(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機−無機複合材料からなる管状の本体を含む医療用装置であって、
前記有機−無機複合材料は、複数の有機部分と前記有機部分から区別される複数の無機部分とからなるとともに前記無機部分が秩序配列状態である、メソ構造体を備え、
前記無機部分はケイ素及びアルミニウムからなる群より選択される金属元素からなり、前記金属元素は架橋酸素原子により連結されており、かつ前記有機部分はポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）ブロックコポリマーからなり、
前記医療用装置は、ステント、ステント移植片、血管移植片、カテーテル及び医療用バルーンからなる群より選択される、医療用装置。
【請求項２】
前記無機部分は層状である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記有機部分は層状である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記無機部分は円筒状である請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記無機部分は六角形の配列にて配置されている請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記有機部分は５乃至１００ｎｍの長さである請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記本体は治療剤を更に含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記本体は接着促進材料を含む請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ステントの形態である請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
ステント移植片の形態である請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
血管移植片の形態である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
カテーテルの形態である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
医療用バルーンの形態である請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばステント及びステント移植片のような医療用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体は、動脈、その他の血管及びその他の体腔などのような種々の通路を含む。これらの通路は時として閉塞するか、又は弱くなる。例えば、該通路は腫瘍により閉塞されたり、プラークにより制限を受けたり、又は動脈瘤により弱くなる。これが起こる場合、該通路は医療用の内部人工器官（ｅｎｄｏｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ）を用いて、再開口されるか、補強されるか、又は該内部人工器官に置き換えられ得る。内部人工器官は典型的には、体内の管腔に配置されるべき管状部材である。内部人工器官の例としては、ステント及び被覆されたステントが挙げられ、しばしば「ステント移植片」と称される。
【０００３】
内部人工器官はカテーテルにより体内に送達され、該カテーテルは、該内部人工器官を所望の部位に輸送する場合、該内部人工器官を小型化された、又は縮小された大きさの形状にて保持する。所望の部位に到達すると、該内部人工器官は例えば管腔の壁に接触すべく拡張される。
【０００４】
拡張機構は、該内部人工器官を径方向に拡径させる工程を含む。例えば、拡張機構はバルーンを保持するカテーテルを含み、バルーンにて拡張可能な内部人工器官を保持する。バルーンは、管腔の壁と接触する所定の位置にて、拡張された内部人工器官を変形して、適合するように膨張される。その後、バルーンは収縮され、カテーテルは後退させられる。
【０００５】
別の技術において、自己拡張可能な内部人工器官は、例えば、弾性的、又は材料の相遷移により可逆的に縮小及び拡大する弾性材料から形成される。体内への導入時には、該内部人工器官はカテーテル上にて縮小された状態に制限される。所望の移植部位に到達すると、例えば、外側シースのような制限装置を引き抜くことにより該制限物が取り除かれ、該内部人工器官が自身の内部弾性復元力により自身で拡張可能となる。
【０００６】
通路を開いた状態にて支持するために、該内部人工器官は、引っ張り強度及び降伏強度のような適切な機械的特性を備えた、例えばステンレス鋼（例えば、３１６Ｌ（１８Ｃｒ−１０Ｎｉ）ステンレス鋼）又はニチノール（ニッケル−チタン合金）のような材料から形成され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、例えばステント及びステント移植片のような医療用装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様において、本発明は、有機部分と、該有機部分から区別される無機部分とを有する本体を含む医療用装置に特徴付けられる。
【０００９】
別の態様において、本発明は、有機部分と、該有機部分から区別される無機部分とを有するメソ構造を備えた本体を含む医療用装置に特徴付けられる。
本発明の態様の実施形態は、以下の特徴を一つ以上含む。本体は複数の有機部分と、該有機部分から区別される複数の無機部分とを含み、かつ該無機部分は秩序配列（ｏｒｄｅｒｅｄ  ａｒｒａｙ）状態である。無機部分及び／又は有機部分は層状である。無機部分は本質的に円筒形である。無機部分は六角形に整列して配置されている。無機部分は例えば、ケイ素又はアルミニウムのような金属元素を含む。無機部分は、例えば酸素のような架橋元素により連結された金属元素の三次元ネットワークを含む。
【００１０】
有機部分は、例えばブロックコポリマーのようなポリマーを含み得る。有機部分は約５乃至１００ｎｍの長さであり得る。
本体は治療剤を含み得る。該本体は接着促進材料を含み得る。該本体は管状であり得る。
【００１１】
装置はステント、ステント移植片、血管移植片、カテーテル又は医療用バルーンであり得る。
本体は複数の有機部分と、該有機部分とは区別される複数の無機部分とを含み、かつ該無機部分は秩序配列状態であり得る。
【００１２】
実施形態は以下の利点の一つ以上を含み得る。該装置は良好な生物学的適合性を備え得る。該装置は強度及びクリープ抵抗性のような良好な機械的特性を備え得る。該装置は磁気共鳴映像法に適合可能であり得る。該装置は治療剤又は治療薬を含み得る。該複合材料は可撓性及び／又は拡張可能な医療用装置を製造するために使用され得る。該複合材料は種々の医療用装置において使用され得る。
【００１３】
本発明のその他の態様、特徴及び利点は、その好ましい実施形態の記載及び請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照すると、ステント２０は開口部２４を有する管状体２２を含む。管状体２２は有機−無機複合材料を含む。該複合材料は該ステント２０に所望の特性の組み合わせを提供することができるハイブリッド材料である。例えば、該複合材料の有機成分は該ステント２０に良好な生物学的適合性及び磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）との適合性を提供する一方で、該複合材料の無機成分は該ステントに強度のような良好な機械的特性を提供する。特に、該複合材料は比較的低い磁化率及び／又は比較的高い電気抵抗を備え得る。その結果、高周波アーチファクトの発生を低減（例えば、排除）すること、磁気共鳴装置における磁場のゆがみを低減（例えば、最小化）すること、及び／又はステント２０の内側容積を視覚化することを可能にする。
【００１５】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、複合材料は有機部分２６と無機部分２８とを含む。部分２６及び２８は秩序配列状態であり得、例えば、該部分は約数百ナノメータより大きな程度の大きさであり、不規則に配置されていることもなく、又は無秩序に配置されていることもない。いくつかの実施形態において、部分２６及び２８は約１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ又はそれ以上までの大きさである。図２Ａに示されるように、無機部分２８は有機部分２６から区別される六角形に配置されたほぼ円筒状の部分３０を形成する。図２Ｂに示されるように、有機部分２６及び無機部分２８は両者の層が交互に配置された層状構造体を形成する。その他の配置も可能である。例えば、部分２６及び／又は２８は立方体構造物、逆六角形（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｈｅｘａｇｏｎａｌ）構造体、立方体共連続（ｂｉｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）構造体（時として、「配管工の悪夢（ｐｌｕｍｂｅｒ’ｓ  ｎｉｇｈｔｍａｒｅ）」と称される）及び／又はミセルを備えた構造体を形成し得る。配管工の悪夢と称される構造体は比較的可撓性である。
【００１６】
より一般的には、有機及び無機部分２６及び２８はメソ構造体を形成する。ある実施形態において、該部分２６及び２８はシリカ系（ｓｉｌｉｃａ−ｔｙｐｅ）メソ構造体を形成する。例えばある実施形態において、有機部分２６はポリマーを含む。該ポリマーはメソ構造体を形成するために比較的高分子量のブロックコポリマーを含み得、例えば、その一つは、例えば約５乃至約１００ナノメータのような鎖の特徴的な長さの寸法に類似した長さの寸法を有する。ブロックコポリマーの例は、ポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）である。無機部分２８はアルミニウム又はケイ素のような金属原子を含む。いくつかの実施形態において、無機部分２８は酸素のような架橋原子により他の金属原子に連結された金属原子を含み、三次元ネットワークを形成する。理論に制約されることなく、既に述べたように、有機部分２６は、該複合材料に可撓性、拡張性、良好な生物学的適合性、及びＭＲＩに対する適合性（例えば、該部分はＭＲＩを干渉しない）を提供する一方で、無機部分２８は複合材料の強度を高める。特に、無機部分２８は該複合材料の可撓性を相殺することなく該材料の強度を高めることができる。
【００１７】
複合材料は溶媒キャスト法を含むゾルゲル法により製造され得る。ポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）ブロックコポリマー（ＰＩ−ｂ−ＰＥＯ）（０．５ｇ）をＣＨＣｌ３とテトラヒドロフランの１：１の混合物中に溶解する（５重量％ポリマー）。適度な撹拌下において、８０モル％の
【００１８】
【化１】
0004819363.tif 000002
（ＧＬＹＭＯ）と２０モル％のＡｌ（ＯＢｕＳ）３の前加水分解（ｐｒｅｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ）溶液を加え、二時間後、混合物を３３３乃至３４３Ｋ（５９．８５乃至６９．８５℃）にてペトリ皿に移す。引き続く有機溶媒の蒸発（約１時間）の後に、真空中にて４５分間４０３Ｋ（１２９．８５℃）にて熱処理することにより複合体が形成され得る。約０．５乃至１ｍｍの厚みを備えた複合材料フィルムは、異なる量の金属アルコキシド溶液を同一のブロックコポリマーに加えることにより、これらの方法により調製され得る。例えば、立方体、六角形、逆六角形のような異なる構造体もまたポリマー及び／又はアルコキシドの割合を変更することにより調製され得る。
【００１９】
材料の特徴も含む上述の調製法及びその他実験の詳細は、テンプリン（Ｔｅｍｐｌｉｎ）らによる論文「Ｏｒｇａｎｉｃａｌｌｙ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｍｅｓｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｈａｓｅｓ」、サイエンス、第２７８巻、１７９５頁（１９９７年１２月５日）及び該論文に引用された参考文献に開示されており、それらの全ては本明細書において参照として援用される。
【００２０】
管状体２２は複合材料の複数の層又はフィルムを重ねることにより形成され得る。図３を参照すると、ステント２０を製造する方法が示されている。複合材料の複数の層３２は上述の技術に従って形成され得る。図示されるように層３２は層状構造体を有するが、該層は複合材料の任意の構造体を備え得る。いくつかの実施形態において、該層は異なる構造体を備え得る。例えば、ある層は層状構造体を有し、かつ別の層は六角形の構造体を有する。層３２は共に積層され、例えば、所定の最終厚みを有するシート３４を形成する。層３２は十分な圧力下において該層を、加熱しながら又は加熱しないで、押圧することにより重ねられる、及び／又は該層の間に有機及び無機部分２６及び２８と適合可能な接着剤を適用することにより重ねられる。積層後、シート３４は、例えば長さ及び幅が選択された大きさに切断される。管状体２２は該シート３４を巻いて、該シートの相対向する端部３６を合わせて、例えば、接着剤及び／又は熱を使用して該端部を接合することにより形成される。その他の実施形態において、例えば、一つの層３２が十分にサイズ化されている場合、複合材料の積層化は必要としない。いくつかの実施形態において、シート３４は相対向する端部３６を接合することなく巻かれる。ステント２０は巻物を広げる動作により拡張される。
【００２１】
ある実施形態において、接着促進材料が複合材料中に混合されるか、又は該複合材料に適合される。接着促進材料は、例えば、隣接する層の間の接着性を高めるために使用され得る。接着促進材料の例としては、ＬＯＴＡＤＥＲ（登録商標）（Ｅｌｆ  Ａｔｏｃｈｅｍ社）及びＫＯＤＡＲ（登録商標）ＰＥＴＧ（Ｅａｓｔｏｍａｎ  Ｋｏｄａｋ社）のようなエポキシ、又は無水物改質ポリオレフィンが挙げられる。接着促進材料の量は、意図された使用法に応じて変更される。ある実施形態において、一つ以上の隣接する層の間の接着性は、該層の厚みが変更されるのに応じて変更され得る。
【００２２】
管状体２２の複数の部分は、開口部２４の配列を提供するために除去され得る。該部分は、例えば、米国特許第５７８０８０７号明細書に記載されているように、レーザ切断により除去され得る。これに代えて、又はこれに加えて、該部分は例えば、破片の存在を低減するために超短パルスを用いることによるレーザ切除により除去され得る。レーザ切除は、２０００年１１月２８日に出願された発明の名称が「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ａ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｐｏｒｔｉｏｎ  Ｂｙ  Ｌａｓｅｒ  Ａｂｌａｔｉｏｎ」である米国特許出願第０９／７２４５０３号及びエム．メンデス（Ｍ．Ｍｅｎｄｅｓ）らによる「Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ  ＵＶ  Ｌａｓｅｒ  Ｍａｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｏｆ  Ａｌ２Ｏ３−Ｔｉｃ」（Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＬＥＯ（１９９９年））に記載されている。
【００２３】
その他の実施形態において、シェル型のデザインを備えた鋳型が管状体２２を形成するために使用され得る。例えば、上述の混合物をペトリ皿に移すよりはむしろ、該混合物は二つ以上の除去可能な部材により画定された管状の凹部に移され、管状体が形成される。開口部２４は上述のように該管状体に形成され得る。いくつかの実施形態において、鋳型は、該鋳型の凹部がステントを画定し、かつ該混合物がステントの形状を直接形成するようにデザインされ得る。
【００２４】
いくつかの実施形態において、複合材料は、ステント又はステント移植片のような多層医療用装置の一つ以上の層を形成する。例えば、ステント又はステント移植片の選択された層は複合材料を含む一方で、選択された層はポリマー材料を含む。該層は、交互に配置されている。複合材料は最内部の層及び／又は最外部の層であり得るが、他の配置も可能である。例えば、好ましくは配向された繊維を備えたポリマー材料を含むステント及びそれらを形成する方法は、２００２年８月２８日に出願された米国特許出願第１０／２２９５４８号に開示されている。
【００２５】
ステント２０は、従来の方法に従って、例えば、送達及び拡張される等、使用され得る。適切なカテーテル装置は、例えば、ワング（Ｗａｎｇ）の米国特許第５１９５９６９号明細書及びハムリン（Ｈａｍｌｉｎ）の米国特許第５２７００８６号明細書に記載されている。適切なステント及びステント送達系はまた、ミネソタ州メープルグローブ（Ｍａｐｌｅ  Ｇｒｏｖｅ）に所在のボストンサイエンティフィックシメッド（Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｓｃｉｍｅｄ）から入手可能なＥｘｐｒｅｓｓ（登録商標）又はＭａｖｅｒｉｃｋ（登録商標）システムにより例示される。
【００２６】
他の実施形態において、複合材料はステント移植片において含有され得る。図４を参照すると、ステント移植片４０はステント４２と、該ステントにより保持される複合材料４４とを含む。図示されるように、ステント移植片４０は支持体４６に配置され、該支持体４６は、例えば、ステント移植片のタイプに基づいてカテーテル又は医療用バルーンであり得る。（明瞭にするために、複合材料は、ステント４２及び支持体４６を示すために透明なものとして描かれている。複合材料４４は不透明である。）ステント４２はバルーン拡張可能な装置、自己拡張可能な装置、又はそれらを組み合わせたものであり得る（例えば、米国特許第５３６６５０４号明細書に記載されているように）。複合材料４４は一般的には既に述べられたようなものであり、接着剤及び／又は機械的押圧によりステント４２に取り付けられている。いくつかの実施形態において、ステント移植片４０は複合材料の二つ以上の層の間に配置されたステントを含み得る。層は同一の構造又は異なる構造を有する。複合材料４４は既に述べたように、ステント２０に対して多層移植片の一つ以上の部分を形成し得る。
【００２７】
一般的に、ステント２０及びステント移植片４０は任意の所望の形状及び大きさであり得る（例えば、冠状動脈ステント、大動脈ステント、末梢用ステント、消化管用ステント、泌尿器用ステント及び神経用ステント）。適用に応じて、ステント２０及びステント移植片４０は例えば、１ｍｍ乃至４６ｍｍの直径を備え得る。ある実施形態において、冠状動脈ステントは、約２ｍｍ乃至約６ｍｍの拡張した直径を備え得る。いくつかの実施形態において、末梢用ステントは約５ｍｍ乃至約２４ｍｍの拡張した直径を備え得る。ある実施形態において、消化管用及び／又は泌尿器用ステントは約６ｍｍ乃至約３０ｍｍの拡張した直径を備え得る。いくつかの実施形態において、神経用ステントは約１ｍｍ乃至約１２ｍｍの拡張した直径を備え得る。腹部大動脈瘤（ＡＡＡ）用ステント及び胸部大動脈瘤（ＴＡＡ）用ステントは約２０ｍｍ乃至約４６ｍｍの直径を備え得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、複合材料は、例えば高温で加熱された場合、比較的大きな孔を備え得る。該孔は、例えば、米国特許第５６７４２４２号明細書、同一出願人により２００１年７月２日に出願された米国特許出願第０９／８９５４１５号、米国特許出願第０９／７２４５０３号及び２，００２年３月２８日に出願された米国特許出願第１０／１１２３９１号に記載されているような放出可能な治療剤又は薬剤学的に活性な化合物を備えたステント２０又はステント移植片４０を容易に形成する。治療剤又は薬剤学的に活性な化合物としては、例えば、抗血栓剤、抗酸化剤、抗炎症剤、麻酔剤、抗凝血剤及び抗生物質が含まれる。これに代えて、又はこれに加えて、ステント２０又はステント移植片４０はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、発泡ＰＴＦＥ、ポリエチレン、ウレタン又はポリプロピレンから形成される、生物学的適合可能な無孔質又は半孔質のポリマーマトリックスに含まれる、及び／又は付着され得る。該ポリマーマトリックスは、例えば積層される等により、複合材料に付着され得る。
【００２９】
いくつかの実施形態において、該材料の一つ以上の予め選択された部分は、局所的に（例えば、容積加熱（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｈｅａｔｉｎｇ）を引き起こす約２乃至約１２０ＧＨｚの集中マイクロ波照射を使用することにより）加熱されて孔が形成される一方で、該材料の他の部分は加熱しないで放置される（例えば加圧ガスにより冷却される等）。加熱された孔を有する部分には、選択された領域への薬物の送達を提供するために上述されたような一つ以上の薬物が装填される。加熱されていない孔を備えない部分は、該装置の機械的特性のような特性を高めることができる。
【００３０】
複合材料は他の医療用装置においても使用され得る。例えば、該複合材料は、例えば血管形成用バルーンのような医療用バルーン、フィルタ又はバルーンカテーテルにおいても含まれ得る。ＭＲＩの使用に適した装置の例は、２，００２年８月１２日に出願された米国特許出願第１０／２１６９８８号に記載されている。複合材料は、例えば、米国特許第６４２８５７１号明細書に記載されているような、血管移植片５０（図５）においても含まれ得る。管状体２２は例えばカテーテル本体のような医療用の管状部材として使用され得る。
【００３１】
本明細書において参照された全ての刊行物、参考文献、適用及び特許は、それらに引用された参考文献も含み、その全体が参照用として本明細書中に援用される。
その他の実施形態も請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】医療用装置の一実施形態を示す。
【図２Ａ】複合材料の概略図を示す。
【図２Ｂ】複合材料の概略図を示す。
【図３】医療用装置を製造する方法の一実施形態を示す。
【図４】医療用装置の一実施形態を示す。
【図５】医療用装置の一実施形態を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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