させ、これが患者の体内にある特定の原子、例えば水素原子と相互作用する。次に、入射無線波を患者に誘導する。入射無線波が患者の体内の原子と相互作用して、特徴的な戻り無線波を生成する。戻り無線波は、スキャナによって検出され、コンピュータによって処理されて、身体の像を生成する。

本発明は、合金組成を含む医療器具、およびその組成に関する。

本発明の１つの態様では、医療器具はクロム、ニオブおよびプラチナを含む合金を含み、合金は医療器具の少なくとも一部を形成する。
実施形態は、以下の特徴のうち１つまたは複数の含んでよい。合金は、重量で約５パーセント未満の強磁性成分、例えば鉄、ニッケルまたはコバルトを含む。合金はさらに、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンで構成されたグループから選択された第１成分または複数の第１成分を含む。合金は、個々の第１成分を重量で約２％未満含むことができる。合金は、重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナ、例えば重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は、重量で約５パーセントから約４０パーセントのニオブ、例えば重量で約１０パーセントから約２０パーセントのニオブを含む。合金は、重量で約３０パーセントから約９０パーセントのクロム、例えば重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロムを含む。

合金は、重量で約３０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約１０パーセントから約４０パーセントのニオブ、および重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は、重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブ、および重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は基本的に、クロム、ニオブおよびプラチナで構成される。合金は二成分相を含み、例えば二成分相は、Ｃｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２ＮｂおよびＮｂ_３Ｐｔで構成されたグループから選択される。

器具はステントの形態でよい。器具は、ガイドワイヤ、針、カテーテル、腔内フィルタ、ステープル、クリップ、整形インプラント、および歯科補綴物で構成されたグループから選択することができる。

本発明の別の態様では、ステントは、重量で約３０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約１０パーセントから約４０パーセントのニオブ、および重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む合金を含み、合金はステントの少なくとも一部を形成する。

実施形態は、以下の特徴のうち１つまたは複数を含んでよい。ステントの合金は、重量で約５パーセント未満の鉄、ニッケルまたはコバルトを含む。ステントの合金はさらに、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンで構成されたグループから選択された第１成分を重量で約２％未満含む。ステントの合金は、重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブ、および重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。ステントの合金は、Ｃｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２ＮｂおよびＮｂ_３Ｐｔで構成されたグループから選択された二成分相を含む。

別の態様では、本発明は、クロム、ニオブおよびプラチナを含む合金を特徴とする。幾つかの実施形態では、合金は基本的にクロム、ニオブおよびプラチナで構成され、任意の他の成分を約５重量パーセント未満（例えば約４パーセント未満、約３パーセント未満、約２パーセント未満、約１パーセント未満、約０．５パーセント未満）有する。

実施形態は、以下の特徴のうち１つまたは複数を含んでよい。合金は、重量で約５パーセント未満の強磁性成分、例えば鉄、ニッケルおよび／またはコバルトを含む。合金はさらに、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンから選択された１つまたは複数の第１成分を含む。合金は、複数の第１成分を含む。合金は、重量で約２％未満の第１成分を含む。合金は、重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナ、例えば重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は、重量で約５パーセントから約４０パーセントのニオブ、例えば重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブを含む。合金は、重量で約３０パーセントから約８５パーセントのクロム、例えば重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロムを含む。合金は、重量で約３０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約１０パーセントから約４０パーセントのニオブ、および重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は、重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブ、および重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む。合金は基本的に、クロム、ニオブおよびプラチナで構成される。合金は、Ｃｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２Ｎｂおよび／またはＮｂ_３Ｐｔなどの１つまたは複数の二成分相を含む。

実施形態は、以下の利点のうち１つまたは複数を含んでよい。合金組成は、医療または非医療用途を向上させる放射線不透過性、ＭＲＩ適合性（例えば低い磁化率）、硬度、強度、剛性（弾性のヤング率）、伸びおよび耐食性などの１つまたは複数の物理的および／または機械的特性を有する。例えば、合金から内部人工器官などの医療器具を形成することができる。その結果、内部人工器官は、内部人工器官を追跡し、監視できるように、拡張後に血管壁へのステントの良好な付着、身体を支持するための良好な強度、および良好な放射線不透過性およびＭＲＩ適合性を可能にするために、かなりの量の半径方向の反動（リコイル）があるように降伏強度と剛性との良好なバランスを有することができる。このような特性の組合せによって、合金から様々な製品を形成することができる。合金は、例えば高い濃度の貴金属を有する合金と比較して、相対的に費用効果を上げることができる。

本明細書で使用する「合金」とは、例えば一緒に溶融させ、溶解時に相互に融合させることによって、２つ以上の金属、または密接に融合した金属と非金属で構成された物質を意味する。

本発明の他の態様、特徴および利点は、好ましい実施形態に関する説明および請求の範囲から明白になるであろう。

図１を参照すると、ステント２０は、複数の帯状部２２、および隣接する帯状部の間に延在して、それを接続する複数の連結部２４によって画定された管状部材の形態を有する。使用中に、帯状部２２は、初期の小径から大径へと拡張して、ステント２０を血管の壁に接触させ、それによって血管の開通性を維持する。連結部２４は、ステント２０に可撓性および順応性を提供し、これによってステントは血管の輪郭に適応することができる。

ステント２０は、クロム、プラチナおよびニオブを含む組成を有する合金を含む（例えば、それで形成される）。合金は、（例えばガイドワイヤに沿って植え込み部位までジグザグに追跡しながら、バルーンカテーテルに良好に固定され、血管壁に良好に付着させるために）バルーンカテーテルに締め付けて、血管内で拡張した後に半径方向にかなり反動するための降伏強度と剛性とのバランス、（例えば体腔を支持するための）強度、耐食性、放射線不透過性、およびＭＲＩ適合性をステント２０に提供することができる。例えば、クロムは高い剛性（ヤング率）を有し、良好な固溶体強化剤であり、耐食性を補助する。弾性のプラチナも良好な固溶体強化剤であり、耐食性を補助し、さらに放射線不透過性を向上させるために高い質量吸収係数を提供する。ニオブは低い磁化率を有し、クロムおよびプラチナ融和性がある（例えばそれに溶解可能である）。ニオブも良好な放射線不透過性を有するので、ニオブを含めると、所与の放射線不透過性を達成するために使用するプラチナの量を減少させることができる。さらに、幾つかの実施形態では、合金は、重量で約５パーセント未満（例えば約４パーセント未満、約３パーセント未満、約２パーセント未満、約１パーセント未満、約０．５パーセント未満）の鉄、ニッケルおよび／またはコバルトなどの強磁性材料を含む。理論に束縛されずに考えると、合金中に限られた量の強磁性材料があると、ＭＲＩ技術との干渉を低下させ（例えば最小限に抑えるか、なくす）、それによってステント２０、ステントの内腔内の材料（血液および組織など）、およびステントを囲む材料を良好に視覚化できると考えられる。

理論に束縛されずに考えると、クロムは、例えば合金の点食（ピッチング）抵抗を増大させることによって、合金の耐食性を向上させることができると考えられる。例えば、特定の合金では、クロムは合金の表面に、腐食攻撃に対する合金の抵抗を向上させる薄い酸化物層を形成することができる。耐食性の程度は、合金中のクロム濃度および他の成分の濃度の関数でよい。合金は、約３０から約８５重量パーセントのクロムを含むことができる。合金は、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、または約７５重量パーセント以上および／または約８５、約８０、約７５、約７０、約６５、約６０、約５５、約５０、約４５、約４０、または約３５重量パーセント以下のクロムを含むことができる。

ニオブは、合金の放射線不透過性を向上させ、合金に低い磁化率を提供することができる。幾つかの実施形態では、合金は約５から約４０重量パーセントのニオブを含む。例えば、合金は約１０、約１２．５、約１５、約１７．５、約２０、約２２．５、約２５、約２７．５、約３０、約３２．５、約３５または約３７．５重量パーセント以上および／または約４０、約３７．５、約３５、約３２．５、約３０、約２７．５、約２５、約２２．５、約２０、約１７．５、約１５、または約１２．５重量パーセント以下のニオブを含むことができる。

プラチナも、合金の放射線不透過性を向上させ、さらに強度および耐食性を提供することができる。実施形態では、合金は約５％から約３０重量パーセントのプラチナを含む。例えば、合金は約５、約７．５、約１０、約１２．５、約１５、約１７．５、約２０、約２２．５、約２５、または約２７．５重量パーセント以上および／または約３０、約２７．５、約２５、約２２．５、約２０、約１７．５、約１５、約１２．５、約１０、または約７．５重量パーセント以下のプラチナを含むことができる。

クロム、ニオブおよびプラチナに加えて、合金はさらに、位相の安定化、微小清浄度および高温の加工性を補助することができる１つまたは複数（例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つ以上）の追加の成分を含むことができる。追加の成分の例は、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンを含む。個々の各追加的成分は、合金中に重量で約２パーセント（例えば０．２５パーセント、０．５０パーセント、１．０パーセント、１．２５パーセント、１．５０パーセント、または１．７５パーセント以上）まで存在することができる。幾つかの実施形態では、合金は、１つまたは複数の追加的成分を合計で約０．１０から約５．００重量パーセント含む。

合金はさらに、１つまたは複数のマイクロアレイ成分または残留量の不純物成分を含むことができる。例えば、合金は、燐（例えば最大０．０２５ｗｔ％）、硫黄（例えば最大０．０１０ｗｔ％）、バナジウム（例えば約０．０７ｗｔ％）、チタン（例えば０．００２ｗｔ％）および／または銅（例えば約０．２ｗｔ％）を含んでよい。他のマイクロアロイおよび残留成分が可能であり、これは材料源の関数でよい。

合金は実質的に１つの均質相を含むか、２つ以上の別個の位相を含むことができる。追加的位相の例は、合金の降伏強度を向上させることができるＣｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２Ｎｂおよび／またはＮｂ_３Ｐｔなどの二成分相を含む。二成分相は、熱処理によって合金中に沈殿することができる。幾つかの実施形態では、合金は、１，０００倍の視野で観察した平面区域に、１つまたは複数の二成分相を約１から約２５パーセント含む。

合金は、主に（５０％より多くの）クロム・プラチナ・ニオブの単相固溶体である微細構造を有することができる。単相微細構造は、純粋なクロムより高い強度および延性を合金に与えると考えられる。

合金は高い耐食性を有することができる。相対的な点食耐食性は、ステンレス鋼で実行するように、点食抵抗当量（ＰＲＥ）を使用して比較することができ、これは下式のように計算することができる。

ＰＲＥ＝％Ｃｒ＋３．３×％Ｍｏ
ＰＲＥ≧２６．０にするには、外科インプラント用のＡＳＴＭＦ１３８３１６Ｌ等級のステンレス鋼が必要である。この合金は、非常に優れた生体適合性および耐食性を有することが知られている。Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔは、点食耐食性を向上させるＭｏを含んでいないが、プラチナを含み、これもクロムの耐食性を向上させることが知られている（例えばＡｌｌｏｙｓ ｃａｔｈｏｄｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｎｏｂｌｅ ｍｅｔａｌｓ、Ｒｅｖｉｅｗｓ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２８、Ｊ．Ｈ．Ｐｏｔｇｅｉｔｅｒ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２１（１９９１）４７１−４８２）。ＰＲＥに関するさらなる情報は、Ｓ．Ｄ．ＫｉｓｅｒのＰｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｗｅｌｄ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、２００２年３月、３２〜３５ページ）に見ることができる。

合金は、高い硬度および／または高い強度も有することができる。幾つかの実施形態では、合金は、約６０ロックウェルＢより高い、例えば約６５、７０または７５ロックウェルＢより高い硬度を有する。合金は約２５ｍｓｉより大きい、例えば約２８、３０、または３２ｍｓｉより大きい弾性のヤング率（Ｅ）を有することができる。合金は、約６０ｋｓｉより大きい、例えば約７０、８０または９０ｋｓｉより大きい最大抗張力（ＵＴＳ）を有することができる。合金は、約３０ｋｓｉより大きい、例えば４０、５０または６０ｋｓｉの０．２％オフセット降伏強度（ＹＳ）を有することができる。合金は、約１０％ｅｌより大きい、例えば１５、２０または２５％ｅｌの伸び百分率（％ｅｌ）を有することができる。

図２を参照すると、ステント２０の作成方法４０が図示されている。方法４０は、ステント２０の管状部材を構成する合金を含む管を形成すること（ステップ４２）を含む。管はその後、未完成ステントを生成する帯状部２２および連結部２４を形成するために切断される（ステップ４４）。切断の影響を受ける未完成ステントの区域は、その後に除去することができる（ステップ４６）。未完成ステントは、ステント２０を形成するために仕上げることができる（ステップ４８）。

合金は、合金の成分を密接に組み合わせることによって合成することができる。例えば、目標となる合金組成は、適切な濃度の溶融成分の破片または粉末によって形成することができる。溶融は、真空誘導溶融（ＶＩＭ）、真空アーク再溶融（ＶＡＲ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、プラズマ溶融、真空または不活性ガスプラズマめっきを使用して、約１８００℃より高い温度で１０から１８０分間実行することができる。合金化は、成分粉末を混合し、約１０００℃より高く、約１５００℃より低い温度で１２から３６時間、５から４０ｋｓｉの圧力で熱間静水圧圧縮成形する、かつ／または約１０００℃より高く、約１５００℃より低い温度で４から６０時間冷間圧縮し、焼結することによって、固体状態で実行することができる。合金はインゴット、コンパクト、または沈殿物の形態でよく、ここからその後、中空の管状部材などの供給原料を成形する。幾つかの実施形態では、合金を（例えば１２００℃で６時間熱処理することによって）処理し、合金を均質化する、かつ／または選択された構造および特性の合金を生成する。

幾つかの実施形態では、合金を含む中空管状部材を、漸進的に小型化する円形開口がある一連の金型に通して引き抜き加工し、部材を可塑変形させて、目標となるサイズおよび形状にする。可塑変形歪みは、部材を硬化し（および降伏強度を向上させ）、部材の縦軸に沿って結晶粒を伸張する。変形した部材を熱処理し（例えば再結晶温度より下または上で焼き鈍し）、細長い結晶粒構造を一部または全体が再結晶化した結晶粒構造、例えば等軸結晶粒を含む構造に変化させることができる。部材を再結晶温度付近で短時間加熱することによって、小さい、または微細な結晶粒を形成することができる。結晶粒の成長を促進するために、より高い温度および／またはより長い時間、部材を加熱することによって、大きい、または粗い結晶粒を形成することができる。

次に、ステント２０の帯状部２２および連結部２４を、図示のように管を切断することによって形成する（ステップ４４）。参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，７８０，８０７号に記載されているように、レーザ切断によって管の選択部分を除去し、帯状部２２および連結部２４を形成することができる。特定の実施形態では、レーザ切断中に、溶剤または油などの液体キャリアを管の内腔に通して流す。キャリアは、管の一部に形成される湯垢が別の部分に再沈殿するのを防止する、かつ／または管上の再鋳材料が形成するのを減少させることができる。機械加工（例えば微細機械加工）、放電加工（ＥＤＭ）、およびフォトエッチング（例えば酸性フォトエッチング）など、管の一部を除去する他の方法を使用することができる。

幾つかの実施形態では、帯状部２２および連結部２４が形成された後、以上の切断作業から影響された管の区域を除去することができる（ステップ４６）、例えば、帯状部２２および連結部２４のレーザ加工は、ステント２０の機械的特性および性能に悪影響を及ぼし得る、溶融し、再固化した材料および／または酸化した金属の表面層を残すことがある。影響された区域は、機械的（例えばグリットブラスチングまたはホーニング仕上げによって）および／または化学的に（例えばエッチングまたは電解研磨によって）除去することができる。幾つかの実施形態では、管状部材は、ステップ４６を実行した後のほぼ正味の形状構成でよい。「ほぼ正味のサイズ」とは、管が、仕上げたステントを提供するために除去される材料の比較的薄い外皮を有する、という意味である。幾つかの実施形態では、管は、約２５％未満の過剰サイズ状態、例えば約１５％、１０％または５％未満の過剰サイズ状態で形成される。

次に、未完成ステントを仕上げて、ステント２０を形成する（ステップ４８）。未完成ステントは、例えば電解研磨によって滑らかな仕上げに仕上げることができる。未完成ステントからほぼ正味サイズを形成することができるので、ステントを仕上げるために除去する必要がある未完成ステントは、比較的少ない。その結果、さらなる処理（ステントを損傷することがある）および費用がかかる材料を減少させることができる。幾つかの実施形態では、ステントを生成するために、化学的切削加工および／または電解研磨によって、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）のステント材料を除去することができる。

ステント２０は、所望の形状およびサイズでよい（例えば冠状ステント、大動脈ステント、末梢血管ステント、胃腸ステント、泌尿器ステント、および神経ステント）。用途に応じて、ステント２０は、例えば１ｍｍから４６ｍｍの直径を有することができる。特定の実施形態では、冠状ステントは、約２ｍｍから約６ｍｍの拡張直径を有することができる。幾つかの実施形態では、末梢ステントは、約５ｍｍから約２４ｍｍの拡張直径を有することができる。特定の実施形態では、胃腸および／または泌尿器ステントは、約６ｍｍから約３０ｍｍの拡張直径を有することができる。幾つかの実施形態では、神経ステントは、約１ｍｍから約１２ｍｍの拡張直径を有することができる。腹大動脈瘤（ＡＡＡ）ステントおよび胸部大動脈瘤（ＴＡＡ）ステントは、約２０ｍｍから約４６ｍｍの直径を有することができる。ステント２０は、バルーンで拡張可能でよいか、（例えば米国特許第５，３６６，５０４号に記載されているように）自己拡張式とバルーン拡張式の組合せでよい。

使用時には、カテーテル送達システムを使用して、ステント２０を使用する、例えば送達して、拡張することができる。カテーテルシステムは、例えばＷａｎｇの米国特許第５，１９５，９６９号、Ｈａｍｌｉｎの米国特許第５，２７０，０８６号、およびＲａｅｄｅｒ−Ｄｅｖｅｎｓの米国特許第６，７２６，７１２号に記載されている。ステントおよびステント送達は、ミネソタ州Ｍａｐｌｅ ＧｒｏｖｅのＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄから入手可能なＲａｄｉｕｓ（商標）またはＳｙｍｂｉｏｔ（商標）システムでも具現される。

以上では、幾つかの実施形態について説明してきたが、本発明はそれに制限されない。
一例として、ステント２０は全体を合金で形成するものとして図示されているが、他の実施形態では、合金が、医療器具の１つまたは複数の選択部分を形成する。例えば、ステント２０は複数の層を含むことができ、その１つまたは複数の層が合金を含み、１つまたは複数の層は合金を含まず、例えば３１６Ｌステンレス鋼である。複数の層を含むステントは、例えば米国公開特許出願第２００４−００４４３９７号およびＨｅａｔｈの米国特許第６，２８７，３３１号に記載されている。

ステント２０は、カバー付きステントまたはステントグラフトの一部でよい。例えば、ステント２０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、発泡ＰＴＦＥ、ポリエチレン、ウレタン、またはポリプロピレンで作成した生体適合性で無孔性または半無孔性ポリマ地を含む、かつ／またはそれに取り付けることができる。

ステント２０は、米国特許第５，６７４，２４２号、２００１年７月２日出願の米国特許出願番号第０９／８９５，４１５号および２００２年８月３０日出願の米国特許出願第１０／２３２，２６５号に記載されているように、放出可能な治療薬、薬品、または薬学的に活性の化合物を含むことができる。治療薬、薬品、または薬学的に活性の化合物は、例えば抗血栓薬、酸化防止剤、抗炎症剤、麻酔剤、抗凝固剤、および抗生物質を含むことができる。

幾つかの実施形態では、合金を含む線を組立、線を編む、かつ／または織って管状部材にすることによって、ステントを形成することができる。
合金は、他の医療器具の形成に使用することができる。例えば過剰負荷および破断に抗する高い強度、高い耐食性および／または生体適合性（例えば（１０年以上などの）長期間にわたって体内に植え込むことができる）を有することで恩恵を受ける医療器具、特に医療インプラント、および医療措置中、または患者が追跡ＭＲＩ映像法を受ける場合に、蛍光透視法および／またはＭＲＩで使用される器具である。例えば、合金は、他の内部人工器官の製造に使用することができる。合金は、参照により本明細書に組み込まれるＫｉｍその他の米国特許第６，１４６，４０４号に記載された取り外し可能な血栓フィルタ、参照により本明細書に組み込まれるＤａｎｉｅｌその他の米国特許第６，１７１，３２７号に記載されたような血管内フィルタ、および参照により本明細書に組み込まれるＳｏｏｎその他の米国特許第６，３４２，０６２号に記載されたような大静脈フィルタ内で使用することができる。

合金は、ガイドワイヤ（例えば（ＡＡＡステント措置用の）Ｍｅｉｅｒ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｇｕｉｄｅ Ｗｉｒｅ）、ＡＳＡＰ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｉｏｐｓｙ Ｓｙｓｔｅｍ（例えば米国特許第４，９５８，６２５号、第５，３６８，０４５号および第５，０９０，４１９号に記載されたようにスタイレットおよび／またはカニューレ用）、またはカテーテルのハイポチューブ（例えばバルーンカテーテル）の形成に使用することができる。

合金は、２００３年１月２日出願の米国特許出願番号第１０／３３５，６０４号、米国特許第５，２０９，７９９号および第５，３３６，２３４号に記載された医療用バルーンカテーテルによって搬送されるような切断要素の製造にも使用することができる。合金の硬度および強度は、縁部の丸まり（切れ味を低下させることがある）および製品形状の変形を減少させることができる。また、場合によっては、合金の比較的高い耐食性によって、機器を蒸気高圧滅菌に繰り返し曝露することができる。その結果、機器をさらに再使用することができ、交換の費用が削減される。

医療器具のさらに他の実施例は、針、カテーテル、ステープル、傷の閉鎖に使用される線、クリップ、整形外科器具（臀部ステムおよび膝トレイなど）、および歯科補綴物を含む。

以下の実施例は例示的であり、制限するものではない。

（Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔ細片材料およびステントの製造）
アーク溶融装置を使用して、Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔの合金インゴットを作成した。
溶融高純度の未使用成分充填材料で、Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔインゴットを作成した。充填材料は、Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｌｉｍｉｔｅｄから調達した。

表１は、Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔの合金溶融に使用する充填材料を示す。純粋な充填材料を切断し、８０重量パーセントのクロム、１０重量パーセントのニオブ、および１０重量パーセントのプラチナという目標合金配合にしたがって、７０グラムの合計インゴット重量になるように計量する。アルコールで洗浄した後、充填材料をアーク溶融炉、つまりＭａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｕｒｎａｃｅｓ（ＭＲＦ）のモデルＡＢＪ−９００不活性ガス・アーク溶融装置の水冷式銅製炉床板のインゴット空隙に装填した。アーク溶融装置は、装填材料を配置するために複数の空隙がある水冷式銅製炉床板で構成されていた。充填したら、溶融するために装填材料および銅製炉床をベル室内に密封した。室を真空ポンプで排気し、アルゴンで複数回充填した後、アーク溶融装置の電源を始動し、タングステン電極を使用して、装填材料および銅製炉床にアークを当てた。４００Ａの最大電源電流出力を使用している間に、溶融を実行した。溶融中に、高純度のアルゴンガスを一定流量（１０から３０Ｌ／分）室に通し、装填金属を雰囲気の汚染物質（例えばＯおよびＮ）から保護した。装填材料が、完全に混合したように見えるまで、これを加熱して、溶融し、１つの一様なインゴットを形成した。溶融が終了したら、炉室から取り出す前に、新しく形成されたインゴットをアルゴンカバーガスの保護下で冷ました。装填材料を均質に混合しようとして、インゴットは２回再溶融した。

溶融後、Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔのインゴットは、長さ約８．８９ｃｍ（３．５”）×幅１．５２４ｃｍ（０．６”）×厚さ０．７６２ｃｍ（０．３”）であった。インゴットを、１２００℃で１時間、真空で焼き鈍した。熱処理を実行して、アーク溶融装置内でのインゴットの固化および冷薬中に形成した第二成分相があれば、これを全て溶液に入れた。次に、熱間圧延のためにインゴットを５．０８ｃｍ（０．２”）の厚さまで機械加工した。

Ｃｒ−Ｎｂ、Ｃｒ−ＰｔおよびＮｂ−Ｐｔについて、２元状態図を調べた。表２は、状態図から取得した液相線温度を示す。

インゴットの樹枝状微細構造は、Ｃｒ−Ｎｂ−Ｐｔの樹枝状アームおよびＮｂ−Ｐｔが豊富な樹枝間領域で構成されると予想された。この仮説は、成分の分離が生じると、クロム・ニオブ・プラチナ合金が最初に固化するはずであり、Ｎｂ−Ｐｔ合金は、液相から冷却した後、最後に固化することを示す液相線温度に基づくものである。

Ｎｂ−Ｐｔ状態図によると、固体相の樹枝間領域は、Ｎｂ_３ＰｔまたはＮｂ_２Ｐｔの合金であり得る。この材料は脆性である可能性が高い。インゴットを引っ張ると、合金を通して破断が発生し、可塑変形はほとんどない可能性が高い。

鋳造したままのインゴットの微細構造解析は、樹枝状微細構造を明らかにし、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）内の後方散乱電子で映像化すると、樹枝状アームは樹枝間領域より暗かった。明るい方の区域は通常、この方法で映像化すると、重い元素を伴う。樹枝状アームおよび樹枝間領域で得たＳＥＭエネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）のスペクトルは、樹枝がクロムの豊富なＣｒ−Ｎｂ−Ｐｔであり、樹枝間領域がＮｂ−Ｐｔの豊富なＣｒ−Ｎｂ−Ｐｔであることを明らかにした。

インゴット微細構造試料のＡＳＴＭ Ｅ３８４ビッカース微小硬度を測定し、７７ロックウェルＢに変換された。これは、クロム合金の変換表を使用できないので、鋼のそれを使用し、約６８ｋｓｉという大まかに推定した最大抗張力に変換する。

インゴットを熱間または冷間加工して、材料特徴付け試験またはステント管の製作のための細片を生成できるようにするために、インゴットを均質化熱処理して、樹枝と樹枝間領域の間の成分濃度勾配を減少させ、それによって脆性の合金相をなくした。インゴットの均質化は、１２００℃のアルゴンガス分圧で１８時間実行した。アルゴンガスの分圧は、１２００℃で高い真空にて生じるようなクロムの蒸発を最小限に抑えるためのものである。このプロセスは、均質化した材料で６、１２および１８時間後に金属板術を実行し、ＳＥＭの後方散乱電子の組成映像化を介して、いつ樹枝間領域がそれほど分離していないように見えるかを調べるものである。

濃度勾配が質的に大幅に減少したように見えたら、熱間圧延を開始する。インゴットの熱間圧延は、空気中で、またはインゴットを厚さ０．１５２４ｍｍ（０．００６”）の３１６ステンレス細片に封入した状態で赤熱温度まで加熱し、０．６３５ｍｍ（０．０２５”）の厚さを達成するまで、ギャップが段階的に小さくなるローラのセットに通過させることによって実行することができる。合計で１５％減少する間に、インゴットを焼き鈍すか、応力除去熱処理して、圧延中に生じた歪み硬化を解消するか、減少させ、材料を可塑変形可能な状態に戻す。

圧延後、厚さ０．１３２０８ｍｍ（０．００５２”）の細片を機械加工し、引っ張り試験のために平坦な「犬用の骨」形状の試料を生成する。ステントの支柱パターンをレーザ加工して、細片にすることができる。レーザ後の湯垢除去および電解研磨を実行して、支柱パターンを仕上げ寸法にすることができる。次に、細片を圧延して、管状のステント形状にし、バルーンカテーテルにかしめることができる。

（Ｃｒ−１０Ｎｂ−１０Ｐｔの継ぎ目なし管およびステントの製造）
８０重量パーセントのクロム、１０重量パーセントのニオブおよび１０重量パーセントのプラチナという合金配合のために、合計９．０８ｋｇ（２０ポンド）のニオブ、プラチナおよびクロムを計量することができる。装填材料を真空電子ビーム溶融装置の炉床に充填し、溶融して、液体合金を形成することができる。２００℃未満で固化し、冷却した後、インゴットをＥＢ溶融装置から取り出し、２回の真空アーク再溶融作業にかけて、鋳造微細構造を精錬し、微細な清浄性を改善する。３回溶融したインゴットをガラス潤滑剤で被覆し、押し出し機に充填して、１２５０℃に加熱することができる。油圧押し出し機を使用して、直径７．６２ｃｍ（３インチ）のインゴットを直径６．３５ｃｍ（２．５インチ）のビレットに変換することができる。第２押し出し作業を実行して、直径６．３５ｃｍ（２．５インチ）のビレットを直径５．０８ｃｍ（２インチ）のビレットに変換することができる。次に、ビレットをアルゴンガスの分圧中で１２００℃にして１８時間、均質化することができる。均質化されたビレットをガンドリリングして、長手方向の中心線に沿って２．５４ｃｍ（１．０”）径の内径を生成することができる。ビレットの外径は、ガン・ドリル加工をした内径と高度に同心円であるように、４．５７２ｃｍ（１．８”）の直径に機械加工することができる。

中空の棒を常温でピルガ法により加工し、アルゴンガスの分圧中で、１２００℃／１時間の１０％直径削減のパス間焼き鈍しで外径を３．１７５ｃｍ（１．２５”）径に減少させることができる。次に、３．１７５ｃｍ（１．２５”）径のピルガ法により加工した管を、アルゴンガスの分圧中で、１２００℃／３０分の１０％直径削減のパス間焼き鈍しで直線長さにマンドレル延伸することができる。１６．８７３２２ｍｍ（０．６６４３”）の外径で、マンドレル延伸した管を、２．１０８２ｍｍ（０．０８３”）の外径および０．１３２０８ｍｍ（０．００５２”）の肉厚に到達するまで、アルゴンガスの分圧中で、１２００℃／３０分の１０％直径削減のパス間焼き鈍しで、フローティングプラグ延伸することができる。

ステントの支柱パターンをレーザ加工して、延伸した継ぎ目なし管にすることができる。レーザ後の湯垢除去および電解研磨を実行して、仕上げたステント寸法を生成することができる。ステントをバルーンカテーテルにかしめることができる。

本明細書で言及した全ての出版物、参考文献、出願および特許は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
他の実施形態は請求の範囲に入る。

ステントの実施形態の斜視図である。 ステント作成方法の実施形態のフローシャートである。

Claims (16)

1. クロム、ニオブおよびプラチナを含む合金を備える医療器具であって、前記合金が前記医療器具の少なくとも一部を形成する、器具。
2. 前記合金が、重量で約５パーセント未満の強磁性成分を含み、より詳細にするならば、前記合金が重量で約５パーセント未満の鉄、ニッケルまたはコバルトを含む、請求項１に記載の器具。
3. 前記合金がさらに、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンで構成されたグループから選択された第１成分を含み、より詳細にするならば、前記合金が複数の第１成分を含む、かつ／または前記合金が重量で約２％未満の前記第１成分を含む、請求項１または２に記載の器具。
4. 前記合金が、重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含み、より詳細にするならば、前記合金が、重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
5. 前記合金が、重量で約５パーセントから約４０パーセントのニオブを含み、より詳細にするならば、前記合金が、重量で約１０パーセントから約２０パーセントのニオブを含む、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
6. 前記合金が、重量で約３０パーセントから約９０パーセントのクロムを含み、より詳細にするならば、前記合金が、重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロムを含む、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
7. 前記合金が、
   重量で約３０パーセントから約５０パーセントのクロム、
   重量で約１０パーセントから約４０パーセントのニオブ、および
   重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含み、より詳細にするならば、
   前記合金が、
   重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロム、
   重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブ、および
   重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
8. 前記合金が、クロム、ニオブおよびプラチナから実質的に構成される、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
9. 前記合金が二成分相で構成され、より詳細にするならば、前記二成分相がＣｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２ＮｂおよびＮｂ_３Ｐｔで構成されたグループから選択される、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
10. 前記器具がステントの形態である、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
11. 前記器具が、ガイドワイヤ、針、カテーテル、管腔内フィルタ、ステープル、クリップ、整形外科インプラント、および歯科補綴物で構成されたグループから選択される、前記請求項の何れか一項に記載の器具。
12. 重量で約３０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約１０パーセントから約４０パーセントのニオブ、および重量で約５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含みた合金を備えたステントであって、前記合金が前記ステントの少なくとも一部を形成する、ステント。
13. 前記合金が、重量で約５パーセント未満の鉄、ニッケルまたはコバルトを含む、請求項１２に記載のステント。
14. 前記合金がさらに、珪素、カルシウム、硼素、アルミニウム、窒素、炭素、セレン、イットリウム、タンタルおよびマンガンで構成されたグループから選択された第１成分を重量で約２％未満含む、請求項１２または１３に記載のステント。
15. 前記合金が、重量で約４０パーセントから約５０パーセントのクロム、重量で約２５パーセントから約３０パーセントのニオブ、および重量で約２５パーセントから約３０パーセントのプラチナを含む、請求項１２から１４の何れか一項に記載のステント。
16. 前記合金が、Ｃｒ_３Ｐｔ、Ｃｒ_２ＮｂおよびＮｂ_３Ｐｔで構成されたグループから選択された二成分相を含む、請求項１２から１５の何れか一項に記載のステント。

Images