(57)【要約】  本発明は、マグネシウムを含有する生物腐食性合金、Ｍｇ、Ｃａ、ＦｅまたはＹを包含する群のうちから選択される主要成分を含有する別の生物腐食性合金、又は非生分解性の繊維材料から作製され、結晶質マグネシウム或いはマグネシウム合金から作製されたマトリックスの中に埋め込まれた強化繊維から構成される複合材料を含む医療用インプラントに関するものである。
2008528080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムを含有する生物腐食性合金、別の生物腐食性合金、又は生物学的に分解されない繊維材料から作製され、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、又はＹからなる群から選択される非晶質又はナノ結晶繊維の主要成分を有するマグネシウム或いはマグネシウム合金から作製された非晶質又はナノ結晶繊維を使用して強化される生物腐食性合金である複合材料を含む医療用インプラント。
【請求項２】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＸ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、
（ｉ）前記合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであり、
（ｉｉ）ＸがＬｎ、Ｙ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａからなる群から選択された１つ又は複数の元素を表し、前記合金中のＸの比率が０〜２０重量パーセントである、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項３】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＺｎの比率が２６〜３２重量パーセント、とりわけ、約２８．１重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項４】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＬｎ組成の合金を有し、前記合金中のＬｎの比率が１〜１２重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項５】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＹ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＹの比率が１〜１２重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項６】
前記合金中のＺｎの比率が１３〜１７重量パーセントであり、前記合金中のＬｎの比率が８〜１２重量パーセントである、請求項５に記載された医療用インプラント。
【請求項７】
前記合金中のＺｎの比率が約１５重量パーセントであり、前記合金中のＬｎの比率が約１０重量パーセントである、請求項６に記載された医療用インプラント。
【請求項８】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＳｉ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＳｉの比率が０．０１〜２重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項９】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＡｌ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＡｌの比率が０．０１〜２０重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項１０】
前記医療用インプラントが、ＭｇＺｎＣａ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントである、請求項２に記載された医療用インプラント。
【請求項１１】
前記医療用インプラントが、ＭｇＹ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＹの比率が１〜３０重量パーセントである、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項１２】
前記合金中のＹの比率が７〜１１重量パーセント、とりわけ、約８．９重量パーセントである、請求項１１に記載された医療用インプラント。
【請求項１３】
前記医療用インプラントが、ＭｇＹＬｎ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＹの比率が１〜３０重量パーセントであり、前記合金中のＬｎの比率が１〜１２重量パーセントである、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項１４】
前記医療用インプラントが、ＭｇＣａＡｌ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、前記合金中のＡｌの比率が０．０１〜２０重量パーセントである、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項１５】
前記医療用インプラントが、ＭｇＣａＳｉ組成の非晶質又はナノ結晶強化繊維を有し、前記合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、前記合金中のＳｉの比率が０．０１〜２重量パーセントである、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項１６】
前記合金から作製された繊維又は線材を含む、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項１７】
前記繊維又は線材が、織布又はマットとして織られている、請求項１６に記載された医療用インプラント。
【請求項１８】
前記線材が、５０〜３００μｍの範囲の直径を有する、請求項１６又は請求項１７に記載された医療用インプラント。
【請求項１９】
前記合金の粉末から製造される焼結体を含む、請求項１に記載された医療用インプラント。
【請求項２０】
前記インプラントが、少なくとも局部的に多孔性表面を有する、請求項１９に記載された医療用インプラント。
【請求項２１】
血管用インプラントとして実施される、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された医療用のインプラント。
【請求項２２】
前記血管用インプラントがステントであり、前記ステントの主要な骨格が、請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載の前記合金の繊維又は線材を含む、請求項２１に記載された医療用インプラント。
【請求項２３】
前記ステントは自己拡張式である、請求項２２に記載された医療用インプラント。
【請求項２４】
整形外科用インプラント、とりわけ、骨接合用に実施される、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された医療用インプラント。
【請求項２５】
血管系中の組織を修復するために実施される、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された医療用インプラント。
【請求項２６】
小児科で使用するためのインプラントとして実施される、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された医療用インプラント。
【請求項２７】
脆弱プラークを治療するためのインプラントとして実施される、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された医療用インプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物腐食性のマグネシウム又はマグネシウム合金から作製された結晶質マトリックス（母材）を含み、このマトリックスが、マグネシウム含有の生物腐食性合金、別の生物腐食性合金、又は生物学的分解性ではない繊維材料から作製された非晶質又はナノ結晶合金繊維を使用して強化される複合材料を含む医療用インプラントである。
【背景技術】
【０００２】
非常に様々な用途向けの医療用インプラントが、従来技術によれば多岐に亘って知られている。現代の医療用インプラントの実施において共有されている目的は、高い生体適合性、即ち、体内に挿入された医療用製品が高度な組織適合性を有することである。医療目的を達成するために、インプラントが一時的にのみ体内に存在することが必要な場合がある。体内で分解しない材料から作製されたインプラントは、たとえ高度に生体適合性のある恒久的材料を使っても体の拒絶反応が中期的及び長期的に生じる虞があるので、再び除去されることになる。
【０００３】
上記の一連の問題を解決するための１つの方策は、インプラントの全部又は一部を生物腐食性の材料により成形することである。生物腐食とは、本件では身体的媒体の存在によってのみ引き起こされる微生物による一連の経過又は過程として理解されており、このような材料を含む構造体は徐々に分解される。特定の時点で、この生物腐食性材料を含むインプラント又はインプラントの少なくとも一部は、その機械的一体性を喪失する。分解生成物は体によって再吸収されるが、僅かな残存物は許容され得る。
【０００４】
生物腐食性材料は、とりわけ、合成天然物又は天然物由来の重合体を基にして開発されてきた。材料特性の故に、しかし同様に、特に合成重合体の分解生成物の故に、生体分解性重合体を使用することは依然としてかなり限定されている。したがって、例えば、整形外科用インプラントは、しばしば大きな機械的歪みに耐えねばならず、血管用インプラント、例えば、ステントは、それらの設計に応じて弾性率、脆性および成形性に対する非常に特別の要件を満たさなければならない。
【０００５】
この目的を達成しようとする１つの有望な試みとして、この目的のために生物腐食性金属合金を使用することが提案されている。独国出願公開第１９７３１０２１号（Ａ１）では、医療用インプラントを、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、亜鉛、及びアルミニウムからなる群から選択される主要成分を有する金属材料から成形することが提案されている。マグネシウム基、鉄基、及び亜鉛基合金が、特に適切であると説明されている。これらの合金の副成分は、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、銅、カドミウム、鉛、錫、トリウム、ジルコニウム、銀、金、パラジウム、白金、珪素、カルシウム、リチウム、アルミニウム、亜鉛、及び鉄にできる。さらには、９０％を超えるマグネシウム、３．７〜５．５％のイットリウム、１．５〜４．４％の希土類金属、及び１％未満の他の物質という比率を有する生物腐食性マグネシウム合金の使用が、独国特許出願公開第１０２５３６３４号（Ａ１）により知られている。この合金は、例えば、自己拡張式又はバルーン拡張式ステントの形態で、内蔵式人工臓器を作製するために特に適切である。生物腐食性金属合金の分野で実現された進歩にも拘わらず、現時点までに知られた合金も、強度及び腐食挙動などの材料特性の故に限定的に使用可能であるにすぎない。特に、他の金属材料と比べて、マグネシウム合金は、相対的に急速に生物腐食をおこすこと及び強度の小さいことにより、その利用分野は限定されている。生物腐食性の非晶質若しくはナノ結晶合金を有するか又は含む医療用インプラントが、ＤＥ１０２００５００３１８８．９に革新的方策として説明されている。したがって、結晶質マグネシウム及びマグネシウム合金と比べて、大きな強度を有するマグネシウム及びマグネシウム合金から作製されたインプラントを構成することが可能である。しかし、この利点は、曲げ剛性が大きくなるために、通常は、交番負荷の下で変形性及び安定性を無くすことによって獲得されるものである。今度は、このことにより、この合金の利用分野が大幅に限定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特に、公知の生物腐食性マグネシウム合金に匹敵する高い生体適合性を有するが、インプラントに使用するための向上した材料特性を有する材料を提供するという目的に基づくものである。これが可能になれば、インプラントにおける生物腐食性金属合金の利用分野が拡大される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１に記載された構成を有する医療用インプラントによって実現される。
【０００８】
本発明は、機械的歪みに応じて的を絞った方式で、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、若しくはＹからなる群から全部若しくは一部が選択される主要成分を有する生物腐食性の非晶質又はナノ結晶合金から作製された強化繊維を有する結晶質マグネシウム又はマグネシウム合金により医療用インプラントを作製することを見出したことに基づく。公知の結晶質金属合金に比較して、非晶質又はナノ結晶合金は、通常、大きな強度および遅い生体内腐食挙動によって特色付けられる。完全に新規な機械的特性を有する複合材料が、非晶質又はナノ結晶繊維を結晶質マトリックスに埋め込むことによって得られ、これにより、この複合材料はより容易に変形できる。非晶質又はナノ結晶繊維は、その全領域に亘って結晶質マトリックスによって支持される。専ら非晶質又はナノ結晶合金から製造されるか、またはこれらの合金がより大きな一様な容量比率を占めるインプラントに比べて、弾性が大幅に大きくなりインプラント自体に適したものとなる。同時に、このように得られる複合材料によって、これらの繊維に対する追加的な支持効果のために、非晶質又はナノ結晶構造体によってもたらされた繊維の強度増大が大幅に維持されるか、又は超えさえする。これらの繊維は、その形状が構成要素の機械的歪みに最適であるように追加的に調製できる。
【０００９】
本発明によれば、合金の主要成分とは、該合金中でその重量比率が最も高い合金成分として理解される。以下にさらに詳細に説明される好ましい合金組成では、これらの合金成分の他のすべての比率は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、又はＹが最も高い重量比率を有するような方式で常に予め定められている。
【００１０】
本発明における非晶質合金の意味は、非晶質合金が結晶構造を形成せずに、その材料が、周期性を持たず、長距離秩序を有さず、溶融物における原子と同様であるが、固定した原子位置を有する構成であることにより特徴付けられる。非晶質合金は、金属ガラス（ガラス状金属、非晶質金属）とも呼ばれる。これらの合金が非晶質と呼ばれる場合であっても、それらは依然として位相幾何学的に且つ化学的にも明白な短距離秩序を常に有しており、このような短距離秩序は、しばしば対応する結晶の平衡相の短距離秩序と同じである。
【００１１】
ナノ結晶合金は完全に非晶質であるというわけではなく、個々の結晶を含んでおり、本件では、その結晶のサイズが１００ｎｍ以下と定義される。ナノ結晶合金も、結晶の平衡相とは異なる化学的および位相幾何学的特性によって特徴付けられる。
【００１２】
結晶構造の形成を防止し、材料を非晶質又はナノ結晶状態に維持するために、従来技術により公知となっている様々な作製方法が使用できる。非晶質又はナノ結晶合金のバルク成形の半製品及び製品（バルク金属ガラス（ＢＭＧ）とも呼ばれる）が、例えば、溶融体又は蒸気を急激に急冷することによって作製できる。いわゆる溶融紡糸では、液体金属が、急速回転中の冷却された円筒上に案内される。いわゆる浮揚溶融は、まだ開発段階にある。この目的のために個々の合金成分から作製された予備成形体が、真空中において浮動状態で溶融される。繊維は、均一な引出し速度で連続抜出しにより、これらの浮動溶融体の液滴から抜き出すことができる。
【００１３】
マグネシウム含有非晶質合金の材料特性及び作製方法が、（ｉ）Ａ．Ｉｎｏｕｅ及びＴ．Ｍａｓｕｍｏｔｏの「Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」  Ａ１７３（１９９３年）、第１〜８頁、（ｉｉ）Ｇ．Ｙｕａｎ、Ｔ．Ｚｈａｎｇ、及びＡ．Ｉｎｏｕｅの「Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ」、第４４巻、Ｎｏ．１１（２００３年）、第２２７１〜２２７５頁、並びに（ｉｉｉ）Ｗ．Ｍ．Ｒａｉｎｆｏｒｔｈ及びＨ．Ｊｏｎｅｓの「Ｓｃｒｉｐｔａ  Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ」、第３７巻、Ｎｏ．３（１９９７年）３１１〜３１４頁に説明されている。
【００１４】
理論的には、適切な方法制御によって、任意の合金が、非晶質又はナノ結晶に改質され得る。実用に特に適しており本発明の目的である合金は、ガラス転移温度Ｔｇと融点Ｔｌとの好適な比によって特色付けられる（周知のターンブル基準の成果である。Ｄ．Ｔｕｒｎｂｕｌｌ、「Ｍｅｔａｌｌ  Ｔｒａｎｓ  Ｂ（１９８１年）２７１」）。さらには、合金成分を追加すると、溶融体に共晶相の形成がもたらされ得ること、並びに個々の例えば、原子サイズ及び結合挙動における合金成分間の増強された化学的位相幾何学的な差異により、溶融体の冷却中に結晶が形成されることを防止できることが知られている。
【００１５】
適切な合金系を見出すために、二元又は三元系合金の相図のデータ記録集が使用できる（Ｍａｓｓａｌｓｋｉ  Ｔ．Ｂ．、Ｏｋａｍｏｔｏ  Ｈ．、Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ  Ｐ．Ｒ．、Ｋａｃｐｒｉｚａｋ  Ｌ．、「Ｂｉｎａｒｙ  ａｌｌｏｙ  ｐｈａｓｅ  ｄｉａｇｒａｍｓ」  第１〜３巻、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｐａｒｋ（オハイオ州）：ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、１９９０年１月；Ｖｉｌｌａｒｓ  Ｐ．、Ｐｒｉｎｃｅ  Ａ．、Ｏｋａｍｏｔｏ  Ｈ．、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ｔｅｒｎａｒｙ  ａｌｌｏｙ  ｐｈａｓｅ  ｄｉａｇｒａｍｓ」、第１〜１０巻、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｐａｒｋ（オハイオ州）：ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、１９９５年）。別の方策としては、考慮する合金成分を有する溶融体が、高い重力の存在する中で徐々に冷却される。これは、遠心分離器に収容されている坩堝に溶融体を供給し、その温度を遠心分離中に徐々に低下させることによって実現できる（Ｌｏｅｆｆｌｅｒ  Ｊ．Ｆ．、Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｗ．Ｌ．、「Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ  １０」（２００２年）、１１６７〜１１７５頁；Ｌｏｅｆｆｌｅｒ  Ｊ．Ｆ．、「Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ  １１」（２００３年）、５２９〜５４０頁；Ｌｏｅｆｆｌｅｒ  Ｊ．Ｆ．、Ｐｅｋｅｒ  Ａ．、Ｂｏｓｓｕｙｔ  Ｓ．、Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｗ．Ｌ．、「Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａ  ３７５〜３７７」（２００４年）、３４１〜３４５頁）。したがって、他の測定を行わなくても、文献値又は引用された重量検定法にアクセスを有する当業者が、特に安定した非晶質又はナノ結晶合金を形成できる共晶材料若しくはこの共晶材料と同様の組成体を同定することが可能である。
【００１６】
非晶質又はナノ結晶合金は、それらが生物腐食性となるように組成を選択すべきである。本発明における意味によれば、合金が生物腐食性であると呼ばれるには、分解が生理学的環境で起こり、それによって最終的には、この材料によって形成されたインプラントの全部又は一部がその機械的一体性を失うものを言う。生物腐食性テストに関してＥＮ  ＩＳＯ（欧州規格）１０９９３−１５：２０００に準拠して先に説明されたように（組成ＮａＣｌ  ６．８ｇ／ｌ、ＣａＣｌ２  ０．２ｇ／ｌ、ＫＣｌ  ０．４ｇ／ｌ、ＭｇＳＯ４  ０．１ｇ／ｌ、ＮａＨＣＯ３  ２．２ｇ／ｌ、Ｎａ２ＨＰＯ４  ０．１２６ｇ／ｌ、ＮａＨ２ＰＯ４  ０．０２６ｇ／ｌ）、人工血漿が、考慮する合金の腐食挙動を試験するための試験媒体として使用される。このために、テストされるべき合金試料が、規定量の試験媒体を含む密閉試料容器中に３７℃で保管される。（期待されるべき腐食挙動に合わせて）数時間から数カ月に及ぶ時間をおいて、試料が取り出され、周知の方法で腐食の痕跡が検査される。
【００１７】
ステントの形態の血管用インプラントは、このインプラントの機械的一体性が２〜２０週間維持されるように、強化繊維用に使用される生物腐食性の非晶質又はナノ結晶合金に関して好ましく設計されるべきである。閉塞（ｏｃｃｌｕｄｅｒ）用インプラントは、このインプラントの機械的一体性が６〜１２カ月間維持されるように、強化繊維用の生物腐食性の非晶質又はナノ結晶合金に関して設計されるべきである。骨接合のための整形外科用インプラントは、このインプラントの機械的一体性が６〜３６カ月間維持されるように、強化繊維用の生物腐食性の非晶質合金組成に関して設計されるべきである。
【００１８】
以下のものが特に好ましい。
（ａ）化学式ＭｇＺｎＸの組成の合金で（ｉ）合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであり、（ｉｉ）ＸがＬｎ、Ｙ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａからなる群から選択される１つ又は複数の元素を表し、合金中のＸの比率は０〜２０重量パーセントである合金。
（ｂ）合金中のＺｎの比率が２６〜３２重量パーセント、とりわけ、約２８．１重量パーセントであるＭｇＺｎ組成の合金。
（ｃ）合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであり、合金中のＬｎの比率が１〜１２重量パーセントであるＭｇＺｎＬｎ組成の合金。
（ｄ）合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであり、合金中のＹの比率が１〜１２重量パーセントであるＭｇＺｎＹ組成の合金。
（ｅ）合金中のＺｎの比率が１３〜１７重量パーセントであり、合金中のＹの比率が８〜１２重量パーセントであるＭｇＺｎＹ組成の合金。
（ｆ）合金中のＺｎの比率が約１５重量パーセントであり、合金中のＹの比率が約１０重量パーセントであるＭｇＺｎＹ組成の合金。
（ｇ）合金中のＳｉの比率が０．０１〜２重量パーセントであり、合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであるＭｇＺｎＳｉ組成の合金。
（ｈ）合金中のＡｌの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであるＭｇＺｎＡｌ組成の合金。
（ｉ）合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、合金中のＺｎの比率が１０〜４０重量パーセントであるＭｇＺｎＣａ組成の合金。
（ｊ）合金中のＹの比率が１〜３０重量パーセントであるＭｇＹ組成の合金。
（ｋ）合金中のＹの比率が７〜１１重量パーセントであるＭｇＹ組成の合金。
（ｌ）合金中のＹの比率が約８．９重量パーセントであるＭｇＹ組成の合金。
（ｍ）合金中のＹの比率が１〜３０重量パーセントであり、合金中のＬｎの比率が１〜１２重量パーセントであるＭｇＹＬｎ組成の合金。
（ｎ）合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、合金中のＡｌの比率が０．０１〜２０重量パーセントであるＭｇＣａＡｌ組成の合金。
（ｏ）合金中のＣａの比率が０．０１〜２０重量パーセントであり、合金中のＳｉの比率が０．０１〜２重量パーセントであるＭｇＣａＳｉ組成の合金。
【００１９】
最初の実験的な試みによれば、合金（ａ）〜（ｏ）は、医療用インプラントの材料組成に対する要件、特に、生体適合性を満たすことがわかる。
【００２０】
本件では、「ランタニド」という総称が、ランタンに続く１４個の元素、即ち、セリウム（５８）、プラセオジム（５９）、ネオジウム（６０）、プロメチウム（６１）、サマリウム（６２）、ユーロピウム（６３）、ガドリニウム（６４）、テルビウム（６５）、ジスプロシウム（６６）、ホルミウム（６７）、エルビウム（６８）、ツリウム（６９）、イッテルビウム（７０）、及びルテチウム（７１）として理解されている。記号Ｌｎがランタニドに使用される。
【００２１】
本発明に係る医療用インプラントは、好ましくは上記合金により作製された繊維又は線材を含む。なぜなら、これらの繊維又は線材が容易に製造および加工できる上に、結晶化の危険性も低く維持されるからである。線材及び繊維は、好ましくは５０〜３００μｍの範囲の直径を有し、織布又は織マットを形成するために織られてもよい。このように得られた半製品が、さらなる工程で結晶質マグネシウム又は結晶質マグネシウム合金により作製されたマトリックス中に埋め込まれる。このようにして作製された複合材料は、２つの個々の成分と比較して、僅かに腐食反応速度が変化するが、大幅に改善された機械的挙動を呈する。必要であれば、分解反応速度にも影響を及ぼすことが、この目的のために、繊維及びマトリックスの材料を選択することによって、的を絞って繊維とマトリックスとの間にポテンシャルの差異を設定することによって可能である。
【００２２】
ステントの形態をした血管用インプラントの場合には、ステントの主要な枠組が、好ましくは蒸気合金の繊維又は線材から成形され、次いで、この枠組は、結晶質マグネシウム又は結晶質マグネシウム合金から作製されたマトリックスの中に包み込まれるか、或いは焼結工程により埋め込まれる。特に、バルーン拡張式ステントの設計は、繊維及び線材を使用することによって実施できる。
【００２３】
さらには、本インプラントは、２つの合金の一方の粉末から製造される焼結体を含むことができる。従来技術により公知の適切な気孔形成剤を追加することによって、材料の気孔率が予め決定できる。多孔質材料は、特に活性成分の貯蔵部となるが、これらの孔の中に収容された活性成分は、体内での合金の生物腐食中に放出されるか、又は孔から徐々に拡散する。活性成分の付着又はこの活性成分を吸収する被覆材料の付着が、より容易に行われるように、微細構造を構築することによって、合金領域内の医療用インプラントの表面を改変することも考えられる。
【００２４】
他の好ましい実施例によれば、本医療用インプラントが、整形外科用インプラントとして、特に骨接合用に実施される。したがって、生物腐食性の整形外科用インプラントは、特に、口腔、下顎、顔面手術、手の手術において、骨折用の固定インプラント及び釘とされる。恒久的なインプラントとの比較における利点としては、とりわけ、恒久的なインプラントとは異なり、除去するために新たな手術による介入が不必要であり、さらに非晶質又はナノ結晶の強化繊維を有する複合材料が、同一組成の結晶質材料と比較してより適正な材料特性を有することである。周知の生物腐食性の金属インプラントに対して、この複合材料では、用途に応じて、より大きな強度に改変された（遅延又は加速された）腐食反応速度が期待できる。さらには、非晶質又はナノ結晶合金から作製された繊維用の合金の範囲が、匹敵する結晶質合金よりも広範囲で多様であり、従って、例えば、生体適合性に対する要件をより適正に満たすことができる。
【００２５】
他の好ましい実施例では、本インプラントが脆弱プラークを治療するために実施される。この動脈沈着物は、しばしば血管径の減少はごく僅かであるけれども、しばしば致命的な結果を伴う心筋梗塞の原因の大部分を占める。それ自体が周知のステントと同様の設計のインプラントが、本発明の示唆するところによれば、脆弱プラークの領域に配置できる。特にマグネシウム合金は、その体内における分解中に脆弱プラークに対して積極的な生理的効果を及ぼし、それによってプラークの予防的治療が可能であることが証明されている。特に、このような目的に適切なインプラントは、活性成分の輸送体としても機能し、この輸送体を使用して脆弱プラーク形成時の炎症過程が抑制できる。結晶質マトリックスと非晶質又はナノ結晶繊維とから作製された複合材料の増大した機械的輸送能力は、このような場合に治療継続時間の全体に亘って血管壁上の脆弱プラークを確実に囲い込む。
【００２６】
本発明に係る複合材料を有する医療用インプラントの他の好ましい実現可能な用途は、小児科におけるものである。特に血管用途では、恒久的なインプラントを使用する血管治療は、成長により不可能であるか、又はインプラントが、後に手術によって除去されねばならない。恒久的なインプラントを使用する現在の治療方法との比較における臨床上の利点は明白である。
【００２７】
以下では、本発明が、例示的な実施例及び関連する図面に基づいてさらに詳細に説明される。
【実施例】
【００２８】
図１は、急速に凝固された非晶質合金を作製するための溶融紡糸装置１０の作動形態を非常に模式的な形で示すものである。溶融体１２が、加熱器１６を使用して加熱可能な試料容器１４へ供給される。圧力の印加（矢印１８によって示されている）により、溶融体１２は、試料容器１４の下端にある穴から出て、銅により作製された急速回転している冷却された円筒２０上に落下する（円筒２０の回転方向が矢印２２によって示されている）。材料が非常に急速に冷却される結果として、結晶状態への遷移が防止できる。ガラス形成に関する基準は、特に（ｉ）共晶点が低温であり（そこでは結晶安定性が小さく及び／又は溶融体の安定性がより大きいことが期待できるからである）、および（ｉｉ）合金の成分原子の大きさの差が大幅に大きいことである。
【００２９】
特に適切な組成の非晶質又はナノ結晶合金の作製には、二元及び三元合金系を、関係するデータ記録集から採用できるか、あるいは、加熱可能な遠心分離器で冷却中の溶融体の重量検定によって、標準的な方法により実験的に決定できる。従って、例えば、二元合金ＭｇＺｎは、マグネシウムが７１．９重量パーセント及び亜鉛が２８．１重量パーセントの組成で共晶となることが知られている。この組成のＭｇＺｎ合金又はその共晶に近い組成体は、非晶質又はナノ結晶合金として特に容易に作製できる。しかし、数多くの医療技術用途では、最も熱力学的に安定性のある非晶質合金系が必ずしも選択されるとは限らず、腐食挙動及び、当然のことであるが、生体適合性も合金の選択に関する有力要因であることが強調されねばならない。医療用インプラントの作製中に発生する機械的及び熱的歪みは、通常、非常に小さいので、これらの合金の結晶化が大幅に回避できる。
【００３０】
図２ａはバルーン拡張式ステント１０の形態の血管用インプラントを模式的に示し、図２ｂは、その拡大された部分詳細図を示す。ステント１０は、周囲に螺旋状の線材の領域１２を有する網目状に織られた線材編組によって形成される。ステントの設計は、本件では副次的な重要性を有するに過ぎず、よって例示用に使用されている。図２ａ及び図２ｂに例示されたステント設計はバルーン拡張式として配置されている。即ち、それは圧縮された第１の状態から出発して、拡張された第２の状態へ機械的に移行できる。このタイプの構造は従来技術からよく知られている。本実施態様では、使用される材料が、弾性率、脆性、及び強度などの特定の基準に適合しければならない。これは、生物腐食性の非晶質又はナノ結晶マグネシウム合金から作製された埋込み繊維を使用して、ステント１０のウェブ１２を強化することによって実現できる。ウェブ１２は、５０〜３００μｍの範囲の壁厚を有する。
【００３１】
図３ａ及び図３ｂは、生物腐食性の非晶質合金が使用される別の血管用インプラントを示す。この血管用インプラントは、いわゆる移植片ステント１００として実施され、ステント状の主要枠組１０２と、この主要枠組１０２を受け入れる伸長性外皮１０４とを含む。主要枠組１０２は、図２ａ及図び２ｂに説明された方式で設計可能である。即ち、それは生物腐食性の非晶質合金を含むことができる。しかし、医療用鋼などのより恒久的な材料も考えられる。外皮１０４は、一緒に織り込まれる、生物腐食性の非晶質マグネシウム合金の細い繊維を含む。主要枠組１０２及び外皮１０４の合金組成は互いに異なるものにできる。外皮１０４は、それが主要枠組１０２の拡張時に伸長され得るような方式で設計されており、この外皮は、例えば、血管の破裂後に、血管壁を一時的に被覆するか又は封止することさえ可能とする。図３ｂは、移植片ステント１００を貫く断面の半分を示すが、それは外皮１０４に対する主要枠組１０２の相対的な位置を例示するものである。
【００３２】
図４は、上腕骨の領域における破砕骨折の骨接合用の整形外科用インプラントを示す。このインプラント２００は、医療上の機能に合わせて調製された幾何学的形状を有し、複数の開口を有している。これらの開口を介して、修復されるべき骨にインプラント２００を固定するねじ２０２が案内される。インプラント２００は、マグネシウム若しくはマグネシウム合金から作製された非晶質又はナノ結晶繊維を使用して強化される生物腐食性の複合材料から成形される。このインプラントは、機械的歪みを吸収することが可能であり、生物腐食が進行するために、早くても約１２カ月後に（インプラントは、この時点までその医療上の機能を遂行しなければならないので）、その機械的な完全性を喪失するように設計される。ねじ２０２も、マグネシウム若しくはマグネシウム合金から作製された非晶質又はナノ結晶繊維を使用して強化される生物腐食性の複合材料から成形される。このねじは、インプラント２００と同じ腐食挙動を示すが、その強度に関して他の要件が存在するので、必ずしもインプラント２００と同じ合金組成を含む必要はない。インプラント２００及びねじ２０２の所期の目的のために、非晶質又はナノ結晶繊維を使用して強化される高い強度の生物腐食性複合材料が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】非晶質合金を作製するための溶融紡糸装置の原理を示す模式図。
【図２ａ】バルーン拡張式ステントの形態の血管用インプラントを示す上面図。
【図２ｂ】図２ａの拡大部分詳細図。
【図３ａ】非晶質合金から作製された繊維マットを有する血管用インプラントを示す図。
【図３ｂ】非晶質合金から作製された繊維マットを有する血管用インプラントを示す図。
【図４】破砕骨折の骨接合用の整形外科用インプラントを示す図。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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