JPH10179761A - 複合ステント装具、ステントアセンブリー、および複合ステント装具の製造方法 - Google Patents
複合ステント装具、ステントアセンブリー、および複合ステント装具の製造方法Info
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Abstract
かも内腔に損傷を与えない複合ステント装具を提供す
る。 【解決手段】 複合ステント装具は、この装具を配置す
べき内腔に対し外向きの力をかけることができるように
処理される形状記憶合金ステントスリーブと、そのステ
ントスリーブが外側に広がることができる最大横寸法を
制限する拘束要素を含む。拘束スリーブはその中に配置
されたステントによる内腔への損傷を最小にすることが
できる。例えばステント装具を配置する内腔に横への偏
平変形をかける場合に、形状記憶合金ステントスリーブ
の高い弾性によりそのステント装具が曲げモードで変形
して目の粗い、通常、丸い形態に回復するように、拘束
スリーブを配置することができる。
Description
ステント装具(器具)を含むステントアセンブリー(組
み立て品)に関し、またステントを製造する方法に関す
る。
ントは人体あるいは動物の体の内腔で使用される。内腔
に適正に配置されていると、ステントはその内腔の壁に
接触してその壁を支持したりあるいはその壁を外側に押
し付けることができる。
に戻って、内腔の壁に接触することができるようにステ
ントを横に弾力的に圧縮できるような材料から作ること
ができる。合金のマルテンサイト相とオーステナイト相
との間の変態の結果として形状記憶合金から得られる高
弾性により、この用途に特によく適合したステントが製
造される。形状記憶合金の超弾性変態特性は、T.W.Duer
ing らによるButterworth-Heinemann(1990年)の
「形状記憶合金の工学的見方”Engineering Aspects of
Shape Memory Alloys”」の370頁に議論されてい
る。その文献に開示された内容は、その文献に言及する
ことにより本明細書に含める。形状記憶合金の主な変態
は、初めは応力と共に略直線的に歪みが増大する。この
挙動は元に戻すことができ、従来の弾性変形に対応す
る。引き続き歪みを増大させても、「ローディングプラ
トー(荷重平坦域)」の末端までの制限された歪みの範
囲では、応力がほとんど増加しないか全く増加しない。
荷重平坦域の応力は応力/歪みグラフ上の変曲点で定義
される。引き続き歪みを増大させると応力が増大する。
荷重を取り外す(アンローディング)と、「アンローデ
ィングプラトー(無荷重平坦域)」の開始端まで、歪み
が減少するとともに応力が減少し、このアンローディン
グプラトーの開始端は、歪み減少とともに応力が殆ど変
化しない変曲点の存在によって明らかである。アンロー
ディングプラトーの末端で、歪みの低下と共に応力が低
下する。アンローディングプラトー応力も応力/歪みグ
ラフ上の変曲点で定義される。ゼロの応力までのアンロ
ーディングの後の残留歪みは全てサンプルの永久歪みで
ある。この変形、ローディングプラトー、アンローディ
ングプラトー、弾性率、プラトーの長さおよび永久歪み
(特定の全変形に対し定義された)の特徴が、例えば
「形状記憶合金の工学的見方”Engineering Aspects of
Shape Memory Alloys”」の376頁に確立され、定義
されている。
ス、例えば、プレス、鍛造あるいは引き抜きを含むプロ
セスによって形状記憶合金に採り入れることができる。
冷間加工工程(ステップ)の後にはアニール工程が行な
われ、冷間加工で生じた転位が結合して転位が整合する
のに十分高い温度での冷間加工工程によりそのコンポー
ネントはその形態で拘束される。これにより冷間加工で
生じる変形を確実に保持することができる。
ら変化させることができる。例えば、変形した形態に拘
束しながら合金を熱処理にかける代わりに、その合金を
特定の所望の形態以上に変形させ、次に、以下説明する
種類の熱誘導により、特定の所望の形態に向かう形態変
化をとるような熱処理を行なうものである。超弾性の導
入は、高温(例えば、合金の再結晶温度程度)でアニー
ルを行ない、続いて迅速に冷却し、次に、低温での熱処
理を行なっても良い。
導変化をあげることができ、そこでは、その合金がその
マルテンサイト相にある間に物品を先ず熱安定形態から
熱不安定形態に変形する。次に高温にさらせば、形状記
憶合金がそのマルテンサイト相からオーステナイト相に
戻るため、熱不安定形態から元の熱安定形態に形態が変
化することになる。形状記憶合金から作られた物品の形
態の熱誘導変化をステントに利用することは、米国特許
第5197978号から知られている。
することは、所定の場所にステントを配置した後、連続
的にステントを使用すべき内腔に対しステントが外向き
の力をかけることができるため、魅力的である。これに
より内腔を開けたままにすることができる。それはステ
ントが所定の場所に留まることを意味するものでもあ
る。形状記憶合金の弾性が向上すると、取り付け後、ス
テントが内腔と共に動き、曲がることがきるようにな
る。これは、ステントが大腿動脈あるいは頚動脈のよう
な露出内腔に位置する場合に特に重要になることがあ
る。これらの管に外部から力を加えるとそれらの管は一
般に丸い断面から実質的に平坦化される。
合金ステントの形態を適切に選択することは重要であ
る。その形態があまりに小さければ、形状記憶合金ステ
ントは内腔でゆるくなり、これにより内腔がそのステン
トで適正に支持されず、ステントが所望の場所から移動
することになる。ステントの元に戻ろうとする形態があ
まりに大きければ、ステントが内腔に作用する残留力が
非常に大きくなる。これは内腔に対する損傷の危険にな
るため、場合により望ましくないと思われる。
るとともに、形状記憶ステントスリーブが外側に広げら
れる最大横寸法(最大径)を制限できるような拘束要素
を有する複合ステント装具を提供する。
ステント装具を配置すべき内腔に対して外への力を作用
させることができるように処理された形状記憶合金ステ
ントスリーブと、(b)前記ステントスリーブが外側に
広がることができる最大の横寸法(最大径)を制限する
拘束手段を含む複合ステント装具を提供する。
わからない内腔で使用することができる。ステント装具
が内腔で広がる(拡張する)横寸法(径)は、適切な力
が内腔に作用する程度の大きさになるまで、拘束要素の
変形により調整することができる。ステント装具が内腔
に配置されている間、通常、ステント装具の変形が起き
る。その変形は拘束された要素の変形を伴い、それによ
り、回復力が除かれたゆったりした形態にステントスリ
ーブがさらに戻る。これは、ステント装具内に配置した
場合に拘束要素の塑性変形でステント装具を広げること
ができる拡張装具によって達成することができる。従っ
て、他の形態では、本発明は、(a)上記説明したタイ
プのステント装具と、(b)ステント装具内に配置した
場合に前記拘束要素の塑性変形で前記ステント装具が広
がることができる最大の横寸法(径)を大きくすること
ができる拡張装具を含むステントアセンブリーを提供す
る。適切な拡張装具の一例は膨らますことができるバル
ーン(風船)である。
ることができる最大横寸法(最大径)を制限するのと同
様に、例えば、ステント装具を配置する内腔に外向きに
力をかけてステントスリーブで横に好ましく(径方向
に)変形できる必要がある。ステント装具の最大横寸法
を制限しながら、拘束要素はそのような横の(径方向
の)変形を許容でき、ステントスリーブで与えられる回
復力で弾力的に元に戻ることができる。
ントスリーブを有することにより、そのステント装具は
配置後、内腔に対して外向きの力を連続的に作用して内
腔を支持し、所望の位置からステント装具が移動しない
という利点がある。形状記憶合金コンポーネントは、超
弾性あるいは擬弾性と呼ばれることがある高い弾性を示
すように作られ、この高い弾性に基づく処理の結果とし
て外向きの力を作用させるのが一般的である。そのた
め、例えば、ステントスリーブは回復すべき初めの形態
で形成され、次に内側に変形して拘束要素により拘束さ
れた変形形態になり、それにより形状記憶要素と拘束要
素のアセンブリーが本発明のステント装具を提供する。
ステント装具の直径は、そのように拘束するときに、ス
テント装具を配置すべき所定の場所まで移動する際に通
らねばならない最も小さな内腔直径より小さくする必要
がある。
える拘束効果に加えて、内腔の所望の場所への送達のた
めに選択された形態で本発明のステント装具を拘束する
ように使用してもよい。例えば、ステント装具を横(径
方向)に圧縮し、送達カテーテルによりその形態で保持
することができる。
スリーブが拘束要素及び内腔に対し力を作用させ、続い
てそのマルテンサイト相からオーステナイト相への相変
化を熱的に開始するように複合ステント装具が設計され
る。この相変化は人体あるいは動物の体の温度にスリー
ブをさらすことにより起こすことができる。このように
力を作用するように製造されたステントスリーブを使用
することにより、使用前に、拘束スリーブの望ましくな
い変形を防止する利点を有することができる。
な送達装具によって人体あるいは動物の体の所望の場所
に送達される。ステント装具の拘束要素は、カテーテル
に対してステント装具が作用させる横方向(径方向)の
力を制御し、それによりステント装具とカテーテル間の
摩擦効果とステント装具によるカテーテルの変形を抑え
る点で、(例えばワイヤー、ロッドあるいは他の押し込
み用具によって)カテーテルからのステント装具の配置
を補助することが可能である。カテーテルはまた、拘束
要素を広げて配置した装具が所望の形態をとるようにす
ることができるバルーンあるいは他の器具を送達するの
にも使用できる。
置することができる。従って、ステントスリーブが完全
に拘束要素内に配置できるように、拘束要素はステント
スリーブと少なくとも同じ長さであることが望ましい。
金は、一般にニッケルーチタンベースの二元合金が可能
である。適切な二元合金は、ニッケル含有量が少なくと
も約50 at.%、好ましくは少なくとも約50.5 at.
%の合金である。ニッケル含有量は52 at.%未満が有
用で、好ましくは約51 at.%未満である。ステントス
リーブは、第3添加物および第4添加物を有する合金を
含むNiーTiベースの合金から作ることができる。こ
の合金に添加できる元素の例としてFe、Co、Cr、
Al、CuおよびVが挙げられる。添加元素は、約10
at.%まで、好ましくは、約5 at.%までの量で含有す
ることができる。
は大きな開口を有する目の粗い格子構造物を有する。格
子構造のステントスリーブは管を切削することによって
作ることができる。またステントスリーブは、ワイヤー
が交差する場所に適切な接合技術を使用してワイヤーか
らも作ることができる。この方法の変形工程(ステッ
プ)は、格子の形状を変えることによってステント装具
の横寸法を短縮するのが望ましい。その変形はステント
装具に圧縮力を、通常、横方向(径方向)にかけて行な
うことができる。これにより格子構造の開口を形成する
コンポーネントアームの曲げ変形の結果として、ステン
ト装具の横寸法を短縮することになる。コンポーネント
アームの幅は、通常、約1.0mm未満であることが多
く、好ましくは約0.8mm未満、より好ましくは約
0.5mm未満、特に約0.25mm未満である。その
アームが、力をかける方向に平行でない場合には、アー
ムが交差する場所のアーム間で曲げが生じる。一方、コ
ンポーネントアーム自身は略真っ直ぐのままになること
が多い。格子構造が複数のダイヤモンド形状もしくは菱
形状の開口を形成するステントスリーブでは、そのダイ
ヤモンド形状もしくは菱形状の開口を偏平にする変形も
含まれる。格子構造物の開口を定めるアームが力をかけ
る方向に平行かあるいはほとんど平行である場合、隣接
するアームが、交差する場所の間のアームを曲げる変形
が生じることがある。
を使用すべき内腔の予想される最も大きなサイズを示す
形態から生じ、そのためステント装具が外に広がり、必
要により拘束要素の外向き変形とともにステントの壁に
係合することができる。
により弾力的に変形する。ステントスリーブは、例え
ば、テーパーの付いた開口にスリーブを通して圧縮でき
る。その代わりにあるいはさらに、ステントスリーブ
は、通常、そのスリーブを長さ方向に伸ばす力をかけて
変形することができる。ステントスリーブが、その縦軸
に平行でない格子に開口を形成するアームを備えた目の
粗い格子構造物を有すると、変形によりアームが交差す
る場所でアームを曲げることによって開口の形状が変わ
る傾向がある。しかしながらアームそれ自身は略真っ直
ぐに留まっていることが多い。格子構造が複数のダイヤ
モンド形状もしくは菱形状の開口を形成するスリーブで
は、ダイヤモンド形状の開口を偏平にする変形も含まれ
る。
状物体から材料を取り除き、適切な変形が可能な目の粗
い格子構造を残す工程を伴うプロセスで製造されるのが
望ましい。この除去プロセスの特性はシース状物体の材
料による。例えば、その除去プロセスは1回以上の材料
の切削、溶融、および蒸発のプロセスを伴う。その除去
プロセスはレーザー切断工具を好適に使用することがで
きる。その材料でパターンを形成するために使用できる
他の技術には、放電加工、打ち抜き、切削、およびエッ
チング(特にフォトエッチング)が含まれる。
さや状の物体は、管状物体、特に、円形断面を有する円
筒状管であるのが望ましい。
ブを作るのに望ましいが、ステントスリーブは、他の方
法、例えば、らせん形態に作ったワイヤーから、あるい
は、ワイヤー片を溶接することによって作れるかもしれ
ない。ステントスリーブは、例えば、折り曲げたり溶接
することによって管に作れるシート材料からも製造する
ことができるだろう。
mm未満が好ましく、約0.5mm未満がより好まし
い。またその肉厚は少なくとも約0.05mmが好まし
く、少なくとも約0.1mmがより好ましい。
装具が円形断面を有する管、その最大径になる)は、約
40mm以下が好ましく、約20mm以下がより好まし
く、約10mm以下が特に好ましい。その最小横寸法
(最小径)は少なくとも約0.5mmが好ましく、少な
くとも約1mmがより好ましい。
スリーブにより拘束要素に対して作用する力と、(b)
拘束要素を広げるのに使用される技法の性質により選択
される。拘束要素は、膨張装具で適切に広げられる(通
常、塑性変形を含む)ように設計される必要があるが、
ステントスリーブの横(径方向)への拡張を適切に抑え
ることができる必要がある。また拘束要素は、内腔に望
ましくない閉塞を起こさず、内腔の曲がりを塞げないよ
うな十分な寸法をとる必要もある。拘束要素の肉厚はス
テントスリーブの横(径方向)への膨張に対して必要な
抑制がなされるに足りる必要があり、例えば、大腿動脈
と頚動脈のような露出内腔に起きるかも知れないような
偏平力をステント装具が受ける場合に、弾力的に曲げる
ことができることも望ましい。そのような偏平変形は、
上記説明のように形状記憶合金の高い弾性により回復す
ることができる。
能なスリーブの形にすることができる。そのような拘束
スリーブは、連続シートを押し出し成形するか折り曲げ
てできるような連続外面を有することがきる。その他、
拘束要素は、メッシュあるいは孔あきシートの形で孔が
開いていてもよい。拘束要素は独立したコンポーネント
である必要はない。拘束要素は、例えば、ステントスリ
ーブの周囲に巻かれたストリップあるいはワイヤーから
作ることができるだろう。拘束要素はステントスリーブ
の一部として設けられるかも知れない。例えば、拘束要
素をワイヤでステントスリーブ内に形成してもよく、こ
のような拘束要素はステント装具の拡張時に塑性変形す
ることができる。
いは他の要素で作られると、その要素はステントスリー
ブ周囲に完全にゆきわたる必要がない。そのような拘束
要素の変形には、(ワイヤー材料の塑性変形と共に可能
であるが必ずしもその必要がない)編み込み組織内での
拘束要素の滑りがある。
例えば、らせん状に巻かれる1本以上のワイヤーあるい
は他の要素で設けられる場合、ステントスリーブの横
(径方向)への拡張を抑制する、一方でステント装具の
横(径方向)への偏平化も可能とするような適切な厚さ
で要素を選択する必要がある。例えば、3mmの直径の
ステントスリーブ用の拘束手段に約0.02mmの厚さ
のステンレス鋼ワイヤーを使用することができる。
きる。適切な材料の例として、ポリオレフィン、ハロゲ
ン化ポリオレフィン(特にPTFE)、ポリエステル、
ポリアミド、天然の人間あるいは動物の組織などが挙げ
られる。ポリエチレンとPTFEは多くの用途に特に相
応しい。また、ステンレス鋼とチタンのような金属材料
を拘束要素として使用することができる。その拘束要素
は管状形態のステントスリーブの長さに沿って連続とす
ることができる。あるいは、拘束要素は開口部を有して
もよく、例えば、複数の帯状又は糸状のものを共に十分
に近接させて、ステントスリーブ用拘束手段を提供する
こともできる。ポリマー材料から作られた拘束要素は、
例えば、押し出し成形によって管状形態に作ることもで
きる。金属から作られた拘束要素はメッシュとして設け
ることができる。
大きな外径と、約0.2mmの肉厚とを有するステント
スリーブに対し使用するためにはポリエステルのような
ポリマー材料から作られた拘束要素は、通常、使用する
材料の力学的特性により約0.01ないし0.2mmの
肉厚を有する。
用できるステントスリーブを示す。ステントスリーブは
アーム2で形成される目が粗い格子構造物を有する。ア
ーム間の開口4はそのスリーブの厚みを貫通して広がっ
ている。スリーブは、例えばYAGレーザー切削工具を
使用して管をを切削することによって形成される。(こ
のスリーブはNiを約50.8 at.%含有するニッケル
ーチタンの二元合金から作られる。)このスリーブの横
方向の寸法はスリーブの変形により変えることができ
る。この変形により、アームが交差する位置でアームを
曲げる結果として開口4の形状に変化が生じる。管から
作ると、スリーブは約4mmの内部横寸法(内径)があ
る。管の肉厚、従って、アーム2の各々の厚みは約0.
3mmである。
たスリーブを示す。その変形によりスリーブの横寸法の
短縮する。その結果、図1に示したようにスリーブの開
口4は実際上スリット6になる。このようにスリーブ
は、スリーブの対向する両端に長さ方向の力をかけるこ
とにより変形することができる。スリーブは、変形が弾
力的に生じる条件で図1に示された形態から図2に示さ
れた形態に変形される。次に、このスリーブは、内腔に
適切に配置されると図1に示した形態に戻ることができ
る。
置されている本発明のステント装具8を示す。ステント
スリーブ12は、ステントが図2に示した形態から図1
に示した形態まで外側に広がることができる最大の横寸
法(最大径)を制限する拘束手段(要素)14によって
図2に示した変形した形態に保持される。拘束手段14
は約0.1mmの肉厚の医療グレードのポリエチレンか
ら作られたスリーブからなる。この肉厚のスリーブを使
用することにより、ステント装具を少なくとも部分的に
偏平にしながら、拘束手段がステントスリーブの最大の
横寸法(最大径)を制限する。そのように拘束される
と、ステントスリーブを有するステント装具は、カテー
テルを伴うような従来の技術を使用して内腔に沿って移
動させることができる。
に示したステント装具は、例えば挿入プッシュロッドに
よって知られた技術を使用してカテーテルから出され
る。本発明の装具は、図5に示したように膨らませるこ
とができる適切なバルーン(風船)18により広げて内
腔の内面に接触させることができる。バルーンの膨張に
より、図1に示した形態に弾力的に戻す方向に、ステン
トスリーブ12が外側に変形する。同時に拘束スリーブ
14は塑性的に広げられる。
取り付けられたステント装具8を示す。図7は内腔内に
配置された本発明に係る装具を備えた内腔20を示す。
その装具は図1ないし図6を参照して上記説明した装具
のようにステントスリーブを含む。拘束手段22は図3
に示したシートから作られるのと違い不連続である。そ
の拘束手段22はステントスリーブ周囲に広がる複数の
略円周バンドを含む。そのバンドはステントスリーブ周
囲に複数の別々のバンドとしてあるいはらせん状に巻か
れた1本のバンドとして設けることができる。
のものがある。 (1)前記ステントスリーブは、通常、前記拘束要素内
に配置される請求項1に記載の複合ステント装具。 (2)前記拘束要素は、ステントスリーブと少なくとも
同じ長さである実施態様(1)に記載の複合ステント装
具。 (3)前記拘束要素はポリマー材料を含む請求項1に記
載の複合ステント装具。 (4)前記拡張装具は膨らますことができるバルーンを
含む請求項2に記載のステントアセンブリー。 (5)前記ステント装具は、内部に配置された拡張装具
によって広げられる請求項3に記載の方法。 (6)前記拡張装具は膨らますことができるバルーンを
含み、前記バルーンを膨らませる工程を有する実施態様
(5)に記載の方法。
テント装具によれば、形状記憶合金の変形特性を利用
し、しかも外面に拘束要素を設けているため、サイズの
わからない内腔などに有効に利用できしかもその内腔を
損傷させることがない。又、使用前のステント装具の変
形を防止することができる。更に又、カテーテル等によ
る送達時に、ステント装具とカテーテルとの間の摩擦を
抑えると共に、ステント装置によるカテーテルの変形も
抑えることができる。
トスリーブの等尺図であり、適切な形態で製造し、しか
しステントスリーブに所望の変形挙動を与えることにな
る熱処理あるいは機械的処理の前のステントスリーブを
示す。
きる形態に変形した後の、図1に示したステントスリー
ブの等尺図である。
内腔の所定位置に送達される拘束スリーブを含むステン
トの等尺図である。
ある。
束要素の塑性変形により広げられたステントの一部断面
等尺図である。
テントの一部断面等尺図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)複合ステント装具を配置すべき内
腔に対して外への力を作用させることができるように処
理された形状記憶合金ステントスリーブと、(b)前記
ステントスリーブが外側に広がることができる最大の横
寸法を制限する拘束手段を含む複合ステント装具。 - 【請求項2】 (a)請求項1に記載の複合ステント
と、(b)ステント装具内に配置した場合に前記拘束要
素の塑性変形で前記ステント装具を広げることができる
拡張装具を含むステントアセンブリー。 - 【請求項3】 (a)前記ステント装具を配置すべき内
腔に対して外への力を作用させることができるように処
理された形状記憶合金ステントスリーブと、(b)前記
ステントスリーブが外側に広がることができる最大の横
寸法を制限する拘束手段を含む複合ステント装具を製造
する方法であって、前記拘束要素の塑性変形により前記
ステント装具を横に広げる工程を有する複合ステント装
具を製造する方法。
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