(57)【要約】【課題】装置を特定の用途に形成することができる移植用医療装置を提供すること。【解決手段】生体適合性材料で形成された腔内ステントを含む様々な移植用医療装置。この生体適合性材料は、金属材料及び非金属材料を含むことができる。このような材料は、様々な荷重条件に適合する様々な形状の装置のデザインを容易または可能にする微細構造を用いてデザインすることができる。【選択図】図３
2006102517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腔内足場であって、
管内面及び管外面を有する少なくとも１つの耐力要素を含み、
前記耐力要素が、前記管内面と前記管外面との間の径方向の距離によって画定された所定の肉厚、及び所定の特徴幅を有しており、
前記肉厚と前記特徴幅によって画定された領域が、第１のゾーン、第２のゾーン、及び中立ゾーンの３つのゾーンを含み、前記第１のゾーンが、外部荷重によって圧縮応力及び／または引張応力の変化を受け、前記第２のゾーンが、外部荷重によって引張応力及び／または圧縮応力の変化を受け、前記中立ゾーンが、前記第１のゾーンと前記第２のゾーンの間に位置しており、
前記特徴幅が、前記肉厚に実質的に対して垂直な方向に前記第１のゾーン、前記中立ゾーン、及び前記第２のゾーンを通る直線距離であり、
前記耐力要素が、前記画定された領域内の少なくとも１つの内部構造境界及び大きさが約５０μｍまたはそれ以下の構造ドメインを備えた微細構造を有するように処理された材料から形成される、腔内足場。
【請求項２】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記材料が合成ポリマー材料から生成される、腔内足場。
【請求項３】
請求項２に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリオレフィンを含む、腔内足場。
【請求項４】
請求項２に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリアミドを含む、腔内足場。
【請求項５】
請求項２に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリエステルを含む、腔内足場。
【請求項６】
請求項２に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がフルオロポリマーを含む、腔内足場。
【請求項７】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記材料が天然ポリマー材料から生成される、腔内足場。
【請求項８】
請求項７に記載の腔内足場であって、
前記天然ポリマー材料が多糖を含む、腔内足場。
【請求項９】
請求項７に記載の腔内足場であって、
前記天然ポリマー材料がタンパク質を含む、腔内足場。
【請求項１０】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記材料が合成生体適合性ポリマー材料から生成される、腔内足場。
【請求項１１】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリエステルを含む、腔内足場。
【請求項１２】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリヒドロキシアルカノエート（polyhdroxalkanoates）を含む、腔内足場。
【請求項１３】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリ無水物を含む、腔内足場。
【請求項１４】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリオルトエステルを含む、腔内足場。
【請求項１５】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリアミノ酸を含む、腔内足場。
【請求項１６】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリエステルアミドを含む、腔内足場。
【請求項１７】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリホスホエステル（polyphosphoesters）を含む、腔内足場。
【請求項１８】
請求項１０に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリホスファゼンを含む、腔内足場。
【請求項１９】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが球晶構造を含む、腔内足場。
【請求項２０】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが折り畳み鎖構造を含む、腔内足場。
【請求項２１】
請求項１に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが球晶構造及び折り畳み鎖構造を含む、腔内足場。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の背景〕
１．発明の分野
本発明は、移植用医療装置に用いられる新規の形状に関連し、詳細には、強度、可撓性、膨張性、及び耐疲労性が高く、制御されたリコイルを提供する合金から製造または形成される新規のステントデザインに関する。本発明はまた、様々な荷重条件に適合し得る様々な形状を有する装置のデザインを促進する微細構造のデザインを提供する金属及び非金属の生体適合性材料に関する。
【０００２】
２．関連分野の考察
現在製造されている脈管ステントは、臨床的に適切な生体内の荷重条件下で、装置の所望の機械的挙動に対してステント形成材料の微細構造の特性を十分に調整することができない。あらゆる脈管内装置は、好ましくは、例えば、目的の内腔直径に脈管を戻すのを助ける慢性的な外側への力によって脈管の開通性を維持すること、配置された時の過剰な径方向のリコイルを防止すること、及び目的の膨張直径の全ての範囲を十分にカバーできるように十分な耐疲労性及び延性を有することを含め、特定の特性を有するべきである。
【０００３】
従って、装置の設計者が装置を特定の用途に適合するようにデザインできる、脈管ステントを製造するための前駆材料すなわち原料や方法の開発が要望されている。
【０００４】
〔発明の要約〕
本発明は、既に簡単に説明したように特定の脈管内治療の分野に対する従来から利用されている材料の適用制限を解消する。
【０００５】
一形態に従えば、本発明は腔内足場に関する。この腔内足場は、管内面及び管外面を有する少なくとも１つの耐力要素を含み、この耐力要素が、管内面と管外面との間の径方向の距離によって画定された所定の肉厚、及び所定の特徴幅を有しており、肉厚と特徴幅によって画定された領域が、第１のゾーン、第２のゾーン、及び中立ゾーンの３つのゾーンを含み、第１のゾーンが外部荷重によって圧縮応力及び／または引張応力の変化を受け、第２のゾーンが外部荷重によって引張応力及び／または圧縮応力の変化を受け、中立ゾーンが第１のゾーンと第２のゾーンの間に位置しており、特徴幅が肉厚に対して実質的に垂直な方向に第１のゾーン、中立ゾーン、及び第２のゾーンを通る直線距離であり、耐力要素が、画定された領域内に少なくとも１つの内部構造境界及び大きさが約５０μｍまたはそれ以下の構造ドメインを備えた微細構造を有するように処理された材料から形成されている。
【０００６】
本発明の移植用医療装置に用いる生体適合性材料は、現在使用されている材料に対して多数の利点を提供する。本発明の生体適合性材料は、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に適合し、他の金属材料ほど脆弱ではなく、延性及び靭性が高く、耐久性に優れている。この生体適合性材料はまた、強度及び柔軟性を含め、現在利用されている金属材料の所望の特性または有利な特性を維持している。
【０００７】
本発明の移植用医療装置に用いる生体適合性材料は、血管ステント、胆管ステント、及び尿管ステントなどの脈管開存装置、心房中隔や心室中隔のオクルーダー、及び卵円孔開存オクルーダーなどの脈管咬合装置、及び固定装置などの整形外科装置を含む様々な医療用途に利用することができる。
【０００８】
本発明の生体適合性材料は、製造が容易で安価である。この生体適合性材料は、様々な構造または装置に形成することができる。生体適合性合金に、冷間加工及び熱処理を含む加工熱処理を施して、様々な程度の強度及び延性を得ることができる。本発明の生体適合性材料は、時効硬化させて１または複数の二次相を沈降させることができる。
【０００９】
本発明の腔内ステントは、強度が高く制御されたリコイル装置を目的のユーザーに提供するべく、膨張した内径に応じた壁部の寸法を構成する等軸粒子の数が最適になるように特別に形成することができる。
【００１０】
本発明の生体適合性材料は、現在利用されているステントよりも広い範囲の荷重条件に耐えられるステントの製造を可能にするユニークな組成及びデザイン特性を含む。具体的には、生体適合性材料内にデザインされる微細構造により、様々な荷重条件に適合する様々な形状のステントのデザインが容易になる。
【００１１】
本発明の生体適合性材料は、ポリマー材料を含む非金属材料も含む。このような非金属材料は、少なくとも１つの内部粒子境界またはその非金属等価物すなわち球晶境界が存在することを含め、特に微細構造デザインにおいて、ここに記載する金属材料に実質的に類似した特性を有するようにデザインすることができる。
【００１２】
〔好適な実施形態の詳細な説明〕
本発明の上記した及び他の特徴及び利点は、添付の図面を用いて例示する以下に示す本発明の好適な実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１３】
鉄系合金、コバルト系合金、及びチタン系合金、並びに耐熱金属及び耐熱系合金などの生体適合性の固溶強化合金を様々な移植用医療装置の製造に用いることができる。本発明に従った移植用医療装置に用いる生体適合性合金は、現在使用されている医療用合金に対して様々な利点を有する。このような利点には、現在用いられている材料や製造方法に制限を与えることなく設計者が意図したように十分に機能する基本的な微細構造を形成できることが含まれる。
【００１４】
参考までに、移植用生体適合性装置材料として広く利用されている３１６Ｌ（すなわち、ＵＮＳ Ｓ３１６０３）などの従来のステンレス鋼合金は、約１６ｗｔ％〜約１８ｗｔ％の範囲のクロム（Ｃｒ）、約１０ｗｔ％〜約１４ｗｔ％の範囲のニッケル（Ｎｉ）、約２ｗｔ％〜約３ｗｔ％の範囲のモリブデン（Ｍｏ）、最大約２ｗｔ％のマンガン（Ｍｎ）、最大約１ｗｔ％のシリコン（Ｓｉ）、及び残りの成分である鉄（Ｆｅ）（約６５ｗｔ％）を含むことができる。
【００１５】
さらに、同様に移植用生体適合性装置材料として広く利用されているＬ６０５（すなわち、ＵＮＳ Ｒ３０６０５）などの従来のコバルト系合金は、約１９ｗｔ％〜約２１ｗｔ％の範囲のクロム（Ｃｒ）、約１４ｗｔ％〜約１６ｗｔ％の範囲のタングステン（Ｗ）、約９ｗｔ％〜約１１ｗｔ％の範囲のニッケル（Ｎｉ）、最大３ｗｔ％の鉄（Ｆｅ）、最大２ｗｔ％のマンガン（Ｍｎ）、最大１ｗｔ％のシリコン（Ｓｉ）、及び残りの成分であるコバルト（ｃｏｂａｌｔ）（約４９ｗｔ％）を含むことができる。
【００１６】
また、同様に移植用生体適合性装置材料として広く利用されているＨａｙｎｅｓ１８８（ＵＮＳ Ｒ３０１８８）などの別の従来のコバルト系合金は、約２０ｗｔ％〜約２４ｗｔ％の範囲のニッケル（Ｎｉ）、約２１ｗｔ％〜約２３ｗｔ％の範囲のクロム（Ｃｒ）、約１３ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲のタングステン（Ｗ）、最大３ｗｔ％の鉄（Ｆｅ）、最大１．２５ｗｔ％のマンガン（Ｍｎ）、約０．２ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の範囲のシリコン（Ｓｉ）、約０．０２ｗｔ％〜０．１２ｗｔ％の範囲のランタン（Ｌａ）、及び最大０．０１５ｗｔ％のホウ素（Ｂ）を含み、残りの成分がコバルト（Ｃｏ）（約３８ｗｔ％）である。
【００１７】
一般に、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、シリコン（Ｓｉ）、及びモリブデン（Ｍｏ）などの元素添加物が、臨床的に適切な使用条件内の強度、機械加工性、耐食性を含め、性能特性を改善または所望にするために適宜、鉄系合金及び／またはコバルト系合金に添加される。
【００１８】
例示的な一実施形態に従えば、コバルト系合金は、約０から冶金学的に重要でない僅かなレベルまでの鉄元素（Ｆｅ）とシリコン元素（Ｓｉ）、鉄元素のみ、またはシリコン元素のみを含むことができる。例えば、コバルト系合金は、約１０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲のクロム、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のタングステン、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のニッケル、約０ｗｔ％〜約５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０ｗｔ％〜約１ｗｔ％の範囲の炭素、０．１２ｗｔ％以下の鉄、０．１２ｗｔ％以下のシリコン、０．０４ｗｔ％以下のリン、０．０３ｗｔ％以下の硫黄、及び残りの成分であるコバルトを含むことができる。また、コバルト系合金は、約１０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲のクロム、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のタングステン、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のニッケル、約０ｗｔ％〜約５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０ｗｔ％〜約１ｗｔ％の範囲の炭素、０．１２ｗｔ％以下の鉄、０．４ｗｔ％以下のシリコン、０．０４ｗｔ％以下のリン、０．０３ｗｔ％以下の硫黄、及び残りの成分であるコバルトを含む。さらに別の組成では、コバルト系合金は、約１０ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲のクロム、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のタングステン、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の範囲のニッケル、約０ｗｔ％〜約５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０ｗｔ％〜約１ｗｔ％の範囲の炭素、３ｗｔ％以下の鉄、０．１２ｗｔ％以下のシリコン、０．０４％以下のリン、０．０３ｗｔ％以下の硫黄、及び残りの成分であるコバルトを含む。
【００１９】
ある例示的な実施形態に従えば、移植用医療装置は、約２０ｗｔ％〜約２４ｗｔ％の範囲のニッケル、約２１ｗｔ％〜約２３ｗｔ％の範囲のクロム、約１３ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲のタングステン、約０ｗｔ％〜約１．２５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０．０５ｗｔ％〜約０．１５ｗｔ％の範囲の炭素、約０．０２ｗｔ％〜約０．１２ｗｔ％の範囲のランタン、約０ｗｔ％〜約０．０１５ｗｔ％の範囲のホウ素、０．１２ｗｔ％以下の鉄、０．１２ｗｔ％以下のシリコン、及び残りの成分であるコバルトを含む固溶合金から形成することができる。
【００２０】
別の例示的な実施形態に従えば、移植用医療装置は、約２０ｗｔ％〜約２４ｗｔ％の範囲のニッケル、約２１ｗｔ％〜約２３ｗｔ％の範囲のクロム、約１３ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲のタングステン、約０ｗｔ％〜約１．２５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０．０５ｗｔ％〜約０．１５ｗｔ％の範囲の炭素、約０．０２ｗｔ％〜約０．１２ｗｔ％の範囲のランタン、約０ｗｔ％〜約０．０１５ｗｔ％の範囲のホウ素、約０．２ｗｔ％〜約０．５ｗｔ％の範囲のシリコン、０．１２ｗｔ％以下の鉄、及び残りの成分であるコバルトを含む固溶合金から形成することができる。
【００２１】
さらに別の例示的な実施形態では、移植用医療装置は、約２０ｗｔ％〜約２４ｗｔ％の範囲のニッケル、約２１ｗｔ％〜約２３ｗｔ％の範囲のクロム、約１３ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の範囲のタングステン、約０ｗｔ％〜約３ｗｔ％の範囲の鉄、約０ｗｔ％〜約１．２５ｗｔ％の範囲のマンガン、約０．０５ｗｔ％〜約０．１５ｗｔ％の範囲の炭素、約０．０２ｗｔ％〜約０．１２ｗｔ％の範囲のランタン、約０ｗｔ％〜約０．０１５ｗｔ％の範囲のホウ素、０．１２ｗｔ％以下のシリコン、及び残りの成分であるコバルトを含む固溶合金から形成することができる。
【００２２】
この合金（すなわち、合金１８８／Ｈａｙｎｅｓ１８８）の従来の組成とは異なり、目的とする組成物は、上記した従来許容されていた微量の不純物レベルの鉄元素（Ｆｅ）またはシリコン（Ｓｉ）を一切含まない。従って、この例示的な実施形態では、感受性すなわち透磁率が著しく低いため、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に対する適合性が改善される。さらに、例示的な実施形態では、上記した微量の不純物レベルのシリコン（Ｓｉ）の排除により、材料の延性及び疲労強度（すなわち、サイクル疲れ限度の強度）が著しく改善される。
【００２３】
本発明の材料の組成において、強磁性成分を排除せずに、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に対する適合性が改善されるように感受性すなわち透磁率を変更した。加えて、本発明の材料は、シリコン（Ｓｉ）などの従来の機械加工補助剤によって誘発される悪影響を最小限にして測定可能な延性を改善することを目的としている。
【００２４】
鉄系合金、コバルト系合金、耐熱系合金、耐熱金属、及びチタン系合金を含む様々な合金及び人工金属を本発明に従って使用できることに留意されたい。しかしながら、説明を簡単にするため、以下の詳細な説明には、コバルト系合金の詳細な説明を用いる。
【００２５】
例示的な実施形態は、まず機械的に均一化（すなわち、混合）し、次いでグリーン状態（green state）（すなわち、前駆）の形態に圧縮して、上記したように必要な基本原料から得ることができる。必要に応じて、炭化水素系潤滑剤及び／または溶媒（例えば、鉱油、マシン油、灯油、イソプロパノール、及び関連するアルコールなど）などの適切な製造補助剤を用いて機械的な均一化を確実に行うことができる。加えて、混合物の超音波撹拌ステップ、続く不必要な製造補助剤を除去してグリーン状態の間隙を減少させるための冷間圧縮ステップなどの他の処理ステップを利用することができる。前処理及び／またはシステムの組立（例えば、容器内の材料の混合及び容器の移送など）による処理器具内及び処理器具上のあらゆる不純物を、グリーン状態の形態が不要に汚染されないように著しく減少させるのが好ましい。これは、構成要素を添加する前に、界面活性剤系クリーナーを用いて弱く付着している汚染物質を全て除去し、混合容器を十分に洗浄して達成することができる。
【００２６】
所望の組成のインゴットへのグリーン状態の形態の初めの溶解は、真空誘導溶解（ＶＩＭ）によって達成する。この真空誘導溶解では、初めの形態を、るつぼ内の主構成要素の融点よりも高い温度に誘導的に加熱し、次いで真空（例えば、通常は１０-4ｍｍＨｇまたはそれ以下の圧力）環境下で二次型内に注入する。この真空処理により、大気汚染物が著しく減少する。溶融池が固化すると、インゴット棒が、通常は特性がセラミック（例えば、炭化物、酸化物、または窒化物）である二次相の不純物の所定の閾値を有する実質的に単相（すなわち、組成的に均一）になる。このような不純物は通常、前駆基本原料に由来する。
【００２７】
真空アーク還元（ＶＡＲ：vacuum arc reduction）と呼ばれる二次溶融処理を用いて、従来の許容される微量の不純物レベル（すなわち、１，５００ｐｐｍ未満）まで二次相の不純物の濃度をさらに低下させる。インゴット製造の分野の技術者であれば、大気汚染物を最小限にするこの実施を実質的に具現する他の方法が可能であろう。加えて、初めのＶＡＲステップの後で、インゴット形態の固溶合金をさらに均一化するためにＶＡＲ処理を繰返し行うことができる。限定するものではないが、棒材を所望の原料形態にさらに小さく形成するように、インゴットの剥離、研削、切削、鍛造、成形、熱間圧延、及び／または冷間仕上げ処理ステップなどの様々な工業的に許容される方法によって、均一化された合金を、初めのインゴット構造から大きさ及び形態を小さくする。
【００２８】
この例示的な実施形態では、インターベンション装置に適した所望の小さな直径と薄いチューブ壁が最終的に得られる加工熱処理を開始するのに必要な開始原料の製品形態は、所定の長さを有する適当な大きさの丸い棒（例えば、直径が１インチ（２５．４ｍｍ）の丸い棒材）である。開始棒材を大幅に小さなチューブ構造にするのを容易にするためには、棒材の全長に亘る開始隙間孔をその棒材に形成しなければならない。このようなチューブの孔（すなわち、壁部の厚いチューブ）は、棒材をガンドリリング（直径に対する深さの比が大きいドリル加工）によって形成することができる。チューブ製造分野の技術者であれば、他の工業的に適した方法を用いて丸い棒材からチューブの孔を形成できるであろう。
【００２９】
以下に記載する任意の内部（すなわち、内径（ＩＤ））支持方法を用いて、圧縮外径（ＯＤ）の精密成形（すなわち切削）された円周が完全なダイヤモンドダイを引き抜くなどの連続的で機械的な冷間仕上げを行うことができる。このような内部支持方法には従来の成形法に限定するものではないが、硬質マンドレル（すなわち、ロッド引抜きとも呼ばれる移動距離が比較的長いＩＤマンドレル）引抜き、フローティングプラグ（すなわち、ＯＤ圧縮ダイの領域内にフロートする移動距離が比較的短いＩＤマンドレル）引抜き、及び固定プラグ（すなわち、比較的短寸のワークピースが加工される引抜き装置にＩＤマンドレルを固定する）引抜きなどが含まれる。このような工程は、外径（ＯＤ）を小さくし、開始中空チューブの対応する壁部を薄くして所望の寸法の最終製品を形成することが目的である。
【００３０】
必要に応じて、内部支持を用いずに（すなわち、ＩＤマンドレルを使用しない）圧縮ダイの中をワークピースを引き抜くチューブ引抜き（すなわち、チューブ壁を実質的に薄くしないでワークピースのＯＤを小さくする）を行うことができる。従来から、チューブ引抜きは通常、最終製品の所望の寸法特性を得るために最終または終盤の機械加工ステップとして用いられている。
【００３１】
特に重要ではないが、特定の組成構造が開始原料構造から所望の寸法の最終製品への１回での縮小を助けるのであれば、工程中の加熱処理は必要ないであろう。最終製品の目的の機械的特性を得るために必要な場合は、最終的な加熱処理ステップを行う。
【００３２】
従来から、本発明に従った全ての金属合金は、開始原料構造から所望の寸法の最終製品にするには段階的な縮小が必要である。このような処理の制限は、構造的な欠陥（例えば、歪みによる破損、ひび、広範な間隙形成など）が起こらずに処理ステップごとに引き起こされる有限の機械的損傷に耐える材料の性能によるものである。
【００３３】
上記したあらゆる冷間仕上げステップ（すなわち、冷間加工）の際に引き起こされた機械的損傷を補償するために、周期的な加熱処理を行って応力を緩和し（すなわち、冷間加工などの処理による有害な内部に残る応力を最小限にし）、これにより後続の縮小の前のワークピースの加工性（すなわち、測定可能な欠陥が起こることなく別の機械的損傷に耐える能力）を改善する。このような熱処理は通常、限定するものではないが、不活性ガス炉（例えば、窒素やアルゴンなど）、酸素希薄水素炉、従来の真空炉、及び一般的ではない処理条件の大気などの比較的不活性な環境で行われる。真空炉が用いられる場合、通常はｍｍＨｇまたはトル（１ｍｍＨｇ＝１トル）の単位で測定される真空（すなわち、減圧）のレベルは、熱処理中に過度及び悪影響のある高温の酸化過程が起こらないように十分なレベルにすべきである。この処理は通常、１０-4ｍｍＨｇ（０．０００１トル）以下の低い真空条件下で行うことができる。
【００３４】
応力を緩和するための加熱処理温度は通常、熱処理装置の適当な大きさの等温領域内の公称融点の８２％〜８６％の範囲（すなわち、工業的に許容される液相温度、０．８２〜０．８６の同相温度（homologous temperature））に一定に維持される。熱処理するワークピースは、そのワークピースが熱平衡状態に達するのに十分な時間、そして必要に応じて応力緩和及び／または中間焼鈍しの反応動態が十分に完了する時間が経過するまで等温処理領域内に保持する（すなわち、時間依存材料処理）。ワークピースが処理中に維持される時間は、ワークピースを処理室内に導入し、加熱処理が終了した時にワークピースを取り出す方法によって異なる。一般に、この処理は、限定するものではないが、従来のコンベヤベルト装置または他の適当な機械装置を用いて行われる。コンベヤベルト装置を用いる場合、コンベヤベルトの速度、及び必要に応じた等温領域内における適当な停止時間は、処理が意図したように終了するように所定温度で十分な時間となるように制御される。
【００３５】
最終製品の所望の機械的性質を得る必要がある場合、通常範囲の０．８２〜０．８６の同相温度とならないように熱処理温度及びその処理時間が意図的に用いられる。様々な時効硬化（すなわち、処理する金属合金の全体の化学組成に変化を起こさない、従来の融点に対してある程度高い温度で特性を変化させる処理）ステップを必要に応じて、０．８２〜０．８６の同相温度よりも実質的に低い温度で上記した要領で実施することができる。本発明に従ったコバルト系合金の場合、このような処理温度は、約０．２９の同相温度及び上記した応力緩和温度を含め、様々な温度範囲にすることができる。熱処理するワークピースは、そのワークピースが熱平衡状態に達するのに十分な時間、そして必要に応じて時効硬化の反応動態が十分に完了する時間が経過するまで等温処理領域内に保持してから処理装置から取り出す（すなわち、時間依存材料処理）。
【００３６】
本発明に従ったコバルト系合金の場合、炭化物、窒化物、及び／または酸化物などの二次相セラミック化合物の形成が、時効硬化加熱処理によって誘導または促進される。本発明に従ったコバルト系合金の場合、このような二次相化合物は通常、限定するものではないが、それぞれが多結晶合金全体を構成する粒子（すなわち、結晶体）を含む構造結晶平面の熱力学的に好ましい領域に沿って沈降する炭化物である。このような二次相炭化物は、粒間境界及びそれぞれの粒子構造内（すなわち、粒子内）に存在し得る。本発明に従ったコバルト系合金では、大抵の場合、化学量論的に存在すると予想される主な二次相炭化物はＭ6Ｃである。このＭは通常、コバルト（ｃｏｂａｌｔ）である。存在する場合、金属間Ｍ6Ｃ相は通常、それぞれが本発明に従った多結晶合金内にある粒子を含む構造結晶平面の熱力学的に好ましい領域に沿って粒子内に存在すると推測される。実際には一般的ではないが、等価物質現象（equivalent material phenomena）が単結晶（すなわち単一粒子）合金に存在し得る。
【００３７】
加えて、もう１つの主な二次相炭化物も、時効硬化熱処理によって誘導または促進され得る。存在する場合、この相は、化学量論的にＭ23Ｃ6と予想される。このＭは、通常はクロム（Ｃｒ）であるが、特にコバルト系合金の場合はコバルト（ｃｏｂａｌｔ）も普通に観察される。存在する場合、金属間Ｍ23Ｃ6相は通常、本発明に従った多結晶合金内にある粒間境界（すなわち、粒子境界）に沿って存在すると推測される。金属間Ｍ6Ｃ相で既に説明したように、実際には一般的ではないが、等量の金属間Ｍ23Ｃ6相が、単結晶（すなわち単一粒子）合金に存在し得る。
【００３８】
粒子間Ｍ23Ｃ6相の場合、この二次相は、合金マトリックスに構造的及び組成的に適合するように形成された場合、合金マトリックス及び粒子境界の本質的な強度が十分に釣り合う程度に粒子境界を強化するのが最も重要であると従来から考えられている。微細構造レベルにおいて材料の強度をこのように同レベルにすることにより、最終チューブ製品の全体の機械的性質をさらに所望のレベルに最適化することができる。
【００３９】
応力緩和ステップ及び時効硬化関連加熱処理ステップに加えて、ワークピースの溶液化（すなわち、１または複数の合金の成分を熱力学的に固溶体‐単相にするのに十分に高い温度及び長い処理時間を用い、完全焼なましとも呼ばれる）を利用することができる。本発明に従ったコバルト系合金の場合、一般的な溶液化温度は、約０．８８〜０．９０の同相温度を含め、様々な範囲にすることができる。熱処理するワークピースは、そのワークピースが熱平衡状態に達するのに十分な時間、そして必要に応じて溶液化の反応動態が十分に完了する時間が経過するまで等温処理領域内に保持してから処理装置から取り出す（すなわち、時間依存材料処理）。
【００４０】
必ずではないが機械的冷間仕上げステップ、応力緩和ステップ、時効硬化ステップ、及び溶液化ステップを含むことができる熱化学処理ステップの連続的及び選択的な順序での組合せにより、区別できる明確な微細構造特性の結果として広い範囲の測定可能な機械的性質を誘導または可能にすることができる。このような材料の現象を図１で観察することができる。図１には、本発明に従った降伏強さ及び延性（伸長率（％）で表されている）などの測定可能な機械的性質に対する冷間加工及び処理中の加熱処理などの加工熱処理（ＴＭＰ）の影響を表すチャートが示されている。この例では、加工熱処理（ＴＭＰ）群（１）−（５）は、必ずしもこの順序でなくても良いが様々な組合せの冷間仕上げ、応力緩和、及び時効硬化を受けた。一般に、それぞれのＴＭＰ群に適用される主な等温時効硬化加熱処理は、群（１）に対しては約０．７４〜０．７８の同相温度、群（２）に対しては約０．７６〜０．８０の同相温度、群（３）に対しては約０．７８〜０．８２の同相温度、群（４）に対しては約０．８０〜０．８４の同相温度、群（５）に対しては約０．８２〜０．８４の同相温度と様々である。熱処理する各ワークピースは、そのワークピースが熱平衡状態に達するのに十分な時間、そして時効硬化の反応動態が十分に完了する時間が経過するまで等温処理領域内に保持する。
【００４１】
サイクル疲労特性における加工熱処理（ＴＭＰ）の影響は、図２に反映されているように本発明に従ったコバルト系合金に対して著しい。図２の実験は、前記したＴＭＰ群（２）と（４）における加工熱処理に応じた疲労強度に対する影響（すなわち、疲れ限度）を示している。この特定の例に用いられている図２のＴＭＰ群（２）は、ＴＭＰ群（４）に対して疲労強度（疲れ限度、すなわち最大応力であって、これよりも低い応力では材料が無限数の応力サイクルに耐えると推定できる）の著しい増大を示している。
【００４２】
全ての意図した処理が完了すると、チューブ製品は、脈管ステント、フィルター、閉塞装置、シャント、及び塞栓コイルを含む様々な移植用医療装置に形成することができる。本発明の例示的な実施形態に従えば、チューブ製品は、ステントまたは脈管内足場に形成することができる。好適なステントの材料特性には、強度、疲労強さ、及び十分な延性が含まれる。
【００４３】
強度は、原料の本質的な機械的性質である。前の加工熱処理の結果として、得られる強度特性を、原料を構成する基本的な微細構造に主に与えることができる。この場合は粒度及び測定可能な強度（この場合は降伏強さ）である材料構造間の因果関係は、従来のＨａｌｌ‐Ｐｅｔｃｈの関係で説明することができる。つまり、次の式に示すように、強度は粒度の平方根に反比例する。
【数１】
2006102517.tif 000003
この式において、σyは、ＭＰａで測定した降伏強さであり、Ｇ．Ｓ．は、平均粒子直径としてｍｍで測定した粒度である。この強度特性は特に、生体内の荷重条件下で脈管の開存性を維持する脈管内装置の性能に影響を与える。
【００４４】
バルーン膨張装置リコイル（すなわち、配置カテーテルのバルーンの収縮によって最初に荷重を除去した時の弾性的な跳ね戻り）と強度（この場合は降伏強さ）の因果関係が主に粒度の影響を受ける。上記したように、粒度が小さくなると、上記したように降伏強さが大きくなる。従って、測定可能な装置リコイルは、材料の粒度に反比例する。
【００４５】
この場合は疲れ限度すなわち最大応力（これよりも低い応力では材料が無限数の応力サイクルに耐えると推定できる）である耐疲労性とこの場合は降伏強さである強度との因果関係は主に粒度の影響を受ける。耐疲労性は、例えば安定亀裂や製造時の傷などの既存の材料の欠陥などの外因による影響も受けるが、所定の荷重に対して耐疲労性に影響を与える主な内因は材料強度である。上記したように、粒度が小さくなると、上記したように降伏強さが大きくなる。従って、疲れ限度（すなわち、耐疲労性）は材料の粒度に反比例する。
【００４６】
この場合は材料を損傷させずに引張伸び（すなわち、伸長率（％））を支持する材料の能力である延性との因果関係は粒度による影響が大きい。一般に、延性は強度に反比例し、粒度に直接の因果関係があることを示唆している。
【００４７】
上記した例示的な実施形態に従えば、この場合は粒度である微細構造特性は、平均直径が約３２μｍまたはそれ以下にすることができる。測定可能な全ての機械的性質が、目的の構造すなわちステント内で均一で等方性であるように、粒子が等軸分布するのが好ましい。目的のステントの構造特性が好適な要領で構成されるように、ステント構成材または要素の所定の領域内に少なくとも約２〜最大約１０の構造的に限定された粒間要素（すなわち、粒子）が存在すべきである。具体的には、粒子の数は、ステント構造材の管内面と管外面との距離（すなわち、肉厚）によって決定することができる。このような微細構造の特徴はステント全体に亘って調整することができるが、詳細を後述するように、このような微細構造の特徴を備えたステントに変形可能な領域を設けることは特に有益であろう。
【００４８】
ここで図３を参照すると、本発明に従った例示的なステント１００の部分平面図が例示されている。この例示的なステント１００は、複数の可撓性コネクタ１０４によって相互連結された複数のフープ要素１０２を含む。フープ要素１０２は、実質的に円周方向を向いた一連の径方向ストラット部材１０６と交互する径方向アーク部材１０８として形成されている。平面図で示されているが、フープ要素１０２は、本質的にリング部材であって、可撓性コネクタ１０４によって互いに連結され、実質的にチューブ状のステント構造を成している。径方向ストラット部材１０６と交互する径方向アーク部材１０８が１つになって実質的に正弦波パターンを成している。フープ要素１０２は、様々なデザインの特徴を持つようにデザインでき、あらゆる構造が可能であると考えられるが、この例示的な実施形態では、径方向ストラット部材１０６はその中心部分１１０で幅が広い。このデザインの特徴は、薬物送達のための表面積の増大を含め、様々な目的に利用することができる。
【００４９】
可撓性コネクタ１０４は、実質的に長手方向を向いた連続的な一連の可撓性ストラット部材１１２と交互する可撓性アーク部材１１４から形成されている。可撓性コネクタ１０４は、上記したように近接するフープ要素１０２を相互に連結する。この例示的な実施形態では、可撓性コネクタ１０４は実質的にＮ型であって、一端が１つのフープ要素の径方向アーク部材に連結され、他端が近接するフープ要素の径方向アーク部材に連結されている。フープ要素１０２と同様に、可撓性コネクタ１０４は、様々なデザインの特徴及び様々な構造を含むことができる。この例示的な実施形態では、可撓性コネクタ１０４の各端部は、ステントをクリンプする際のネスティングを容易にするために近接するフープ要素の径方向アーク部材の異なった部分に連結されている。この例示的な構造では、近接するフープ要素の径方向アークは互いに面が僅かにずれており、１つおきのフープ要素の径方向アークは実質的に同じ面にあることに留意されたい。加えて、各フープ要素の全ての径方向アークが、近接するフープ要素の全ての径方向アークに連結されなくても良い。
【００５０】
実質的にチューブ構造のステント１００は、動脈などの実質的にチューブ状器官の開存性を維持するための足場を提供する。ステント１００は管内面及び管外面を含む。これらの２つの面の間の距離が、詳細を上記したように肉厚を画定する。ステント１００は、送達するための非膨張直径と、ステント１００が送達される器官の正常な直径に概ね一致する膨張直径とを有する。動脈などのチューブ状器官は直径が様々であるため、本発明の概念から逸脱することなく、異なった非膨張直径と膨張直径を有する様々な大きさのステントをデザインすることができる。ここに開示したように、ステント１００は、コバルト系合金、鉄系合金、チタン系合金、耐熱系合金、及び耐熱系金属を含むあらゆる金属材料から形成することができる。
【００５１】
上記した例示的なステントにおいて、多数の例を用いて、肉厚に対する等軸粒子の関係を例示することができる。第１の例では、肉厚は、膨張内径が約２．５ｍｍ未満のステントに対して約０．０００５インチ〜約０．００６インチ（０．０１２７ｍｍ〜０．１５２４ｍｍ）の範囲にすることができる。従って、最大数の等軸粒子の場合（この例示的な実施形態では、肉厚に亘って実質的に１０個以下）、等軸粒子の大きさは実質的に１．２５μｍ以上となる。この寸法特性は、最小の有効な肉厚を有効な等軸粒子の最大数で除して単純に得ることができる。別の例では、肉厚は、膨張した内径が約２．５ｍｍ〜約５．０ｍｍのステントに対して約０．００２インチ〜約０．００８インチ（０．０５０８ｍｍ〜０．２０３２ｍｍ）の範囲にすることができる。従って、最大数の等軸粒子の場合（この例示的な実施形態では、肉厚に亘って実質的に１０個以下）、等軸粒子の大きさは実質的に５．０μｍ以上となる。さらに別の例では、肉厚は、膨張した内径が約５．０ｍｍ〜約１２．０ｍｍのステントに対して約０．００４インチ〜約０．０１２インチ（０．１０１６ｍｍ〜０．３０４８ｍｍ）の範囲にすることができる。従って、最大数の等軸粒子の場合（この例示的な実施形態では、肉厚に亘って実質的に１０個以下）、等軸粒子の大きさは実質的に１０．０μｍ以上となる。さらに別の例では、肉厚は、膨張した内径が約１２．０ｍｍ〜約５０．０ｍｍのステントに対して約０．００６インチ〜約０．０２５インチ（０．１５２４ｍｍ〜０．６３５ｍｍ）の範囲にすることができる。従って、最大数の等軸粒子の場合（この例示的な実施形態では、肉厚に亘って実質的に１０個以下）、等軸粒子の大きさは実質的に１５．０μｍ以上となる。上記した計算では、寸法の単位を常に一定に維持することが重要である。
【００５２】
本発明の別の形態に従えば、図３に例示されている例示的なステント１００の要素は、形状、材料、及びかかる荷重の影響の関係を表すために用いることができるように、さらに定義することができる。図４を参照すると、１つのフープ要素１０２の平面図が例示されている。上記したように、フープ要素１０２は、実質的に円周方向を向いた一連の径方向ストラット部材１０６と交互する径方向アーク部材１０８として形成されている。しかしながら、フープ要素１０２は、多数の相互連結されたループと定義することもできる。この場合、１つのループが、図４の点ａと点ｂの間の要素である。言い換えれば、それぞれのループは、２つの径方向ストラット部材の一部と径方向アーク部材の全部を含む。１つのループの直線長さＬLは、次の式で表すことができる。
ＬL＝ＲＳL＋ＲＡL          （２）
この式において、ＲＳLはストラット部材の長さであり、ＲＡLは、その中心線を基準に測定したアーク部材の直線長さである。フープ１０２が多数の相互連結されたループとして形成する場合、フープの全直線長さＨLは次の式で表すことができる。
ＨL＝ΣＬL                  （３）
【００５３】
式（２）及び式（３）によって表される表現から、形状、材料、及びかかる荷重の影響の関係を説明または定義する多数の比を得ることができる。具体的には、詳細を後述するように様々な荷重条件に耐えることができる様々な形状のステントを製造する手段を提供するのは、ユニークな材料組成及び本質的特性すなわち微細構造である。例えば、ステントは、それぞれの径方向ストラット部材が膨張時に実質的に全く永久塑性変形せず、それぞれの径方向アーク部材が膨張時に実質的に全ての永久塑性変形を受け入れるようにデザインすることができる。また、ステントは、それぞれの径方向アーク部材が膨張時に実質的に全く永久塑性変形せず、それぞれの径方向ストラット部材が膨張時に実質的に全ての永久塑性変形を受け入れるようにデザインすることができる。これらの２つの例は２つの極端な例を表しているが、本発明がこれらの極端な例と例の間の範囲を含むことに留意されたい。
【００５４】
重要な材料特性は、詳細を前記したように微細構造に関連する。具体的には、ステントは、約３２μｍ以下の粒子の微細構造を有し、かつステントの肉厚に亘って測定して約２個〜約１０個の実質的に等軸の粒子を含むように処理された金属材料から形成することができる。以下に示す比は、ステントの所望の特性を説明するのに役立つ。
【００５５】
膨張効率比Ｈeffは次の通りである。
Ｈeff＝Ｃ／ＨL                  （４）
この式において、Ｃは完全に膨張したフープ（またはステント）の円周であり、ＨLは式（３）に示したようにフープの全長である。金属材料及び関連したその本質的特性により、達成することができる式（４）の比は次の通りである。
Ｈeff＝Ｃ／ＨL＞０．２５        （５）
【００５６】
言い換えれば、フープの全長に対する完全に膨張したフープの円周の比は０．２５よりも大きい。明らかに、達成できるこの比の最大は、全長が膨張したフープの円周よりも大きくならないため１である。しかしながら、この０．２５の膨張効率比が重要である。全てのステントのデザインにおいて、脈管内の構造金属の量を最小限にして全体的な製造の複雑さを軽減するのが望ましい。０．２５を超える膨張効率比は、前記した新規の材料を用いて達成可能である。完全に膨張したフープの円周は、ステントを配置する脈管の正常な内周に実質的に一致すべきである。加えて、脈管の内腔が実質的に円形でない場合、円周Ｃを外周に変更することができる。
【００５７】
ループ効率比Ｌeffは次の通りである。
Ｌeff＝ＬL／ＲＡL                （６）
この式において、ＬLは、式（２）によって決まる１つのループの直線長さすなわち経路長さであり、ＲＡLは、アーク部材の直線長さすなわち経路長さである。厳密に寸法の完全性を維持したまま、代数置換の基本的な規則を用いて、式（６）を次のように書き換えることができる。
Ｌeff＝（ＲＳL＋ＲＡL）／ＲＡL    （７）
【００５８】
式（７）から容易に分かるように、ループの効率比は決して１未満にはならない。しかしながら、材料特性から、アークの直線長さすなわち経路長さまたはストラットの直線長さすなわち経路長さを最終製品の所望の特性を得るために変更することができる。例えば、応力が主に径方向アーク部材内に保持される条件下では、固定された膨張直径に対して径方向ストラットが長くなると（変位制御現象）、径方向アーク全体に亘って統合された回復不可能な塑性変形の程度が小さくなる。同様に、応力が主に径方向ストラット部材内に保持される条件下では、固定された膨張直径に対して径方向ストラットが長くなると（変位制御現象）、径方向ストラット全体に亘って統合された回復不可能な塑性変形の程度が小さくなる。加えて、応力が主に径方向アーク部材内に保持される条件下では、固定された膨張直径に対して径方向アークの経路長さが長くなると（変位制御現象）、径方向アーク全体に亘って統合された回復不可能な塑性変形の程度が小さくなる。これらの例は極端な例を表しているが、本発明がこれらの極端な例と例の間の範囲を含むことに留意されたい。
【００５９】
従って、材料がより大きな荷重に耐えることができるため、上記した比に基づいて様々なデザインが可能である。
【００６０】
構造の１つのループ及びフープを構成する径方向ストラットまたは径方向アークが対称であると仮定しないことが重要である。さらに、このような原理は、長手方向の軸に沿って相互に連結されているが、径方向の軸に沿っては必ずしも相互連結する必要がないループ、例えば螺旋構造に構成されたループに適用することもできる。１つのアーク部材に１つのループが例示されているが、当業者には明らかなように、１つのループが、０個、１個（図３及び図４に例示）、または複数個の径方向アークと、０個、１個（図３及び図４に例示）、または複数個の径方向ストラットを含むことができる。
【００６１】
腔内足場すなわちステントは、特定の用途及び所望の特性によって、様々なデザイン構造及び材料を含むことができる。全てのステントデザインに共通な点は、それぞれのステントが少なくとも１つの耐力要素を含むことである。一般に、耐力要素は、十分に画定された形状を有するが、別の非従来的な形状を、画定された断面積を用いて説明することができる。このような画定断面積は、非対称または対称の構造を有するように形成することができる。構造に関係なく、あらゆる画定断面積が少なくとも１つの内部粒子境界を含むべきである。当業者であれば、この例示的な実施形態に見られる粒子境界が、画定断面積の周辺によって画定される測定可能な程度の表面を形成しないのが好ましいことを理解できよう。さらに、当業者であれば、この例示的な実施形態で述べた粒子境界が高角度（すなわち、通常は約３５度以上）結晶接触面を有する特徴をもつのが好ましいことを理解できよう。また、微小ひび割れ（すなわち、平面結晶欠陥として特徴付けることができる格子レベルの不連続）などの微細構造欠陥が存在する場合、疲労割れの成長速度は、画定断面積内に存在する粒子の数に比例すると考えられる。１つの内側粒子境界があるため、少なくとも２つの別個の粒子またはその一部が画定断面積内に存在する。ここに記載したように、画定断面積内の粒子の数が増大すると平均粒度が比例して小さくなるため、強度に粒度が反比例する周知のＨａｌｌ‐Ｐｅｔｃｈの関係をこの実施形態で観察できるはずである。加えて、画定断面積内の粒子の数が増大すると、応力で粒子境界が移動する現象を内部で受容する微細構造の能力もまた増大する。この場合、好ましくは、局所的な延性が増大するべきである。
【００６２】
図５を参照すると、ステント耐力要素５００の断面の描写が例示されている。図示されているように、画定断面積は、第１のゾーン５０２、第２のゾーン５０４、及び外部荷重条件に正比例する応力勾配の結果である中立ゾーン５０６を含む。一般に、中立ゾーン５０６は、第１のゾーン５０２と第２のゾーン５０４によって画定され、これらのゾーンの間に位置し、実質的に応力がかからないゾーンと定義される。非荷重条件または荷重条件からの外部荷重条件の変化に応じて、第１のゾーン５０２と第２のゾーン５０４の引張応力及び／または圧縮応力が変化する。図５に示されているゾーンの区分けは、単なる例示であって、境界領域内の相対位置を定義するものではないことに留意されたい。ステント耐力要素５００は、管内面と管外面との間の径方向の距離として定義される肉厚を有する。ステント耐力要素５００は特徴幅も有する。この特徴幅は、肉厚に実質的に直交する方向に第１のゾーン５０２、中立ゾーン５０６、及び第２のゾーン５０４を通る直線距離と定義する。特徴幅は肉厚に実質的に直交する方向で最大の測定距離を有する点で測定することに留意されたい。
【００６３】
図５に例示されている例示的なステント耐力要素５００は、ここに開示した任意の金属材料から形成することができ、肉厚と特徴幅によって画定された画定断面積に亘って測定された場合に複数の粒子を有するように処理するのが好ましい。実質的にポリマー系材料から形成される場合、当分野の適当な技術を備えた有資格者が認識できる上記した特徴及び特性を用いて、上記した金属材料で形成されたものと実質的に同様の耐力構造を形成することができる。
【００６４】
従って、さらに別の例示的な実施形態では、腔内足場要素は、非架橋熱可塑性物質、架橋熱硬化性物質、及びこれらの複合物質や混合物を含むポリマー材料などの非金属材料から形成することができる。通常は３つの異なった形態が存在し、ポリマーが、固体すなわち結晶構造、半結晶構造、及び／または非晶構造に関連した機械的性質を表すことができる。結晶化にはポリマー鎖内の分子が高度に規則的になる必要があるため、全てのポリマーが完全に結晶化できるわけではない。実質的に結晶化するポリマーでさえ、結晶化の程度は、通常は１００％未満である。完全な結晶構造と非晶構造との間で、２つの温度遷移、すなわち結晶‐液体遷移（すなわち、融点温度Ｔm）及びガラス‐液体遷移（すなわち、ガラス遷移温度Ｔg）が可能である。これらの２つの遷移の間の温度範囲では、規則的に配列した結晶と無秩序の非晶性ポリマードメインの混合物となるであろう。
【００６５】
折り畳み鎖を有する高分子結晶の生成のHoffman‐Lauritzen理論は、希釈液からポリエチレンの薄い単結晶を成長できるという１９５７年の発見に由来する。好ましくは、折り畳み鎖は実質的に結晶構造を形成する必要がある。ホフマン（Hoffman）とローリッツェン（Lauritzen）は、折り畳み鎖の核の形成に関連した熱力学に特に注目した「溶液」と「溶融物」からの高分子結晶化の運動学的理論の基礎を確立した。
【００６６】
マクロ的（通常は、約２００倍〜約４００倍の範囲の拡大）に完全な単結晶を形成するには希釈液から結晶化する必要がある。これに関して、ポリマーは無機塩類などの低分子量化合物と実質的に異なっていない。温度、溶媒、及び溶質の濃度などの結晶化の条件は、結晶の生成及び最終形態に影響を及ぼす。ポリマーは、薄いプレートすなわち「ラメラ」の形態に結晶化する。このようなラメラの厚みは、１０ナノメーター（ｎｍ）のオーダーである。小さい方の寸法に対して垂直な結晶プレートの寸法は、結晶化の状態によって異なるが、十分に形成された結晶のプレートリットの厚みよりも数倍大きい。結晶内の鎖の方向は、結晶の短い寸法に沿っており、屈曲分子の連続層を用いて分子が前後に折り畳まれ（例えば、消化ホースのように）、プレートリットが横方向に成長する。結晶は１つの分子から構成されないし、分子が単結晶内だけに存在するのでもない。鎖が結晶から表面に出でループを形成し、回転して再びその結晶内に進入する。２つの結晶部分を連結する部分は、非晶性ポリマーと考えられる。加えて、ポリマー鎖の端部は、上記したように結晶の規則的な折り畳みパターンを乱し、結晶から排除される傾向にある。従って、ポリマー鎖の端部は、ポリマーの非晶性部分になる。従って、結晶が１００％のポリマー材料は現在知られていない。重合後の処理条件により、結晶構造の大半が決まる。
【００６７】
単結晶は、大量処理の結晶化では見られない。溶融物からの大量結晶化ポリマーは、核生成を中心に対称な「球晶」と呼ばれるドメインを有する。この対称は、球晶の成長が別の膨張する球晶に衝当しなければ完全な円である。鎖の折り畳みは、ポリマーの溶融状態から結晶化への必須プロセスである。球晶は、核生成部位から放射状に広がって凝集した「ラメラ」結晶から構成されている。従って、溶液と大量に成長する結晶との間に一定の関係がある。
【００６８】
球対称は時間と共に成長する。繊維状結晶またはラス様結晶は、樹状に成長する際に分枝及び開扇し始める。核からラメラが立体的に広がると、晶子のさらなる分枝により球形が形成される。放射状に広がるラスの端部に鎖の連続層を付加して成長を完了させることができる。ポリマー分子の鎖構造は、所定の分子が２つ以上のラメラに関与し、同じ球晶または近接する球晶から放射状に広がる晶子を連結することを示唆している。このようなラメラ間の連結は、低分子量化合物の球晶では不可能であり、結果として機械的強度が低くなる。
【００６９】
分子鎖の折り畳みは、交差偏光装置（crossed polarizer）で球晶を確認できる「マルタクロス（Maltese cross）」を起源とする。所定のポリマー系の場合、結晶サイズの分布は、最初の核生成密度、核生成速度、結晶の成長速度、及び向きの状態に左右される。ポリマーが、核生成が放射状の成長を上回る条件では、小さな結晶が生成される。大きな結晶は、核生成部位が比較的少なく、成長速度が速い場合に生成される。球晶の直径は、ポリマー系及び結晶化条件によって数μｍ〜数百μｍの範囲である。
【００７０】
従って、大量結晶化ポリマーの球晶の形態では、様々なレベルの組織で配列され、個々の分子が晶子内に折り畳まれ、球状の凝集体の中に向いている。球晶は、合成起源、生物起源、及び月の岩を含む地質起源の有機系及び無機系で確認されているため、ポリマーに限定されるものではない。
【００７１】
応力によって誘導される結晶性は、フィルムやファイバーの技術分野で重要である。ポリマーの希釈液を迅速に撹拌すると、「シシカバブ」形態を有するとして説明される異常な構造が形成される。このような構造は、繊維状中心コラムに沿って延びている相当な塊の折り畳み鎖の結晶からなる。構造の「シシ」部分と「カバブ」部分の両方において、ポリマー鎖は構造の全体の軸に平行である。
【００７２】
ポリマーメルトが剪断及び急冷されて熱安定状態になると、ポリマー鎖がランダムなコイルから乱れて、剪断方向に平行に容易に伸長する。これにより、変形した球晶が小さな結晶の凝集体になることができる。例えば、球晶から繊維状への変換、多形結晶生成の変化、既に生成されている結晶ラメラの再配向、方向性結晶の生成、多形ポリマー鎖の配向、及び／またはこれらの組合せを含む他の形態変化も起こり得る。
【００７３】
ポリマー材料が合成、天然、及び／またはこれらの混合物に大きく分類できることに留意されたい。これらの分類の中で、ポリマー材料は、生体安定性（biostable）または生体分解性と定義することができる。生体安定性ポリマーの例として、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー、及びアクリルを挙げることができる。天然ポリマーの例として、多糖及びタンパク質を挙げることができる。生体分解性ポリマーの例としては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリトリメチレンカーボネート、及びポリジオキサノンなどのポリエステル系を挙げることができる。生体分解性ポリマーの別の例として、ポリヒドロキシブチレート‐コ‐バレレート（polyhydroxybutyreate-co-valerates）、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリアミノ酸、ポリエステルアミド、ポリホスホエステル（polyphosphoesters）、及びポリホスファゼンなどのポリヒドロキシアルカノエート（polyhdroxalkanoates）を挙げることができる。上記したポリマー材料のコポリマー及び混合物を本発明に従って用いることができる。
【００７４】
腔内ステントを金属材料から形成する場合、上記した機能特性及び性質を得るには約３２μｍ以下の最大粒度が必要である。腔内ステントをポリマー材料から形成する場合は、上記した機能特性及び性質を得るには約５０μｍ以下の最大球晶粒度が必要である。
【００７５】
最も実際的で好適な実施形態と考えられるものを図示及び説明してきたが、当業者であれば、記載した特定のデザイン及び方法の変更が可能であり、本発明の概念及び範囲から逸脱することなくこれらの変更を利用することができるであろう。本発明は、説明及び例示した特定の構造に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての変更形態を包含する。
【００７６】
〔実施の態様〕
（１）腔内足場であって、
管内面及び管外面を有する少なくとも１つの耐力要素を含み、
前記耐力要素が、前記管内面と前記管外面との間の径方向の距離によって画定された所定の肉厚、及び所定の特徴幅を有しており、
前記肉厚と前記特徴幅によって画定された領域が、第１のゾーン、第２のゾーン、及び中立ゾーンの３つのゾーンを含み、前記第１のゾーンが、外部荷重によって圧縮応力及び／または引張応力の変化を受け、前記第２のゾーンが、外部荷重によって引張応力及び／または圧縮応力の変化を受け、前記中立ゾーンが、前記第１のゾーンと前記第２のゾーンの間に位置しており、
前記特徴幅が、前記肉厚に実質的に対して垂直な方向に前記第１のゾーン、前記中立ゾーン、及び前記第２のゾーンを通る直線距離であり、
前記耐力要素が、前記画定された領域内の少なくとも１つの内部構造境界及び大きさが約５０μｍまたはそれ以下の構造ドメインを備えた微細構造を有するように処理された材料から形成される、腔内足場。
（２）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記材料が合成ポリマー材料から生成される、腔内足場。
（３）実施態様（２）に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリオレフィンを含む、腔内足場。
（４）実施態様（２）に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリアミドを含む、腔内足場。
（５）実施態様（２）に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がポリエステルを含む、腔内足場。
【００７７】
（６）実施態様（２）に記載の腔内足場であって、
前記合成ポリマー材料がフルオロポリマーを含む、腔内足場。
（７）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記材料が天然ポリマー材料から生成される、腔内足場。
（８）実施態様（７）に記載の腔内足場であって、
前記天然ポリマー材料が多糖を含む、腔内足場。
（９）実施態様（７）に記載の腔内足場であって、
前記天然ポリマー材料がタンパク質を含む、腔内足場。
（１０）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記材料が合成生体適合性ポリマー材料から生成される、腔内足場。
【００７８】
（１１）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリエステルを含む、腔内足場。
（１２）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリヒドロキシアルカノエート（polyhdroxalkanoates）を含む、腔内足場。
（１３）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリ無水物を含む、腔内足場。
（１４）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリオルトエステルを含む、腔内足場。
（１５）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリアミノ酸を含む、腔内足場。
【００７９】
（１６）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリエステルアミドを含む、腔内足場。
（１７）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリホスホエステル（polyphosphoesters）を含む、腔内足場。
（１８）実施態様（１０）に記載の腔内足場であって、
前記生体適合性ポリマー材料がポリホスファゼンを含む、腔内足場。
（１９）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが球晶構造を含む、腔内足場。
（２０）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが折り畳み鎖構造を含む、腔内足場。
（２１）実施態様（１）に記載の腔内足場であって、
前記ドメインが球晶構造及び折り畳み鎖構造を含む、腔内足場。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に従ったコバルトクロム合金の加工熱処理に応じて変化する重要な機械的特性を示すグラフである。
【図２】本発明に従ったコバルトクロム合金の加工熱処理に応じた疲れ限度のチャートを示すグラフである。
【図３】本発明に従った生体適合性合金から形成された例示的なステントを示す平面図である。
【図４】本発明に従った生体適合性合金から形成された例示的なステントのフープを示す詳細な平面図である。
【図５】本発明に従った腔内足場要素を示す模式的な簡易断面図である。
【図１】
2006102517.tif 000004
【図２】
2006102517.tif 000005
【図３】
2006102517.tif 000006
【図４】
2006102517.tif 000007
【図５】
2006102517.tif 000008
【外国語明細書】
2006102517000001.pdf