(57)【要約】      （修正有）【課題】医薬物質の投与量を制御可能な状態で送出できるステントの提供。【解決手段】カテーテルによってステントを所望の体内部位に送出する。ナノ構造の外表面が疎水性にされ、最初は基板と流体の間に電源２２によって電圧が加えられていないので、体内部位における体液４０は、ナノ構造アレイ６２の頂部上に浮遊しているが、ステントを所望の体内部位に植え込むと、医薬物質が、電圧Ｖ≧ＶＦを加えることによって体液中に放出することができる。この電圧によって、体液４０が隙間に浸透して、医薬物質６９に接触し、体液４０に放出される。物質６９が流体４０中に拡散し、ここで流体４０と反応するか、単にそれに溶解することができる。流体４０は、医薬物質６９を体組織と接触させ、治療効果を生じる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面および外面を有する管状部材を備える植え込み式ステントであって、
前記表面の少なくとも一方が疎水性であり、
前記少なくとも１つの表面の領域が、前記表面の第１部分を覆うミクロ構造またはナノ構造のアレイを含み、前記アレイによって、領域が動的に制御可能な疎水性を有することを特徴とするステント。
【請求項２】
さらに、前記疎水性を変化させるために、前記管状部材に取り付けた制御器具を含む、請求項１に記載のステント。
【請求項３】
前記制御器具が外部の源から遠隔始動可能である、請求項２に記載のステント。
【請求項４】
前記アレイが、前記表面の第２部分を露出したままにし、さらに前記露出第２部分の少なくとも１つに付着した化学的活性物質を含む、請求項１に記載のステント。
【請求項５】
前記物質が薬物または薬剤を備える、請求項４に記載のステント。
【請求項６】
さらに、前記管状部材に取り付けた制御器具を含み、前記器具が、前記少なくとも１つの第２部分から前記薬物または薬剤を放出することができる、請求項５に記載のステント。
【請求項７】
さらに、
ミクロ構造またはナノ構造の前記アレイと接触した体液から電気的に絶縁されるように構成される導電性基板を含み、
前記アレイの隙間への前記流体の浸透を変化させ、それによって前記薬物または薬剤を前記流体に放出させるように、前記制御器具が、前記アレイと前記基板との間に電圧を加えることができる、請求項６に記載のステント。
【請求項８】
前記アレイが、前記表面の第２部分を露出したままにし、さらに、
前記アレイを電気的に絶縁して、別個の空間的ゾーンにする手段を含み、
前記ゾーンの少なくとも２つが、その露出した第２部分に付着した化学的活性物質を含み、
前記制御器具が、様々な時に別個のゾーンの前記物質を放出させることができる、請求項１に記載のステント。
【請求項９】
さらに、前記ステントの形状を体内で変化させる手段を含む、請求項１に記載のステント。
【請求項１０】
前記管状部材が、その長さと同一の広がりを有する細長いスロットを有し、それによって相互に対して移動可能である１対の細長い縁部を形成し、ステントがさらに、自身上に複数の電気的に制御可能な構造を備え、構造が、前記縁部を移動させ、前記縁部を着脱式にラッチ接合することができる、請求項１に記載のステント。
【請求項１１】
植え込み式ステントであって、
長さと同一の広がりを有する細長いスロットを有し、それによって相互に対して移動可能である１対の細長い縁部を形成する管状部材と、
前記縁部を相互に対して移動させることによって、前記部材の直径を変化させる手段とを備えるステント。
【請求項１２】
さらに、移動した後に前記縁部を着脱式にラッチ接合する手段を含む、請求項１１に記載のステント。
【請求項１３】
前記変化させる手段が、前記縁部に結合したスクラッチ・ドライブ・アクチュエータを含む、請求項１１に記載のステント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内導管または体腔に植え込み可能であるステントに関し、より詳細には、医薬物質（例えば薬物または薬剤）の投与量を制御可能な状態で送出できるようなステントに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では、血管に植え込む医療用ステントに関連する特定の問題について検討するが、検討の多くは、身体の他の流体搬送導管に植え込むステントにも適用可能である。
【０００３】
血小板の蓄積およびその結果としての動脈の狭小化（狭窄）を特徴とする冠状動脈疾患は、通常、植え込み式医療用ステントを動脈の疾患部分に挿入して、それが閉塞するのを防止することによって治療する。この解決法は不完全である。１つの問題は、ステントの周囲に瘢痕組織が成長して、動脈を閉塞する可能性があることである。瘢痕組織の形成を減少させるために、受動的に溶出して組織の成長を抑制する。薬剤を被覆するか含浸するステントもある。
【０００４】
このタイプの薬剤溶出ステントは、幾つかの欠点を有する。第１に、受動的に溶出するステントは、瘢痕組織の形成を十分に抑制せず、血管凝固事象を生成することもある。第２に、薬剤送出機構に融通性がない。つまり、ステントの機械的属性、および薬剤およびその結合剤の化学的性質によって予め決定される。複数の投与量および／または複数の薬剤の制御された送出のための措置はない。第３に、薬剤溶出ステントは、通常はステンレス鋼様の材料で作成するが、その有効期限は、一部は殺菌包装の完全性によって決定されるが、主に薬剤成分の制限された寿命によって決定される。期限が切れた製品は、在庫から除去しなければならず、使用者にとって多大な費用がかかる。この問題は、様々な物理的サイズを有するステントを在庫する必要性のために悪化する。第４に、医療用静止ステントは、時間の経過とともに脈管系の生理機能が変化するにつれて、動的に展開し、これは外科的介入なしにステントを交換することが通常は不可能でないまでも、困難であるので、問題となる。
【非特許文献１】Ｃ．Ｊ．Ｋｉｍ、「ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆ．ＭＥＭＳ」、Ｌａｓ  Ｖｅｇａｓ，ＮＶ，２００２年、４７９〜４８２頁
【特許文献１】米国特許出願第１０／６７４，４４８号
【特許文献２】米国特許出願第１０／４０３，１５９号
【非特許文献２】Ｔ．Ｎ．Ｋｒｏｕｐｅｎｋｉｎその他、「Ｆｒｏｍ  Ｒｏｌｌｉｎｇ  Ｂａｌｌ  ｔｏ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｗｅｔｔｉｎｇ：Ｔｈｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｔｕｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｏｎ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００４年２月；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙのウェブサイトで入手可能
【非特許文献３】Ｔ．Ａｋｉｙａｍａその他、「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．」、Ｖｏｌ．６、Ｎｏ．１、１０〜１７頁、１９９７年
【非特許文献４】Ｂ．Ｒ．Ｄｏｎａｌｄその他、「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．」、Ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．６、９４７〜９５９頁、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、当技術分野では、１つまたは複数の医薬物質を体液へと遠隔制御で送出することができるステントが必要とされている。
【０００６】
当技術分野では、１つまたは複数の医薬物質の複数の投与量を体液へと遠隔制御で送出することができるステントも必要とされている。
【０００７】
当技術分野では、そのサイズを生体内で動的かつ遠隔で制御できるステントも必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上および他の必要性が、本発明の１つの態様で対処される。つまり内面および外面を有する管状部材を備え、少なくとも１つの表面の領域が疎水性であるステントである。この領域に、アレイ状のミクロ構造またはナノ構造を設け、これは表面の第１部分を覆うが、第２部分はアレイの隙間で露出したままである。これらの構造によって、領域は動的に制御可能な疎水性を有する。１つの実施形態では、管状部材に取り付けた制御装置が、領域の疎水性を変化させる。体内導管の流体に医薬物質（例えば薬物または薬剤などの化学的に活性の薬物）を送出するのに特に適用可能である別の実施形態では、ステントは、制御装置が領域の疎水性を変化させるまで、露出部分に付着し、ステントに接触した体液に物質を放出させるような医薬物質も含む。さらに別の実施形態では、制御装置が、体外に配置された送信器と無線通信することによって始動される。
【０００９】
ステントを植え込む前に、それに医薬物質を装填するために、物質は単に、表面張力が十分に低い溶剤（例えばアルコール）に溶解し、したがってアレイ上に分布すると、液体は自動的に隙間に浸透する。溶剤が蒸発すると、物質は露出部分の上に沈殿して、それに付着する。あるいは、物質を、これより表面張力が高い溶剤に溶解させてもよく、したがって溶剤がアレイ上に分布すると、ミクロ構造またはナノ構造を支持する導電性物質と液体の間に適切な電圧を加えて、領域の疎水性を低下させるまで、これはミクロ構造またはナノ構造上に浮遊したままである、つまり浸透しない。
【００１０】
さらに別の実施形態では、管状部材に、ステントの形状（例えば直径）を体内で動的に、この場合も外部無線通信によって制御できるようにする機構を設ける。１つのさらなる実施形態では、センサを管状部材に取り付けて、流体パラメータ（例えば圧力、流量）を遠隔監視できるようにする。
【００１１】
本発明のさらに１つの実施形態では、ミクロ構造またはナノ構造のアレイを、選択的にアドレス可能な電気的絶縁区域にタイル張りする。エレクトロウェッティングを体内で使用して、アレイ全体を液体で覆い、特定のタイルを電気的に始動して、液体がそのタイルに装填されるようにする。異なるタイルに例えば異なる薬剤を、または異なる投与量の同じ（または異なる）薬剤を装填することができる。他方で、タイル張りしたステントを装填し、次に植え込むと、装填した任意のタイルを遠隔から始動して、制御可能な回数で薬剤を体液に放出できるようにする。
【００１２】
本発明の別の態様によると、第１材料の基板と、基板上の第２材料の層とを含む細長いスタックを最初に形成することによって、植え込み式ステントを作成する。２つの材料は異なる熱膨張率を有する。スタックの領域の上に、領域の疎水性を動的に制御可能にできるミクロ構造またはナノ構造のアレイを形成する。疎水性を制御するために、スタックに取り付ける制御装置も形成する。次に、スタックを加熱する。基板および層の加熱パラメータ（例えば時間、温度）、さらに厚さ、およびその熱膨張率は、スタックが丸まって管状部材になるように相互に適応させる。方法の１つの実施形態では、スタックを最初に植え込み、次に電流で体内にて加熱して、巻上がるようにし、管状部材を形成する。
【００１３】
本発明は、その様々な特徴および利点とともに、以下のさらに詳細な説明を添付図面と組み合わせて考慮することにより、さらに容易に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明について詳細に検討する前に、ミクロ構造またはナノ構造のアレイによって表面の疎水性を変更できる方法について簡単に説明するために、最初に図１から図２を参照する。本明細書では、他に指定していない限り、「ナノ構造」とは、１マイクロメートル未満の寸法を少なくとも１つ有する所定の構造であり、「ミクロ構造」とは、１ミリメートル未満の寸法を少なくとも１つ有する所定の構造である。例示的に、このような構造の個々の機構は、ポストまたはピラーの形状を有し、これ自体は、例えば円筒形または円錐形の形状を有する。例示的に、このような機構は約４μｍから２０ｎｍの範囲の幅、約０．２５μｍから２０μｍの範囲の高さ、および約０．５μｍから２００μｍの範囲の間隔を有する。アレイ中の機構の間隔は、均一または規則的（例えば周期的）か、不均一または不規則でよい。
【００１５】
ミクロな流体の用途で小滴の流れ抵抗を低下させるために、ナノ構造の表面が使用されてきた。例えば、Ｃ．Ｊ．Ｋｉｍの「ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆ．ＭＥＭＳ」（Ｌａｓ  Ｖｅｇａｓ，ＮＶ，ｐｐ．４７９−４８２（２００２））、Ｍ．Ｓ．Ｈｏｄｅｓその他の２００３年９月３０日に出願された共願の米国特許出願第１０／６７４，４４８号、およびＡ．  Ｋｏｒｎｂｌｉｔその他の２００３年３月３１日に出願された共願の米国特許出願第１０／４０３，１５９号を参照し、これは全て参照により本明細書に組み込まれる。また、「Ｆｒｏｍ  Ｒｏｌｌｉｎｇ  Ｂａｌｌ  ｔｏ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｗｅｔｔｉｎｇ：Ｔｈｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｔｕｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｏｎ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」と題した論文で、Ｔ．Ｎ．Ｋｒｏｕｐｅｎｋｉｎその他、Ｌａｎｇｍｕｉｒ（２００４年２月；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙのウェブサイトで入手可能）は、ナノ構造の表面に対する液体の湿潤挙動の動的電気制御について記載している。この論文も、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１６】
以下の検討では、各ケースで、他で逆のことが明示的に言及されていない限り、ナノ構造という用語は、ミクロ構造という用語を含むと理解した状態で、単純にするためにのみアレイ状の構造をナノ構造と言う。
【００１７】
先行技術では、基板表面の第１部分１８を覆うが、第２部分２０は、構造機構間（例えばナノポスト・アレイのポスト間）の隙間１６によって露出したままであるように、アレイ状のナノ構造１２を導電性基板１４上に形成する。導電性液体１０をアレイ上に浮遊させ、可変電圧源２２を液体および基板にわたって結合させる。そのために、液体および基板は、通常は機構の頂部および側壁上および基板１４の露出部分２０上に電気絶縁コーティング（図示せず）を形成することによって、相互から絶縁しなければならない。また、表面を疎水性にするために、絶縁コーティング上に低エネルギ表面コーティング（図示せず）を形成する。
【００１８】
Ｋｒｏｕｐｅｎｋｉｎｅその他、Ｈｏｄｅｓその他およびＫｏｒｎｂｌｉｔその他が上記で述べたように、図１で示すように電源２２が電圧を加えない場合、ナノ構造アレイの疎水性（表面張力）は、液体１０をナノポストの頂部にわたって浮遊させるのに十分でなければならない、つまり液体はアレイの隙間を浸透しない。これに対して、基板１４と導電性液体１０の間に低い電圧（例えば１０〜２０ボルト）を加えると、液体１０が各ナノポスト１２との間で形成する接触角度が減少する。図２で示すように、閾値または「満杯」電圧ＶＦ以上で、液体は基本的に隙間を充填して、露出部分２０と接触する。この時点で、液体がナノ構造アレイに浸透した、と言う。
【００１９】
薬剤送出ステント
本発明の１つの態様によると、制御された時および制御された投与量で１つまたは複数の医薬物質を体液へと送出するために、植え込み式ステントでエレクトロウェッティングの以上の原理を活用する。例示的に、医薬物質は薬剤または他の薬物、例えば冠状動脈中の血液凝固または瘢痕組織の成長を阻害する物質である。ステントには、ステントが必要である時にまたはほぼその時に、つまりステントを体内導管に植え込むべき時の直前に、医薬物質を体外で装填すると有利であり、これによって保存期間の問題が緩和される。言うまでもなく、特定の医薬物質に関して保存期間が問題でない場合、装填は十分前に実行してよく、装填したステントを必要に応じて在庫してもよい。
【００２０】
医療業界でよく知られているように、ステントは通常、カテーテル装置によって体内の部位に送出される。
【００２１】
本発明のこの態様によるステント６０の例示的実施形態を、図５で示す。ステント６０は、管状部材の形状を有する。管状部材は、部材の作成に使用する処理技術に応じて、例えば細長い開口またはスロット６４などを有するスロット付きシリンダであるか、または閉鎖したシリンダ（図示せず）でよい。また、部材６０は、基本的に円形の断面を有するように図示されているが、原則的に少なくとも他の断面形状（例えば長円、長方形）が適切なことがある。以下で説明するスロット付き円筒形設計の１つの形態を使用して、例えばステントの形状を調節するなど、追加の機能を提供する。
【００２２】
次に図３を参照し、本発明の１つの実施形態によりナノ構造のアレイを設けてあるステントの表面の例示的設計を示す。ナノ構造アレイ６２の隙間の底部に配置された疎水性層６７の部分に、医薬物質６９を体外で配置させ、接着させることが重要である。ナノ構造アレイ６２、したがって所望の治療効果に応じて、関連する医薬物質６９を、ステントの内面または外面あるいはその両方に配置することができる。例えば、ナノ構造アレイ６２およびその関連する医薬物質６９を、ステントの外表面に配置することができ、これが瘢痕組織の成長を阻害するために、冠状動脈の内壁に突き当たるので有利である。しかし、薬剤を血流へとさらに効率的に放出するためには、流れる血液と突き当たる内表面に配置すると有利である。単純さのみのために、図５は、ナノ構造アレイ６２を管状部材の外表面に配置したケースを示す。
【００２３】
ステントは、ナノ構造アレイ６２を配置した導電性外層または基板６３を含む。例示的に、ナノ構造アレイ６２は、図示のようなナノポストを備える。電気絶縁層６５が、基板６３を導電性の体液４０から電気的に絶縁するために、基板６３の上表面を覆い、疎水性層６７が絶縁層６５を覆う。層６７は、接触する体液４０に低エネルギ表面（接触角度＞９０°）を呈するという点で、疎水性である。
【００２４】
例示的に、基板６３は１つの結晶シリコンを備え、絶縁層６５はシリコン酸化物を備え、疎水性層６７は、ＣＦ１．５またはテフロン（登録商標）などのポリマを備える。通常、ナノポストは、直径が約３００ｎｍであり、シリコン酸化物は厚さが約５０ｎｍであり、ＣＦ１．５またはテフロン層は厚さが約２０ｎｍである。
【００２５】
使用時には、ステントに体外で医薬物質６９を装填する。ステントに装填する単純な技術は、表面張力が低い溶剤に医薬物質６９を溶解することである。物質を含む溶剤（ＳＣＳ）をナノ構造アレイ６２に接触させると、これは自動的に隙間に浸透し、蒸発して、残りの医薬物質６９を隙間の底部に残す。（実際には、残りの物質６９は、アレイ６２の側壁にも付着する可能性が高い。）ステントとＳＣＳと接触させるには、ステントをＳＣＳに浸漬するかＳＣＳをナノ構造アレイの上表面に噴霧してよい。代替装填技術は、エレクトロウェッティングを使用し、以下で説明される。
【００２６】
装填したら、カテーテルによってステントを所望の体内部位に送出する。ナノ構造の外表面が疎水性にされ、最初は基板と流体の間に電源２２によって電圧が加えられていないので、体内部位における体液４０は、図３で示すように、ナノ構造アレイ６２の頂部上に浮遊している。しかし、ステントを所望の体内部位に植え込むと、医薬物質が、図１から図２に関して以前に述べたように、電圧Ｖ≧ＶＦを加えることによって体液中に放出することができる。この電圧によって、体液４０が隙間に浸透して、医薬物質６９に接触し、これが流体４０に放出される。物質６９が流体４０中に拡散し、ここで流体４０と反応するか、単にそれに溶解することができる。流体４０は、医薬物質６９（または物質の反応生成物がある場合はそれ）を体組織と接触させ、ここで治療効果（例えば前述したように、冠状動脈の瘢痕組織の成長を阻害する）を有する。
【００２７】
電源２２の始動方法は、医薬物質６９を体液４０へといつ放出するかによって決定される。したがって、カテーテル導入手順の間に物質６９を放出すべき場合は、カテーテル装置に単に体内の電源２２と体外の制御装置との間の配線接続部を設けることができる。あるいは、無線接続を使用してよい。後者の方法は、特定の利点を有する。第１に、さらなる外科的介入を必要とせずに、異なる治療目的のためにその後に医薬物質６９を送出することができる。第２に、前述したように、異なる物質６９または１つの医薬物質の異なる投与量を、所定の時に制御可能な状態で体内に送出できるという追加の機能を可能にする。本発明の別の実施形態による植え込んだステントとの無線通信を、図６から図７で示す。図６では、電子制御ウェハまたはチップ７２をステント６０の一方端に取り付けて、ステントの長手方向軸線に対して横方向に配向する。あるいは、チップを両端に取り付けることができる。これに対して図７では、電子制御ウェハまたはチップ８２を、ステントの長手方向軸線に平行に配向する。例えば、図５で示すようにステントにスロットがある場合、チップ８２は、スロットによって画定されたステントの縁部の一方に取り付けることができる。あるいは、チップは、スロットによって画定された両方の縁部に取り付けることができる。いずれのケースでも、チップ７２、８２は、体外の制御装置７４、８４から無線信号（例えばＲＦまたは光信号）を受信するような構成である少なくとも１つの受信器７２．１、８２．１を含む。受信器７２、８２は、ステントの機能を制御する信号を提供する。例えば、図１０から図１２に関して以下で述べるように、電源２２によって電圧を加え、したがって医薬物質６９を送出するか、脈管の生理が変化するにつれてステントのサイズを変更する。
【００２８】
また、各チップ７２、８２は、例えば体液と接触する電気接点７２．２、８２．２および／または１つまたは複数の体液パラメータ（圧力および／または流量など）を測定するセンサ７２．３、７２．４、８２．３などの他の器具または構成要素も含むことができる。分差感知のために、図６の実施形態には、体液が流れる方向に対して横方向に軸線に沿って異なる位置に配置された１対のセンサを設ける。このような測定の結果を通信して制御装置７４、８４に戻すために、チップ７２、８２に適切な送信器を設けるか、チップ７２．１、８２．１をトランシーバとして設計することができる。
【００２９】
タイル張りしたナノ構造を有するステント
次に図８から図９を参照し、タイル張りしたステント９０という本発明の別の実施形態を示す。つまり、ステント９０のナノ構造アレイを、相互から電気的に絶縁され、別個に制御可能である複数のＮ＞１の領域またはタイル９０．１、９０．２、・・・９０．Ｊ、９０．Ｋ、・・・９０．Ｎに分離する。特に、図９で示すように各タイル９０．Ｊを、電気絶縁壁または境界１１７によって囲まれた基板１６３の領域に形成する。この絶縁によって、電圧源１２２が別個かつ独立した状態でタイル９０．１〜９０．Ｎにアドレスすることができる。つまり、ステントは、流体１００に対して共通の接点１２１を有するが、各タイル９０．１〜９０．Ｎには別個の接点１１９を有し、したがって他のタイル９０．１〜９０．Ｎに電圧が加わっている場合、その電圧とは独立してそれぞれに電圧を加えることができる。
【００３０】
図９では、電圧Ｖ≧ＶＦを電極１１９．Ｋと流体１００の間に加えることにより、タイル９０．Ｋのみにアドレスしているケースを示す。これによって、流体がタイル９０．Ｋのみの隙間に浸透する。他のタイルは全てアドレスされず、したがって他の電極１１９それぞれへのリード線には、Ｖ＝０が指定される。一般的ケースでは、タイルのサブセットｍ（１≦ｍ≦Ｎ）を、所望に応じて同時にアドレスできることが明白である。
【００３１】
このタイプの選択的タイル活性化を使用して、特定のタイル９０．１〜９０．Ｎ（またはタイルのサブセット）から体液へ医薬物質を送出するか、特定のタイル９０．１〜９０．Ｎ（またはタイルのサブセット）に医薬物質を装填することができる。
【００３２】
医薬物質を体内に送出するケースでは、流体１００は体液であり、複数のタイルに、同じまたは異なる投与量の同じ物質、または同じまたは異なる投与量の異なる物質を装填する。タイル張りのステントは、タイル９０．１〜９０．Ｎがアドレスされている場合にのみ、医薬物質を特定のタイル９０．１〜９０．Ｎから流体１００へと配量するように作用する。本発明のこの実施形態では、同じ時または異なる時に特定のタイル９０．１〜９０．Ｎにアドレスし、それによって所定の治療スケジュールに従い医薬物質を体内に送出できるように、タイル・制御装置をプログラムすることができる。
【００３３】
あるいは、医薬物質をタイル張りステントに装填するケースでは、タイル９０．１〜９０．Ｎがアドレスされた場合のみ、ステントが特定のタイル９０．１〜９０．Ｎの隙間への医薬物質を受け取るように作動する。流体１００は、医薬物質が溶解している溶剤でよい。流体１００は、タイル９０．１〜９０．Ｎの全部の表面上に分散するが、アドレスされているタイル９０．１〜９０．Ｎのみに装填される。つまり流体によって湿潤可能であるように活性化される。タイル９０．１〜９０．Ｎの頂部にある残りの流体は、次にふき取られるか洗い流される、または他の方法で除去される。次に、装填したタイル９０．１〜９０．Ｎ中の溶剤が蒸発し、アドレスされたタイル９０．１〜９０．Ｎの隙間の底部（および／または側壁）に付着する残りの医薬物質が後に残る。次に、異なる医薬物質または異なる投与量を有する同じ物質でプロセスを繰り返すことができるが、このような物質を、異なる（空の）タイル９０．１〜９０．Ｎに装填する。言うまでもなく、ｍ＝Ｍの場合、装填は選択的でない。つまり全てのタイル９０．１〜９０．Ｎが同じ投与量の同じ医薬物質で装填される。装填し、植え込んだら、様々な医薬物質を以下のように体内に送出する。
【００３４】
制御可能なサイズを有するステント
特定の状況では、身体（血管など）の生理が変化し、植え込んだステントの物理的パラメータを変更または調節することが望ましい。例えば、冠状動脈の対応する変化に対応するために、ステントの直径を体内で変更できることが望ましい。
【００３５】
図１０から図１２は、遠隔制御装置２１２によって体内でこのように調節することができる管状部材２００を有するステントの実施形態を示す。管状部材２００は、ナノ構造の表面２０２を有するように図示されているが、その特徴は、本発明のこの態様に必須ではない。ステント内では、巻き上がった表面によって管状部材２００が形成され、したがって端面２０４および２０６が重複し、相互に非常に近接する。管状部材２００の重複領域には、解放可能なラッチ機構２１０およびドライブ機構２０８を設ける。遠隔制御装置２１２からの信号に応答して、ドライブ機構２０８の少なくとも１つを始動して、どのドライブ機構を始動するかに応じて、複数の端面を反対方向に前進させ、それによって管状部材の直径を増減させる。所望の動作が終了したら、ラッチ機構２１０が解放可能な状態で端面を所定の位置に保持する。
【００３６】
管状部材２００の一方端の直径を、他方端からの差だけ変化するよう、ドライブ機構２０８を選択的に始動してよい。特定のステントで使用するドライブ機構２０８の数は、サイズの半径方向の変化に対する管状部材の慣性または抵抗によってほぼ決定される。
【００３７】
図１１で示すように、解放可能なラッチ機構２１０は、単純なラチェットと爪の構成でよく、下端面２０６に配置されたラチェット歯２１０．２が、上端面２０６に配置された爪歯２１０．１と係合し、それによって端面２０４、２０６がドライブ機構２０８によって前進した後に滑動して戻るのを防止する。ラチェット機構２１０は、表面２０４、２０６をさらに離す静電気または熱手段のような、当技術分野でよく知られている様々な手段によって解放し、それによってラチェットおよび爪の歯を相互から係合解除して、表面２０４、２０６が相互に対して滑動できるようにする。
【００３８】
これに対して、ドライブ機構２０８は、例えばＴ．Ａｋｉｙａｍａその他の「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．」（Ｖｏｌ．６、Ｎｏ．１、１０〜１７頁（１９９７年））またはＢ．Ｒ．Ｄｏｎａｌｄその他の「Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．」（Ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．６、９４７〜９５９頁（２００３年））で記載されているタイプのよく知られたＭＥＭＳスクラッチ・ドライブ・アクチュエータでよく、これは両方とも参照により本明細書に組み込まれる。スクラッチ・ドライブ機構２０８の原理は、図１２を参照することによって最もよく理解され、これは、各機構２０８が、それぞれ相互に対して直角に配向される第１および第２区画２０８．１および２０８．２を含む対称形の弾性導電性プレートを備えることを示す。対称性は、これらの区画が異なる長さを有するように設計することによって実現される。例示的には、区画２０８．１が区画２０８．２より長い。また、プレート区画を管状部材２００の上面２０６に、例示的にはポイント２０８．３に固定する。これは、例えばプレート間の接合部または屈曲部を指すが、区画の先端２０８．４、２０８．５は、下面２０４に滑動自在に配置されるが、これから電気的に絶縁される。
【００３９】
使用時には、機構２０８の第１静止状態で、区画を図１２Ａで示すように２０８．１ａおよび２０８．２ａと指定する。この状態で、上下面２０６および２０４は、同じ電位Ｖ０に保持される。第２始動状態では、電圧Ｖ−を上面２０６に、電圧Ｖ＋を下面２０４に加えて、電位差を上面２０６および下面２０４に加える。（そのためには、例えばＳｉ層にＶ−を加え、Ｓｉ層から電気的に絶縁されているＳｉ基板にＶ＋を加えた多層ＳＯＩ構造の管状部材２００を作成することにより、これらの電圧を、相互から電気的に絶縁されている表面の点または領域に加える。）図１２Ｂで示すように、電位差によって、マイナスの電荷２６０が区間２０８．１ｂに蓄積して、プラスの電荷が下面２０４に蓄積する。これらの反対極の電荷間の引力によって、区画２０８．１ｂが変形し（例えば下方向に崩れ）、これによって区画２０８．２ｂが距離Δｘだけ右側（矢印２２０）に滑動または並進して、一時的に上下面２０６および２０４を量Δｙだけ相互に向かって近づける。区画は点２０８．３で上面２０６に固定されているので、区画が量Δｘだけ並進すると、上面２０６が同じ量だけ移動する。この移動は、ラチェットと爪の機構２１０をインクリメントするのに十分であり、これは電圧が除去された後に管状部材を新しい位置（より小さい直径を示す）に着脱自在に保持する。図１２Ａで示したようなこの新しい並進済み位置で、区画２０８．１ｃおよび２０８．２ｃは、元の形状に復帰しているが、量Δｘだけ右側に移動している。
【００４０】
同様の方法で、スクラッチ・ドライブ機構２０８のサブセットが変形して、ステントの直径を増加させることができる。例えば、変形した機構は単に、相互に交換したプレート２０８．１および２０８．２を有することができる。言うまでもなく、この機構のサブセットは、残りの機構とは別個に始動可能である。
【００４１】
自己集合作成プロセス
図５および図１０で示したタイプの管状ステントは、本発明の別の態様により、加熱または冷却した場合に管状部材へと巻き上げるかコイル状にするために、主に平面層の膨張率の差を使用する自己集合プロセスによって作成される。
【００４２】
特に、図４はナノ構造アレイ６２がナノ構造アレイ６２が形成された導電性第１層または基板６３を示す。例示的に、基板６３は導電性単結晶シリコンで作成される。ナノ構造アレイ６２は、よく知られたフォトリソグラフィ・パターニングおよびエッチング技術によって基板の上面に形成され、次に酸化されて電気絶縁層（例えば図３の層６５）を形成する。第２層６１を基板６３の底部に配置して、スタック５０を形成する。次に、疎水性表面を形成するために、共形ポリマ層（例えば図３の層６７）を酸化物層上に配置する。
【００４３】
異なる熱膨張率を有するように、第２層６１および基板６３を選択する。図５または図１０で示すように、加熱または冷却に応答してスタックが巻上がるか、コイル状になって管状部材になるよう、スタック５０の様々なパラメータ（例えば様々な層の厚さ、層の熱膨張率、加熱時間および温度）を相互に適応させる。例えば、高温でスタック５０を作成し、次に常温または体温へと冷却して、スタック５０を巻き上げることができる。
【００４４】
材料の観点から、半導体基板６３中にナノ構造アレイを形成すると、集積回路産業によって既に開発されている成熟した処理テクノロジを活用できるという利点がある。そのために、この時点で他の半導体よりシリコンが好ましいことが明白である。しかし、上記で明示的に記載されていないが、他のよく知られている材料（例えば導電性プラスチック）と組み合わせてナノ構造アレイを作成する他のよく知られている方法（例えばエンボス加工、打ち抜き、印刷など）を使用できることが、当業者には容易に認識される。これに対して、第２層６１の材料は、加熱または冷却時にスタック５０が巻き上がるように、基板６３とは十分異なる熱膨張率を有していなければならない。第２層６１については、金などの単純な金属が適している。しかし、よく知られているＮｉ−Ｔｉ系の「形状記憶」合金（例えばニチノール）のようなこれより複雑な材料が好ましいことがある。これらの材料は、閾値温度より上に加熱すると、平面形状から良好に画定された湾曲形状に突然変化すると有利である。
【００４５】
上述した配置構成は、本発明の原理の応用を表すように考案できる多くの特定の可能な実施形態を例示したものにすぎないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、これらの原理に従い当業者は多くの様々な他の配置構成を考案することができる。特に、本発明のステントの自己集合を体内で実行することができる。平面スタック５０に、電流源に結合した（例えば層６１との）電気接点を設けてよい。スタックを植え込んだ後、制御信号が電流源を始動する。電流は層６１を通って流れて、スタックを管状部材の形状へと巻き上げるのに十分な熱を発生する。以前のように、制御信号は、有線接続または無線接続によって電流源に送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】先行技術によるエレクトロウェッティングで、基板表面の疎水性を制御できるようにするミクロ構造またはナノ構造のアレイを設けてある基板の表面の概略断面図である。
【図２】先行技術によるエレクトロウェッティングで、基板表面の疎水性を制御できるようにするミクロ構造またはナノ構造のアレイを設けてある基板の表面の概略断面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態により、エレクトロウェッティングによってステント表面の疎水性を制御できるようにし、さらに表面に接着する医薬物質を上に重なる液体へと放出できるようにするミクロ構造またはナノ構造のアレイを設けてあるステントの表面の概略断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態によりステントを作成する方法を示す概略等角図である。
【図５】本発明の別の実施形態によりステントを作成する方法を示す概略等角図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態により様々な器具をステントに結合する方法を示すステントの概略平面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態により様々な器具をステントに結合する方法を示すステントの概略平面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態により、ミクロ構造またはナノ構造のアレイを電気的に絶縁されたゾーンにタイル張りしたステントと、エレクトロウェッティングを体内で使用して、物質を選択されたゾーンに装填する、または体内でこのような物質を選択されたゾーンから体液へと放出する方法との略図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態により、ミクロ構造またはナノ構造のアレイを電気的に絶縁されたゾーンにタイル張りしたステントと、エレクトロウェッティングを体内で使用して、物質を選択されたゾーンに装填する、または体内でこのような物質を選択されたゾーンから体液へと放出する方法との略図である。
【図１０】ステントに、体内でその形状を制御するための機構を設けた本発明のさらに１つの実施形態の概略等角図である。
【図１１】図１０の実施形態に使用する例示的ラチェットおよび爪の略図である。
【図１２】ＡおよびＢは図１０の実施形態に使用する例示的スクラッチ・ドライブ・アクチュエータの略図である。
【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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【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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