JP2017018468A - Manufacturing apparatus of medical instrument and manufacturing method of medical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療器具の製造装置及び医療器具の製造方法に関する。 The present invention relates to a medical device manufacturing apparatus and a medical device manufacturing method.
医療器具の一例としてはステントがある。ステントとは、人体の管状の部分(血管、気管、食道、十二指腸、大腸、胆道など)を管腔内部から広げる医療機器である。ステントの一例としては金属でできた網目の筒状のものがあり、治療する部位に応じたステントが用いられる。狭心症、急性心筋梗塞、急性冠症候群、癌による血管、気管や食道、十二指腸、大腸、胆道などの狭窄、脳梗塞などの治療としてステントグラフト内挿術が行われる。 An example of a medical device is a stent. A stent is a medical device that expands a tubular portion (blood vessel, trachea, esophagus, duodenum, large intestine, biliary tract, etc.) from the inside of a lumen. As an example of the stent, there is a cylindrical tube made of metal, and a stent corresponding to a site to be treated is used. Stent graft endoscopy is performed as a treatment for angina pectoris, acute myocardial infarction, acute coronary syndrome, blood vessels due to cancer, trachea, esophagus, duodenum, large intestine, biliary stricture, and cerebral infarction.
従来のステントの製造方法は次のとおりである。
医療用のステンレス(SUS316L,SUS316LVN)、コバルトクロム、NiTi等の素材となる単一金属または合金のパイプを外周からレーザー光によって加工し、その後、熱処理、酸洗浄、電解研磨の工程を経てステントが製作される。酸洗浄、電解研磨の工程は、レーザー加工時に、切り口にバリが生ずるため、そのバリを除去してステントの表面を滑らかにして仕上げを行う工程である。
A conventional method for manufacturing a stent is as follows.
A single metal or alloy pipe made of medical stainless steel (SUS316L, SUS316LVN), cobalt chromium, NiTi or the like is processed by laser light from the outer periphery, and then the stent is processed through heat treatment, acid cleaning, and electropolishing. Produced. The acid cleaning and electropolishing processes are processes in which burrs are generated at the cut surface during laser processing, and thus the burrs are removed to finish the stent surface smoothly.
上記従来のステントの製造方法では、レーザー加工時に、素材のパイプ自体が過熱されてパイプの表面上に不純物等の偏析が生じ、酸洗浄の工程でステントの網目の一部が断線する事がある。 In the conventional stent manufacturing method, the pipe of the material itself is overheated during laser processing, causing segregation of impurities and the like on the surface of the pipe, and part of the mesh of the stent may be disconnected during the acid cleaning process. .
また、長手方向が例えば100mm以上の長物のステントを製作しようとすると、レーザー加工後にステントが冷却される時、ステントの自重による垂れのために必要な加工精度が保てないという問題がある。そのため、必要な加工精度が保てるステントの長さは30〜40mm程度が限界であり、それより長いステントでは加工精度が上がらないので、上記従来のステントの製造方法では、長物のステントに対応することができないという問題がある。 In addition, when attempting to manufacture a long stent having a longitudinal direction of, for example, 100 mm or more, there is a problem that when the stent is cooled after laser processing, the processing accuracy required for dripping due to the weight of the stent cannot be maintained. Therefore, the length of the stent that can maintain the required processing accuracy is limited to about 30 to 40 mm, and the processing accuracy cannot be improved with a stent longer than that, so the conventional method for manufacturing a stent corresponds to a long stent. There is a problem that can not be.
つまり、レーザー加工を用いたステントの製造方法では、レーザー加工時にステントに加えられる熱によって加工精度が低下する問題がある。 That is, in the stent manufacturing method using laser processing, there is a problem that processing accuracy is lowered by heat applied to the stent during laser processing.
本発明の一態様は、レーザー加工のような熱による加工精度の低下を抑制できる医療器具の製造装置または医療器具の製造方法を提供することを課題とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a medical device manufacturing apparatus or a medical device manufacturing method capable of suppressing a decrease in processing accuracy due to heat such as laser processing.
以下に、本発明の種々の態様について説明する。
[1]粒子を噴射する溶射ノズルと、
犠牲材を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記犠牲材と前記溶射ノズルとの間に配置された開孔パターンを有するマスクと、
前記マスク及び前記保持部に保持された前記犠牲材または前記溶射ノズルを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子を前記マスクに吹き付けながら前記マスク及び前記犠牲材または前記溶射ノズルを移動させることで、前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲材に付着するように制御することを特徴とする医療器具の製造装置。
Hereinafter, various aspects of the present invention will be described.
[1] A thermal spray nozzle for injecting particles;
A holding part for holding the sacrificial material;
A mask having an aperture pattern disposed between the sacrificial material held by the holding unit and the thermal spray nozzle;
A moving mechanism for moving the sacrificial material or the thermal spray nozzle held by the mask and the holding unit;
A control unit for controlling the moving mechanism;
Comprising
The control unit moves the mask and the sacrificial material or the spray nozzle while spraying the particles ejected from the spray nozzle on the mask, so that the particles that have passed through the aperture pattern are applied to the sacrificial material. An apparatus for manufacturing a medical instrument, which is controlled to adhere.
[2]粒子を噴射する溶射ノズルと、
犠牲管を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記犠牲管と前記溶射ノズルとの間に配置された開孔パターンを有するマスクと、
前記マスクを掃引する掃引機構と、
前記マスクと前記溶射ノズルとの間に配置されたスリットマスクと、
前記犠牲管を回転させる回転機構と、
前記掃引機構及び前記回転機構を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子を前記スリットマスクに吹き付けながら前記犠牲管を回転させつつ前記マスクを掃引することで、前記スリットマスクのスリット及び前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲管に付着するように制御することを特徴とする医療器具の製造装置。
[2] a thermal spray nozzle for injecting particles;
A holding part for holding the sacrificial tube;
A mask having an aperture pattern disposed between the sacrificial tube held by the holding unit and the thermal spray nozzle;
A sweep mechanism for sweeping the mask;
A slit mask disposed between the mask and the thermal spray nozzle;
A rotation mechanism for rotating the sacrificial tube;
A control unit for controlling the sweep mechanism and the rotation mechanism;
Comprising
The control unit sweeps the mask while rotating the sacrificial tube while spraying the particles ejected from the thermal spray nozzle onto the slit mask, thereby passing the slit and the opening pattern of the slit mask. An apparatus for manufacturing a medical device, wherein particles are controlled to adhere to the sacrificial tube.
[3]上記[2]において、
前記溶射ノズル、前記保持部、前記マスク及び前記スリットマスクを収容するチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧する排気機構、または前記チャンバー内に不活性ガスを導入するガス導入機構と、を具備する製造装置、
もしくは、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子の経路を不活性ガス雰囲気にするガスシュラウド装置を具備する製造装置であることを特徴とする医療器具の製造装置。
[3−1]上記[2]において、
前記溶射ノズル、前記保持部、前記マスク及び前記スリットマスクを収容するチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧する排気機構、または前記チャンバー内に不活性ガスを導入するガス導入機構と、
を具備することを特徴とする医療器具の製造装置。
[3−2]上記[1]または[2]において、
前記溶射ノズルから噴射された前記粒子の経路を不活性ガス雰囲気にするガスシュラウド装置を具備することを特徴とする医療器具の製造装置。
[3] In the above [2],
A chamber for housing the thermal spray nozzle, the holding unit, the mask, and the slit mask;
A manufacturing apparatus comprising: an exhaust mechanism for reducing the pressure in the chamber; or a gas introduction mechanism for introducing an inert gas into the chamber;
Or it is a manufacturing apparatus which comprises the gas shroud apparatus which makes the path | route of the said particle injected from the said thermal spray nozzle the inert gas atmosphere, The manufacturing apparatus of the medical device characterized by the above-mentioned.
[3-1] In the above [2],
A chamber for housing the thermal spray nozzle, the holding unit, the mask, and the slit mask;
An exhaust mechanism for decompressing the inside of the chamber, or a gas introduction mechanism for introducing an inert gas into the chamber;
An apparatus for manufacturing a medical instrument, comprising:
[3-2] In the above [1] or [2],
An apparatus for manufacturing a medical instrument, comprising: a gas shroud device that makes a path of the particles ejected from the thermal spray nozzle an inert gas atmosphere.
[4]開孔パターンを有するマスクを犠牲材に対向する位置に配置し、前記マスクに粒子を吹き付け、前記開孔パターンを通過した前記粒子を前記犠牲材に付着させることで、前記犠牲材上に前記粒子による膜を形成する工程と、
前記犠牲材を除去することで、前記犠牲材から前記膜を離す工程と、
を具備することを特徴とする医療器具の製造方法。
[4] A mask having an aperture pattern is disposed at a position facing the sacrificial material, particles are sprayed on the mask, and the particles that have passed through the aperture pattern are attached to the sacrificial material, thereby allowing the sacrificial material to Forming a film of the particles in
Removing the sacrificial material to separate the film from the sacrificial material;
A method for manufacturing a medical device, comprising:
[5]上記[4]において、
前記膜を形成する工程は、前記マスクを溶射ノズルと前記犠牲材との間に配置し、前記溶射ノズルから噴射された粒子を前記マスクに吹き付けながら前記溶射ノズルまたは前記犠牲材及び前記マスクを移動させることで、前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲材に付着し、前記犠牲材上に前記粒子による膜を形成する工程であることを特徴とする医療器具の製造方法。
[5] In the above [4],
The step of forming the film includes disposing the mask between the spray nozzle and the sacrificial material, and moving the spray nozzle or the sacrificial material and the mask while spraying particles sprayed from the spray nozzle onto the mask. The method of manufacturing a medical device, characterized in that the particle having passed through the opening pattern adheres to the sacrificial material and forms a film of the particle on the sacrificial material.
[6]溶射ノズルと犠牲管との間に開孔パターンを有するマスクを配置し、かつ前記マスクと前記溶射ノズルとの間にスリットマスクを配置し、前記溶射ノズルから噴射された粒子を前記スリットマスクに吹き付けながら前記犠牲管を回転させつつ前記マスクを掃引することで、前記スリットマスクのスリット及び前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲管に付着し、前記犠牲管の外面に前記粒子による膜を形成する工程と、
前記犠牲管を除去し、前記犠牲管から前記膜を離すことで、前記膜からなる管状物を形成する工程と、
を具備することを特徴とする医療器具の製造方法。
[6] A mask having an opening pattern is disposed between the thermal spray nozzle and the sacrificial tube, and a slit mask is disposed between the mask and the thermal spray nozzle, and particles ejected from the thermal spray nozzle are disposed in the slit. By sweeping the mask while rotating the sacrificial tube while spraying on the mask, the particles that have passed through the slits and the opening pattern of the slit mask adhere to the sacrificial tube, and the particles are attached to the outer surface of the sacrificial tube. Forming a film by:
Removing the sacrificial tube and separating the membrane from the sacrificial tube to form a tubular article made of the membrane;
A method for manufacturing a medical device, comprising:
[7]上記[6]において、
前記開孔パターンは、第1のパターン及び第2のパターンを有し、
前記膜を形成する工程において、前記犠牲管が1回転することで前記第1のパターンの膜が形成され、前記犠牲管がさらに1回転することで前記第1のパターンの膜に前記第2のパターンの膜が合成されることを特徴とする医療器具の製造方法。
[7] In the above [6],
The aperture pattern has a first pattern and a second pattern;
In the step of forming the film, the sacrificial tube is rotated once to form the film of the first pattern, and the sacrificial tube is further rotated one time to form the second pattern on the film of the first pattern. A method of manufacturing a medical device, wherein a pattern film is synthesized.
[8]上記[4]乃至[7]のいずれか一項において、
前記膜を形成する工程は、減圧雰囲気または不活性ガス雰囲気で行われることを特徴とする医療器具の製造方法。
[8] In any one of [4] to [7] above,
The process for forming the film is performed in a reduced pressure atmosphere or an inert gas atmosphere.
本発明の一態様によれば、レーザー加工のような熱による加工精度の低下を抑制できる医療器具の製造装置または医療器具の製造方法を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a medical device manufacturing apparatus or a medical device manufacturing method capable of suppressing a decrease in processing accuracy due to heat such as laser processing.
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の一態様に係る医療器具の製造装置を模式的に示す断面図である。図2(A)は図1に示すスリットマスク15の平面図であり、図2(B)は図1に示すマスク14の平面図である。図2(B)に示すマスク14は、要素1のパターン及び要素2のパターンを黒色で示す部分が開孔したマスクである。つまり、図2(B)の要素1のパターン及び要素2のパターンを黒色で示す部分が、図1に示すマスク14の開孔パターン14aに相当する。
図3は、図2(B)に示すマスクの要素1パターンと要素2パターンを合成したパターンを示す平面図である。図4は、本発明の一態様に係る医療器具の製造方法を説明するための工程フローを示す図である。本実施形態の医療器具はステントである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a medical device manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention. 2A is a plan view of the
FIG. 3 is a plan view showing a pattern obtained by synthesizing the
図1の医療器具の製造装置はチャンバー11を有し、チャンバー11内には溶射ノズル12を有する溶射ガン、犠牲管13を保持する保持部30、マスク14及びスリットマスク15が配置されている。溶射ノズル12はプラズマによって形成された溶射粒子を噴射するノズルである。保持部30に保持された犠牲管13と溶射ノズル12との間にはマスク14が配置されている。このマスク14は平面状マスクであって開孔パターン14aである要素1パターン(第1のパターンともいう)及び要素2パターン(第2のパターンともいう)を有している。要素1パターンと要素2パターンを分けずに要素1パターンと要素2パターンを合成したパターン(図3参照)をマスク14に形成すると、要素1パターンと要素2パターンが接続する部分でマスクが抜け落ちてしまい自立できなくなるからである。要素1パターン及び要素2パターンそれぞれはマスク14の長手方向にLの長さを有している(図2(B)参照)。長さLは犠牲管13の外面を1周した長さに等しい。即ち、長さLは、犠牲管13の外径をRとした場合、R×円周率に等しい。
The medical device manufacturing apparatus of FIG. 1 has a
マスク14と溶射ノズル12との間には溶射粒子の方向を制御するためのスリット15aを有するスリットマスク15が配置されている。スリット15aは貫通している。溶射ノズル12から噴射された溶射粒子は異なる進行方向の粒子が混在するため、スリットマスク15によってスリット15aを通過した溶射粒子だけをマスク14に到達させる。即ち、スリットマスク15によって溶射ノズル12の直下の犠牲管13へ直進する粒子だけを取り出すことができる。そして、スリット15aとマスク14の開口パターン14aを通過した溶射粒子が犠牲管13に付着するように構成されている。
Between the
また、本製造装置は、マスク14を矢印18の方向に掃引する掃引機構31と、犠牲管13を矢印19の方向に回転させる回転機構32と、掃引機構31及び回転機構32を制御する制御部33を有している。回転機構32に保持部30が接続されており、回転機構32は図1の断面には表れない場所に位置している。この制御部33は、溶射ノズル12から噴射された溶射粒子をスリットマスク15に吹き付けながら犠牲管13を回転機構32によって回転させつつマスク14を掃引機構31によって掃引することで、スリット15a及び開孔パターン14aを通過した溶射粒子が犠牲管13に付着するように制御するものである。
The manufacturing apparatus also includes a
また、本製造装置は、チャンバー11内を減圧する排気機構としての真空ポンプ16と、チャンバー11内に不活性ガスを導入するガス導入機構17を有している。なお、本実施形態では、真空ポンプ16及びガス導入機構17の両方を有しているが、真空ポンプ16及びガス導入機構17のいずれか一方を有する医療器具を製造装置であってもよい。
また、本実施形態では、チャンバー11、ガス導入機構17及び真空ポンプ16を有する医療器具の製造装置を用いているが、チャンバー11、ガス導入機構17及び真空ポンプ16を有さず、これらの代わりにガスシュラウド装置(図示せず)を付加した医療器具の製造装置を用いてもよい。ガスシュラウド装置を使用すれば、減圧雰囲気または不活性雰囲気にするためのチャンバーが不要になる。このガスシュラウド装置は、溶射ノズル12から延びて溶射ワーク(例えば犠牲管13、マスク14、スリットマスク15)を覆う部材(図示せず)を有し、その部材の中に予め不活性ガスを導入しておくことで、溶射ノズル12から噴射された溶射粒子の経路を不活性ガス雰囲気にする装置である。これにより、不活性ガスと混合した溶射粒子をスリットマスク15に吹き付けることが可能となる。また、上記のガスシュラウド装置の他に、溶射ノズル12自体を覆う部材を有し、その部材の中に不活性ガスを導して不活性ガスを籠らせることで、溶射ノズル12から噴射する溶射粒子と不活性ガスを混合し、その混合した溶射粒子及び不活性ガスをスリットマスク15に吹き付ける装置を用いてもよい。このような装置を用いることにより、溶射粒子の飛行中の酸化を抑制することが可能となる。
In addition, the manufacturing apparatus includes a
In this embodiment, a medical device manufacturing apparatus having the
次に、図1の製造装置を用いてステントを製造する方法について説明する。
本実施形態は、犠牲管13の外側に図2(B)の平面マスクパターンを用いて、犠牲管13の外面にステントパターンを溶射し、溶射後、犠牲管13をエッチングにより除去することで、ステント形状を得る方法である。
Next, a method for manufacturing a stent using the manufacturing apparatus of FIG. 1 will be described.
In the present embodiment, by using the planar mask pattern of FIG. 2B on the outside of the
以下に詳細に説明する。ステントの製造方法の工程フローは図4に示すとおりである。
まず、犠牲管13を保持部30に保持して回転機構32に設置し、マスク14を掃引機構31に設置し、スリットマスク15を所定位置に設置する。
This will be described in detail below. The process flow of the stent manufacturing method is as shown in FIG.
First, the
次いで、チャンバー11内を真空ポンプ16によって減圧する。チャンバー11内に不活性ガスをガス導入機構17によって導入する。これにより、チャンバー11内を不活性ガス(例えば窒素ガスまたはArガス)により置換し、チャンバー11内を減圧雰囲気とする。なお、本実施形態では、チャンバー11内を不活性ガスにより置換して減圧雰囲気とするが、不活性ガスにより置換せずに減圧雰囲気としてもよいし、減圧せずに不活性ガス雰囲気としてもよい。
Next, the pressure inside the
この後、溶射ノズル12から溶射粒子を噴射させ、その溶射粒子をスリットマスク15に吹き付けながら犠牲管13を矢印19のように回転させつつマスク14を矢印18の方向に掃引する。これにより、スリットマスク15のスリット15a及び開孔パターン14aを通過した溶射粒子が犠牲管13の外面に付着し、犠牲管13の外面に溶射粒子による溶射膜を形成する。なお、前述したガスシュラウド装置等を付加した医療器具の製造装置を用いた場合は、溶射ノズル12から不活性ガスと混合した溶射粒子を噴出させてスリットマスク15に吹き付けることができる。これにより、大気雰囲気中でも溶射粒子の飛行中の酸化を抑制することが可能となる。
Thereafter, spray particles are sprayed from the
ここで、上記の犠牲管13の外面に溶射粒子による溶射膜を形成する工程について詳細に説明する。
まず図2(B)に示す平面状のマスク14の要素1パターンであるステントセグメントパターンの溶射膜を犠牲管13の外面へ成膜する。つまり、溶射ノズル12から溶射粒子を噴射しながら、マスク14を矢印18の方向に少しずつ移動させつつ犠牲管13を矢印19の方向に少しずつ回転させることで、犠牲管13の外面への成膜を徐々に進行させる。犠牲管13が1回転する時間とマスク14をLの長さだけ掃引する時間が同一となるように犠牲管13の回転速度とマスク14の掃引速度を調整することで、犠牲管13が1回転したときにステントセグメントパターン(要素1)の犠牲管13の外面への溶射粒子による成膜が終了する。
この後、図2(B)に示す要素2パターンであるセグメント間のリンクパターンの溶射膜を犠牲管13の外面へ成膜する。つまり、溶射ノズル12から溶射粒子を噴射しながら、マスク14を矢印18の方向に少しずつ移動させつつ犠牲管13を矢印19の方向に少しずつ回転させることで、犠牲管13の外面への成膜を徐々に進行させる。犠牲管13が1回転する時間とマスク14をLの長さだけ掃引する時間が同一となるように犠牲管13の回転速度とマスク14の掃引速度を調整することで、犠牲管13が1回転したときにリンクパターン(要素2)の犠牲管13の外面への溶射粒子による成膜が終了する。
Here, the process of forming the sprayed film with the sprayed particles on the outer surface of the
First, a sprayed film of a stent segment pattern which is an
Thereafter, a sprayed film of a link pattern between segments, which is the
上記のように溶射膜を成膜することで、ステントセグメントパターン(要素1)とリンクパターン(要素2)を合成した図3に示すステントパターンの溶射膜を得ることができる。別言すれば、図3に示すように、ステントのパターンに対して、犠牲管13の周方向に成長しているステントセグメントパターンを要素1パターンとし、要素1と要素1を繋ぐリンクパターンを要素2パターンとしている。このようにパターンを合成して最終的なステントの構造を作製するため、図3のステントパターンに限らず、様々なパターン形状のステントを作製することができる。
By forming the sprayed film as described above, the sprayed film having the stent pattern shown in FIG. 3 in which the stent segment pattern (element 1) and the link pattern (element 2) are synthesized can be obtained. In other words, as shown in FIG. 3, the stent segment pattern growing in the circumferential direction of the
なお、必要に応じて溶射ノズル12をスリット15aに沿って移動させながら溶射粒子を噴射させてもよい。即ち、マスク14を矢印18の方向に移動させ、かつ犠牲管13を矢印19の方向に回転させ、かつ溶射ノズル12をスリット15aに沿って移動させながら溶射粒子を噴射させてもよい。
In addition, you may spray a thermal spray particle, moving the
また、本実施形態では、犠牲管13を2回転させて犠牲管13の外面全体に溶射粒子による成膜を行っているが、犠牲管13を1回転または3回転以上させて犠牲管13の外面全体に溶射粒子による成膜を行ってもよい。その場合、マスク14の開孔パターン14aは犠牲管13の回転数に合わせて作製される。
In the present embodiment, the
次に、チャンバー11内を大気圧に戻し、保持部30から犠牲管13を取り外す。次いで、犠牲管13をエッチングにより除去し、犠牲管13から溶射粒子による溶射膜を離すことで、自立したる管状の溶射膜(管状物)を形成することができる。この管状の溶射膜がステントとなる。
Next, the inside of the
その後、必要に応じてステントに熱処理を行うことで再結晶化及び残留応力の除去を行ってもよい。また、必要に応じて、溶射後のステントに化学研磨や機械研磨を行い、最終形状とすることも可能である。また、必要に応じてステントの表面研磨や端面R処理等の表面処理を施してもよい。また、必要に応じて犠牲管13をエッチングする前に、X線可視性向上の為の貴金属をステントの表面に溶射法によりコーティングしてもよい。これにより、ステント全体でX線可視性を得ることが可能となる。
次に、ステントの最終検査を行う。
Then, if necessary, the stent may be heat treated to recrystallize and remove residual stress. If necessary, the stent after thermal spraying can be subjected to chemical polishing or mechanical polishing to obtain a final shape. Moreover, you may perform surface treatments, such as surface grinding | polishing of a stent and an end surface R process, as needed. In addition, before etching the
Next, a final inspection of the stent is performed.
本実施形態によれば、医療器具の一例としてのステントを溶射法にて形成するため、エッチング加工しにくい材料であっても溶射粒子として用いることができ、種々の材料を用いることが可能となる。 According to this embodiment, since a stent as an example of a medical instrument is formed by a thermal spraying method, even a material that is difficult to etch can be used as a thermal spray particle, and various materials can be used. .
溶射粒子としては、例えば種々の金属(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, ランタノイド, アクチノイド, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi, B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po )、その金属の合金、生体適用材料としてステンレス鋼, CoCr合金, チタン合金、超弾性を有する生体用形状記憶合金等を用いることが可能である。 Examples of spray particles include various metals (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, lanthanoids, actinides, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi, B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po), alloys of the metals, stainless steel as biomaterials, CoCr alloys, titanium alloys, super-elastic body shapes A memory alloy or the like can be used.
また、超弾性を有する生体用形状記憶合金からなる溶射膜によってステントを作製すると、関節で曲げられるような部分に用いるステントにも適用可能である。以下に詳細に説明する。 In addition, when a stent is made of a thermal spray film made of a biomedical shape memory alloy having superelasticity, it can also be applied to a stent used for a portion that can be bent by a joint. This will be described in detail below.
超弾性特性を有しないステントでは、ステントの形状を工夫したとしても、曲がりくねった血管内をバルーンカテーテルとともに挿入する際に、屈曲追随性および挿入特性が不十分である。屈曲追随性を向上させるためには、バルーン拡張型ではなく、自己拡張型ステント、すなわち超弾性特性を有するステントが適している。 In a stent that does not have superelastic characteristics, even when the shape of the stent is devised, bending followability and insertion characteristics are insufficient when inserted into a tortuous blood vessel together with a balloon catheter. In order to improve the bending followability, not a balloon expandable type but a self-expandable stent, that is, a stent having superelastic characteristics is suitable.
超弾性特性を有することにより、ステントの挿入時の屈曲追随性のみならず、屈曲変形性の高い部位にもステントを使用することが可能となる。超弾性を有する材料としては、ニッケルチタンをはじめとするチタン合金があり、具体的な超弾性材料としてはTi-Ni、Ti-6Al-4V, Ti-Nb, Ti-Pd, Ti-Zr-Nb, Ti-Mo-Sn,Ti-Mo-Ga, Ti-Ni-O, Ti-Ni-Alなどのチタンを含む二元系、三元系もしくはそれ以上の合金が挙げられる。チタン合金は加工しにくいため、従来技術のレーザー加工では、チタン合金のステントの加工性が低い。これに対し、本実施形態では、難加工材であるチタン合金を溶射法にて直接ステント形状に成形するため、簡素な工程となり、製造コストも下げることが可能である。同時に、超弾性を有した長鎖ステントや小口径管ステントの製造が可能となる。 By having superelastic characteristics, it becomes possible to use the stent not only at the bending followability at the time of insertion of the stent but also at a portion having a high bending deformability. Examples of superelastic materials include titanium alloys including nickel titanium, and specific superelastic materials include Ti-Ni, Ti-6Al-4V, Ti-Nb, Ti-Pd, and Ti-Zr-Nb. Binary, ternary or higher alloys containing titanium such as Ti-Mo-Sn, Ti-Mo-Ga, Ti-Ni-O and Ti-Ni-Al. Since titanium alloys are difficult to process, the prior art laser processing has low processability of titanium alloy stents. On the other hand, in this embodiment, since the titanium alloy, which is a difficult-to-work material, is directly formed into a stent shape by a thermal spraying method, the process becomes simple and the manufacturing cost can be reduced. At the same time, it becomes possible to produce a long-chain stent or a small-bore tube stent having super elasticity.
また、本実施形態では、従来技術のレーザー加工のような熱による加工精度の低下を抑制することができる。従って、従来技術では作製が困難であった長手方向が100mm以上の長物のステントを製作することが可能となる。 Moreover, in this embodiment, the fall of the processing precision by heat | fever like the laser processing of a prior art can be suppressed. Accordingly, it is possible to manufacture a long stent having a longitudinal direction of 100 mm or more, which is difficult to manufacture by the conventional technique.
また、ステントパターンの精度は、マスク14の開孔パターン14aの寸法精度に依存し、最小では数十μm以下のステントパターンが作製可能である。例えば、マスク14の開孔パターン14aの幅を変化させて、線材強度を制御したステントが作製可能である。
The accuracy of the stent pattern depends on the dimensional accuracy of the
また、成膜条件を制御することで、溶射膜の状態を制御することが可能である。例えば、多孔質条件で超弾性のステントを作製することも可能である。 Moreover, it is possible to control the state of the sprayed film by controlling the film forming conditions. For example, it is possible to produce a superelastic stent under porous conditions.
また、複数の溶射ガンを用いることで、局所的にステントの一部を別の金属材料とすることも可能である。また、複数の金属を溶射することが可能であるため、様々な金属の積層構造をもつステントの製造が可能となる。 Further, by using a plurality of spray guns, it is possible to locally make a part of the stent another metal material. In addition, since a plurality of metals can be sprayed, it is possible to manufacture a stent having a laminated structure of various metals.
また、溶射法では金属以外の成膜も可能であり、ステントの最表面をヒドロキシアパタイト(HAp)などのセラミックスにコーティングすることも可能である。 Further, the thermal spraying method can form a film other than metal, and the outermost surface of the stent can be coated with ceramics such as hydroxyapatite (HAp).
また、本実施形態では、溶射法にてステントを製造しているが、コールドスプレー法を用いてステントを製造することも可能である。その場合、図1に示す溶射ノズル12をコールドスプレーノズルに変更することになる。
In this embodiment, the stent is manufactured by the thermal spraying method, but it is also possible to manufacture the stent using the cold spray method. In that case, the
[第2の実施形態]
図5は、本発明の一態様に係る医療器具の製造装置を模式的に示す断面図であり、図1と同一部分には同一符号を付す。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a medical device manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention, and the same parts as those in FIG.
図5の医療器具の製造装置はチャンバー11を有し、チャンバー11内には溶射ノズル12を有する溶射ガン、板状の犠牲材23を保持する保持部22及びマスク24が配置されている。保持部22に保持された犠牲材23と溶射ノズル12との間にはマスク24が配置されている。このマスク24は平面状マスクであって開孔パターン24aを有している。図5では、マスク24、犠牲材23及び保持部22それぞれの一部を示している。
The medical device manufacturing apparatus of FIG. 5 includes a
なお、本実施形態では、第1の実施形態のスリットマスクをチャンバー11内に配置していないが、これに限定されるものではなく、マスク24と溶射ノズル12との間に溶射粒子の方向を制御するためのスリットを有するスリットマスクを配置してもよい。
In the present embodiment, the slit mask of the first embodiment is not disposed in the
また、本製造装置は、マスク24及び犠牲材23を矢印29の方向に移動させる移動機構41と、この移動機構41を制御する制御部42を有している。移動機構41はマスク24、犠牲材23及び保持部22に接続されている。図5では、移動機構41の一部を示している。制御部42は、溶射ノズル12から噴射された溶射粒子をマスク24に吹き付けながらマスク24及び犠牲材23を移動機構41によって移動させることで、開孔パターン24aを通過した溶射粒子が犠牲材23に付着するように制御するものである。なお、本実施形態では、溶射ノズル12を固定し、マスク24及び犠牲材23を移動させているが、マスク24及び犠牲材23を固定し、溶射ノズル12を移動させてもよい。
In addition, the manufacturing apparatus includes a moving
また、本製造装置は、チャンバー11内を減圧する排気機構としての真空ポンプ16と、チャンバー11内に不活性ガスを導入するガス導入機構17を有している。なお、本実施形態では、真空ポンプ16及びガス導入機構17の両方を有しているが、真空ポンプ16及びガス導入機構17のいずれか一方を有する医療器具を製造装置であってもよい。
In addition, the manufacturing apparatus includes a
次に、図5の製造装置を用いて医療器具を製造する方法について説明する。
本実施形態は、犠牲材23上に平面マスクパターンを用いて、犠牲材23上に医療器具のパターンを溶射し、溶射後、犠牲材23をエッチングにより除去することで、医療器具の形状を得る方法である。
Next, a method for manufacturing a medical instrument using the manufacturing apparatus of FIG. 5 will be described.
In the present embodiment, the shape of the medical device is obtained by spraying the pattern of the medical device on the
以下に詳細に説明する。
まず、犠牲材23を保持部22に保持し、マスク24を移動機構に設置する。
This will be described in detail below.
First, the
次いで、チャンバー11内を真空ポンプ16によって減圧する。チャンバー11内に不活性ガスをガス導入機構17によって導入する。これにより、チャンバー11内を不活性ガス(例えば窒素ガスまたはArガス)により置換し、チャンバー11内を減圧雰囲気とする。
Next, the pressure inside the
この後、溶射ノズル12から溶射粒子を噴射させ、その溶射粒子をマスク24に吹き付けながら犠牲材23及びマスク24を矢印29の方向に移動させる。これにより、開孔パターン24aを通過した溶射粒子が犠牲材23に付着し、犠牲材23上に溶射粒子による溶射膜を形成する。なお、前述したように本製造装置を、マスク24及び犠牲材23を固定し、溶射ノズル12を移動させる構成とした場合は、溶射ノズル12から溶射粒子を噴射させ、その溶射粒子をマスク24に吹き付けながら溶射ノズル12を移動させることになる。
Thereafter, spray particles are sprayed from the
次に、チャンバー11内を大気圧に戻し、保持部22から犠牲材23を取り外す。次いで、犠牲材23をエッチングにより除去し、犠牲材23から溶射粒子による溶射膜を離すことで、自立したる溶射膜を形成することができる。この溶射膜が医療器具となる。
Next, the inside of the
その後、必要に応じて医療器具に熱処理を行うことで再結晶化及び残留応力の除去を行ってもよい。また、必要に応じて医療器具の表面研磨や端面R処理等の表面処理を施してもよいし、医療器具の表面に貴金属をコーティングしてもよい。また、必要に応じて、溶射後の医療器具に化学研磨や機械研磨を行い、最終形状とすることも可能である。
次に、医療器具の最終検査を行う。
Thereafter, if necessary, the medical device may be heat treated to recrystallize and remove residual stress. Further, surface treatment such as surface polishing and end face R treatment of the medical device may be performed as necessary, or the surface of the medical device may be coated with a noble metal. If necessary, the medical device after thermal spraying can be subjected to chemical polishing or mechanical polishing to obtain a final shape.
Next, a final inspection of the medical device is performed.
本実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
溶射粒子としては、第1の実施形態と同様のものを用いることができる。
In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
As the spray particles, the same particles as those in the first embodiment can be used.
また、複数の溶射ガンを用いることで、局所的に医療器具の一部を別の金属材料とすることも可能である。また、複数の金属を溶射することが可能であるため、様々な金属の積層構造をもつ医療器具の製造が可能となる。 In addition, by using a plurality of spray guns, it is possible to locally make a part of the medical device another metal material. In addition, since a plurality of metals can be sprayed, it is possible to manufacture a medical device having a laminated structure of various metals.
また、溶射法では金属以外の成膜も可能であり、医療器具の最表面をヒドロキシアパタイト(HAp)などのセラミックスにコーティングすることも可能である。 In addition, the thermal spraying method can form films other than metals, and the outermost surface of a medical device can be coated with ceramics such as hydroxyapatite (HAp).
また、本実施形態では、溶射法にて医療器具を製造しているが、コールドスプレー法を用いて医療器具を製造することも可能である。その場合、図5に示す溶射ノズル12をコールドスプレーノズルに変更することになる。
Moreover, in this embodiment, although the medical device is manufactured by the thermal spraying method, it is also possible to manufacture a medical device using the cold spray method. In that case, the
また、上記の第1及び第2の実施形態を互いに組み合わせて実施することも可能である。 It is also possible to implement the first and second embodiments in combination with each other.
また、第1の実施形態では、医療器具としてステントに適用した例を挙げているが、これに限定されるものではなく、第1の実施形態または第2の実施形態で作製可能な種々の医療器具に本発明の一態様を適用することが可能である。例えば、フローダイバータ、ステントレトリバーシステム、脳血管用コイル、ガイドワイヤ、造影用マーカ、下大動脈フィルタ、末梢保護フィルタ、医療用クリップ、医療用針、バネ類を用いた金属または樹脂等に適用可能である。 In the first embodiment, an example in which a stent is applied as a medical device is described. However, the present invention is not limited to this, and various medical devices that can be manufactured in the first embodiment or the second embodiment. One embodiment of the present invention can be applied to a device. For example, it can be applied to flow diverter, stent retriever system, cerebrovascular coil, guide wire, contrast marker, lower aortic filter, peripheral protection filter, medical clip, medical needle, metal or resin using springs, etc. is there.
11 チャンバー
12 溶射ノズル
13 犠牲管
14 マスク
14a 開孔パターン
15 スリットマスク
15a スリット
16 真空ポンプ
17 ガス導入機構
18,19 矢印
22 保持部
23 犠牲材
24 マスク
24a 開孔パターン
29 矢印
30 保持部
31 掃引機構
32 回転機構
33 制御部
41 移動機構
42 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
犠牲材を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記犠牲材と前記溶射ノズルとの間に配置された開孔パターンを有するマスクと、
前記マスク及び前記保持部に保持された前記犠牲材または前記溶射ノズルを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子を前記マスクに吹き付けながら前記マスク及び前記犠牲材または前記溶射ノズルを移動させることで、前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲材に付着するように制御することを特徴とする医療器具の製造装置。 A thermal spray nozzle for jetting particles;
A holding part for holding the sacrificial material;
A mask having an aperture pattern disposed between the sacrificial material held by the holding unit and the thermal spray nozzle;
A moving mechanism for moving the sacrificial material or the thermal spray nozzle held by the mask and the holding unit;
A control unit for controlling the moving mechanism;
Comprising
The control unit moves the mask and the sacrificial material or the spray nozzle while spraying the particles ejected from the spray nozzle on the mask, so that the particles that have passed through the aperture pattern are applied to the sacrificial material. An apparatus for manufacturing a medical instrument, which is controlled to adhere.
犠牲管を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記犠牲管と前記溶射ノズルとの間に配置された開孔パターンを有するマスクと、
前記マスクを掃引する掃引機構と、
前記マスクと前記溶射ノズルとの間に配置されたスリットマスクと、
前記犠牲管を回転させる回転機構と、
前記掃引機構及び前記回転機構を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子を前記スリットマスクに吹き付けながら前記犠牲管を回転させつつ前記マスクを掃引することで、前記スリットマスクのスリット及び前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲管に付着するように制御することを特徴とする医療器具の製造装置。 A thermal spray nozzle for jetting particles;
A holding part for holding the sacrificial tube;
A mask having an aperture pattern disposed between the sacrificial tube held by the holding unit and the thermal spray nozzle;
A sweep mechanism for sweeping the mask;
A slit mask disposed between the mask and the thermal spray nozzle;
A rotation mechanism for rotating the sacrificial tube;
A control unit for controlling the sweep mechanism and the rotation mechanism;
Comprising
The control unit sweeps the mask while rotating the sacrificial tube while spraying the particles ejected from the thermal spray nozzle onto the slit mask, thereby passing the slit and the opening pattern of the slit mask. An apparatus for manufacturing a medical device, wherein particles are controlled to adhere to the sacrificial tube.
前記溶射ノズル、前記保持部、前記マスク及び前記スリットマスクを収容するチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧する排気機構、または前記チャンバー内に不活性ガスを導入するガス導入機構と、を具備する製造装置、
もしくは、前記溶射ノズルから噴射された前記粒子の経路を不活性ガス雰囲気にするガスシュラウド装置を具備する製造装置であることを特徴とする医療器具の製造装置。 In claim 2,
A chamber for housing the thermal spray nozzle, the holding unit, the mask, and the slit mask;
A manufacturing apparatus comprising: an exhaust mechanism for reducing the pressure in the chamber; or a gas introduction mechanism for introducing an inert gas into the chamber;
Or it is a manufacturing apparatus which comprises the gas shroud apparatus which makes the path | route of the said particle injected from the said thermal spray nozzle the inert gas atmosphere, The manufacturing apparatus of the medical device characterized by the above-mentioned.
前記犠牲材を除去することで、前記犠牲材から前記膜を離す工程と、
を具備することを特徴とする医療器具の製造方法。 A mask having an aperture pattern is disposed at a position facing the sacrificial material, particles are sprayed on the mask, and the particles that have passed through the aperture pattern are adhered to the sacrificial material, thereby the particles on the sacrificial material. Forming a film by:
Removing the sacrificial material to separate the film from the sacrificial material;
A method for manufacturing a medical device, comprising:
前記膜を形成する工程は、前記マスクを溶射ノズルと前記犠牲材との間に配置し、前記溶射ノズルから噴射された粒子を前記マスクに吹き付けながら前記溶射ノズルまたは前記犠牲材及び前記マスクを移動させることで、前記開孔パターンを通過した前記粒子が前記犠牲材に付着し、前記犠牲材上に前記粒子による膜を形成する工程であることを特徴とする医療器具の製造方法。 In claim 4,
The step of forming the film includes disposing the mask between the spray nozzle and the sacrificial material, and moving the spray nozzle or the sacrificial material and the mask while spraying particles sprayed from the spray nozzle onto the mask. The method of manufacturing a medical device, characterized in that the particle having passed through the opening pattern adheres to the sacrificial material and forms a film of the particle on the sacrificial material.
前記犠牲管を除去し、前記犠牲管から前記膜を離すことで、前記膜からなる管状物を形成する工程と、
を具備することを特徴とする医療器具の製造方法。 A mask having an opening pattern is disposed between the thermal spray nozzle and the sacrificial tube, and a slit mask is disposed between the mask and the thermal spray nozzle, and particles ejected from the thermal spray nozzle are sprayed onto the slit mask. While sweeping the mask while rotating the sacrificial tube, the particles that have passed through the slits and the opening pattern of the slit mask adhere to the sacrificial tube, and a film of the particles is formed on the outer surface of the sacrificial tube. Forming, and
Removing the sacrificial tube and separating the membrane from the sacrificial tube to form a tubular article made of the membrane;
A method for manufacturing a medical device, comprising:
前記開孔パターンは、第1のパターン及び第2のパターンを有し、
前記膜を形成する工程において、前記犠牲材が1回転することで前記第1のパターンの膜が形成され、前記犠牲材がさらに1回転することで前記第1のパターンの膜に前記第2のパターンの膜が合成されることを特徴とする医療器具の製造方法。 In claim 6,
The aperture pattern has a first pattern and a second pattern;
In the step of forming the film, the sacrificial material is rotated once to form the film of the first pattern, and the sacrificial material is further rotated one time to form the second pattern on the film of the first pattern. A method of manufacturing a medical device, wherein a pattern film is synthesized.
前記膜を形成する工程は、減圧雰囲気または不活性ガス雰囲気で行われることを特徴とする医療器具の製造方法。 In any one of Claims 4 thru | or 7,
The process for forming the film is performed in a reduced pressure atmosphere or an inert gas atmosphere.
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