(57)【要約】  超音波装置及び技術はステント又はその他の医療用デバイスのような様々な基体上に精密な及び均一なコーティングを作り出す。前記装置と技術は、ステント又はその他の医療用デバイスの表面の接着力を向上させる。更に、コーティング、乾燥、滅菌工程は同時に起こる。前記装置は目標の、緩やかで高度な制御が可能な状態にした液体噴霧を生成し送出する。超音波コーティング装置及び技術は、大気への治療薬の混入、「ウェブ」、「ストリンギング」、又はその他のコーティング異常がない、瞬時のオン−オフのコーティング工程を提供する。さらに前記技術は高価な医薬品又はその他の高価なコーティング材料の浪費を低減する。【選択図】図１
2009502420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一又はそれ以上のステントの少なくとも一部をコーティングする方法であって、その方法が：
前記ステントを回転させるステップと；
接着力の改善のために前記ステントを超音波処理するステップと；
標的の、均一にコーティングする噴霧を少なくとも一つ生成するステップと；
前記ステント上へ向けてコーティング塗布するステップと；
様々な基体上に少なくとも一の精密かつ均一な少なくとも一のコーティング層を作るステップと；
滅菌のためにコーティング後に前記ステントに超音波処理を行うステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法が、更に、噴霧を伴って前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに近接場内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに「遠方場」内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに、波の振幅のピークで「近接場」内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに、波の振幅のピークで「遠方場」内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに、波の振幅の２つのピーク間で「近接場」内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項２に記載の方法が、更に、噴霧を行わずに、波の振幅の２つのピーク間で「近接場」内で前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法が、更に、前記近接−遠方場間の界面内に前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、コーティング前に表面接着力を改善するために、前記空気のイオン化のための噴霧を行わずに超音波処理をするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法が、更に前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項２に記載の方法が、更に前記ステントを固定するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の方法が、更に前記超音波チップの前記放射面と前記ステントとの間の幅を前後に動かすステップと、前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法が、更に前記超音波チップの前記放射面と前記ステントとの間の幅を前後に動かすステップと、前記ステントを固定するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項２に記載の方法が、更に前記空気をイオン化した直後にコーティング材料でステントを噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項２に記載の方法が、前記超音波チップの放射面の前に前記ステントを配置するステップと、前記コーティング材料を噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項２に記載の方法が、更に前記近接場において、前記超音波チップの放射面の前に前記ステントを配置するステップと、前記コーティング材料を噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項２に記載の方法が、更に前記遠方場において、前記超音波チップの放射面の前に前記ステントを配置するステップと、前記コーティング材料を噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項２に記載の方法が、更に前記近接−遠方場間の界面において、前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、前記コーティング材料を噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項２に記載の方法が、更に前記超音波チップの前記放射面の前に前記ステントを配置するステップと、前記超音波チップの前記放射面と前記ステントとの間の幅を前後に動かしながら前記コーティング材料を噴霧するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法が、更に前記遠方場において前記コーティング工程を開始するステップと、前記近接場において前記コーティング工程を完成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の方法が、更に前記近接場において前記コーティング工程を開始するステップと、前記遠方場において前記コーティング工程を完成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１６に記載の方法が、更に前記遠方場において前記コーティング工程を開始するステップと、波の振幅の２つのピーク間において前記コーティング工程を完成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１６に記載の方法が、更に前記近接場において前記コーティングを開始するステップと、波の振幅の２つのピーク間において前記コーティング工程を完成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１６に記載の方法が、更に前記近接場において前記コーティング工程を開始するステップと、前記近接−遠方場間の界面において前記コーティング工程を完成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項１６に記載の方法が、更に前記近接場において前記コーティング工程を開始するステップと、前記波のピーク上にある前記遠方場において前記コーティング工程を終了するステップと、前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１に記載の方法が、更に前記ステントを超音波処理するステップと、前記ステントを乾燥するために前記コーティング工程の前記完成に続き、前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項１に記載の方法が、更に前記ステントを超音波処理するステップと、前記ステントを滅菌するために前記コーティング工程の前記完成に続き、直ちに前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項１に記載の方法が、更に前記ステントを超音波処理するステップと、前記ステントを乾燥及び滅菌するために前記コーティング工程の前記完成に続き、直ちに前記ステントを回転させるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項１に記載の方法が、更に接着力の改善、コーティング、乾燥、及び滅菌のために様々な超音波の振幅を用いるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項１に記載の方法において、前記超音波の周波数範囲が１８ＫＨｚから６０ＭＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項１に記載の方法において、好ましい前記超音波の周波数範囲が１８ＫＨｚから２００ＫＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項１に記載の方法において、最も好ましい前記超音波の周波数範囲が１８ＫＨｚから６０ＫＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項１に記載の方法において、推奨する超音波の周波数が約５０ＫＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項１に記載の方法が、更に接着力の改善、コーティング、乾燥、及び滅菌のために様々な超音波周波数を用いるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項１に記載の方法において、前記コーティング剤が治療薬であることを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項１に記載の方法において、前記コーティング剤がポリマであることを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項１に記載の方法において、コーティング剤がポリマと治療薬の混合物又は組合せであることを特徴とする方法。
【請求項３９】
少なくとも一のステントの少なくとも一部分をコーティングするための装置であって：
ａ．チップを有する超音波トランスデューサと；
ｂ．超音波エネルギを放射するための放射面を有する超音波トランスデューサチップと；
ｃ．その上に液体を提供し、滴下なしに噴霧を作り出す降着スペースをチップの放射面上に有する超音波トランスデューサチップと；
を具えることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波トランスデューサの周波数範囲が、１８ＫＨｚから６０ＭＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波トランスデューサの周波数範囲が、１８ＫＨｚから６０ＫＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波トランスデューサが、約５０ＫＨｚの周波数で機能することを特徴とする装置。
【請求項４３】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端の幅の範囲が３ミクロンから３００ミクロンであることを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端の幅が４０ミクロンであることを特徴とする装置。
【請求項４５】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端が円形であることを特徴とする装置。
【請求項４６】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端が矩形であることを特徴とする装置。
【請求項４７】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端が降着スペースを有することを特徴とする装置。
【請求項４８】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端が様々な幾何学形状の組合せであり、降着スペースを有することを特徴とする装置。
【請求項４９】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波チップの遠位端が中心開口又は軸開口を有することを特徴とする装置。
【請求項５０】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波トランスデューサの駆動信号が正弦であることを特徴とする装置。
【請求項５１】
請求項３９に記載の装置において、前記超音波トランスデューサの駆動信号が矩形又は台形であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコーティング技術、特に、超音波エネルギを用いて、ステント、カテーテル、インプラント等のような様々なタイプの医療用デバイスの表面をコーティングする装置及び方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
ヒト及び動物の血管並びにその他の腔及び管腔は、一般的に損傷を受けた壁領域をステントで拡張することにより血流を機械的に促進することによって治療される。ステントはインプラント可能なメッシュチューブデバイスである。ステントは一般的に、金属バーステントと治療薬剤溶出ステントという２つのカテゴリに分けることができる。治療薬剤溶出ステントは、再狭窄等のような有害な生理反応を低減するためにポリマ及び治療薬でコーティングされる。
【０００３】
ステントの特異な構造と設計、及び現在の不十分なコーティング技術と方法論のために、ステントの内外表面を均一に及び／又は均等にコーティングすることは極めて困難であった。さらに、ウェブ又はストリンギングを行わずにコーティングをくり返すことの問題及び治療薬−ポリマコーティング剤の投与量の制御に関する問題も存在する。場合によっては、医療用デバイスの表面に沿ってコーティングの厚さを変えることにより治療薬の放出特性を最適化することができる。例えば、ステントの端部により生ずる再狭窄のリスクを減らすために中央部位と比較してステントの端部のコーティングを厚くすることにより、ステントの長軸に沿ってコーティングの厚さを変化させることができる。
【０００４】
メカニカルコーティング、ガス噴霧コーティング、ディッピング、偏光コーティング、電荷（静電）コーティング、超音波コーティング等のような様々な技術により、ステントの表面及びその他の医療用デバイスの内側と外側の両面にコーティングを行っていた。コーティングはディッピング及び噴霧の組み合わせにより行われた。超音波エネルギ又は超音波噴霧もコーティングを行うのに用いられ、同様に超音波バス内でステントをディッピングするように、同様に超音波バス内でステントをディッピングしていた。
【０００５】
これまでに存在する全てのコーティング技術及び方法は、重大な欠陥を有する。このような欠陥には、コーティングの厚さの不均一性、ウェブ、ストリンギング、表面のベアスポット、治療薬の浪費、過噴霧、治療薬の流量制御の困難性、及び接着力の問題がある。現在のコーティング技術はまた、乾燥時間が長く、その後の滅菌が必要である。従って、ステント及びその他の医療用デバイス用の欠陥のない、制御可能なコーティング技術及び方法のための方法及び装置が求められている。
【０００６】
図１、２、及び３は、本発明に最も近い先行技術−米国特許第６５６９０９９号による使用時に円錐形の噴霧パターンを有する超音波噴霧器を示す。先行技術によると、チューブ９からの液滴又は流れ２は超音波チップ１のラジアル面５又は放射面６に直に送られ、噴霧３を作り、傷４に送られる。
【０００７】
図４及び５は先行技術の欠点を示し、この場合、液体２の部分７がラジアル面５又は放射面６から滴下しており、噴霧されることなく浪費される。さらに、滴下液体は噴霧を乱し、不均一化にし、不均一なコーティング層の原因となる。滴下は結果的に高価な治療薬の必要以上の浪費となり、ステントの均等なコーティングを妨げる噴霧粒子の均一性を変える。さらに、この先行技術の噴霧パターンは円錐形であり、噴霧パターン断面は円形であり、ステントの形状に合致しない。このようなパターンがステント面を過噴霧し、治療薬の浪費とコーティング層の厚さの制御不能が再度生じるため、このことは重要な差異である。先行技術の方法及び装置は、生理食塩水やその他の抗生物質の価格が安く、処置領域のサイズが比較的大きいため、傷の処置に首尾よく用いることができる。先行技術の装置は、ステントコーティング用の治療薬が非常に高価であり、コーティング層の均一化及び制御といった質に対する要求が高いため、ステントコーティングにおいては用いることができない。
【０００８】
治療薬、ポリマ、これらの組合せ又は混合物はステント面を簡単には湿潤せず、コーティングとステント面の間の容易な接触を実現することは困難である。さらに、治療薬＋ポリマ混合物は、３１６−Ｌ，３１６−ＬＳステンレススチール、ＭＰ−３５合金、ニチノール、タンタル、セラミック、アルミニウム、チタニウム、ニッケル、ニオビウム、金、高分子材料及びこれらの組合せのような様々な材料からステントの湿潤性を低減する。湿潤性又は接着性は様々な方法により向上させることができ、例としては、下塗、化学物質によるエッチング、ステント面の電気コロナ（電気導体周囲のイオン化した空気）への曝露、プラズマ等があるが、そういった方法から作られる表面エネルギはすぐに放散し、ステントをコーティングすべき時間が制限されてしまう。ウレタン、シリコン、エポキシ、アクリレート、ポリエステルのような下塗は、非常に薄くなくてはならず、その上部に使用される治療薬、ポリマ及びこれらの混合物との適合性が必要である。
【０００９】
本発明の概要
本発明は、ステント及びその他の医療用デバイスに適用できる欠陥のない、制御可能なコーティング技術及び方法に対する装置及び方法に向けられている。本発明であるステントコーティングのための超音波方法及び装置は、ウェブ又はストリンギングを有することなく制御可能なコーティングの厚さを提供する。コーティングの厚さをステント又はその他の医療用デバイスの軸に沿って変化させることができる。
【００１０】
最も一般的な本発明の態様によると、制御された量の液体が発振部材−矩形パターンの微細噴霧を作るための矩形の形状を有する超音波チップの遠位端に送られる。液体は精密シリンジポンプを介して、又は細管及び／又は重力作用によって送ることができる。この場合には、送られる液体量はコーティング層の容量又は重量にほぼ同じでなければならず、実験的に決定されなければならない。
【００１１】
液体送出チューブ／管の遠位端は、均等又は均一な平らな又は細長い噴霧パターンを作り出すために、超音波チップ遠位端の幾何学的形状に合致する矩形又は平らでなければならない。
【００１２】
超音波噴霧器は通常、超音波機器の先端にある中心開口を経て液体を通過させることにより作動する。ガスの流れがエアロゾル粒子をコーティングされている面に送る。現在、送出した液体量を精密に制御する、ガス／空気の流れを用いない超音波ステントコーティングのアプリケーションは知られていない。いくつかの問題が生じる。
【００１３】
第１に、円形の噴霧パターン／円錐形は高価な治療薬を浪費することなしに、治療薬を直接ステント面に送ることができない。
【００１４】
第２に、４０ないし６０ミクロン範囲の液体粒子の最小直径は、５−３０ミクロンのコーティング厚でステントをコーティングすることはできない。
【００１５】
さらに、放射面からの液体の滴下は高価な治療薬を浪費し、コーティング層の均一性を変化させる。
【００１６】
医療用デバイス及びステントをコーティングするために提案された技術は、ステント又はコーティング面の幾何学的形状に合致する噴霧パターンの作成を含む。この技術はまた、低周波超音波の複数の音響効果を用いることで構成されている。これらの音響効果はコーティング技術においては全く使用されてこなかった。さらにこの技術は特別な超音波−音響効果を作り出すために、コーティング工程の間にステントを回転させるステップ及び超音波コーティングヘッドを動かすステップを具えている。詳細は以下に記載する。全てのコーティング動作は高質の結果を実現するために特別なソフトウェアプログラムによって制御される。
【００１７】
提案された方法は、金属、形状記憶合金、プラスチック、生体組織及び他の生体適合性材料のような様々な材料で作られる硬質で、フレキシブルで、及び自己拡張性のあるステントをコーティングすることができる。
【００１８】
コーティング液体の量は、１マイクロリッタから開始し、１００％送出する噴霧送出工程の非常に精密な制御を伴って増えてゆく。
【００１９】
この技術は、追加のガスの流れをコーティング領域に向けるステップを具える。ガスの流れは暑くても冷たくてもよく、粒子噴霧を経て向けても粒子噴霧と別であってもよい。
【００２０】
装置は噴霧液の浪費を避け、噴霧工程の制御を可能にするように特別に製造した超音波チップで構成される。超音波周波数は２０ＫＨｚと２００ＫＨｚの間又はそれ以上の範囲にすることができる。好ましい超音波周波数は２０−６０ＫＨｚの範囲内にあり、推奨周波数は６０ＫＨｚである。ロボット制御下では、各テーブルトップデバイスが要求されるコーティング層の厚さによっては１時間当たり６０ないし１００のステント、又はそれ以上をコーティングし、乾燥し、滅菌することができる。
【００２１】
従って、提案された超音波ステントコーティング装置及び方法によれば、ウェブ又はストリンギングがない、均一、均等、制御可能及び精密な治療薬又はポリマが送出される。更に、コーティング、コーティング層の乾燥及び滅菌はステント面の接着特性の向上と同時に生ずる。
【００２２】
本発明の一態様は、ステントのような医療用インプラントのコーティング用の改良した方法及び装置を提供することができる。
【００２３】
本発明の別の態様は、超音波を用いたステントの薬剤及びポリマコーティング用の方法及び装置を提供することができる。
【００２４】
本発明の別の態様は、ステントをコーティングするための方法及び装置を提供し、制御可能な厚さのコーティング層を提供することができる。
【００２５】
本発明の別の態様は、構造体の長軸に沿って厚さを変化させることができるコーティング層を提供するステントをコーティングするための方法及び装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の別の態様は、ウェブ又はストリンギング等のようなコーティングの欠陥を避けるステントのコーティングの方法及び装置を提供することができる。
【００２７】
本発明の別の態様は、ステントをコーティングする方法及び装置を提供し、化学物質を用いることなく構造体の長軸に沿ってステントの接着特性を向上させることができる。
【００２８】
本発明の別の態様は、ステントをコーティングする方法及び装置を提供し、コーティング工程と同時に、構造体の長軸に沿ってコーティング層を乾燥させるステップを提供することができる。
【００２９】
本発明の別の態様は、ステントをコーティングする方法及び装置を提供し、コーティング工程と同時に、構造体の長軸に沿ってコーティング層を滅菌するステップを提供することができる。
【００３０】
本発明の詳細な説明
本発明は、ステントのような医療用デバイスをコーティングするのに超音波エネルギを用いる方法及び装置である。本発明による装置は、高度に制御可能で精密で微細な標的噴霧を作成することができる。この高度な制御可能で精密で微細な標的噴霧で、本発明による装置は、ウェブ、ストリンギング、及び高価な治療薬の浪費がなく、あるいは、多くの現在の技術より、ウェブ、ストリンギング、及び高価な治療薬の浪費が少なく、ステントをコーティングすることができる。本発明の以下の説明は、添付する図に示す主題に関する。図は本発明を実施することができる例示的実施例の形式で本発明の様々な態様を例示している。これらの実施例は、当該技術分野の当業者が本発明を実施できるように、十分に詳細に記載されている。本開示を検討する上で、当該技術分野の当業者にとって様々な実施例をいくつかの特別な態様を含むことなく実行できることは明白である。本開示における「ある」、「一」、又は「様々な」実施例は同じ実施例である必要はなく、そういった引用は一実施例以上のものを意図する。従って、以下の詳細な説明は限定的意味に取られることはなく、発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ、このような特許請求の範囲に与えられる法上の均等物の全範囲と共に定義される。
【００３１】
本発明は新規な超音波チップ１と、ステントをコーティングする大量の液体を拡散する方法を提供する。本発明による超音波チップ１の実施例を図６ないし１７に示す。本発明によると、超音波チップ１は超音波チップ１の遠位端に降着スペース１７を具えている。この降着スペースは液滴２又は液体の流れ２を超音波チップ１上へ誘導できる面を設けている。超音波チップ１は通常は金属で構成される。一態様において、用いられる金属はチタニウムであってもよい。この技術分野の当業者は、本発明による超音波チップを製造することができる更なる材料が分かるだろう。超音波チップ１は通常、装置（図示せず）に連絡されており、本開示を検討するとこの技術分野の当業者が認識するように、超音波チップ１を超音波振動させている。
【００３２】
降着スペース１７の様々な形状が図６ないし１７に示されている。一態様では、降着スペース１７は液体／治療薬７の滴下と浪費を避ける、液体又は治療薬の導入用のほぼ平坦な面を提供することができる。別の態様では、降着スペース１７は湾曲面を有していてもよい。チップが振動すると、液体／治療薬７は降着スペース１７から引き込まれ、そこで超音波チップ１の放射面６に誘導され、この放射面６から液体／治療薬７は放出される。一の態様では、例えば、図６，８，及び１７に示す実施例の配向に対して、上方から見たときに、降着スペース１７を画定する面と放射面６を画定する面との交差によって形成される線５は、超音波チップ１の長軸７に対して垂直になる。一の態様では、図６ないし１７に示されているように、降着スペース１７は噴霧パターンにおいてほぼ平らな面を作り出すことができる。降着スペース１７は水平軸から角度α傾いていてもよく、従ってαは０＜α＜９０°の範囲内である。角度αの推奨範囲は３０°＜α＜６０°であり、角度α＝４５°であることが好ましい。液体２を超音波チップ１の降着スペース１７に送出するシリンジポンプ８が設けられている。シリンジポンプ８は、超音波チップ１上への液体／治療薬７の流れを精密に制御する。
【００３３】
図８及び９は、降着スペース１７の幾何学的に反対側に第２の平面１２を設けることによって、細長い又は実質的に楕円形の噴霧パターン１０ができることを示している。第２の平面は、放射面６に対して実質上垂直な長軸７から測定した角度βに形成される。これによって、上側がほぼ平坦であり下側がほぼ平坦である噴霧パターン１０にて、液体／治療薬７を拡散することができる。α＝βであることが好ましい。図１０は矩形の噴霧パターン１０を作り出す実施例を示す。
【００３４】
図１１は、使用時に図１２及び１３で示されている送出チューブ／管９を介して一地点での液滴用の降着スペース１７を有する矩形の超音波噴霧器チップ１の実施例の三次元図、及び本発明の概念により液体７の滴下部分を有さない、矩形又は平担な噴霧３を作り出す矩形形状の放射面６を示している。
【００３５】
図１２は、使用時に断面幅内の複数チューブ／管９（ａ、ｂ、ｃ）を介する液滴２用の降着スペース１７を有する矩形超音波噴霧器チップ１を有する実施例の三次元図、及び液体７の滴下部分のない矩形の、又は平担な噴霧３を作り出す矩形形状の放射面６である。図１２は更にスピンドル又はマンドレル２０の上で回転するステント１９を示す。この例示的実施例の利点又は利益は、別々のチューブからの液体の流れを制御することにより、構造体の長軸に沿って様々な又は可変な厚さのコーティング層でステント面をコーティングすることができることである。さらに、このようなシステムによって、様々な治療薬を構造体の長軸に沿ったステントのコーティングに用いることができる。
【００３６】
図１３は、使用時に断面幅内に液体の流れ２用の降着スペース１７を有する矩形超音波噴射器チップ１の三次元図、及びこの実施例による滴下７のない矩形の、又は平坦な噴霧３を作り出す矩形形状の放射面６を示す図である。液体送出チューブ／管９の断面２１は超音波チップ１と同じ矩形であることに留意されたい。
【００３７】
図１４は、噴霧を行わない超音波ステントコーティング技術の一部としての音響効果の使用を示す図である。具体的には、図１４はステント面の接着力を改善する技術を示している。現在、重大問題の一つはステント又はその他の医療用デバイスのむき出しの金属面に接着するコーティング剤を得ることである。この実施例は、コーティングの接着力を向上させるためにむき出しの金属ステントの表面接着力を改善する新しいアプローチを提供している。この実施例において、超音波チップ１の放射面６の前にステント１９を配置することにより、表面接着力を改善することができる。超音波チップ１はステントの方へ及び逆に（ｘ−ｘ方向）、及びステント１９の軸方向に（ｙ−ｙ方向）動かすことができなければならない。ステントを放射面の前に配置する理由は、「近接場」（フレネルゾーン）における超音波のイオン化効果に基づいて、コーティング面の接着力を改善するためである。
【００３８】
超音波の空気イオン化効果の具体的な説明：安定した空気（主に、窒素及び酸素）の分子は分極しておらず、超音波場はそれらの分子に影響を与えない。空気は多くの自由電子（陰イオン）を含んでおり、超音波場の中を行き来している。おおよそ１ｗ／ｃｍ２［ワット毎平方センチメータ］より大きい空気への過負荷（好ましくは、放射面と障壁の間に）によって、空気内の自由電子が、空気中の安定分子から自由電子を電離することで十分なエネルギに達するようになる。これらの新しい自由電子はさらに多くの電子を電離し、多くの陰イオン又は陽イオンを生成する。空気中の酸素分子が電子を失うと、分極して陽イオンになる。これらのイオンがオゾンを形成する：
Ｏ２→Ｏ＋Ｏ
Ｏ＋Ｏ２→Ｏ３
【００３９】
高速で動く陰イオン、並びにより遅く重い陽イオンはステント面に衝突し、最終的に酸化物のような絶縁層を破壊し、絶縁体の表面に伝導性の「トラッキング」をつくる。これが酸化物のないクリーン面をつくる。
【００４０】
古典物理学の理論によると、自由電子は分子軌道内に拘束されない電子である。陰イオンは、自由電子である。陽イオンは電子を失い、分極した分子である。有意な超音波の空気イオン化工程は、チップの放射面と、コーティング工程にあるステントなど、チップの前にある障壁との間で、耐久性と活性がより高くなることが重要である。この状態において、空気のイオン化は、超音波処理期中にチップの放射面と障壁の間の近接場−遠方場間の界面上で生じる。
【００４１】
近接場（フレネルゾーン）の長さＬは、Ｌ＝ｒ２／λ＝ｄ２／４λに等しく、ここで、ｒは放射面の半径であり、ｄは直径又は超音波チップの遠位端直径であり、λは伝達媒体内での超音波波長である。最大超音波強度は近接場（フレネルゾーン）と遠方場（フラウンホーファゾーン）の間の界面で生じる。遠方場におけるビーム広がりは、トランスデューサから離れると共に、超音波強度の連続的な損失を引き起こす。トランスデューサの周波数が増加すると、波長λは減少し、結果近接場の長さは増加する。イオン化の時間は超音波エネルギのパラメータ及び超音波トランスデューサ／チップの設計により、コンマ数秒から数分である。
【００４２】
本発明において空気のイオン化は、空気中の噴霧粒子の間における超音波コーティング工程中に生じることにも関連する。これは、表面接着力も向上させる。接着力の改善又は表面クリーニングサイクルが行われた後は、工程を中断することなくコーティングサイクルが開始しなくてはならない。
【００４３】
図１５は、噴霧を伴う超音波ステントコーティング工程を示している。コーティング工程中にステント１９を超音波場の近接場又は遠方場内でコーティングすることができる。好ましくは、近接場からあまり離れていないところで（又は、近接場に近い遠方場において）、ステントをコーティングしなければならない。最も好ましくは、ステントコーティング工程が遠方場で開始し、継続し、近接場において、又は波の振幅のピークで終了しなければならない。コーティング工程中、回転モードで前後へ動くステントの動作によって、噴霧粒子をコーティング面に均一に、ストリンギングを伴うことなく超音波圧力の下、表面上に緩やかな様態及び流線型で、着地させることができる。同時に、超音波圧力の波力、特に超音波ウィンドは、ウェブや、狭い小さなスペースからの単純な吹き出しや、ギャップを通っての噴霧粒子のプッシュ、及びステント壁の内面のコーティングを防ぐ／避ける。更に、図１８に示すように、コーティングサイクル後及び乾燥サイクル中に、超音波の風を有する圧力がコーティング層を乾燥させる。部分的には、コーティング中に生じる風及び蒸発の効果は、ドライヤとして作用する。周波数／波長、振幅、波のモード（ＣＷ−連続波、ＰＷ−パルス波）、信号形態のような超音波パラメータ、及びステントの回転速度、放射面からの距離、時間、液体特性のような非超音波パラメータによって、コーティング層の厚さは制御される。
【００４４】
同時に、接着力の改善、コーティング、及び乾燥サイクルの３つ全てが、コーティングされたステントの滅菌を可能にする。滅菌は、よく知られているオゾンのバクテリアとウイルスの破壊特性に基づき、コーティング工程の第４のサイクルとして生じる。
【００４５】
内側にステントを有するマンドレルの接触領域は、コーティングすることができないので、上記工程では、ステントの一部及び半分をコーティングできることに留意することは重要である。ステントをマンドレルに再配置した後に、工程をくり返すことによって、ステントの逆側をコーティングすることができる。さらに、ホルダ／マンドレルの新しい設計及び構造によれば、一のステップ／サイクルでステントをコーティングすることができる。異なるポリマ＋治療薬の組合せで一つ以上の噴霧ヘッドを用いることも可能である。
【００４６】
図１６は、ステントコーティング用の特別な遠位端構造を有する超音波チップ１の三次元図を示している。図１６において、治療薬又はポリマのような高価なコーティング液体の過剰使用又は損失を避けるために、超音波チップの遠位端６は矩形である。矩形形状をしたチップの遠位端は、正面図におけるステントの矩形プロファイルに合致する。
【００４７】
図１７は、本発明による矩形／平担な噴霧３のパターン１０を伴い、使用中に軸開口２６を有する超音波噴霧器３０の断面図である。
【００４８】
図１８は、本発明による超音波ステントコーティング工程の例示的方法の詳細とサイクルを示すフロー図である。：ステップ３１では、ステントが提供され、ステントをマンドレル上に置かなければならないことを示している。空気中の超音波イオン化効果は「近接場」（フレネルゾーン）で生じ、超音波の放射をオフにすると非常に短時間で（コンマ数秒で）消滅する。オゾンは非常に不安定であり、酸素原子を放出して分解する：
Ｏ３→Ｏ２＋Ｏ
【００４９】
このことにより、４つのサイクル−接着力の改善、コーティング、乾燥、滅菌−の全てが、コーティングサイクル工程の中断を伴うことなく、生じる。
【００５０】
図１８において、接着力改善サイクル３２中、ステント１９は近接場に、好ましくは近接場−遠方場間の界面に置かれなくてはならない。次サイクル３３で超音波をオンにする、又は超音波トランスデューサチップを活性化する。
【００５１】
サイクル３４で、ステントを有するマンドレルが回転し始める。次サイクル３５で、コーティング噴霧をステントに施す。サイクル３６はコーティングの停止と、超音波処理工程を伴う回転の継続ステップを具える。サイクル３７では、ステントが波長の距離に引っ張られており、回転して、表面の滅菌と乾燥の目的で超音波処理がなされる。
【００５２】
本発明の高品質で生産性のある方法及び装置を実現するために、特有なソフトウェア→ハードウェア→コントローラ→（速度可変の）マンドレルの回転及びＸ−Ｙ−Ｚ方向への移動を伴うコーティングシステムを有する特有のロボットシステムの使用が考えられる。
【００５３】
全ての図は接着力改善、コーティング、乾燥及び滅菌を伴うコーティング工程の特別なアプリケーションと実施例を示しており、本開示の範囲又はここに示した特許請求の範囲を制限することを意図していないことに留意することは重要である。特別な実施例をここに示し、説明してきたが、当該技術分野の当業者によって、同一の目的を達成するために予測されるあらゆる変更は、ここに示した特別な実施例に置き換えることができることは理解されよう。例えば、治療薬、ポリマ、これらの温度、サイクル、シーケンス及び時間、更なるガスの流れ（温度が異なる）の多くの組合せを用いて、コーティングの質の向上を実現することができる。様々な実施例において、この装置を用いて、高度に制御可能で均一なコーティング層を有するステントをコーティングできる。装置の変形は、構造体の長軸に沿って厚さが可変のコーティング層でステントをコーティングすることができる。
【００５４】
従って、上の説明は例示することを意図し、制限することを意図していないと理解すべきである。上の実施例と他の実施例の組合せは、本開示の再検討で、当該技術分野の当業者には明らかである。本発明の範囲は添付した特許請求の範囲を参照して、このような特許請求の範囲が与える均等物の全範囲に沿って決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
本発明は、好ましい実施例の図を参照して表現と説明がなされており、詳細がはっきり理解されるであろう。
【図１】図１は、現在利用可能な装置における円錐形の噴霧パターンを有する使用中の超音波噴霧器の断面図である；
【図２】図２は、現在の利用可能な装置による超音波チップの放射面に対する直接的な液体の送出を示している；
【図３】図３は、現在の利用可能な装置による超音波チップのラジアル面に対する直接的な液体の送出を示している；
【図４】図４は、超音波チップのラジアル面又は放射面からの液体の滴下を示す現在利用可能な装置における超音波噴霧器の断面図である；
【図５】図５は、超音波チップのラジアル面又は放射面からの液体の滴下を有する現在利用可能な装置において、円錐形の噴霧パターンを有する超音波噴霧器の三次元図を示す；
【図６】図６は、本発明の概念による（上側から見た）平坦な噴霧パターンを有し、使用中の、液滴又は液体の流れ用の降着スペースを有する超音波噴霧器チップの断面図である；
【図７】図７は、本発明の概念による（上側から見た）平坦な噴霧パターンを有し、使用中の、液滴又は液体の流れ用の降着スペースを有する超音波噴霧器チップの三次元図である；
【図８】図８は、使用中の液滴又は液体の流れ用の降着スペース、及び本装置の概念により（上側及び下側から見て平担な噴霧パターンを有する）切り取られたチップの部分を有する超音波噴霧器チップの断面図である；
【図９】図９は、使用中の液滴又は液体の流れ用の降着スペース、及び本装置の概念により（上側及び下側から見て平担な噴霧パターンを有する）切り取られたチップの部分を有する超音波噴霧器チップの三次元図である；
【図１０】図１０は、使用中の液滴及び液体の流れ用の降着スペース、及び本装置の概念により滴下することなく矩形又は平坦な噴霧を生成するような矩形形状の放射面を有する超音波噴霧器チップの三次元図である；
【図１１】図１１は、使用中の液体送出チューブ／管を介して一地点での液滴用の降着スペース、及び本装置の概念により滴下することのない矩形又は平担な噴霧を生成するような矩形形状の放射面を有する超音波噴霧器チップの三次元図である；
【図１２】図１２は、使用中の断面幅内の複数液体送出チューブ／管を介する液滴用の降着スペース、及び本装置の概念により滴下することなく矩形又は平坦な噴霧を生成するような矩形形状の放射面を有する超音波噴霧器チップの三次元図であり、スピンドル又はマンドレルの上で回転するステントも示している；
【図１３】図１３は、使用中の断面幅に液体の流れ用の降着スペース、及び液体送出チューブ／管の断面が、超音波チップの遠位端又は放射面と同じ矩形である本装置の概念により、滴下することなく矩形又は平坦な噴霧を生成するような矩形形状の放射面を有する超音波噴霧器チップの三次元図である；
【図１４】図１４は、噴霧を行わない超音波ステントコーティング工程部分の音響効果の図である；
【図１５】図１５は、噴霧を伴う超音波ステントコーティング工程の音響効果の図である；
【図１６】図１６は、ステントコーティング用の特別な遠位端構造を有する超音波チップの三次元図である；
【図１７】図１７は、本発明による矩形／平担な噴霧パターンを伴い、使用中に軸開口を有する超音波噴霧器の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009502420.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2009502420.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2009502420.tif 000019
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングを医療用デバイスに施す方法において：
遠位端を有する超音波トランスデューサと；
前記超音波トランスデューサの前記遠位端に配置した超音波チップと；
を具え、
前記超音波チップが放射面と降着スペースを有しており；
前記放射面が前記降着スペースと同一平面上にない；
超音波装置から噴霧を生成するステップと；
前記降着スペースに液体を塗布するステップと；
前記液体を前記降着スペースから前記放射面まで移動させるステップと；
前記放射面から前記液体を噴霧として放出するステップと；
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法が更に：
前記医療用デバイスを回転させるステップと；
接着力の改善のために前記医療用デバイスを超音波処理するステップと；
前記医療用デバイス上へ向けて前記噴霧を塗布するステップと；
少なくとも１の精密かつ均一なコーティング層を作るステップと；
コーティング後にステントの超音波処理を行うステップと；
を有することを特徴とする方法。
【請求項３】
接着力の改善のために前記医療用デバイスを超音波処理する前記ステップが、コーティング前に非近接場で生じることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
接着力の改善のために前記医療用デバイスを超音波処理する前記ステップが、コーティング前に近接場で生じることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
接着力の改善のために前記医療用デバイスを超音波処理する前記ステップが、前記近接場と前記非近接場間の界面で生じることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記医療デバイスを回転させる前記ステップが、前記放射面と前記医療用デバイスの間の距離を変動させるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記医療用デバイスを回転させるステップが、前記放射面と前記医療用デバイスの間の距離の変動を、前記非近接場において開始し、前記近接場において終了することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法において、前記医療用デバイスを回転させるステップが、前記放射面と前記医療用デバイスの間の距離の変動を、前記近接場において開始し、前記非近接場において終了することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記超音波装置で前記医療用デバイスを乾燥させる更なるステップを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記超音波装置で前記医療用デバイスを滅菌する更なるステップを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記医療用デバイスの乾燥及び滅菌を同時に行う更なるステップを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
請求項２に記載の方法が更に、接着力の改善、コーティング、乾燥及び滅菌用に異なる超音波の振幅を用いるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、前記超音波の周波数範囲が１８ＫＨｚ乃至６０ＭＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、前記超音波の周波数が約５０ＫＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項２に記載の方法が更に、接着力の改善、コーティング、乾燥及び滅菌用に異なる超音波の周波数を用いるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、前記超音波トランスデューサが２ミクロン乃至３００ミクロンの範囲の振幅で、前記超音波チップを振動させることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項２に記載の方法において、前記コーティングが治療薬であることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項２に記載の方法において、前記コーティングがポリマであることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項２に記載の方法において、前記コーティングがポリマと治療薬の混合物又は組合せであることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項２に記載の方法において、前記コーティングが、前記医療用デバイスの長軸に沿って厚さを変更することができることを特徴とする方法。
【請求項２１】
医療用デバイスコーティング用の装置において：
遠位端を有する超音波トランスデューサと；
前記超音波トランスデューサの前記遠位端に配置した超音波チップと；
を具え、
前記超音波チップが放射面と降着スペースを有しており；
前記降着スペースが液体を受け；
前記降着スペースが前記放射面と液通しており；
前記放射面が前記降着スペースと同一平面上になく；
前記放射面が噴霧を放出する；
ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
前記液体が治療薬であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記液体がポリマであることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記液体が治療薬とポリマの組合せであることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記超音波トランスデューサ用の駆動信号が、正弦波信号、矩形信号及び台形信号からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記超音波チップが、軸開口を有することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記液体を提供するシリンジポンプを更に有する請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記噴霧が気体と共に方向付けられることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
前記液体を前記降着スペースにわたって受けることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３０】
前記放射面が円形であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３１】
前記放射面が矩形であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３２】
前記噴霧の接着力を改善するために、オゾンが生成されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３３】
前記医療用デバイスが少なくとも部分的に近接場ゾーン内に配置されていることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３４】
前記超音波トランスデューサが、１８ＫＨｚ乃至６０ＭＨｚの範囲の周波数で、前記超音波チップを振動させることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３５】
前記超音波トランスデューサが、約５０ＫＨｚの周波数で、前記超音波チップを振動させることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３６】
前記超音波トランスデューサが、２ミクロン乃至３００ミクロンの範囲の振幅で、前記超音波チップを振動させることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３７】
前記噴霧の塗布を制御する電子制御ユニットを更に有する請求項２１に記載の装置。
【請求項３８】
前記超音波チップの位置制御用のモータを更に有する請求項２１に記載の装置。
【国際調査報告】
2009502420.tif 000021