JP2018121936A - マーカーを備えた生体吸収性ステント及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ステントを構成する金属材料として、一般的に使用されるステンレス鋼(例えば、SS316L)、コバルト系合金、ニッケル−チタン系合金などはX線不透過性であり、マーカーの設置は必ずしも必要でないが、純マグネシウムやマグネシウム合金のように生体吸収性金属はX線不透過性ではなく、X線透過性であることから血管内におけるステントの位置確認のためのマーカーの設置が必須である。X線不透過性マーカーとしては、一般的にX線不透過性の高い金や白金が使用されている。
ところで、金属はそれぞれ固有の電位を持つ。種類の異なる金属を接触させて、電解質溶液に浸漬すると、両者の電位が異なるため、卑な金属(イオン化傾向の大きい金属)と貴な金属(イオン化傾向の小さい金属)との間に電位差(ガルバニック電位)が生じ、電池(局部電池、ガルバニック電池)が形成され、電流が流れ(局部電流)、ガルバニック腐食が生じる。
生体管腔内で拡張可能であり、筒状に形成された、生体吸収性金属からなるステント骨格と、 前記ステント骨格の任意の個所に設けられた凹部内に収容された造影性を有する金属箔と、からなり、
前記金属箔が収容された凹部が前記生体吸収性金属により塞がれて形成された蓋部を備えた、ステントである。
本発明において、生体管腔は、例えば、血管、胆管、気管、食道、尿道などを含む。また、本発明において、造影性を有するマーカーは例えばX線造影性のマーカー、超音波造影性のマーカーが挙げられ、好ましくは、X線造影性マーカーである。
前記金属箔が収容された凹部を前記生体吸収性金属により塞いで蓋部を形成することからなる、ステントの製造方法である。
図1に示されるように、ステント1は、複数の第1セル2を周方向に連結した第1セル群3からなる第1管状ユニットと、複数の第2セル群2’を周方向に連結した第2セル群3’からなる第2管状ユニットとを、隣接する管状ユニット3,3’同士の相対するセルの一部が連結部4,4’で連結され、連結部4,4’を中心にして第1セルと第2セルとが左右対称の形状をしている。この連結部によって複数の管状ユニット3,3’が連結されて管状体が形成されている。管状ユニット3,3’は該管状ユニットの内部より半径方向に伸長可能である。
セルの全部が連結部4,4‘で連結される態様(全リンク型)もあるが、隣接する環状ユニット3,3’同士の相対するセルの一部が連結部4、4’で連結され、残りのセル2,2’は連結されることなく、非連結部を形成している態様(部分リンク型)が好ましく用いられる。
この非連結部の存在により、ステント全体がより柔軟となり、分岐した血管へのデリバリー性が向上するとともに、連結部を形成する弧の部分への応力が分散されるため、連結部が隙間なく配置されたステント(全リンク型)よりも耐久性が向上する。
本発明において、連結部4,4’は、セル2,2’の円弧部5,5’同士を連結するよりも、図1および図2に示すように、応力の集中しない直線部6,6’同士を連結する方が望ましい。
マーカーは、ステント骨格のいずれかの箇所、例えば、セルの直線部6,6’に設けてもよく、また、図1および図2に示すように直線部6,6’のほぼ中央部付近同士を連結して形成された連結部4に挿入してもよいが、これに限定されない。好ましくは、図2に示すように、連結部4の中央に位置する部分7である。
本発明において、ステント骨格を形成する生体吸収性金属としては、体内で分解・吸収される金属、例えば、純マグネシウム、マグネシウム合金などが挙げられる。純マグネシウムやマグネシウム合金は主成分のマグネシウムが軽元素であるため、X線造影性に乏しいという問題点を有しており、このため、ステントを体内に挿入する際に、体内における位置確認のために、X線造影性を有するマーカーを、純マグネシウムやマグネシウム合金層内に挿入して、X線造影性を付与する必要がある。
マグネシウム合金としては、マグネシウムを主成分(例えば、90重量%以上、好ましくは、93重量%以上、さらに好ましくは、95重量%以上含む)として、Zr、Y、Ti、Ta、Nd、Nb、Zn,Ca、Al、Li、CaおよびMn等の生体適合性元素群から選択される少なくとも1つの元素を含有するもの、好ましくは、Zn,Zr,MnまたはCaからなる生体適合性元素群から選択される少なくとも1つの元素を含有するものが好ましい。
ステント骨格形状は、純マグネシウムまたはマグネシウム合金(例えば、マグネシウムを主成分として、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、カルシウムを含む)などの生体吸収性金属パイプから、レーザ加工法で製造される。まず、設計されたステントの形状データを基に、CAMを用いてレーザ加工法におけるツールパスを作製するが、ステントの形状設計段階において、マーカーを搭載する箇所は、マーカーを圧入しやすいように広がった形状にするのが好ましい(図2)。ツールパスは、レーザカット後にステント形状が維持できていること、また切屑が残留しないことなどを考慮しながら設定する。次に、金属製薄膜肉チューブに対してレーザ加工を行う。レーザ切断加工によって網目形状が形成されたステント骨格を作製し、これを用いて、以下に記載する製造方法によりマーカーの搭載を行う。生体吸収性金属から形成されたステント骨格では、セルの幅は0.03〜0.18mmであることが好ましく、厚みは0.12〜0.20mmであることが好ましい。
ステント骨格の適当な個所へのマーカーの挿入は、一例として、下記のようにして行うことができる。
(a)管状に形成されたステント骨格を作製するにあたり、予めマーカーを収容する部位を、図2に示すように広がり部7(例えば、広がり部の最大幅:200〜600μm;広がり部でない連結部の幅:30〜180μm)を有する形状にする。
(b)管状に形成されたステント骨格の筒内部に、金属支持体(例えば、タングステン棒)を挿入して、ステント骨格を補強して、後述の圧子による金属箔の圧入を行いやすくする。
(c)ステント骨格の任意の箇所〔好ましくは、応力のかからないセル直線部6の表面または連結部4の表面(好ましくは、連結部の中央付近)〕に広がり部7を形成して、そこに金属箔を配置して、公称径3.0mmのステント骨格の場合、圧子(例えば、超鋼合金製、圧子先端径:0.10〜0.25mm)を、圧子荷重(例えば5〜70N)で金属箔に押し込むことにより、100〜250μm径の圧痕(凹状体)を形成するとともに、前記金属箔はこの凹状体の中に圧入される。
圧子の形状の一例を図4に示す。この圧子を用いて金属箔9をステント骨格1に圧入している態様の一例を図5に示す。図5には、ステント骨格を補強するために、タングステン棒が筒状のステント骨格内に挿入されていることが示されている。圧子荷重として、使用材料の降伏応力の10倍程度の圧力を加えるのが好ましい。このようにして凹状体8内に金属箔からなるマーカー(直径:100〜250μm、厚み:0.06〜0.1mm)が挿入される(図6)。
マーカー(金属箔)の挿入は、例えば、ステント骨格を形成する150μm厚みのマグネシウム合金板に、圧子により例えば、深さ125μmの凹状体を形成し(図6)、100μm厚みの金属箔9(好ましくは、金箔)を挿入し(図6)、その上に、ステント骨格と同質の材料により凹部形状に合わせて作製した蓋部10を設置し(図7)、金属箔を封入する。
(d)金属箔9が挿入された凹状体は、図3および図6に示すように上部に空隙があり、この空隙に、前記ステント骨格形成金属(マグネシウム合金等)と実質的に同質の材料で凹部に挿入可能な形状に形成された蓋部10を圧入して、凹部を充填する(図7)。マーカーの上に形成される金属層の厚み(蓋部の厚み)は、例えば、10〜50μmである。その後、さらに電解研磨されて仕上げられる。
(e)前記蓋部の圧入は、蓋部を挿入後、スポット溶接によりマグネシウム合金層(スポット溶接部11)を形成して(図8)、金属箔を封入しても良い。
金属箔を完全に封入した後、周囲からはみ出した溶接部11のバリ取りを行って、バリ取りを行った部位12(図9)は、さらに電解研磨されて仕上げられる。
(f)圧子で押し付ける前に、ステント骨格筒内に挿入された金属支持体(タングステン棒)は、圧子で凹部を形成後、適当な段階(好ましくは、蓋部圧入後あるいはスポット溶接後またはバリ取り後)において取り除かれる。
凹状体の形状は、円形だけでなく、長方形、楕円形、ひし形等であってもよい。
また、金属箔上の凹部に、適当な厚みの蓋部を圧入して、ステント骨格表面とほぼ同一平面を形成することができれば、スポット溶接・バリ取りを省くことも可能である。
図10は、セル直線部にマーカー13が挿入された態様を示している。また、図11は、セル連結中央部にマーカーが挿入されるように、広がり部14が形成された態様を示している。
上記の方法に代わる方法として、まず、ステント骨格の所定の個所に圧子により凹部を形成し、形成された凹部に所定の大きさの金属箔を収容し、その上にステント骨格金属を載せて、凹部を塞いでもよい。
また、形成された凹部へ金属箔又は蓋部を挿入するに際して、適当な接着剤により凹部との接着を行ってもよく、また、形成された凹部に金属箔又は蓋部を溶着により固定してもよい。
ステント骨格におけるマーカーの位置としては、図10、図11のように、クリンプ時および拡張時の変形に影響を与えない場所への設置が好ましい。
マーカー挿入後、電解研磨を用いて表面を光沢に仕上げをして、ステント骨格のエッジ部、マーカー挿入箇所を滑らかな形状に仕上げる。電解研磨では、電解液中にステントと電極となる金属板を浸漬し、2つの金属間は直流電源を介して接続される。ステント側を陽極、金属板側を陰極として、電圧を印加することによって陽極側であるステントを溶解させて、研磨効果を得て、ステント骨格を形成する。
さらに、電解研磨後のステント骨格の上に、必要に応じて生分解性ポリマーを被覆してもよい。生分解性ポリマーとしては、ポリ‐L‐乳酸(PLLA)、ポリ‐D,L‐乳酸(PDLLA)、ポリ(乳酸-グリコール酸)(PLGA)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸-ε-カプロラクトン(PLCL)、ポリ(グリコール酸-ε-カプロラクトン)(PGCL)、ポリ−p−ジオキサノン、ポリ(グリコール酸−トリメチレンカーボネート)、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸などが挙げられる。
生分解性ポリマー層には、薬剤を含有してもよく、薬剤としては、例えば、血管内膜肥厚抑制剤(シロリムス、エベロリムス、バイオリムスA9、ゾダロリムス、パクリタキセル等)が挙げられる。
マーカーを備えた筒状ステントは、該筒状ステントの内部にバルーンが取り付けられて、生体管腔(血管等)内に挿入され、所定の位置に到達することを、X線検査装置を用いてマーカーの位置を確認しながら、ステントが所定の位置にたどり着くように導かれる。
2、2’ セル
3、3’ セル群
4 連結部(マーカー挿入)
4’ 連結部(マーカーなし)
5,5’ 円弧部
6,6’ 直線部
7 広がり部
8 凹状体
9 金属箔
10 蓋部
11 スポット溶接部
12 バリ取り部位
13 マーカー挿入部位
14 マーカーが挿入される広がり部
C1 ステントの中心線
Claims (11)
- 生体管腔内に留置されるステントであって、
生体管腔内で拡張可能であり、筒状に形成された、生体吸収性金属からなるステント骨格と、 前記ステント骨格の任意の個所に設けられた凹部内に収容された造影性を有する金属箔と、からなり、
前記金属箔が収容された凹部が前記生体吸収性金属により塞がれて形成された蓋部を備えた、ステント。 - 請求項1に記載のステントにおいて、前記蓋部が前記ステント骨格表面と一体化されるように平滑化されてなる、ステント。
- 請求項1または2に記載のステントにおいて、前記金属箔がX線造影性の金属箔であるステント。
- 請求項3に記載のステントにおいて、前記金属箔が金箔又は白金箔であるステント。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のステントにおいて、前記生体吸収性金属が純マグネシウムまたはマグネシウム合金であるステント。
- 生体管腔内に留置されるステントの製造方法であって、
生体管腔内で拡張可能であり、筒状に形成された、生体吸収性金属からなるステント骨格表面の所定の個所に、(a)造影性を有する金属箔を載せ、圧子で前記金属箔を押しつけて、前記ステント骨格に凹部を形成するとともに、押し付けられた前記金属箔を前記凹部に収容するか、または、(b)圧子を押し付けて、凹部を形成するとともに、形成された凹部に金属箔を収容し、
前記金属箔が収容された凹部を前記生体吸収性金属により塞いで蓋部を形成することからなる、ステントの製造方法。 - 請求項6において、前記蓋部の表面を研磨することにより平滑化して、前記ステント骨格の表面と一体化する、ステントの製造方法。
- 請求項6または7に記載のステントの製造方法において、前記凹部と金属箔又は蓋部を接着又は溶着により固定する、ステントの製造方法。
- 請求項6〜8のいずれか一項に記載のステントの製造方法において、
筒状に形成された前記ステント骨格の筒内に金属支持体を挿入し、前記金属支持体が挿入されたステント骨格表面の所定の個所に圧子により凹部を形成するステントの製造方法。 - 請求項9に記載のステントの製造方法において、
前記凹部形成以降の任意の段階で、前記金属支持体を筒内から除去するステントの製造方法。 - 請求項9または10に記載のステントの製造方法において、
前記金属支持体がタングステン棒又は超硬合金棒である、ステントの製造方法。
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