JP5078271B2 - 生体器官拡張用ステントおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
そして、ステントは、体外から体内に挿入し留置される。そのため、ステントは、留置操作時では直径が小さく、目的の狭窄若しくは閉塞部位にて、拡張させ直径を拡大させる。そして、拡大したステントの拡張保持力により、改善対象部位の管腔は、押し広げられるとともにその状態が保持される。
ステントは、機能及び留置方法によって、セルフエクスパンダブルステントとバルーンエクスパンダブルステントに区別される。バルーンエクスパンダブルステントはステント自体に拡張機能はなく、ステントを目的部位に挿入した後、ステント内にバルーンを位置させてバルーンを拡張させ、バルーンの拡張力によりステントを拡張(塑性変形)させ目的管腔の内面に密着させて固定する。このタイプのステントでは、上記のようなステントの拡張作業が必要になる。
ここで、一般的に行われている冠動脈ステントの植え込み手技について説明する。ステント埋込手技を行うためには、種々のカテーテルを血管の中に導入することが必要である、最初に、血管確保が行われる。具体的には、血管確保は、カテーテルの挿入が可能な内径を有する血管(例えば、主に大腿動脈、肘動脈、撓骨動脈)にシースを留置することにより行われる。シースは、薄肉のプラスチックチューブ本体と、このチューブ本体の末端に血液の漏洩を防止し、かつカテーテル類の挿入、抜去を実質的に液密状態にて行うことができるシール弁を備えるものが一般的である。
そして、0.014インチ程度の細径のガイドワイヤーを挿入し、冠動脈の狭窄部(治療対象部位)を通過させる。そして、このガイドワイヤーに沿わせて先端にバルーンのついた拡張カテーテルを挿入し、狭窄部でバルーンを拡張して狭窄部を広げ、これを抜去する。これにより、狭窄部のバルーン拡張が完了する。そして、ガイディングカテーテルから造影剤を注入し、狭窄部の拡張具合を確認する。そして、狭窄部は、十分拡張されており、不具合がなければこれで手技を終了する。
しかし、拡張が不充分であったり、内膜が剥離している場合は、ステントの留置手技が継続して行われる。近年では、ステントの植え込みを行う場合は、多くなっている。ステント埋込操作は、バルーンエクスパンダブルステントを装着した生体器官拡張器具を上記のガイドワイヤーに沿わせて上記の改善された狭窄部に挿入し、バルーンを拡張させて、狭窄部の内壁をステントが密着しかつ押し広げる状態とする。これにより、ステントは、狭窄部に植え込まれる。そして、バルーンを収縮させて、生体器官拡張器具を抜去する。
このステント植え込み術は、既に一般化された手技として広く普及しており、多くの種類のステントが臨床に用いられている。ステントは、一般的に1本の金属製チューブをさまざまな形状にくりぬいて作製されている。
また、ステントを植え込んだ部分において、ある程度再狭窄が発生することが知られている。再狭窄予防機能とは、このような再狭窄の発生を防止もしくは低減させる機能である。再狭窄の確認は、X線透視下で行われるため、植え込まれたステントは、X線造影性が良好であることが要求される。また、ステントが高いX線不透過性を備えていれば、狭窄部におけるステントの留置状態、例えば、ステントの留置位置、ステントの拡張状態の確認を容易なものとする。
また、ステントは、一度生体内に留置すると、外科手術以外に体外に取り出すことが困難であり、生体適合性が高いことも必要である。
例えば、特表2003−527931号公報(特許文献1)には、コバルト、クロム及びその他の金属を含む素材からなる肉厚25μm以上のステントが開示されている。しかし、特許文献1のものでは、X線不透過性が低いという欠点がある。
特開2003−260142号公報(特許文献2)には、ステンレス鋼よりX線不透過性の高い金、白金などの単一の材質からなり、肉厚が50〜100μmのステントが開示されている。しかし、単一な金属からなるため、機械強度が弱く、肉厚も厚い。
特表2004−505651公報(特許文献3)には、機械的特性として降伏点と伸びを限定した貴金属合金ステントが開示されている。しかし、この特許に示された合金には、アレルゲンとして問題が指摘されているパラジウムが多く含まれており、アレルギーを引き起こす可能性が高い。歯科用として用いられる貴金属合金は、時として金属アレルギーを引き起こす。治療方法として、歯科では単に問題となる金属を除去すれば良いが、ステントは外科手術以外の方法では除去できないため、歯科用のものを生体器官拡張用ステントに応用することは危険である。
特許2746755号公報(特許文献4)、特許3493195号公報(特許文献5)には、2つの金属又は合金を用いたクラッグワイヤーが開示されており、共にX線不透過性の向上を目的にしている。
しかし、ステントを薄肉のものとすることは、機械的な物性の低下、拡張保持力の低下、X線不透過性の低下を生じる可能性が高い。
また、再狭窄予防機能の点においても、ステントの肉厚は薄い方が好ましい。ほぼ同じ構造で、肉厚の異なるステントの再狭窄率を比較した文献(非特許文献1:Circulation.2001;103:2816−2821)がある。また、市販の各種ステントを肉厚品と肉薄品にグループ分けし再狭窄率を比較した文献(非特許文献2:JAm Coll Cardiol 2002;40:409−409)もある。
これらによれば、再狭窄率は、肉薄のステントの方が有意に低いことが証明されている。
よって、本発明は、ステントを薄肉化しても、機械的な物性の低下、拡張保持力の低下、X線不透過性の低下を生じない生体器官拡張用ステントおよびその製造方法を提供する。
(1) 略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントであって、該ステントは、金を主構成成分とし、白金、銀および銅のすべてを含有し、水銀、ニッケル、コバルト、スズ、パラジウム、クロムおよび鉄を含まず、かつ、金の含有量は、60〜90重量%であり、白金の含有量は、7〜8.5重量%であり、かつ、密度が14g/cm3以上、耐力が600MPa以上、破断伸びが20%以上である合金から作製された生体器官拡張用ステント。
(2)前記合金の銀の含有量は、5.5〜13.4重量%である上記(1)に記載の生体器官拡張用ステント。
(3) 前記ステントは、肉厚が60μm以下である上記(1)または(2)に記載の生体器官拡張用ステント。
(4) 前記合金の銅の含有量は、5.5〜7.5重量%である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の生体器官拡張用ステント。
(5) 前記合金の金の含有量は、65〜80重量%である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の生体器官拡張用ステント。
(6) 略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントの製造方法であって、該製造方法は、金を主構成成分とし、白金、銀および銅のすべてを含有し、水銀、ニッケル、コバルト、スズ、パラジウム、クロムおよび鉄を含まず、かつ、金の含有量は、60〜90重量%であり、白金の含有量は、7〜8.5重量%であり、かつ、密度が14g/cm3以上、耐力が600MPa以上、破断伸びが20%以上である合金からなる管状体を準備する工程と、該管状体の側面をレーザー加工により部分的に除去するステント成型体作成工程を備える生体器官拡張用ステントの製造方法。
(7) 前記合金の銀の含有量は、5.5〜13.4重量%である上記(6)に記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
(8) 前記合金の銅の含有量は、5.5〜7.5重量%である上記(6)または(7)に記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
(9) 前記管状体は、肉厚が60μm以下である上記(6)ないし(8)のいずれかに記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
このため、ステントを薄肉化しても、十分なX線不透過性を持ち、かつ、機械的な物性の低下、拡張保持力の低下もない。
また、本発明の生体器官拡張用ステントの製造方法は、略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントの製造方法であって、該製造方法は、金、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも2つ以上の貴金属を含む合金からなり、密度が14g/cm3以上、耐力が300MPa以上、破断伸びが20%以上である合金からなる管状体を準備する工程と、該管状体の側面をレーザー加工により部分的に除去するステント成型体作成工程を備えている。
よって、上述しステントを薄肉化しても、十分なX線不透過性を持ち、かつ、機械的な物性の低下、拡張保持力の低下もないステントを容易かつ確実に製造することができる。
図1は、本発明のステントの一実施例の正面図である。図2は、図1に示したステントの展開図である。
本発明のステントは、略管状体に形成され、生体内への挿入のための直径を有し、管状体の内部より半径方向外方に広がる力が付加されたときに伸張可能なものであり、いわゆるバルーン拡張型ステントである。
そして、ステントは、金、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも2つ以上の貴金属を含む合金からなり、密度が14g/cm3以上、耐力が300MPa以上、破断伸びが20%以上である合金から作製されている。
ステントの形状としては、どのようなものでもよい。バルーン拡張型ステントとしては、例えば、図1および図2に示すものがある。なお、これはあくまでも例示であり、形態はどのようなものであってもよい。
ステント1は、複数の環状ユニット4が、ステント1の軸方向にほぼ直線状となるように配列されるとともに、隣り合う環状ユニットの波状要素(波状環状体12bと12a)を接続部6の形成部位において連結する連結部7を備えている。ステント1は、見方を変えれば、多数の環状ユニット4が、連結部7により連結したことにより構成された管状体である。
特に、合金としては、金を主構成成分とし、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも1つ以上の貴金属を含有するものであることが好ましい。このように、金を主構成成分とすることにより、高いX線不透過性、バルーンによる良好な拡張性を有しかつステントの薄肉化を可能とし、かつ、副構成成分として、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも1つ以上の貴金属を含有させることにより、ステントを薄肉化しても機械的な物性の低下、拡張保持力の低下が少ないものとなっている。白金、銀、銅から1つのみを選択する場合は、白金が好ましい。
さらには、合金としては、金を主構成成分とし、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも2つ以上の貴金属を含有するものであることが好ましい。白金、銀、銅から2つを選択する場合は、白金と銀の組合せが好ましい。
そして、合金としては、金を主構成成分とし、白金、銀、銅のすべてを含有するものであることがより好ましい。
また、合金中の白金の含有量としては、銀および銅を併用しない場合には、5〜15重量%が好適であり、特に、7.5〜12.5重量%が好適であり、銀または/および銅と併用する場合には、0.1〜15重量%が好適であり、特に、0.2〜12.5重量%が好適である。
また、合金中の銀の含有量としては、白金および銅を併用しない場合には、0.1〜25重量%が好適であり、特に、0.3〜20重量%が好適であり、白金または/および銅と併用する場合には、0.1〜20重量%が好適であり、特に、0.3〜17重量%が好適である。
また、合金中の銅の含有量としては、白金および銀を併用しない場合には、0.1〜30重量%が好適であり、特に、0.3〜25重量%が好適であり、白金または/および銀と併用する場合には、0.1〜20重量%が好適であり、特に、0.3〜16重量%が好適である。
本発明者が検討したところ、これらの機能および性状は、上述したステントの形成素材を用いることにより、ある程度達成できることを知見した。そして、本発明のステントでは、上記素材を用いることにより、ステントの薄肉化、生体適合性、X線不透過性、MRI適合性が特に優れたものとなっている。
特に、本発明のステントとしては、肉厚が50μm以下であることが好ましい。そして、ステントの肉厚を上記のように薄いものとすることにより、再狭窄率の低減を図ることができる。
しかし、肉厚を薄くすることによって、同じ形状のステントであれば拡張力が低下し、X線造影性も低下する。肉薄のステントで拡張力を高く維持するためには、形状的な工夫も可能であるが、本発明では、薄肉化したステントに適合した物性を有する素材を選択してある。
また、本発明で用いる合金は、強磁性体である鉄、ニッケル、コバルトを含まないので、磁性がないか非常に弱いため、MRIの画像に影響を与えない。MRIは、特に腹部や頭部に利用される診断装置であり、このステントを頚動脈深部や頭蓋内動脈に植え込む場合、その画像に影響を与えないので有利である。ステンレススチールは、時として強い磁性を持つためMRI画像でハレーションを引き起こしたり、MRIの強い磁性でステントの位置が移動したりする恐れがあり、一般的にはステンレススチール製ステント植え込み後数ヶ月は、MRI診断を禁止している。
本発明の生体器官拡張用ステントの製造方法は、略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントの製造方法であって、該製造方法は、金、白金、銀、銅から選ばれた少なくとも2つ以上の貴金属を含む合金からなり、密度が14g/cm3以上、耐力が300MPa以上、破断伸びが20%以上である合金からなる管状体を準備する工程と、該管状体の側面をレーザー加工により部分的に除去するステント成型体作成工程を備えている。
最初に、上記の合金からなる管状体を準備する。本発明の生体器官拡張用ステントの製造方法に用いられる管状体を形成する合金としては、上述したものが好適に使用される。
管状体は、上述の合金を用いて、熱間プレス、冷間プレスもしくは押し出しにより、太径パイプを形成し、その後順次ダイス引き抜き工程を繰り返すことにより、所定の肉厚、所定の外径に細径化し、さらに、必要により、表面を化学的または物理的研磨することにより作製される。
このステント成型体作成工程は、例えば、レーザー加工(例えば、YAGレーザー)による切削加工により行われる。具体的には、合金管状体の側面にレーザーを照射し、不要な部分を除去し、ステントのほぼ目的形状に初期加工するレーザー加工(一次加工)工程を行う。続いて、レーザー加工処理したステント形成体のエッジを削りとる面取り工程(二次加工)を行う。面取り工程は、例えば、硬質微粒子を用いたサンドブラスト処理することにより行われる。このサンドブラスト処理によりバリ取りおよび面取りが行われる。
また、レーザー加工時にステント形成体の周縁に熱変性部分が形成されている場合には、その除去を行ってもよい。この熱変性部分処理工程は、既存の各種の処理及び研磨方法が利用できる。例えば、磁気研磨、バレル研磨、ガラスビーズ等を用いたサンドブラスト、電解研磨、化学研磨、回転工具による研磨などである。尚、表面の熱変性部分は、ほとんどの場合硬化して脆くなっている。従って、力が加わったときにひび割れが生じ、そこに応力が集中して熱変性がない部分をも巻き込んで割れ等が生じることがあるので注意が必要である。このことは、ステントの耐久性試験等で明らかな差を生じる。また、ステント表面の研磨状態や平滑性が悪いと、そこに血液中の血小板等の凝固因子が粘着し血栓を生じる可能性が高いため、これも注意が必要である。
(実施例1ないし4)
下記表1に示す組成の合金にて、外径2mm、肉厚0.06mmの合金管状体を作製した。これを定法に従ってYAGレーザーを用いて、図1に示す形状のステントを作製した。
┌────────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ │実施例1 │実施例2 │実施例3 │実施例4 │
├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│密度 g/cm3 │ 15.4 │ 16.6 │ 15.2 │ 16.7 │
├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│耐力 MPa │ 380 │ 686 │ 315 │ 600 │
├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│伸び % │ 42 │ 20 │ 38 │ 21 │
├───┬────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │金 │ 71 │ 75 │ 75 │ 70 │
│ ├────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ 組成 │プラチナ│ 3.9 │ 7 │ 0.4 │ 8.5 │
│w/w %├────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │銀 │ 12.3 │ 5.5 │ 9 │ 13.4 │
│ ├────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │銅 │ 12.3 │ 5.5 │ 14.6 │ 7.5 │
│ ├────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │その他 │ 0.6 │ 7 │ 1 │ 0.6 │
└───┴────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
ステンレススチールSUS316Lにて、外径2mm、肉厚0.1mmのパイプを作製した。これを用いて実施例の形状のステントを作製した。
(1)拡張力について評価を行った。
各ステントを長さ20mm、径3.0mmの血管拡張用バルーンに装着し、規定圧にて拡張して、内径3.0mmのステントを得た。このステントを横において上下方向から押して、変位量が2mmになったときの力を測定した。そのときの値を比較例と同じ程度かそれ以上であったかを記録した。結果は、表2に示す通りであった。
(2)X線不透過性について評価を行った。
上記の内径3mmのステントを、X線造影装置にて撮影し、X線不透過性の評価を行った。サンプルは、骨に見立てた15mm厚のアルミニウム板の上に置き、約73KV/500mAの条件で撮影した。差ははっきりしていたので目視にて、X線不透過性の結果を確認することができた。結果は、表2に示す通りであった。
(3)MRIアーチファクトの評価を行った。
プラスチック製容器に1000倍に希釈したMRI用造影剤Gd−DTPA(ガドリニウムージエチレントリアミン五酢酸)液を入れ、そこに前記の内径3mmのステントを入れた。MRI装置、MAGNETOM Vision1.5T(シーメンス社)を用いて撮影した。ここでも、その差ははっきりしていたので、目視で評価した。結果は、表2に示す通りであった。
┌──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ │実施例1 │実施例2 │実施例3 │実施例4 │比較例 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│拡張力 │標準と同等│標準以上 │標準と同等│標準以上 │標準 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│X線不透過性│ 良 │ 優 │ 良 │ 優 │ 不可 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│MRI │ 良 │ 良 │ 良 │ 良 │ 不可 │
├──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│アレルギー性│ 良 │ 良 │ 良 │ 良 │ニッケル等│
│ │ │ │ │ │を含む │
└──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
よって、上記実施例のステントは、ステントの肉厚を薄くしても、X線不透過性が高く、MRIの影響がなく、拡張力が高く、アレルギー性の少ないものとなっている。また、肉厚を薄くすることによって、再狭窄率を低く抑えることが期待される。
Claims (9)
- 略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントであって、該ステントは、金を主構成成分とし、白金、銀および銅のすべてを含有し、水銀、ニッケル、コバルト、スズ、パラジウム、クロムおよび鉄を含まず、かつ、金の含有量は、60〜90重量%であり、白金の含有量は、7〜8.5重量%であり、かつ、密度が14g/cm3以上、耐力が600MPa以上、破断伸びが20%以上である合金から作製されたことを特徴とする生体器官拡張用ステント。
- 前記合金の銀の含有量は、5.5〜13.4重量%である請求項1に記載の生体器官拡張用ステント。
- 前記ステントは、肉厚が60μm以下である請求項1または2に記載の生体器官拡張用ステント。
- 前記合金の銅の含有量は、5.5〜7.5重量%である請求項1ないし3のいずれかに記載の生体器官拡張用ステント。
- 前記合金の金の含有量は、65〜80重量%である請求項1ないし4のいずれかに記載の生体器官拡張用ステント。
- 略管状体に形成され、生体内管腔への挿入のための直径を有し、該管状体の内部より半径方向に広がる力が付加された時に拡張可能な生体器官拡張用ステントの製造方法であって、該製造方法は、金を主構成成分とし、白金、銀および銅のすべてを含有し、水銀、ニッケル、コバルト、スズ、パラジウム、クロムおよび鉄を含まず、かつ、金の含有量は、60〜90重量%であり、白金の含有量は、7〜8.5重量%であり、かつ、密度が14g/cm3以上、耐力が600MPa以上、破断伸びが20%以上である合金からなる管状体を準備する工程と、該管状体の側面をレーザー加工により部分的に除去するステント成型体作成工程を備えることを特徴とする生体器官拡張用ステントの製造方法。
- 前記合金の銀の含有量は、5.5〜13.4重量%である請求項6に記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
- 前記合金の銅の含有量は、5.5〜7.5重量%である請求項6または7に記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
- 前記管状体は、肉厚が60μm以下である請求項6ないし8のいずれかに記載の生体器官拡張用ステントの製造方法。
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