JP2004526504A - 放射線不透過性およびバリア層を有する医療装置 - Google Patents

Abstract

医療用装置、例えば、冠動脈ステントであって、生体内で目視化され、かつ再狭窄の防止を補助するステントが提供される。この医療装置は、第１の層がその上に配置されたコアを含む。第１の層は、医療装置が生体内で目視され得るように放射線不透過性の材料からつくられている。外層が、第１層の少なくとも一部の上に配置され、かつ第１層の少なくとも一部を取り囲んで、患者の血管内に配置されたときに、放射線不透過性の内層と、血管内の血液および／または組織との間にバリア層をもたらす。外層の外面は、治療薬を受け入れるための微細孔、溝、網目状ラインを有する組織面を含み得る。抗血栓剤および抗細胞増殖剤を用いた薬剤および治療剤が、医療装置の外層の組織面の外表面から容易に散開され得る。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、血管疾患を防止するための装置に関し、特に、医療処置において用いられる生体内ステントに関する。
【背景技術】
【０００２】
血管外科手術に代わるものとして、経皮的血管形成術（ＰＴＡ）および経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）による処置が、患者の血管系のアテローム性動脈硬化による狭窄部を治療して適切な血流を回復するために広く用いられている。伸張可能な末端部を有するカテーテル、典型的には、膨張可能なバルーンの形態のカテーテルが、血管の、例えば冠状動脈の狭窄部位に配置される。次いで、膨張可能な端部を膨張させて血管を拡げ、適切な血流を、狭窄部を超える領域まで回復させる。ＰＴＡおよびＰＴＣＡは広く認知されているが、これらの血管形成術は２つの大きな問題を有し、それらは、突然の閉塞および再狭窄である。
【０００３】
突然閉塞とは、最初の治療の直後または数時間内に起こる血管の急速な再閉塞であり、血流が適時に回復しなければ、しばしば心筋梗塞を引き起こす。突然閉塞は、しばしば、最初の血管形成処置による血管壁の損傷に反応して起こる血管内膜剥離または急速な血栓形成によって生じる。再狭窄とは、最初は成功したと思われた血管形成処置の数週間または数ヶ月後に動脈が再び狭窄することである。再狭窄は、血管形成術を受けた患者全体のかなりの人数に起こり、これらの少なくとも一部は、平滑筋細胞の増殖および遊走による。
【０００４】
突然閉塞の可能性を減少し、再狭窄発生率を低減するための多くの異なる方法が提示されてきた。このような方法の１つは、血管形成後の血管ステントの植込みを含む。ステントは、薄壁の管状の骨組みであり、血管形成処置後に動脈内腔にて伸張される。最も一般的には、ステントは、ステレンス鋼などの可鍛材料から形成され、バルーンを用いて現場で伸張される。あるいは、ステントは、形状記憶合金または他の弾性材料から形成されることもでき、この場合、これらのステントは、血管形成処置部位で自己伸張できるようにされている。いずれの場合にも、ステントは、動脈壁のための機械的支持体として作用し、それにより、ＰＴＣＡよりも突然閉塞を防止し、再狭窄の発生率を低減する。
【０００５】
医療装置の昨今の開発は、ステントが患者の血管系内に配置されているときに生体内でのステントを目視できることを重視してきた。また、既に展開されたステントの位置を目視しかつ検査すること、または、ステントの位置にて生じる再狭窄を処置することが有利であり、しばしば必要である。Ｘ線透視法は、生体内のステントの目視化を可能にする１つの技術である。生体内のステントをＸ線透視法を用いて目視化するために、ステントは、高度に放射線不透過性の材料からつくられなければならず、または、放射線不透過マーカをもたらすデリバリカテーテルを用いなければならない。しかし、ステントに用いられる好ましい構造材料、ステレンス鋼は、放射線不透過性が高くない。したがって、幾つかの解決法、例えば、慣用のステレンス鋼ステントを、放射線不透過性の材料、例えば金でコーティングする方法が提示された。
【０００６】
コーティングされたステントもコーティングされていないステントも、突然閉塞の防止に有効であり、また再狭窄の防止に論理的に有効であるが、なお、治療された患者のうちかなりの人数が、時間の経過に伴い再狭窄を経験している。ステント材料の合金金属（例えば、ステレンス鋼）または金合金コーティングが体液により浸出されて血小板および細胞を活性化させ、血栓形成の前駆体を局部レベルで生じる可能性がある。また、多くのステント構造物は、開放格子状部、典型的にはダイアモンドまたはスパイラルのパターンを含み、細胞増殖（血管内膜過形成とも称する）が格子状支持要素と処置部位との間隙を通って侵入し、再び閉塞をもたらすことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、生体内で目視化されることができ、かつ再狭窄の防止を補助する改良された医療装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、生体内で目視化されることができ、かつ再狭窄の防止を補助する改良された医療装置の需要を、放射線不透過性および少なくとも１つのバリア層を有する医療装置を提供することにより満たすことに向けられている。
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、医療装置を形成するための積層構造物が提供される。この積層構造物は、外面を有するコアと、コアの外面の少なくとも一部の上に固定された第１の層とを含む。第１の層は、外面を有し、放射線不透過性である。生体適合性の第２の層が第１層の外面の少なくとも一部の上に固定されて、第１層と血管内の血液および／または組織との接触を減じる。
【００１０】
本発明の別の態様に従えば、第２層の外面が微細孔または他の構造を有し、これにより治療薬を受け入れ、また、治療薬を医療装置の領域の血管に送る。
本発明の上記の態様およびそれに伴う利点の多くは、以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することにより、より深く理解されて容易に認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の説明からより良好に理解されるように、本発明は、冠動脈ステントのために開発され、また、主にかかる冠動脈ステントに用いられることが考えられるが、本発明を、他の医療装置、例えば、大静脈フィルタ、動脈瘤コイル、または、生体内で目視化され、かつ生体適合性のバリア層を有する能力を必要とする他の植込み可能な装置にも用いられることが理解されよう。したがって、開示された実施形態は例として示されているに過ぎず、限定的なものとみなされてはならないことを理解されたい。
【００１２】
本発明の例示的な実施形態を説明する前に、或るタイプの医療装置の構造について簡単に論じる。これに関して、当分野で冠動脈ステント１０として知られている慣用の医療装置を示した図１を参照する。冠動脈ステント１０は、ＰＴＣＡ処置後に生体内の狭窄血管に配備される。ステント１０は、血管の病変部のすぐ近くに配送されたデリバリカテーテルから展開され、伸張して血管壁の内皮に接触する。ステント１０は、生体内に配置されたならば血管壁のための機械的支持体として働き、突然の閉塞を防止する。
【００１３】
再び図１を参照すると、ステント１０の骨格フレームが、好ましくは、ワイヤまたはバー状の部材１２を含み、部材１２の各々が明確な反復するジグザグパターンを形成している。この反復ジグザグパターンは、複数のＶ字状のカーブ１４から成る。Ｖ字状のカーブ１４の領域１６は、開いている。このジグザグパターンの終始点は識別されず、バー状の部材１２が伸張可能なジグザグセグメント１８を形成している。複数のジグザグセグメント１８が、ステント１０の長手方向軸に沿って、隣り合うジグザグセグメント１８のＶ字状カーブ１４が相互連結要素２０を介して連結され得るように配置されている。複数のジグザグ要素１８の間に相互連結要素２０が介在することにより、連続するワイヤ状の骨組がつくられてステント１０を形成している。
【００１４】
図１に示した冠動脈ステント１０は、本発明の利益を取り込み得る多くの様々な医療装置の一例に過ぎない。本発明は、装置、例えば、大静脈フィルタまたは動脈瘤コイル、および、Ｘ線透視により目視可能であることを必要とされる他の小型インプラント装置と共に用いられることも可能である。説明を明瞭にするために、以下の詳細な説明をステントに関してのみ行う。しかし、任意の医療装置が本発明の態様を組み込むことができることが理解されよう。先に記載した、ＰＴＣＡ処置に関して用いられるステントの製造および使用方法は当分野でよく知られており、本文においては詳しく記載しない。
【００１５】
本発明は、生体内での目視化、および、再狭窄の可能性を低減し得る生体適合性バリア層をもたらす改良された冠動脈ステントに向けられている。これらの特性は、冠動脈ステントを積層または複合構造で構成することによるものである。図２〜３は、本発明の態様に従って構成された、改良された例示的な実施形態であるステント１１０を示す。ステント１１０は多数のバー状部材１１２から構成されている。図４において最良に見られるように、部材１１２は、断面で見た場合に、コアまたは本体１３０、および、コア１３０に直接隣接して配置され、かつ、好ましくはコア１３０を取り囲む、第１の、すなわち内側の層１３２を含む。しかし、内層を他の形態にしてもよいことが理解されよう。例えば、図６に最良に見られるように、内層１３２はコア１３０の片側に配置されてもよい。
【００１６】
コア１３０は、ステントに、血管病変部を支持するのに必要な強度および柔軟性をもたらす材料から構成される。コア１３０は、好ましくは、３１６ステレンス鋼からつくられるが、他の材料、例えば、チタン、ニッケルチタン、もしくはタンタル、またはこれらの合金を用いてもよい。別の実施形態において、コア１３０は、図４に示されているように、コア１３０内を長手方向に延在する、中央に配置された管腔を含むことができる。コア上に配置された内層１３２は、Ｘ線透視画像形成を可能にし、かつ磁気共鳴画像（ＭＲＩ）の歪みを生じない放射線不透過性材料、例えば、金、または、金と、ニッケル、クロム、銅もしくは鉄との金合金から構成される。内層の厚さは、Ｘ線透視中に目視可能な厚さ（好ましくは３〜１２ミクロン）であることが理解されよう。
【００１７】
内層１３２の上に、ステントの最も外側の面を形成する外層１３４が配置されている。外層１３４は内層１３２を覆って、内層と患者の血管の血液および／または組織との間にバリアを形成する。さらに、外層１３４は、内層１３２への、および内層１３２からの電荷移動を防止する絶縁バリアをもたらす。コア１３０の複数の層、内層１３２および外層１３４により、積層または複合構造物１３６が構成されて部材１１２を形成している。部材１１２は、ステント１１０を形成するために様々な構造で配置され得る。
【００１８】
外層１３４は、人間の血液および組織に対して化学的に不活性の、生体適合性、または生体に好都合(澱io-friendly・な材料からつくられ、好ましくは、約１ミクロンの厚さを有する。外層は、安定した酸化物または窒化物を形成する固有の能力により、化学的に不活性である。酸化物または窒化物は、外層の外面に薄いフィルムを形成して保護バリアをもたらす。外層のために用いられ得る適切な材料の幾つかの例は、限定的ではないが、ステレンス鋼、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）およびバナジウム（Ｖ）を含み、これらの全てが、安定した酸化物を自然に、または熱酸化により誘発されて形成する。また、ステレンス鋼を、強固な(robust)酸化物を形成するために適切に不動態化してもよい。同様に、これらと同一の材料の窒化物を外層として用いることができ、これらはプラズマリアクタとして形成され得る。他の適切な化合物、例えば、炭化物、酸窒化物およびケイ化物も、血液および組織との相対適合性に基づいて用いられることができよう。また、任意の生体適合性ポリマーを用いてもよい。外層１３４は、また、プラチナ、イリジウム、およびそれらの合金を含み得る。用いられる材料の中でも、ＭＲＩ歪みのない材料を用いることが好ましい。
【００１９】
図５は、本発明に従うステントの別の例示的な実施形態を示す。ステントは、外層２３４がその上に配置されたコア２３０を含む。コア２３０は、好ましくは、金と、チタンもしくはタンタルまたはそれらの組合せとの合金から構成されている。強度および放射線不透過性の必要条件を満たす他の材料を用いてコア２３０を形成しても良い。例えば、コアは、７０％の金および３０％のチタンから成る合金から構成されることができる。次いで、上記の任意の適切な生体適合性材料からつくられた外層２３４が、コア２３０上に、合金と患者の血液および／または組織との間のバリアを設けるためにめっきされる。あるいは、コアと外層とを共押出しまたは圧延により接合し、ステントをこの積層複合体から形成してもよい。
【００２０】
図７は、本発明のさらに別の例示的実施形態に従うステントの、患者の血管内の現場での断面図である。ステント３１０は、複数のバー状部材３１２から構成されている。部材３１２は、矩形のコアまたは本体３３０、コア３３０の一部の上に配置された放射線不透過性の内層３３２、および、放射線不透過性の内層３３２を覆う外層３３４を含んで積層または複合構造物を形成している。内層３３２で覆われていないコア３３０の底面３４０は、ステントが現場に配置されたときに血管壁３４２と係合する。外層３３４は、放射線不透過性の内層３３２と患者の血管内の血液との間にバリアをもたらす。図４に関して先に論じたように、任意の適切な材料が積層構造物の各層に用いられ得る。
【００２１】
図８は、本発明のさらに別の例示的実施形態に従うステントの、患者の血管内の現場での断面図である。ステント４１０は複数のバー状部材４１２から構成されている。部材４１２は、矩形のコアまたは本体４３０、コア４３０の上面４３８の上に配置された放射線不透過性の内層４３２、および、内層４３２およびコア４３０の一部の上に配置された外層４３４を含んで積層または複合構造物を形成している。内層４３２で覆われていないコア４３０の底面４４０は、ステントが現場に配置されたときに血管壁４４２と係合する。外層４３４は、放射線不透過性の内層４３２と患者の血管内の血液との間にバリアをもたらす。さらに、コア４３０が、放射線不透過性の内層４３２と血管との間のバリアをもたらす。図４に関して先に論じたように、任意の適切な材料が積層構造物の各層に用いられ得る。
【００２２】
図９は、本発明のさらにまた別の例示的実施形態に従うステントの、患者の血管内の現場での断面図である。ステント５１０は複数のバー状部材５１２から構成されている。部材５１２は、矩形のコアまたは本体５３０、放射線不透過性の内層５３２、および外層５３４を含んで積層または複合構造物を形成している。内層５３２は、コアの上面５３８、およびコア５３０の側面の一部５４４の上に配置されている。外層５３４は、内層５３２、コア５３０の、内層５３２により覆われていない部分とを覆う。覆われずに残されたコア５３０の底面５４０は、ステントが現場に配置されたときに血管壁５５２と係合する。外層５３４は、コア５３０と共に、放射線不透過性の内層５３２と患者の血管内の血液および／または組織との間にバリアをもたらす。図４に関して先に論じたように、任意の適切な材料が積層構造物の各層に用いられ得る。
【００２３】
図３〜９に示されたステントを形成する積層または複合構造物が、当分野で知られている様々な方法でつくられることが当業者に理解されよう。例えば、コア上に内層が、慣用のめっき方法、例えば、電解めっきおよび／または無電解めっきを用いて配置され得る。同様に、外層が慣用のめっき方法により内層上に配置され得る。層をコア上に配置または接着する他の方法、例えば、化学蒸着および物理的堆積を、選択的なマスキング、湿式化学プロセス、およびゾルゲルプロセスと共に用いることができる。あるいは、コアおよび内外層のそれぞれに対応する独立のシートまたはチューブ材料を、圧延（圧延接着）もしくは共押出、または、共押出、圧延およびめっきの組合せにより積層または複合構造物に形成することができる。当業者は、追加の製造プロセス、例えば、焼きなましまたは電解研磨を、複合構造物の形成中に行って、微細構造、内部応力、組成および表面仕上げを調整し得ることを理解するであろう。また、当業者は、外層が結晶構造を有するように形成されることを理解するであろう。結晶構造は表面エネルギーを最小にして、外層表面での化学反応および生化学反応を低減する。
【００２４】
概して、血管病変部の、ステントが配置された局部領域を治療することが有利である。外層は、治療薬を受け入れるための微細孔、溝、網目状ラインなどを有する組織（テクスチャー）面を含み得る。抗血栓剤および抗細胞増殖剤を用いた薬剤および治療剤が、ステント外層の組織面の外表面から容易に散開され得る。好ましい治療剤の特定の例は、タキソール（Ｔａｘｏｌ）およびヘパリン（Ｈｅｐａｒｉｎ）を含む。しかし、他の薬剤も配備され得ることが理解されるであろう。また、適切な組織面を用いて、薬剤を配置しなくとも細胞反応を調整することができる。このために、ステントの外層の組織面は、患者の血管内での好ましい生物反応作用を含み得る。
【００２５】
本発明の種々の実施形態に関し、当業者には、特定の機械的特性、例えば、柔軟性、強度および重量を得るために、内層に用いられる金合金組成を堆積物の厚さにわたって変えられることが理解されるであろう。例えば、金層の濃度を、コア周囲を周方向に延在するに従って、また、コアから外側に延在に従って変化させ得る。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を例示および記載してきたが、本発明の種々の変更を、本発明の精神および範囲から逸脱せずに行えることが理解されるであろう。例えば、本発明の範囲において、金の層で予めコーティングされたステントを有することが考えられる。次いで、金コーティングされたステントを、以上に論じた任意の適切な生体適合性材料でめっきして、金めっきと患者の血管内の血液および組織の間にバリアを形成することができよう。また、図２〜９には、ステント部材が矩形の断面を有するように示されているが、当業者には、所望の機械的特性をステントに与えるための他の断面形状、例えば、図１０に示した円形のコア、または楕円も用いられ得ることが理解されよう。これらの他の断面形状により形成されたステント部材も、図４に示した例示的な実施形態に関して先に論じたように、コア内を長手方向に延在する、中央に配置された管腔を含み得る。
【００２７】
排他的な財産権または特権が主張される本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載されているように定義される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は慣用の医療装置の側面図。
【図２】図２は本発明の一実施形態に従う医療装置の側面図。
【図３】図３は図２に示した医療装置のＡ‐Ａ線における断面図。
【図４】図４は図２に示した医療装置のＡ‐Ａ線における拡大断面図。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に従う医療装置の一部の断面図。
【図６】図６は本発明の第３の実施形態に従う医療装置の一部の断面図。
【図７】図７は本発明の第４の実施形態に従う医療装置の、患者の血管内での現場での断面図。
【図８】図８は本発明の第５の実施形態に従う医療装置の、患者の血管内での現場での断面図。
【図９】図９は本発明の第６の実施形態に従う医療装置の、患者の血管内での現場での断面図。
【図１０】図１０は円形の断面を有する医療装置の一部の断面図。

Claims (23)

1. 医療用装置をつくるための積層構造物であって、
   外面を有するコアと、
   コアの外面の少なくとも一部の上に配置された、外面を有する第１の放射線不透過層と、
   第１の放射線不透過層の外面の少なくとも一部の上に配置されたと第２の層とを含み、第２の層が第１の放射線不透過層を患者の血管内で血液から隔離する積層構造物。
2. 第２層が第１の放射線不透過層の一部およびコアの一部を覆う請求項１に記載の積層構造物。
3. 第１の放射線不透過層がコアを取り囲む請求項１に記載の積層構造物。
4. 第２層が第１の放射線不透過層を取り囲む請求項３に記載の積層構造物。
5. 第２層の外面が薬剤化合物を受け入れることができる請求項１に記載の積層構造物。
6. 第２層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の酸化物からつくられる請求項１に記載の積層構造物。
7. 第２層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の窒化物からつくられる請求項１に記載の積層構造物。
8. 第２層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の炭化物からつくられる請求項１に記載の積層構造物。
9. 患者の血管内に植込み可能な医療装置であって、外面を有するコアを含み、前記外面がその上に積層構造物を有し、積層構造物が、
   コアの外面上に配置された放射線不透過性の内層と、
   放射線不透過性内層を取り囲む生体適合性の外層とを含み、
   外層が放射線不透過性の内層を患者の血管内の血液または組織から隔離する医療用装置。
10. 医療装置であって、
    外面を有するコアと、
    コアの外面の少なくとも一部の上に配置された放射線不透過性の内層と、
    生体適合性の外層であって、放射線不透過性の内層の少なくとも一部を覆って放射線不透過材料と患者の血管内の血液との接触を低減する生体適合性の外層とを含む医療装置。
11. 放射線不透過性の内層がコアを取り囲む請求項１０に記載の医療装置。
12. 外層が放射線不透過性の内層を取り囲んで、放射線不透過層が患者の血管の血液および組織と接触することを防止する請求項１１に記載の医療装置。
13. 医療装置が冠動脈ステントである請求項１０に記載の医療装置。
14. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の酸化物からつくられる請求項１０に記載の医療装置。
15. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の窒化物からつくられる請求項１０に記載の医療装置。
16. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の炭化物からつくられる請求項１０に記載の医療装置。
17. 閉塞血管を、ステントを用いて処置する方法であって、
    デリバリカテーテルに、外面を有するコアと、コアの外面の少なくとも一部の上に配置された放射線不透過性の内層と、放射線不透過性の内層の少なくとも一部を覆って放射線不透過材料と病変血管内の血液または組織との接触を減じる生体適合性の外層とを含むタイプのステントを取り付け、または拘束してデリバリカテーテルを血管の病変部付近に配送することと、
    ステントをデリバリカテーテルから展開することと、
    ステントを伸張させて病変血管の内皮に接触させ、それにより、血管の閉塞を防止するための支持機構をもたらすこととを含む方法。
18. 生体内で用いられる装置であって、
    コアと、
    生体内目視方法の、コアの可視性を増大するための手段と、
    可視性を増大する手段が患者の血液から隔離されるように装置の外面にバリアを形成するための手段とを含む装置。
19. 可視性増大手段が、コアの外面の少なくとも一部の上に配置された放射線不透過層を含む請求項１８に記載の装置。
20. 装置の外面にバリアを形成するための手段が、放射線不透過層の外面の少なくとも一部の上に配置された外層を含んで放射線不透過層と患者の血液の間にバリア層を形成している請求項１９に記載の装置。
21. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の酸化物からつくられる請求項２０に記載の装置。
22. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の窒化物からつくられる請求項２０に記載の装置。
23. 外層が、チタン、クロム、タンタルおよびアルミニウムから成る群から選択される金属の炭化物からつくられる請求項２０に記載の装置。