(57)【要約】  内部人工器官などの医療装置、および該装置を形成する方法が開示されている。いくつかの実施形態において、医療装置は、金属製の基質および該基質内の複数の粒子を有する複合物を含み、基質および粒子は異なる組成を有する。
2008534219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、金属製の基質と、当該基質内にある複数の粒子とを備える複合物を備えており、前記粒子と前記基質とは異なる化学的組成を有する、医療装置。
【請求項２】
前記粒子がほぼ球形である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記粒子が前記基質より高密度である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記粒子が前記基質より低密度である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項５】
前記粒子が約１００ナノメートルから約１０マイクロメートルの寸法の平均粒子を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記粒子が中実である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記粒子が空隙を形成する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記粒子が金属または合金を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
前記粒子がセラミックを有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記粒子が異なる寸法を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記粒子がほぼ同一の寸法を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記粒子が細長い繊維質である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１３】
前記繊維質が実質的に所定の方向に沿って配置される、請求項１２に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記基質および前記粒子の前記化学的組成と異なる化学的組成を有する被覆物を前記粒子上にさらに備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記複合物が、前記粒子の約５から約５０容積パーセントを有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記粒子がチタン、タンタル、ニッケルおよびステンレス鋼を含む群から選択される物質を備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１７】
前記基質がタンタル、タンタルを有する合金、ニオブ、ニオブを有する合金、チタン、鉄を有する合金およびニッケルおよびチタンを有する合金を含む群から選択される物質を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１８】
前記医療装置が内部人工器官である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１９】
前記内部人工器官がステントである、請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２０】
複数の層を備える本体を有しており、前記複数の層の少なくとも１つの層が前記複合物を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記粒子の第１濃度を有する前記複合物を含む第１部分と、および前記第１部分と異なる前記粒子の第２濃度を有する前記複合物を含む第２部分とを有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項２２】
異なる組成を有する複数の複合物を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項２３】
金属製の基質、および前記基質内の複数の粒子を有する複合物を形成する工程と、
前記複合物を使用して医療装置の少なくとも一部を形成する工程と、
を有する、医療装置を形成する方法。
【請求項２４】
基質物質および前記粒子をレーザで処理することによって前記複合物が形成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複合物を形成する工程が、前記複合物中の前記粒子の濃度を変える工程を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記複合物を形成する工程が、冷間圧縮法、焼結法、熱間静水圧プレス法および押し出し成形法を含む群から選択される工程を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記粒子および前記基質が同一の組成を有し、前記粒子が空隙を形成する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記粒子および前記基質が異なる組成を有する、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部人工器官（例えばステント）などの医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体は、動脈、他の血管などの種々の通路および他の身体管腔を含む。これらの通路は、閉塞したりもろくなることがある。例えば、これらの通路は、プラークにより制限されたり、腫瘍によって閉塞されたり、または動脈瘤によってもろくなったりしうる。このような事態が生じると、医療用内部人工器官によって、通路を再開通させる、または強化するまたは交換することさえありうる。内部人工器官は通常、身体の管腔内に配置される管状部材である。内部人工器官の例は、ステント、カバー付ステントおよびステント移植材を含む。
【０００３】
内部人工器官を所望の部位に移送する際、内部人工器官は圧縮された、または大きさを縮小した形態で内部人工器官を支持するカテーテルによって体内に送達することができる。部位に達すると、内部人工器官は、例えば管腔壁に接触することができるように拡張される。
【０００４】
拡張機構は、半径方向に拡張させるために内部人工器官を押すことを含んでよい。例えば、拡張機構は、バルーン拡張可能内部人工器官を担持し、バルーンを担持するカテーテルを含むことができる。管腔壁と接触する所定の位置で拡張した内部人工器官を変形させ固定するためにバルーンを膨らませることができる。次いでバルーンをしぼませ、カテーテルを引き出すことができる。
【０００５】
別の送達技法で内部人工器官は、例えば弾性的にまたは物質相転移によって可逆的に圧縮および拡張することができる弾性物質で形成される。体内に導入される際、内部人工器官は圧縮状態に制限される。所望の植込位置に到達し、例えば外部シースなどの制限装置を後退させることにより制限が解除され、内部人工器官の固有の内部弾性回復力によって内部人工器官は自己拡張することができる。
【０００６】
内部人工器官が体内に進められる際、内部人工器官を標的部位に適切に送達することができるように、内部人工器官の進行は例えば追跡され監視されうる。内部人工器官が標的部位に送達された後、内部人工器官が適切に配置されているおよび／または適切に機能しているかどうかを判定するために、内部人工器官は監視されうる。医療装置を監視する方法は、Ｘ線透視検査法、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、および磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）を含める。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は内部人工器官などの医療用装置に関する。
一態様において、本発明はシンタックス金属などの複合物を含む医療装置、および該医療装置を形成する方法を特徴として備える。複合物は、基質、および基質中の複数の粒子を含む。粒子および基質は同一の組成または異なる組成を有してよい。
【０００８】
別の態様において、本発明は、金属製の基質および基質中の複数の粒子を含み、粒子および基質は異なる化学的組成を有する複合物を含む医療装置を特徴として備える。
別の態様において、本発明は、金属製の基質、および基質中の複数の粒子を有する複合物を形成すること、および医療装置の少なくとも一部を形成するために該複合物を使用することを含む医療装置を形成する方法を特徴として備える。複合物は、基質物質および粒子をレーザで処理することによって形成することができる。複合物の形成は、複合物中の粒子の密度を変えることを含めてよい。複合物の形成は、冷間圧縮法、焼結法、熱間静水圧プレス法および押し出し成形法を含む群から選択される工程を含んでよい。粒子および基質は同一の組成を有してよく、粒子は空隙を形成する。粒子および基質は、異なる組成を有してよい。
【０００９】
別の態様において本発明は、金属製の基質、および基質中の複数の空隙を含む組成を含む医療装置を特徴として備える。空隙は、基質の組成と同一の組成を有する粒子によって形成されうる、および／または空隙は基質の組成と異なる組成を有する粒子によって形成されうる。
【００１０】
本発明の態様は、１つまたは複数の以下の特徴を有する実施形態を含んでよい。粒子はほぼ球形である。粒子は基質より高密度である。粒子は基質より低密度である。粒子は約１００ナノメートルから約１０マイクロメートルの平均粒子寸法を有する。粒子は中実である。粒子は空隙を形成する。粒子は金属または合金を含む。粒子はセラミックを含む。粒子は異なる寸法を有する。粒子はほぼ同一の寸法を有する。粒子は細長い繊維質である。繊維質は所定の方向に沿って実質的に配置される。医療装置はさらに粒子上に、基質および粒子の化学的組成と異なる化学的組成を有する被覆物を含む。複合物は、粒子の約５から約５０容積パーセントを含む。粒子はチタン、タンタル、ニッケルおよびステンレス鋼を含む群から選択される物質を含む。基質は、タンタル、タンタルを有する合金、ニオブ、ニオブを有する合金、チタン、鉄を有する合金、およびニッケルとチタンとの合金を含む群から選択される物質を含む。医療装置は、ステントなどの内部人工器官（体内補綴物）である。医療装置は少なくとも１つの層が複合物を含む複数の層を有する本体を含む。医療装置は、粒子の第１濃度を有する複合物を含む第１部分、および第１濃度と異なる粒子の第２濃度を有する複合物を含む第２部分を含む。医療装置は、異なる組成を有する複数の複合物を含む。
【００１１】
実施形態は１つまたは複数の以下の利点を含んでよい。複合物を含む医療装置は、適応させ調整することができる１つまたは複数の特性を有し得る。例えば放射線不透過性および／または組成の密度を適応させ、Ｘ線透視検査法またはＣＴにおける可視度の向上を実現し、さらに良好な生体適合性およびＭＲＩ適合性を有することができる。剛性および強度などの機械的特性は、同様に適応させ調整することができる。医療装置の異なる部分は、同様の複合物を含み得るが、例えば、複合物の物質の選択を変えるおよび／または物質の濃度を変えることによって、異なる特性（放射線不透過性、強度および剛性）を有することができる。複合物は、好都合には例えば管に適合可能である。
【００１２】
他の態様、特徴および利点は、その好ましい実施形態の記載および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照すると、ステント２０は管状部材の形態を有し、管状部材は、複数の帯状部２２と、隣接する帯状部の間に延在しこれらを接続する複数の連結部２４とによって形成される。使用中、帯状部２２は、血管の壁にステント２０を接触させるために初期の小さな直径からより大きな直径に拡張し、これにより血管の潜在能力を維持する。ステントが血管の輪郭に適合できるように、連結部２４がステント２０に可撓性および適合性を与える。
【００１４】
図２を参照すると、ステント２０は、金属製の基質２８、および基質に囲繞される基質内の複数の異なる粒子３０を有する複合物質（合成物質）２６（シンタックス金属と呼ばれる場合もある）を含む。複合物質２６は、適応された物理的特性（密度および放射線不透過性など）および／または機械的特性（強度など）をステント２０に与えることができる。例えば、純粋なタンタルで形成されたステントは、良好な生体適合性、および磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）において良好な映像化を実現する低磁化率を有することができる。しかしながらいくつかの実施形態において、純粋なタンタルステントは放射線不透過性が高すぎることがあり、その結果、Ｘ線透視検査法またはコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）においてステント内の容積およびステントを囲繞する組織の映像化が不明瞭になることがある。放射線不透過性を低減するために、ステントは、タンタル基質、およびチタンなど低密度の物質の粒子を含む複合物質で形成することができる。チタンはタンタルより密度が低いので、複合物（合成物）のサンプルの放射線不透過性は、あるいはタンタルの同一のサンプルと比較して減少する。同時にチタンも良好な生体適合性および低い磁化率を有するので、複合物も良好な生体適合性およびＭＲＩ適合性を有する。モリブデン、ニオブ、プラチナおよびそれらの合金など他の高密度の物質は、タンタルについて上記に記載したように同様に改良することができる。放射線不透過性の低減は、特に壁の厚いステント（周辺血管ステントなど）に有用でありうる。別の実施形態として、粒子３０はまた、チタンまたはチタン合金基質内にタンタル粒子を組み込む、あるいはニチノール基質にニッケルまたはタンタル粒子を組み込むなど金属製の基質２８の放射線不透過性を増大させるのに使用することができる。放射線不透過性の増大は壁の薄いステントに特に有用な場合があり、一般にステント上の放射線不透過性マーカーの必要性をなくすことができる。
【００１５】
粒子３０はまた、金属製の基質２８の機械的特性を強化することができる。理論に拘泥することを望まないが、粒子３０は、補強を分散することによって金属製の基質２８の剛性（引っ張り係数）および／または強度（降伏強度）を高めることができると考えられている。例えば、タンタル、タングステンおよび／またはレニウム粒子は、チタンまたはニオブを含む基質の剛性を高めることができる。機械的特性を強化することにより、ステントの機能を損なうことなく、壁の厚みを減少させたステントを形成することが可能になりうる。ステントの壁をより薄くすることにより、より容易に蛇行性経路を通って送達することができ、より小さな身体の血管に植え込むことができ、より多くの流体がステント内を通ることが可能になりうる。
【００１６】
金属製の基質２８は、複合物質２６を含むステントを圧縮させ、その後血管を支持するために拡張させることができる機械的特性を備えた１つまたは複数の生体適合物質を含むことができる（例えばそこから製造される）。いくつかの実施形態でステント２０は、破損に到るまで約１５％伸張を超える約２０から１５０ｋｓｉの最大引っ張り降伏強度（ＹＳ）、および約１０から６０ｍｓｉの弾性率を有することができる。ステント２０が拡張する際、物質は、およそ約０．３の歪みまで伸ばすことができる。金属製の基質２８の物質例は、ステンレス鋼（例えば３１６Ｌ、ＢｉｏＤｕｒ（商標）１０８(ＵＮＳ  Ｓ２９１０８)と、３０４Ｌステンレス鋼と、ステンレス鋼、および米国公開特許出願第２００３−００１８３８０号、米国公開特許出願第２００２−０１４４７５７号、および米国公開特許出願第２００３−００７７２００号に記載される１つまたは複数の放射線不透過性元素（例えばＰｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｗ）（ＰＥＲＳＳ（商標）の５から６０重量％を含む合金）、ニチノール、（ニッケルチタン合金）、エルジロイなどのコバルト合金、Ｌ６０５合金、ＭＰ３５Ｎ、チタン、チタン合金（例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５０Ｔａ、Ｔｉ−１０Ｉｒ）、プラチナ、プラチナ合金、ニオブ、ニオブ合金（例えばＮｂ−１Ｚｒ）、Ｃｏ−２８Ｃｒ−６Ｍｏ、タンタルおよびタンタル合金を含む。他の物質の例は、本願の譲受人に譲渡された「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ」という名称で２００３年９月２６日に出願された米国特許出願第１０／６７２，８９１号、および「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ」という名称で２００５年１月３日に出願された米国特許出願第１１／０３５３１６号に記載されている。他の物質は、Ｓｃｈｅｔｓｋｙ、Ｌ．ＭｃＤｏｎａｌｄ、「Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙｓ」、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（３版）、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、１９８２、２０巻、７２６−７３６頁、および本願の譲受人に譲渡された２００３年１月１７日に出願された米国特許出願第１０／３４６４８７号に記載される超弾性または擬弾性金属合金などの弾性の生体適合可能な金属を含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、金属製の基質２８は、ＭＲＩによる映像化を強化する１つまたは複数の物質を含む。ＭＲＩ物質の例は、非鉄金属（例えば銅、銀、プラチナまたは金）、およびテルビウムジスプロシウム、ジスプロシウムおよびガドリニウムなどの常磁性元素（例えばジスプロシウムまたはガドリニウム）を包含する非鉄金属合金を含む。あるいはまたは付加的に、金属製の基質２８は、撮像中に例えばステントに隣接するおよび／またはステントを囲繞する組織の撮像を妨げる恐れのある磁化率による人口産物を減少させるために、１つまたは複数の低磁化率の物質を含むことができる。低磁化率の物質は、上記に記載のタンタル、プラチナ、チタン、ニオブ、銅およびこれらの元素を包含する合金などを含む。
【００１８】
粒子３０はまた、基質２８について上記に記載の１つまたは複数の生体適合可能物質を含むことができる（例えばそれから製造されることができる）。粒子３０の組成は、基質２８の化学的組成とは異なることがあり、および／または粒子および基質２８は、同一の組成を有することがある。粒子が基質と同一の組成を有する実施形態においては、粒子と基質の間の境界面に沿って形成することができるものなどの有害な冶金相を回避することができる。例えばタンタル基質の放射線不透過性を低減させるために、中空のタンタル球体など中空粒子をタンタル基質内に組み込むことができる。
【００１９】
放射線不透過性を強化するために、粒子３０が１つまたは複数の放射線不透過性物質を含む実施形態では、粒子は、原子番号が２６より大きい（例えば４３より大きい）および／または密度が約９．９ｇ／ｃｃを超える金属元素を含んでよい。あるいくつかの実施形態において、放射線不透過性物質は、例えば１００ｋｅＶで少なくとも５０ｃｍ-1など少なくとも２５ｃｍ-1の線形減衰係数を例えば有し、比較的Ｘ線吸収性が高い。いくつかの放射線不透過性物質は、タンタル、プラチナ、イリジウム、パラジウム、ハフニウム、タングステン、金、ルテニウムおよびレニウムを含む。放射線不透過性物質は、鉄、ニッケル、コバルトまたはチタンなどの１つまたは複数の他の元素を備える上記に記載される１つまたは複数の元素を包含する２元の、３元のまたはより複合的な合金などの合金を含むことができる。１つまたは複数の放射性不透過性物質を含む合金の例は、米国公開特許出願第２００３−００１８３８０号、米国公開特許出願第２００２−０１４４７５７号、および米国公開特許出願第２００３−００７７２００号に記載されている。
【００２０】
あるいはまたは付加的に粒子３０は、ＭＲＩによる映像化を強化するための１つまたは複数の物質を含んでよい。ＭＲＩ映像化物質の例は、ジスプロシウムまたはガドリニウム(例えばＤｙ2Ｏ3またはＧｄ2Ｏ3)の酸化物または炭化物層、Ｆｅ3Ｏ4、ＣｏＦｅ2Ｏ4、ＭｎＦｅ2Ｏ4、またはＭｇＦｅ2Ｏ4などの超常磁性物質、および／または遷移金属酸化物（例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの酸化物）を含む。したがって、粒子３０の化学的組成は金属物質（例えば金属および合金）に限定する必要はないが、粒子は上記に記載の例示の物質によってさらに示されるように、例えば酸化物（例えば酸化アルミニウム）、炭化物（例えば炭化ケイ素）および窒化物(例えば窒化チタン）などのセラミックなどの非金属化合物を含んでよい。
【００２１】
粒子３０の形状および寸法は特に限定されない。図２に示すように、粒子３０は等方性の性能を実現するために概ね球体の形状であるが、他の実施形態では、繊維質、プレート、チャード（ｃｈａｒｄ）および長球など非円形状を使用することもできる。球形粒子に関して、粒子の直径は、約１００ｎｍから約１０マイクロメートルなどの約１０ナノメートルから約３００マイクロメートルの範囲になりうる。例えば球形粒子の直径は、約１００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍまたは約９，０００ｎｍより大きいまたはこれと等しくなり得るおよび／または約１０，０００ｎｍ、約９，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約１，０００ｎｍまたは約５００ｎｍより小さいまたはこれと等しくなり得る。繊維質などの非球形粒子に関して、最大直径はまた、約１００ｎｍから約１００マイクロメートルなど約１０ナノメートルから約５００マイクロメートルの範囲になり得る。例えば非球形粒子の直径は、約１００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍまたは約９，０００ｎｍ、約１０，０００ｎｍ、約２５，０００ｎｍ、約５０，０００ｎｍまたは約７５，０００ｎｍより大きいまたはこれと等しくなり得るおよび／または約１００，０００ｎｍ、約７５，０００ｎｍ、約５０，０００ｎｍ、約２５，０００ｎｍ、約１０，０００ｎｍ、約９，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約１，０００ｎｍまたは約５００ｎｍより小さいまたはこれと等しくなり得る。
【００２２】
あるいくつかの実施形態において、粒子３０が非導電性の場合（例えば粒子が酸化物などのセラミックを含む場合）などは、粒子の寸法は比較的小さい。下記に記載するようにステントを形成するいくつかの方法において、ステントを仕上げるのに電解研磨が使用される。複合物質中に非導電性粒子が含まれる場合、電解研磨は優先的に基質物質を除去し非導電性粒子に影響を与えないことがある。その結果、粒子を開放するのに十分な基質物質が除去されるとステントの表面にくぼみが形成されることがある、または非導電性粒子を突出させることで表面に起伏が生じることがあり、これらは共にステント面を望ましくない起伏のあるものにする恐れがある。小さい非導電性粒子を使用することによって、形成されるいずれの寸法のくぼみ、および非導電性粒子を突出させることによって生じる表面の起伏を減少させることができる。例えば粒子寸法は、例えば所定の表面起伏要件（３ミクロインチＲａなど）を満たすために、許容可能な山または谷の高さと等しいまたはこれより小さくなるように選択することができる。いくつかの実施形態において、非導電性粒子の寸法は約８０ｎｍから約８マイクロメートルである。例えば非導電性粒子の寸法は、約８０ｎｍ、約５００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約２，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約４，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約６，０００ｍｎ、または約７，０００ｎｍより大きいまたはこれと等しくなり得るおよび／または、約８，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍ、約６，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約４，０００ｎｍ、約３，０００ｍ、約２，０００ｎｍ、約１，０００ｎｍまたは約５００ｎｍより小さいまたはこれと等しくなり得る。
【００２３】
非球面粒子は、異方性の性能を実現するために基質内に不規則に分布する、または基質内の所定の方向に優先的に配置することができる。例えば管状部材の周囲の外周上に向いて配置（配向）される繊維質は、管状部材の帯鋼強度を強化することができ、これはステント２０が圧縮に抵抗することを助け、これにより身体血管の開通を維持する。半径方向に向いて配置される繊維質はステントの半径方向の強度を高め、長手方向に向いて配置される、すなわちステントの長さに平行な繊維質は軸方向の剛性高める。所定の方向に沿って磁場を付加することによって磁気的非球面粒子を整列させることができる。繊維質は、例えば第１端部にスタブを形成するまたは繊維質の寸法を先細にすることによって、第２端部より重い第１端部を有して形成することができる。次いで、繊維質を基質物質の中実化していないシート内に配置することができ、繊維質の重い方の端部がシートの長手軸に対して垂直に繊維質を整列させる傾向がある。他の実施形態において、例えば一端が他端より重いなど非対称の繊維質は、管状部材を形成するために基質物質と混合し鋳型内で（例えば長手軸のまわりに）スピン鋳造することができる。スピン鋳造の際生成される遠心力は、例えば重い方の端部が軽い方の端部の外側になるように半径方向に繊維質を配置できるなど基質物質内に繊維質を配置することができる。繊維質を整列させ、整列した繊維質でステントを形成する他の方法は、米国公開特許出願第２００４−００４４３９７号に開示されている。複合物質内で粒子３０は、１つまたは複数の形状（例えば球形および繊維質）および／または１つまたは複数の寸法（例えば寸法の分布）を有することができる。
【００２４】
粒子３０は、中実（図２に示すように）または中空でありうる。図３を参照すると、複合物３２は、金属製の基質２８、中実粒子３０および空隙３６を形成する中空粒子３０’を含む。中空粒子３０’はさらに複合物３２の密度を減少させ、例えば補強効果などをさらに提供することができる。空隙３６は、約８０ｎｍから約９マイクロメートルの平均直径すなわち幅を有することができる。例えば平均直径すなわち幅は約８０ｎｍ、約５００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約２，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約４，０００ｍ、約５，０００ｎｍ、約６，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍまたは約８，０００ｎｍより大きいまたはこれと等しくなり得るおよび／または約９，０００ｎｍ、約８，０００ｎｍ、約７，０００ｎｍ、約６，０００ｎｍ、約５，０００ｎｍ、約４，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約２，０００ｎｍ、約１，０００ｎｍまたは約５００ｎｍより小さいまたはこれと等しくなり得る。異なる寸法の空隙または同一寸法の空隙を有する中空粒子３２を使用することができる。中空粒子３２は、例えば物質の流れ溶融シートから泡を吹き出すためのパフノズルを使用することによって、同軸ノズルおよび落下塔を使用することによって、ゾルゲル法を使用することによって、または実質的に除去される別の物質内、またはその周辺に球体を形成する前駆体法を使用することによって形成することができる。中実粒子３０は粉末噴霧によって形成することができる。粒子を形成する他の方法は、溶融物質の攪拌、ゾルゲル技法および前駆体鋳造法を含める。図３に示すように中空粒子３０’は粒子３０より小さいが、他の実施形態では中空粒子は中実粒子より大きくなる場合があり、粒子３０、３０’は、同様の寸法の場合があり、または粒子の寸法の組合せを使用することがある。複合物質内で粒子はすべて中実、すべて中空、または示されるように中空と中実粒子の組合せであり得る。
【００２５】
さらに図３を参照するといくつかの実施形態において、粒子３０は、粒子および基質の化学的組成と異なる化学的組成を有する被覆物３６を含む。特定の被覆物３６は、基質物質とより融和的（例えば混和的）であり、基質内への粒子の組み込みを強化することができる。被覆物３６は、例えば有毒相の形成を減少させるなど、基質物質をウェルと組み合わせる（例えば合金ウェル）物質を含むことによって粒子と基質の間の緩衝層または保護層として機能することができる。例えば、タングステンおよびチタンは、オメガなどの望ましくない金属間の相を形成し得るので、タンタルでタングステン球体をスパッタコーティングすることによってチタンの放射線不透過性を高めることができる。
【００２６】
金属製の基質２８内の粒子の全体の濃度も変えることができる。いくつかの実施形態において複合物質は、粒子の約５から約５０容積パーセントなど粒子の約１から約８０容積パーセントを含む。粒子の容積パーセントは、約１％、約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、または約７０％より大きいまたはこれと等しくなり得るおよび／または約８０％、約７０％、約６０％、約５０％、約４０％、約３０％、約２０％、約１０％または約５％より小さいまたはこれと等しくなり得る。異なる濃度の粒子、および／または粒子および／または基質の異なる組成を有する複数の複合物質を医療装置で使用することができる。例えば、ステンレス鋼基質およびタンタル粒子を含む複合物質を有するステントについて、ステントの端部は、Ｘ線透視検査中ステントの対比および映像化を強化するために、ステントの他の部分より高いタンタル濃度を有し得る。別の実施例として端部での粒子濃度は、端部が外に広がりステントを血管に固定できるように、端部をより可撓性に形成するように選択することができる。中間部の粒子濃度は、ステントが拡張する際、反動がほとんどなく容易に可塑的に変形させることができるように、比較的低い降伏強度を有するように選択することができる。
【００２７】
金属製の基質２８および基質中の粒子の物質の選択は、複合物質の所望の特性に左右される。例えば上記に記載のように、基質２８の放射線不透過性は密度のより高いまたはより低い粒子をそれぞれ組み込むことによって、向上させたり低下させたりすることができる。１つまたは複数の化学的組成、寸法、形式（例えば中実または中空）および／または形状の粒子を使用して、所望の特性に適応させ調整することができる。物質の選択に関する他の考慮すべき点は物質間の融和性を含む。例えば基質２８および粒子の物質は、混和性であり、工学技術特性に対して有害な望ましくない冶金相を形成しないように選択されてよい。体内での電解腐食の発生を低下させるその低減潜在能力が比較的同様であるように、基質２８および粒子の物質を選択することができる。複合物質を形成する際、基質物質が溶融する際粒子が溶融しないように、基質２８および粒子の物質の融解点は異なってもよい（例えば約５０℃を超えて異なる）。いくつかの実施形態において、形成する際（例えば以下に記載するレーザ切断）複合物質が分離しないように、またはある物質が別の物質より実質的に優先して融解しないように、基質２８および粒子の物質の融解点は幾分適合性があってよい。粒子３０は基質と同様の延性、または基質を冷間加工する際（例えば管形成の際）少なくとも破損することなく変形するのに十分高い延性を有するように選択されてよい。例えばクエンチ噴霧後アニールされた（柔軟にされた）チタン粒子は、タンタル基質中でクエンチ前の粒子よりも変形しやすい場合がある。
【００２８】
図４は、ステント２０を形成する方法４０を示す。示されるように方法４０は、ステント２０の管状部材を形成する複合物質２６を含む管を形成すること（工程４２）を含む。管は帯状部２２および連結部２４を形成するために実質的に切断され、未完成ステントを生成する（工程４４）。未完成ステントの切断によって影響を受けた領域は、その後除去される（工程４６）。未完成ステントを仕上げてステント２０を形成することができる（工程４８）。
【００２９】
ステント２０の管状部材を形成する管は、レーザ成形などの冶金技術を使用して形成することができる（工程３２）。図５を参照すると、管状部材を形成するためのシステム５０が示されている。システム５０は、レーザ５２、金属製の基質２８の物質を包含する第１ホッパー５４、粒子３０の物質を包含する第２ホッパー５６、可動性円筒形基板５８、およびチャンバ６０を含む。ホッパー５４、５６は、基板５８に選択的にそれぞれの物質を送達するように構成されている。レーザ５２は、ホッパー５４、５６からの物質が送達される基板５８上の場所にエネルギービーム６２を送達するように構成されている。炭素鋼、カドミウム、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛などの除去可能な物質から形成される基板５８は、物質が堆積し、エネルギービーム６２が向けられる基板上の位置を変えるために平行移動し回転することができる。チャンバ６０は、物質の酸化または汚染を回避するために不活性ガスが充填され浄化することができる。形成中、ホッパー５４、５６がそのそれぞれの物質を基板５８上に送達し、同時にレーザ５２が粒子を封入する基質物質を融解するのに十分なエネルギーを送達することにより複合物質を形成する。基質物質および／または粒子物質の濃度を変えるために、ホッパーの送達率を変えることができる。粒子または基質物質の組成または形式を変えるために、所望の物質を包含する付加的ホッパーを使用することができる。基板５８は複合物質で形成される管状部材を形成するために同時に平行移動および／または回転される。いくつかの実施形態において、複合物質の複数の層が堆積され結果として生じる管状構造を形成する。管状部材が形成された後、基板５８は、溶解（例えば硝酸などの酸に液浸することによって）によって、機械的除去（例えば研削）によって、融解（例えば十分低い融解点を有する基板物質に関して）によっておよび／または昇華によって除去することができる。レーザ成形は、参考により本明細書に組み込まれ、本願の譲受人に譲渡された「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」という名称で２００３年１２月１０日に出願された米国特許出願第１０／７３２４９２号に記載されている。
【００３０】
あるいはまたは付加的に、機械的複合物質で形成される管状部材を形成するために他の熱機械工程も使用することができる。例えば、複合物質を形成するために基質物質を融解させる必要はない。粉末冶金技術（圧力鋳造、焼結、熱間静水圧プレス法、熱間加工など）、スラリー混合、直接レーザ焼結、および真空プラズマ蒸着によって基質物質および粒子を組み合わせ、その後中空管状部材などの供給原料に成形される原料を形成することができる。可変的粒子濃度を有する複合物質を含む医療装置は、焼結によって異なる粒子濃度の複数の部分（例えばビレット）を結合することによって形成することができる。粒子濃度が異なる複合物質の層を有するステントは、管状部材を形成するために選択された複合物質を順次鋳型に加えることによって形成することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において複合物質を含む中空管状部材は、部材を目的の寸法および形状に可塑的に変形させるために、次第に小さくなる円形開口を有する一連のダイを介して延伸させることができる。塑性変形歪力により部材が硬化し（およびその降伏強度を高める）、部材の長手軸に沿って粒子を引き伸ばすことができる。変形した部材は、伸張した粒子構造を例えば等軸粒子を含む最初の粒子構造に転換するために、熱処理（例えば、再結晶温度を超えてアニールされるおよび／または熱間静水圧プレスされる）することができる。小さいまたは微細な粒子は、再結晶温度に近い温度で短時間部材を加熱することによって形成することができる。大型または粗い粒子は、粒子成長を促進させるためにより高温でおよび／またはより長い時間部材を加熱することによって形成することができる。
【００３２】
次に、示されるように管を切断すること（工程４４）によってステント２０の帯状部２２および連結部２４が形成される。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５７８０８０７号に記載されるように、帯状部２２および連結部２４を形成するために管の選択部分をレーザ切断によって除去することができる。あるいくつかの実施形態においてレーザ切断の際、溶剤または油など液体担体が管の管腔を通って流れる。担体は、管の一部に形成されるドロスが別の部分に再付着するのを防ぐおよび／または管に形成される再鋳造物質を減少させることができる。管の一部を除去するのに、機械加工（例えば微細機械加工）、放電加工（ＥＤＭ）、フォトエッチング（例えば酸によるフォトエッチング）など他の方法を使用することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において帯状部２２および連結部２４が形成された後、上記の切断工程によって影響を受けた管の領域を除去することができる（工程４６）。例えば、帯状部２２および連結部２４のレーザ加工は、ステント２０の機械特性および性能に悪影響を及ぼす恐れのある融解し再凝固した物質および／または酸化金属の表面層を残すことがある。影響を受けた領域は、機械的に（グリットブラストまたはホーニングによってなど）および／または化学的に（エッチングまたは電解研磨によってなど）除去することができる。いくつかの実施形態において、管状部材は工程４６が行われた後、ニアネット（ほぼ正味の）形状構造になりうる。「ニアネット寸法（ほぼ正味の寸法）」は、管がステントの完成を実現するために除去される物質の比較的薄い外被を有していることを意味する。いくつかの実施形態において、管は、例えば約１５％、１０％または５％未満の大型化など約２５％未満の大型化で形成される。
【００３４】
未完成のステントは次いで、ステント２０を形成するために仕上げられる。未完成ステントは、例えば電解研磨によって滑らかな完成品に仕上げることができる。未完成ステントはニアネット寸法に形成され得るので、ステントを完成するために除去する必要があるのはかなりわずかな未完成ステントである。結果として、さらなる工程（ステントに損傷を与える可能性のある）および費用のかかる物質を減じることができる。いくつかの実施形態においてステントを得るために、約０．０００２５４ｃｍ（０．０００１インチ）のステント物質を化学的切削加工および／または電解研磨によって除去することができる。
【００３５】
ステント２０は、所望の形状および寸法（例えば冠状動脈ステント、大動脈ステント、周辺血管ステント、胃腸ステント、泌尿器ステント、および神経ステント）を有することができる。用途に応じてステント２０は、例えば１ｍｍから４６ｍｍの直径を有する。あるいくつかの実施形態において冠状動脈ステントは、約２ｍｍから約６ｍｍの伸張した直径を有することができる。いくつかの実施形態において周辺ステントは、約５ｍｍから約２４ｍｍの伸張した直径を有することができる。あるいくつかの実施形態において胃腸および／または泌尿器ステントは、約６ｍｍから約３０ｍｍの伸張した直径を有することができる。いくつかの実施形態において神経ステントは、約１ｍｍから約１２ｍｍの伸張した直径を有することができる。腹大動脈瘤（ＡＡＡ）ステントおよび胸部大動脈瘤（ＴＡＡ）ステントは、約２０ｍｍから約４６ｍｍの伸張した直径を有することができる。ステント２０は、バルーン拡張可能型、自己拡張可能型、または両方の組合せ（例えば米国特許第５３６６５０４号）であり得る。
【００３６】
使用中、ステント２０は、例えばカテーテル送達システムを使用して送達され拡張されて使用することができる。カテーテルシステムは、例えばＷａｎｇの米国特許第５１９５９６９号、Ｈａｍｌｉｎの米国特許第５２７００８６号およびＲａｅｄｅｒ−Ｄｅｖｅｎｓの米国特許第６７２６７１２号に記載される。ステントおよびステント送達はまた、Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｓｃｉｍｅｄ、Ｍａｐｌｅ  Ｇｒｏｖｅ、ＭＮより入手可能なＲａｄｉｕｓ（商標）またはＳｙｍｂｉｏｔ（商標）システムによって例証される。上記に多くの実施形態を記載してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
例として全体的に複合物質２６で形成されているものとしてステント２０を上記に示したが、他の実施形態では複合物質は、医療装置の１つまたは複数の選択された部分を形成する。例えばステント２０は、１つまたは複数の層が複合物質を含み、１つまたは複数の層は複合物質を含まない複数の層を含むことができる。複合物質容器を含む層は、同一の複合物質または異なる複合物質を含むことができる。複合物質を含まない層は、上記の１つまたは複数の生体適合可能な基質物質を含んでよい。複合物質の成層は、医療装置の特性を適応させ調整するさらに別の方法を提供する。複数の層を含むステントは、例えば米国公開特許出願第２００４−００４４３９７号、およびＨｅａｔｈの米国特許第６，２８７，３３１号に記載される。
【００３８】
ステント２０は、カバー付ステントまたはステント移植材の一部であり得る。他の実施形態においてステント２０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、伸張したＰＴＦＥ、ポリエチレン、ウレタンまたはポリプロピレンで形成される生体適合可能な、非多孔性または部分的に多孔性のポリマー基質を含むおよび／またはこれに装着することができる。
【００３９】
ステント２０は、米国特許第５６７４２４２号、２００１年７月２日に出願された米国特許出願第０９／８９５４１５号、および２００２年８月３０日に出願された米国特許出願第１０／２３２２６５号に記載されるような開放可能な治療剤、薬剤または薬学的活性化合物を含むことができる。治療剤、薬剤または薬学的活性化合物は、例えば、抗血栓薬、抗酸化薬、抗炎症薬、麻酔薬、抗凝血剤および抗生物質を含むことができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、ステント２０は複合物質を含むワイヤを加工することによって、および管状部材にワイヤを編みこむおよび／または織り込むことによって形成することができる。
【００４１】
本明細書に記載の複合物質は、他の医療装置を形成するのに使用することができる。例えば複合物質は、ガイドワイヤまたはハイポ管を形成するのに使用することができる。可撓性の遠位部に優れた追従性を提供し、剛性の近位部に優れた押し込み性を提供するために、ガイドワイヤは密度の異なる粒子を含む部分を有してよい。複合物質は、臀部ステムおよび膝トレーなど医療用インプラントを形成するのに使用することができる。複合物質は、撮像技法に適合することができるように、創縫合するために使用される金属ステープルおよびワイヤを形成するのに使用することができる。
【００４２】
以下の実施例は、例示的なものであり、限定することを意図するものではない。
【実施例１】
【００４３】
５０−５００ミクロンの範囲の寸法のチタン−６アルミナム−４バナジウム（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）合金粉末を５００ナノメートルから５ミクロンの範囲の寸法の中実タンタル粒子４０容積パーセントと機械的に混合することができる。混合物は、７．６２ｃｍ（３インチ）の外径および５０．８ｃｍ（２０インチ）の長さを有するチタンまたは鋼の円筒形容器鋳型に移すことができる。容器は真空ポンプシステムによって密封され真空にされてよい。真空の容器は次いで、２１５０Ｆ／２５ｋｓｉ／２４時間で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）されてよい。ＨＩＰ工程の後、容器は複合物のビッレトを残すように機械加工される（チタンの場合）または溶解されてよい（鋼の場合）。
【００４４】
複合物ビレットは、端部がシリンダの長軸に垂直に面する均一な直径に機械加工することができる。機械加工されたビレットは、３．８１ｃｍ（１．５インチ）の直径ロッドに１０９３．３３℃（華氏２０００Ｆ）で熱押し出し成形することができる。ロッドは、直径が２．５４ｃｍ（１．０インチ）で長さが３．８１ｃｍ（１．５インチ）の完成ロッドを生成するために、機械加工され伸ばされ切断することができる。完成ロッドは、真空炉内で９２６．６７℃（華氏１７００Ｆ）で１時間アニールされアルゴンガス中で冷却することができる。０．２０ｃｍ（０．０８インチ）の外径および０．０１ｃｍ（０．００４インチ）の壁厚のステント管を形成するために、熱処理されたロッドは次いでガンドリルされ、冷延伸とアニール工程を何度も受けることができる。
【００４５】
ステント管は、ステントのストラットパターンを形成するためにレーザ加工を受けることができる。レーザ切断されたステントは、完成したステントを作成するために化学的切削加工および電解研磨を受けることができる。ステントはいずれの強磁性元素も含まないため磁化率が低いことがあり、その結果ステントは、ＭＲＩ中例えば３１６Ｌステンレス鋼ステントより低い磁化率の人口産物を有することがある。複合物ステントは、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖより高い放射線不透過性を有することがあり、その結果Ｘ線透視検査法においてチタンステントより可視性であり得る。複合物ステントは、タンタル粒子を補強し硬化させることから、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖステントより高い係数を有してよく、その結果複合物ステントは、クリンプ加工および拡張加工の際、チタンステントより弾性反動が少ないことがある。
【実施例２】
【００４６】
５０−５００ミクロンの範囲の寸法の５０タンタル−５０ニオブ（Ｔａ−５０Ｎｂ）合金粉末を５００ナノメートルから５ミクロンの範囲の寸法の市販の純度４チタン粒子５０容積パーセントと機械的に混合することができる。混合物は、７．６２ｃｍ（３インチ）の外径および５０．８ｃｍ（２０インチ）の長さを有するチタンまたは鋼の円筒形容器鋳型に移すことができる。容器は真空ポンプシステムによって密封され真空にされてよい。真空の容器は次いで、２１５０Ｆ／２５ｋｓｉ／２４時間で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）されてよい。ＨＩＰ工程の後、容器は複合物のビッレトを残すように機械加工される（チタンの場合）または溶解されてよい（鋼の場合）。ビレットはまた同様の過程によって、またはＳｙｎＦｏａｍ（商標）製法（およびＰｏｗｄｅｒｍｅｔ社から入手できる）によって中空のチタン球体で生成されてよい。
【００４７】
複合物またはＳｙｎＦｏａｍ（商標）ビレットは、端部がシリンダの長軸に垂直に面する均一の直径に機械加工することができる。機械加工されたビレットは、３．８１ｃｍ（１．５インチ）の直径ロッドに１２６０℃（華氏２３００Ｆ）で熱押し出し成形することができる。ロッドは、直径が２．５４ｃｍ（１．０インチ）で長さが３．８１ｃｍ（１．５インチ）の完成ロッドを生成するために、機械加工され伸ばされ切断することができる。完成ロッドは、真空炉内で１２６０℃（華氏２３００Ｆ）で１時間アニールされ、アルゴンガス中で冷却されてよい。０．２０ｃｍ（０．０８インチ）の外径および０．０１ｃｍ（０．００４インチ）の壁厚のステント管を形成するために、熱処理されたロッドは次いで、ガンドリルされ冷延伸とアニール工程を何度も受けてよい。
【００４８】
ステント管はステントのストラットパターンを形成するために、レーザ加工を受けてよい。レーザ切断されたステントは、完成したステントを生成するために化学的切削加工および電解研磨を受けることができる。ステントはいずれの強磁性元素も含まないため磁化率が低いことがあり、その結果ステントは、ＭＲＩ中例えば３１６Ｌステンレス鋼ステントより低い磁化率の人口産物を有することがある。複合物ステントは、タンタルまたはＴａ−５０Ｎｂより低い密度および低い放射線不透過性を有することがあり、その結果Ｘ線透視検査法において、ＴａまたはＴａ−５０Ｎｂより減衰量（「ブルーミング」）が少ない人口産物を有することができる。複合物ステントは、粒子を補強し硬化させることから、Ｔａ−５０Ｎｂステントより高い係数を有してよく、その結果複合物ステントは、クリンプ加工および拡張加工の際チタンステントより弾性反動が少ないことがある。
【００４９】
本明細書で参照されるすべての刊行物、参照文献、出願、および特許は、その全体が参照により組み込まれる。
他の実施形態は特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、拡張したステントの実施形態の斜視図である。
【図２】複合物の実施形態の詳細な図である。
【図３】複合物の実施形態の詳細な図である。
【図４】ステントを形成する方法の実施形態の流れ図である。
【図５】医療装置を形成するシステムの概略図である。
【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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【国際調査報告】
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