JP6999934B2 - ステント用合金及びステント - Google Patents
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自己拡張型ステントは形状記憶合金を用いる事で自己拡張性を付与したステントであり、例えばNi-Ti系の超弾性合金等が実用化されている。
ASTMF90、ASTMF562、引用文献2の合金では、低サイクル疲労強度が低いという問題があった。
[1] 組成が質量%で、Crが10~27%、Moが3~12%、Niが22~34%、残部が実質的にCo及び不可避不純物からなるステント用合金。
Co(コバルト)はそれ自体加工硬化能が大きく、切り欠け脆さを減じ、疲労強度を高め、高温強度を高めると共に、所定条件での低サイクル疲労寿命を改善する効果がある。不可避不純物のうち、Ti、Mn、Fe、Nb、W、Al、Zr及びCの含有量が質量%で合計0%の場合には、Coは39%未満ではその効果が弱く、本組成では48%を越えるとマトリクスが硬くなり過ぎて加工困難となると共に、所定条件での低サイクル疲労寿命を改善する効果がなくなるため、39~48%が好ましい。望ましくは、40~45%である。不可避不純物のうち、Ti、Mn、Fe、Nb、W、Al、Zr及びCの含有量が質量%で合計0%を超える場合には、Co、Ni、Cr、Moの組成割合を基準に全体が100%となるように組成割合を案分して調整するとよい。
Mn(マンガン)は脱酸、脱硫の効果、及び面心立方格子相を安定化する効果があるが、多過ぎると耐食性、耐酸化性を劣化させるため、1.5%以下とした。
Fe(鉄)は、面心立方格子相を安定化し加工性を向上させる働きがあるが、多過ぎると耐酸化性が低下するため、不可避不純物としての上限を1.0%とした。
Nb(ニオブ)はマトリクスに固溶してこれを強化し、加工硬化能を増大させる効果があるが、3.0%を越えるとσ相やδ相(Ni3Nb)が析出して靭性が低下することから、3.0%以下とした。望ましくは、1.0%以下である。
Al(アルミ)は、脱酸、及び耐酸化性を向上させる効果があるが、多過ぎると耐食性の劣化等が生じるため、0.5%以下とした。
Zr(ジルコニウム)は、高温での結晶粒界強度を上げて、熱間加工性を向上させる効果があるが、多過ぎると逆に加工性が悪くなるため、0.1%以下とした。
B(ホウ素)は、熱間加工性を改善する効果があるが、多過ぎると逆に熱間加工性が低下し割れやすくなるため、0.01%以下とした。
[4]の発明によれば、加工率0%であっても、引張強さ750N/mm2以上の力学的特性を有し、SUS304よりも単位面積当りの引張強さが高いステント用合金を得ることができる。
また、所定条件での低サイクル疲労寿命が3000回以上であり、SUS316LやASTMF562よりも疲労寿命が長くなる。好ましくは、所定条件での低サイクル疲労寿命が4500回以上であると、ASTMF90よりも疲労寿命が長くなる。
[5]の発明によれば、前記ステント用合金を用いれば、従来よりも、薄型化でき、高強度、耐食性に優れたステントを得ることができる。
なお、本発明のステント用合金において、Nb等の溶質原子をさらに含有する場合には、転位芯ないしは拡張転位の積層欠陥に偏析させて交差すべりを起き難くすることができ、加工硬化により、機械的強度がさらに高くなる。
(実施例1)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:38.0%、Cr:20.0%、Mo:10.0%、Ni:32.0%からなる合金を用いた。
(実施例2)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:41.0%、Cr:20.0%、Mo:10.0%、Ni:29.0%からなる合金を用いた。
(実施例3)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:44.0%、Cr:20.0%、Mo:10.0%、Ni:26.0%からなる合金を用いた。
(実施例4)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:47.0%、Cr:20.0%、Mo:10.0%、Ni:23.0%からなる合金を用いた。
(比較例2)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:50.0%、Cr:20.0%、Mo:10.0%、Ni:20.0%からなる合金を用いた。
(比較例3:ASTMF90)組成が不可避不純物を含み、質量%でCo:55.0%、Cr:20.0%、W:15.0%、Ni:10.0%からなる合金を用いた。
(比較例4:SUS316L)組成が不可避不純物を含み、質量%でCr:18.0%、Mo:2.0%、Ni:12.0%、Fe:68.0%からなる合金を用いた。
図2は、本発明にかかる実施例1~4、比較例1~4の合金の低サイクル疲労寿命(LCF)試験結果を示した図面である。低サイクル疲労寿命試験は、ひずみ振幅±0.01での疲労寿命を測定したものであり、比較例4:SUS316Lで1805回、比較例1:ASTMF562で2496回であったが、実施例3では6537回であった。従って、低サイクル疲労寿命試験結果が3000回を上回る疲労寿命を有するステント用合金Co-xNi-20Cr-10Moのニッケル含有範囲xは22~34%である。
Claims (6)
- 組成が質量%で、Crが10~27%、Moが3~12%、Niが22~34%、残部が実質的にCo及び不可避不純物からなることを特徴とするステント用合金。
- 組成が質量%で、Crが15~24%、Moが8~12%、Niが22~34%、残部が実質的にCo及び不可避不純物からなることを特徴とするステント用合金。
- 組成が質量%で、Crが18~22%、Moが9~11%、Niが25~30%、残部が実質的にCo及び不可避不純物からなることを特徴とするステント用合金。
- 所定条件での低サイクル疲労寿命が3000回以上であり、引張強さ750N/mm2以上の力学的特性を有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成を有するステント用合金。
- 所定条件での低サイクル疲労寿命が4500回以上であり、引張強さ750N/mm2以上の力学的特性を有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成を有するステント用合金。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のステント用合金を用いてなるステント。
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NAGAI A. et al.,"Characterization of air-formed surface oxide film on a Co-Ni-Cr-Mo alloy (MP35N) and its change in Hanks' solution",Applied Surface Science,2012年02月18日,Vol.258,pp.5490-5498 |
大友拓磨、外3名,「Co‐Ni‐Cr‐Mo合金のヤング率および強度に及ぼす冷間加工‐熱処理の影響」,日本金属学会誌,2009年,第73巻, 第2号,pp.74-80 |
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