CN101674861B - 导丝以及支架 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种导丝,其通过宽幅的超弹性域和高的杨氏模量而兼具弹性和推入性,在表面涂布熔点高的塑料材料,因此难以受到热处理的影响,具有优良的滑动性,前端侧芯材和基端侧芯材的焊接性优良。为解决上述课题,本发明的导丝包括:前端侧芯材,由铁类合金构成,该铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下;基端侧芯材,由含有铁的合金构成,弹性率比所述前端侧芯材高,还具有通过焊接接合所述前端侧芯材和所述基端侧芯材的芯材。

Description

导丝以及支架
技术领域
本发明涉及医疗用器具。尤其涉及***血管以及胆管那样的体腔内的导丝和支架(stent)。
背景技术
以往,在心脏疾患等的检查和治疗中,采用一种方法,是将导丝***到目的部位之后,沿着该导丝***导管(catheter)等。
例如,在PCI(Percutaneous Coronary Intervention:经皮的冠状动脉介入术)中,最初在X射线透视下选择冠动脉的分支并使导丝到达作为目的部位的狭窄部,再使其通过。然后,使前端具有气球的扩张导管沿着导丝向体内***,使扩张导管的气球位于狭窄部。然后,只要使气球扩张并推撑开狭窄部,就能够确保血流量。这样,能够对心绞痛等进行治疗。
另外,将自我扩张型的支架导入狭窄部,通过支架在狭窄部进行自我扩张能够进行治疗。
作为这样的导丝和支架的材料,有使用Ti-Ni合金的情况。作为导丝的芯材在使用Ti-Ni合金的情况下,由于推入能力和转矩传递性比不锈钢等差,所以存在表面覆盖树脂来确保滑动性的情况。
以改善转矩传递性等为目的,在专利文献1中,提出了一种导管用导丝芯材,其特征在于:在由线状体构成的导管芯材中,以朝向前端部柔软性依次增大的方式使前端部形成为圆锥状,其中线状体由铁类超弹性金属材料形成。而且,作为铁类超弹性金属材料,可以列举出Fe-Pt类、Fe-Pd类、Fe-Ni-Co-Ti类、Fe-Ni-C类、Fe-Mn-Si类、Fe-Cr-Mn类、Fe-Cr-Mn-Si类、Fe-Cr-Ni-Mn-Si类、Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co类,由于他们弹性高,不容易塑性变形,所以优选。
另外,与该铁类超弹性金属材料相关联,在专利文献2~5以及非专利文献1中有关于Fe-Ni-Co-Al-C合金、Fe-Ni-Al类合金、Fe-Ni-Si类合金、Fe-Mn-Si类合金以及Fe-Pd类合金的记载。
在以往的Fe类合金中,不能得到良好的超弹性的原因在于:(a)变形时位错等的永久应变的导入;以及(b)不显示形状记忆性的不可逆的透镜状马氏体的应力感应,为了抑制所述(a)以及(b)的问题,提高Fe类形状记忆合金的母相强度是有效的,实施金属互化物(金属间化合物)的析出强化尤其有效,从这样的观点出发提出了上述铁类合金。
专利文献1:日本特开平3-264073号
专利文献2:日本特开平03-257141号
专利文献3:日本特开2003-268501号
专利文献4:日本特开2000-17395号
专利文献5:日本特开平09-176729号
非专利文献1:《Scripta Materialia》Vol.46,p.471-475
如上所述,存在Ti-Ni合金作为导丝和支架使用的情况,Ti-Ni合金的超弹性应变区域充其量为8%左右,若施加这以上的较大的变形,就会塑性变形,不优选。作为导丝和支架的材料优选使用超弹性应变区域比Ti-Ni合金更宽的材料。
另外,作为导丝的前端侧芯材使用Ti-Ni合金,作为基端侧的芯材使用铁类合金,在焊接这些芯材使其成为一个导丝芯材的情况下,Ti-Ni合金与不同材料尤其是与铁类合金难以焊接,接合对象材料和接合条件被限制。尤其在***以及留置在体内的医疗器具中,为了万分保障焊接部分不在体内断裂,在制造时必须投入最细心的注意力,所以需要特殊的接合条件等。
另外,如上所述,存在作为导丝的芯材使用Ti-Ni合金,并在表面覆盖树脂的情况,作为树脂,若使用氟树脂等熔点高的塑料材料,则存在因高温的影响,Ti-Ni合金的性状发生变化的情况。另外,无论导丝的芯材的前端部是否为细长,都会受到许多次弯曲和扭转,为了能承受这样的使用,必须提高表面所覆盖的树脂的耐剥离性。
另外,由Ti-Ni合金形成的支架存在强度以及耐久性不足的情况。尤其很难满足用于下肢等运动多的留置部位的支架所要求的强度以及耐久性。另外,优选支架壁薄,该情况下,由于强度进一步降低,所以,壁薄的Ti-Ni合金的支架不耐用。
另外,由Ti-Ni合金形成的导丝和支架在X射线造影下可见性不好。该情况下,为了确认***位置和留置位置,必须要在导丝的前端部和支架的端部接合金等高造影性部件。
另外,作为能够优选适用于导丝的、专利文献1罗列的铁类金属材料,虽然有所谓“超弹性”的记载,但超弹性的能恢复的应变量实际上还不足1%,更不能满足导丝的芯材所要求的各种特性。
另外,在专利文献2~4中,关于Fe-Ni-Co-Al-C合金、Fe-Ni-Al类合金以及Fe-Ni-Si类合金,都没有记载超弹性的能恢复的应变量以及恢复率、超弹性工作温度等实用上重要的特性。
另外,在非专利文献1中,例外地报告了关于含有大量高价的Pd的Fe-Pd合金的超弹性,但其超弹性的能恢复的应变量小到1%以下,当然不能说有良好的超弹性。另外,该合金的制造也是困难的。
而且,在专利文献5中记载有,Fe-Mn-Si基合金虽是非磁性的,但通过利用fcc/hcp相变,来显示形状记忆性以及超弹性。但是,该Fe-Mn-Si基合金,得到超弹性的温度比室温高,在使用温度方面有限制。另外,耐腐蚀性以及冷加工性差,而且为得到超弹性,必须进行复杂的加工热处理,制造性方面也存在问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而研发的。
即,本发明的目的是提供一种导丝,该导丝通过宽幅的超弹性域和较高的杨氏模量兼具弹性和推入性。
另外,本发明的目的是提供一种导丝,该导丝在表面涂布氟树脂等熔点高的塑料材料,因此难以受到热处理的影响,具有优良的滑动性。
另外,本发明的目的是提供一种导丝,该导丝的前端侧芯材和基端侧芯材的焊接性优良。
另外,本发明的目的是提供一种强度以及耐久性优良的支架。
另外,本发明的目的是提供一种X射线造影性优良的导丝以及支架。
另外,本发明的目的是提供一种使用能够较容易制造的超弹性铁类合金的导丝以及支架。
本发明的技术方案如以下(1)~(10)所述。
(1)一种导丝,包括:前端侧芯材,由铁类合金构成,该铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下;基端侧芯材,由含有铁的合金构成,弹性率比所述前端侧芯材高,还具有通过焊接接合所述前端侧芯材和所述基端侧芯材的芯材。
(2)在(1)所述的导丝中,所述基端侧芯材由不锈钢构成,或为钢琴线。
(3)一种导丝,具有:至少前端部由铁类合金构成的芯材;基端侧管,由弹性率比所述铁类合金高的金属材料构成,覆盖所述芯材的基端侧的至少一部分,所述铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
(4)而且,在(1)~(3)任一项所述的导丝中,还具有覆盖所述芯材的前端侧部分的管状部件。
(5)在(4)所述的导丝中,所述管状部件是线圈。
(6)在(4)所述的导丝中,所述管状部件由塑料构成。
(7)一种导丝,具有:由铁类合金构成的前端侧芯材以及基端侧芯材;覆盖所述基端侧芯材的表面的至少一部分且由1层以上的层构成的覆盖层,所述覆盖层的至少1层由氟树脂构成,所述铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
(8)一种支架,具有由铁类合金构成的主体部,在具有形状记忆性以及超弹性且实质上由γ相和γ’相这两相构成的所述铁类合金中,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
(9)在(8)所述的支架中,所述主体部具有轴向上设置的多个波浪线状弯曲部。
(10)在(8)所述的支架中,所述主体部由编织金属丝构成。
发明的效果
作为本发明的导丝(以下,称为“本发明的导丝(A)”),包括:前端侧芯材,由铁类合金(以下,称为“本发明的铁类合金”)构成,该铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下;基端侧芯材,由含有铁的合金构成,弹性率比所述前端侧芯材高,还具有通过焊接接合所述前端侧芯材和所述基端侧芯材的芯材。该导丝通过宽幅的超弹性域和高的杨氏模量而兼具弹性和推入性。另外,该导丝的前端侧芯材和基端侧芯材的焊接性优良。另外,在表面涂布氟树脂等熔点高的塑料材料,因此难以受到热处理的影响,具有优良的滑动性。另外,该导丝的X射线造影性优良。另外,该导丝使用能够较容易制造的超弹性铁类合金。另外,该导丝的作为拉伸特性的LPS(恢复应力)比Ti-Ni小,是容易应用在血管中的导丝。而且,该导丝最大拉伸强度比Ti-Ni大,因此,锥形(taper)加工后安全性也高。
另外,作为本发明的导丝(以下,称为“本发明的导丝(B)”),具有:至少前端部由本发明的铁类合金构成的芯材;基端侧管,由弹性率比所述芯材的金属材料构成,覆盖所述芯材的基端侧的至少一部分。该导丝通过宽幅的超弹性域和高的杨氏模量而兼具弹性和推入性。另外,在其表面涂布氟树脂等熔点高的塑料材料,因此难以受到热处理的影响,具有优良的滑动性。另外,该导丝的前端侧芯材和基端侧芯材的接合性优良。另外,该导丝的X射线造影性优良。而且,该导丝使用能够较容易制造的超弹性铁类合金。
另外,作为本发明的导丝(以下,称为“本发明的导丝(C)”),具有:由铁类合金构成的前端侧芯材以及基端侧芯材;覆盖所述基端侧芯材的表面的至少一部分且由一层以上的层构成的覆盖层,所述覆盖层的至少一层由氟树脂构成。该导丝通过宽幅的超弹性域和高的杨氏模量而兼具的弹性和推入性。另外,在表面涂布氟树脂等熔点高的塑料材料,因此难以受到热处理的影响,具有优良的滑动性。另外,该导丝的X射线造影性优良。
另外,作为本发明的支架(以下,称为“本发明的支架”),具有由本发明的铁类合金构成的主体部。该支架的强度以及耐久性优良。另外,该支架的X射线造影性优良。另外,该支架具有由能较容易地制造的超弹性铁类合金构成的主体部。
根据本发明,能够提供上述的导丝以及支架。
附图说明
图1是表示本发明的导丝(A)的实施方式的纵剖视图。
图2是表示本发明的导丝(A)中的连接前端侧芯材和基端侧芯材的顺序的图。
图3是表示本发明的导丝(A)的第二实施方式的纵剖视图。
图4是表示本发明的导丝(B)的第一实施方式的纵剖视图。
图5是表示本发明的导丝(C)的实施方式的纵剖视图。
图6是本发明的实施例的支架的主视图。
图7是图6所示的支架的展开图。
图8是使图6所示的支架缩径的状态的支架的展开图。
图9是图6所示的支架的局部放大图。
图10是形状记忆合金的典型的电阻抗曲线的概念图。从冷却中的马氏体相变以及加热中的逆相变的电阻抗曲线,能够求出马氏体相变开始温度(Ms点)和逆相变结束温度(Af点)。
图11(a)是表示实施例1~5以及比较例1的图、图11(b)~(e)是表示实施例6~9的铁类合金的从第一退火到时效处理的工序例的示意图。
图12是通过室温中的板材的拉伸循环试验得到的应力-应变曲线。能够求出超弹性应变量、杨氏模量、强度(0.2%耐力)。
图13是实施例3的铁类合金板材中的2%应变下的应力-应变相关图。
图14(a)是表示实施例6的图、图14(b)是以等高线表示实施例9的铁类合金板材的轧制方向上的γ相的结晶方位的丰度的反极点图。
图15是实施例9的铁类合金板材中的15%应变下的应力-应变相关图。
图16是由本发明的铁类合金构成的血管过滤器的立体图。
图17是由本发明的铁类合金构成的牙科矫正金属丝的立体图。
附图标记的说明
1、101、201  导丝
10、102  芯材
110  细径部
2、202  前端侧芯材
21、121  连接端面
3、103、203  基端侧芯材
31、131  连接端面
4、104  线圈
5、105、205  覆盖层
6、106、206  第二覆盖层
11、12、13、111、112、113  固定材料
14  焊接部
15、115、215、216  外径渐减部
301  支架主体部
302  环状体
321  共有线状部
324  长线状部
410  血管过滤器
414  伸长撑材
414a、414b  支承部分
417  伸出区域
418  管状部分
419  过滤器区域
421  收敛区域
423  区域
425  区域
429  端部
520  牙科矫正用金属丝
522  弯曲部
Ms...冷却时,马氏体相变开始的温度
Mf...冷却时,马氏体相变结束的温度
As...加热时,逆相变开始的温度
Af...加热时,逆相变结束的温度
具体实施方式
首先,根据附图所示的优选实施方式对本发明的导丝(A)进行详细说明。
图1是表示本发明的导丝(A)的第一实施方式的纵剖视图,图2是表示连接图1所示的导丝中的前端侧芯材和基端侧芯材的顺序的图,图3是表示本发明的导丝(A)的第二实施方式的纵剖视图。此外,为方便说明,以图1以及图2中的右侧为“基端”,以左侧为“前端”。另外,在图1以及图2中,为了容易观察,缩短导丝的长度方向,放大导丝的粗细方向夸张示意地进行图示,长度方向和粗细方向的比率与实际相比有很大差异(后述的图3也同样)。
图1所示的导丝1是***到导管中使用的导管用导丝,具有:芯材10,通过焊接将被配置在前端侧的前端侧芯材2和被配置在前端侧芯材2的基端侧的基端侧芯材3接合而成;螺旋状的线圈4。导丝1的全长没有特别限定,但优选200~5000mm左右。另外,芯材10的外径(外径恒定的部分的外径)没有特别限定,但通常优选0.2~1.2mm左右。
前端侧芯材2是由本发明的铁类合金形成的具有弹性的线材。前端侧芯材2的长度没有特别限定,但优选20~1000mm左右。
在本实施方式中,前端侧芯材2从其基端开始规定长度的外径恒定,从中途开始外径向前端方向逐渐减小。将该部分称为外径渐减部15。由于具有这样的外径渐减部15,所以能够使前端侧芯材2的刚性(弯曲刚性、扭转刚性)朝向前端方向逐渐减小,其结果为,导丝1在其前端部得到良好的柔软性,对血管的追随性、安全性提高,并且能够防止折弯等。
在图示的结构中,外径渐减部15形成在前端侧芯材2的一部分上,但也可以是前端侧芯材2的整体构成外径渐减部15。另外,外径渐减部15的锥角(外径的减少率)沿着金属丝长度方向既可以恒定,也可以存在沿长度方向变化的部位。例如,也可以数次交替反复形成锥角(外径的减少率)较大的位置和较小的位置。
另外,前端侧芯材2,也可以在外径渐减部15的中途或比外径渐减部15更靠前端侧具有外径沿长度方向恒定的部分。例如,前端侧芯材2,其朝向前端方向外径逐渐减小的锥状的锥形部沿长度方向形成在多个位置上,也可以在这些锥形部和锥形部之间形成外径沿长度方向恒定的部分。在这样的情况下,也能得到与上述相同的效果。
另外,与图示的结构不同,也可以是外径渐减部15的基端位于基端侧芯材3的中途的结构,即外径渐减部15跨越前端侧芯材2和基端侧芯材3的边界(焊接部14)而形成的结构。
前端侧芯材2的构成材料是本发明的铁类合金。对于本发明的铁类合金的详细说明见后述。
本发明的铁类合金与不锈钢相比更柔软,并且具有复原性和难以产生折弯打摺的性质,因此,通过由本发明的铁类合金构成前端侧芯材2,能够在导丝1的前端侧的部分得到充分的柔软性和相对于弯曲的复原性,从而相对于复杂弯曲、折曲的血管的追随性提高,能够得到更好的操作性,并且即使前端侧芯材2反复弯曲、折曲变形,由于复原性也不会在前端侧芯材2产生折弯打摺,因此,在导丝1的使用中,能够防止因在前端侧芯材2上产生折弯打摺导致的操作性降低。另外,与Ti-Ni合金相比,由于杨氏模量高,所以即使细径化,也能不失去柔软性地发挥上述那样的操作性。
在前端侧芯材2的基端,通过焊接接合有基端侧芯材3的前端。基端侧芯材3是具有弹性的线材。基端侧芯材3的长度没有特别限定,但优选20~4800mm左右。
基端侧芯材3由弹性率(杨氏模量(纵弹性系数)、刚性率(横弹性系数)、体积弹性率)比前端侧芯材2的构成材料大的材料构成。由此,基端侧芯材3能得到适度的刚性(弯曲刚性、扭转刚性),导丝1成为所谓柔软且不易折断的部件,从而推入性以及转矩传递性提高,能够得到更好的***操作性。
另外,基端侧芯材3的构成材料(原料)只要是由含铁的合金(也可以是铁或钢)构成的就没有特别限定,但优选使用不锈钢(例如,SUS304、SUS303、SUS316、SUS316L、SUS316J1、SUS316J1L、SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS429、SUS430F、SUS302等SUS的全部品种)、钢琴线等。
作为基端侧芯材3的构成材料,在使用不锈钢的情况下,本发明的导丝(A)能够得到更好的推入性以及转矩传递性。
另外,钢琴线作为金属丝使用时的弹性率高,并且具有适当的弹性限度,所以优选。
此外,在图示的结构中,基端侧芯材在大致整个长度上具有大致恒定的外径,也可以在其长度方向上具有外径变化的部位。
线圈4是将线材(细线)卷绕成螺旋状的部件,以覆盖前端侧芯材2的前端侧部分的方式被设置。在图示的结构中,前端侧芯材2的前端侧部分穿插在线圈4的内侧的大致中心部。另外,前端侧芯材2的前端侧部分以不与线圈4的内表面接触的方式穿插。焊接部14位于比线圈4的基端更靠近基端侧。
此外,在图示的结构中,在不施加外力的状态下,在线圈4的被卷绕成螺旋状的线材彼此之间稍空出间隙,也可以与图示不同,在不施加外力的状态下,被卷绕成螺旋状的线材彼此之间没有间隙地紧密配置。
线圈4优选由金属材料构成。作为构成线圈4的金属材料可以列举出例如:不锈钢、超弹性合金、钴类合金、金、白金、钨等贵金属或包含它们的合金等。
这里,虽然也可以使用贵金属这样的X射线不透过材料,但即使不使用这样的X射线不透过材料,由于本发明的铁类合金具有X射线造影性,所以具有前端侧芯材的导丝1也具备X射线造影性,在X射线透视下,能够边确认前端部的位置边***到生物体内。X射线造影性的优劣与被使用的金属材料的密度相关,但在使用Ti-Ni合金的情况下,由于占大致一半的钛的密度是4.54g/cm3,密度较小,所以像前端侧芯材这样细的部分在X射线下难以辨别。但是,如表1所示,作为该铁类合金的主要成分的铁、镍、钴的密度是7.86g/cm3、8.85g/cm3、8.8g/cm3,比钛的密度大,所以,总计比Ti-Ni合金的密度大,即使是前端侧芯材的细部分在X射线下也能够容易地辨别。
另外,线圈4的前端侧和基端侧也可以由不同的材料构成。此外,线圈4的全长没有特别限定,但优选5~500mm左右。
线圈4的基端部以及前端部分别通过固定材料11以及12固定在前端侧芯材2上。另外,线圈4的中间部(靠前端的位置)通过固定材料13固定前端侧芯材2上。固定材料11、12以及13由焊锡(焊料)构成。此外,固定材料11、12以及13不限于焊锡,也可以是粘合剂。另外,线圈4的固定方法不限于利用固定材料,也可以利用例如焊接。另外,为防止血管内壁的损伤,优选固定材料12的前端面带有圆角。
在本实施方式中,通过设置这样的线圈4,由于前端侧芯材2被线圈4覆盖且接触面积少,所以能够降低滑动阻力,因此,导丝1的操作性进一步提高。
此外,在本实施方式的情况下,线圈4使用横截面为圆形的线材,但不限于此,线材的截面也可以是例如椭圆形、四边形(尤其长方形)等。
在导丝1中,通过焊接互相连结(固定)前端侧芯材2和基端侧芯材3。由此,前端侧芯材2和基端侧芯材3的焊接部(连接部)14得到高的结合强度(接合强度),因此,导丝1将来自基端侧芯材3的扭转转矩和推入力可靠地传递到前端侧芯材2。
另外,焊接部14的外周部优选通过例如后述的顺序(iii)、(iv)等方法成为实质上平滑的状态。
在本实施方式中,前端侧芯材2的相对于基端侧芯材3的连接端面21和基端侧芯材3的相对于前端侧芯材2的连接端面31分别成为相对于两芯材的轴向(长度方向)大致垂直的平面。由此,用于形成连接端面21、31的加工极容易,能够在不使导丝1的制造工序复杂化的前提下实现上述效果。
此外,也可以与图示的结构不同,连接端面21、31也可以相对于垂直于两金属丝的轴向(长度方向)的平面倾斜,另外,也可以成为凹面或凸面。
作为前端侧芯材2和基端侧芯材3的焊接方法,没有特别限定,可以列举出例如:激光焊接、镦焊(upset)或闪光对焊等电阻对焊等,但优选电阻对焊。由此,焊接部14得到更高的结合强度。
以下,参照图2,对作为对前端侧芯材2和基端侧芯材3进行电阻对焊的一个实施例的、通过镦焊进行接合的情况的顺序进行说明。在该图中,示出了通过镦焊将前端侧芯材2和基端侧芯材3进行接合的情况的顺序(i)~(iv)。
在顺序(i)中,示出了被固定(安装)在未图示的对焊机上的前端侧芯材2和基端侧芯材3。
在顺序(ii)中,前端侧芯材2和基端侧芯材3通过对焊机边被施加规定电压,边使前端侧芯材2的基端侧的连接端面21和基端侧芯材3的前端侧的连接端面31加压接触。通过该加压接触,在接触部分形成熔融层,从而前端侧芯材2和基端侧芯材3被牢固地连接。
在顺序(iii)中,除去(削除)因加压接触而产生变形的连接位置(焊接部14)的突出部分。由此,焊接部14的外周实质上变得平滑。此外,突出部分的除去方法可以列举出例如研削、研磨、蚀刻等化学处理。
然后,在顺序(iv)中,对比前端侧芯材2的连接位置(焊接部14)更靠近前端侧的部位进行研削或研磨,并形成外径朝向前端方向逐渐减小的外径渐减部15。
此外,在使外径渐减部15的基端位于焊接部14的基端侧的情况下,可以省略顺序(iii)直接进行顺序(iv)。
另外,在本发明的导丝(A)中,所述基端侧芯材由SUS等不锈钢形成,在对所述前端侧芯材和所述基端侧芯材进行焊接之后,优选对所述前端侧芯材的基端侧进行硬化处理。
由于所述前端侧芯材比所述基端侧芯材柔软,所以在两芯材的外径相同的情况下,隔着焊接部,两芯材的刚性的差异变大,但通过对所述前端侧芯材的基端侧进行硬化处理,能够缓和刚性的差异。
由本发明的铁类合金构成的所述前端侧芯材具有比Ti-Ni合金更宽的超弹性域,所以,与刚性的差异互起作用,在焊接部的前端侧弯曲从而导致向焊接部的应力集中。但是,如上所述,通过进行硬化处理来缓和两芯材的刚性的差异,从而来抑制焊接部的应力集中,即使强力地弯曲,也不会在局部发生折曲,能顺畅地弯曲。
作为硬化处理,列举时效处理和喷丸强化处理。在通过时效处理使其硬化的情况下,在前端侧芯材的基端侧析出Ni3Al等金属互化物并硬化。前端侧芯材的基端侧中的析出物的量变得比未处理的部分多。在喷丸强化处理中,能够进行表层部的加工硬化并提高刚性。在任何一种硬化处理中,优选以朝向前端侧逐渐提高柔软性的方式进行处理。此外,优选使基端侧芯材的前端侧细径化从而使其比其他部分柔软,由此能够缓和刚性的差异。
在图1所示的导丝1中,芯材10具有覆盖其外周面(外表面)的全部或一部分的覆盖层5。该覆盖层5能够以各种目的形成,但作为其一例,能够降低导丝1的摩擦(滑动阻力),使滑动性提高,由此使导丝1的操作性提高。
为了实现该目的,覆盖层5优选由降低摩擦的材料构成。由此,与和导丝1一起使用的导管的内壁之间的摩擦阻力(滑动阻力)被降低,从而滑动性提高,导管内的导丝1的操作性变得更好。另外,通过使导丝1的滑动阻力降低,在使导丝1在导管内移动和/或旋转时,能够进一步可靠地防止导丝1的扭折(弯折)或扭转,尤其是在焊接部附近的扭折或扭转。
作为这样的降低了摩擦的材料,可以列举出例如:聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;聚氯乙烯、聚酯(PET、PBT等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、硅树脂、氟树脂(PTFE、ETFE等);其他各种弹性体或它们的复合材料。
其中,尤其在使用氟树脂(或含有氟树脂的复合材料)的情况下,能够更有效地降低导丝1和导管的内壁的摩擦阻力(滑动阻力),使滑动性提高,导管内的导丝1的操作性变得更好。另外,由此,在使导丝1在导管内移动和/或旋转时,能够进一步可靠地防止导丝1的扭折(弯折)或扭转,尤其是焊接部附近的扭折或扭转。
另外,在使用氟树脂(或含有氟树脂的复合材料)的情况下,通常通过镀、喷射等方法,在对树脂材料进行了加热的状态下,对芯材10进行覆盖。由此,芯材10和覆盖层5的紧贴性变得特别好。
这里,通常以300~400℃左右的温度对覆盖在芯材10上的氟树脂进行烧成,但本发明的铁类合金,即使在这样的温度下也难以受到影响,因此,性状等很难变化,因此优选。
在覆盖层5由例如PTFE或PFA等氟树脂构成的情况下,在芯材10和覆盖层5之间也可以设置其他的覆盖层(基础层)。作为基础层通过向聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺等耐热性树脂中混合PTFE或PFA等氟树脂,能够提高覆盖层和基础层的紧贴性。由此,能够追随由具有较宽的超弹性域的铁类合金构成的芯材10的弯曲以及扭转,并且通过由氟树脂构成的覆盖层5能够得到良好的滑动性。
另外,作为能够降低摩擦的材料的其他优选例,可以列举出亲水性材料。
作为该亲水性材料,例如可以列举出:纤维素类高分子物质、聚环氧乙烷类高分子物质、马来酸酐类高分子物质(例如,甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物这样的马来酸酐共聚物)、丙烯酰胺类高分子物质(例如,聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-二甲基丙烯酰胺(PGMA-DMAA)的嵌段共聚物)、水溶性尼龙、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。
这样的亲水性材料,在大多情况下通过湿润(吸水)发挥润滑性,降低与和导丝1一起使用的导管的内壁之间的摩擦阻力(滑动阻力)。由此,导丝1的滑动性提高,导管内的导丝1的操作性变得更好。
另外,覆盖层5优选由热塑性弹性体形成。由于所述前端侧芯材由本发明的铁类合金形成,所以能够在比Ti-Ni合金宽的超弹性域内变形,但即使由本发明的铁类合金构成的前端侧芯材发生大幅度变形,若覆盖层由热塑性弹性体形成,则由于覆盖层的伸缩追随所述前端侧芯材的变形,所以覆盖层不容易从所述前端侧芯材剥离,因此优选。
作为热塑性弹性体,可以列举出例如聚氨酯弹性体和聚酰胺弹性体。在由热塑性弹性体形成的覆盖层5的外表面上优选涂布亲水性材料。
这样的覆盖层5的形成位置可以是芯材10的全长,也可以是长度方向的一部分,但为了覆盖焊接部14,优选形成在包含焊接部14的位置。由此,在焊接部14的外周部,即使在万一产生层差或毛刺等的情况下,由于其也能被覆盖层5覆盖,所以能够确保滑动性。另外,覆盖层5具有大致均匀的外径,所以滑动性进一步提高。
覆盖层5的厚度没有特别限定,但通常厚度(平均)优选为1~20μm左右,更优选为2~10μm左右。若覆盖层5的厚度过薄,则覆盖层5的形成目的就不能充分地被发挥,而且,可能发生覆盖层5的剥离,另外,若覆盖层5的厚度过厚,则会损害金属丝的物理特性,而且,可能发生覆盖层5的剥离。
此外,在本发明的导丝(A)中,在芯材10的外周面(表面)实施用于提高覆盖层5的紧贴性的处理(化学处理、热处理等),也可以设置用于提高覆盖层5的紧贴性的中间层。
接下来,参照图3对本发明的导丝(A)的第二实施方式进行说明,但关于与上述第一实施方式相同的事项省略说明,以不同点为中心进行说明。
图3所示的导丝1,其覆盖层5的前端位于比线圈4的基端更靠基端侧的位置上,在覆盖层5的前端侧形成有与该覆盖层5不同的第二覆盖层6。
这样,本发明的导丝(A),其覆盖层可以是两个以上。另外,覆盖层也可以是局部或整体重叠。
第二覆盖层6设置成覆盖线圈4的全部或一部分。在图示的结构中,第二覆盖层6覆盖线圈4的全部。
作为这样的第二覆盖层6的构成材料,可以列举出与所述覆盖层5相同的物质,除此以外还可以列举出例如塑料,具体来说有聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯(PET、PBT等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、氟树脂、硅树脂、硅胶、其他各种弹性体(例如,聚酰胺类、聚酯类等热塑性弹性体)等。
如上所述,覆盖层5、第二覆盖层6的构成材料没有特别限定,但优选覆盖层5由硅树脂(或含有硅树脂的复合材料)构成,并且,第二覆盖层6由氟树脂(或含有氟树脂的复合材料)构成。
由此,能够同时具备上述硅树脂的优点和氟树脂的优点。即,通过对覆盖层5、第二覆盖层6的构成材料进行上述那样的组合,能够维持焊接部14中的前端侧芯材2和基端侧芯材3之间的接合强度,并且,作为导丝1整体,具有充分的滑动性,能够发挥优良的操作性。
另外,在覆盖层5由氟树脂(或含有氟树脂的复合材料)构成且第二覆盖层6由聚氨酯树脂(或含有聚氨酯树脂的复合材料)构成的情况下,能够向聚氨酯树脂中混合血管造影性好的物质,能够提高X射线造影下的可视性。另外,聚氨酯部覆盖金属,能够规避金属丝划破血管内的风险等,使安全性提高。第二覆盖层6的表面上涂布的亲水性材料使润滑性提高。氟树脂部分在导管内的滑动性良好,所以优选。
而且,在覆盖层5由疏水性树脂构成且第二覆盖层6由亲水性树脂构成的情况下,导管内的滑动性特别好,并且,血管内的通过性也好。
另外,第二覆盖层6的厚度没有特别限定,但通常厚度(平均)优选为1~20μm左右,更优选2~10μm左右。第二覆盖层6的厚度可以与覆盖层5的厚度相同,也可以不同。
此外,本发明的导丝(A)也可以不设置线圈4。在该情况下,同样的位置可以设置该第二覆盖层6,也可以不设置。
即,本发明的导丝(A)也可以不设置线圈4,代替线圈4设置由上述那样的塑料形成的覆盖层。即,本发明的导丝(A)可以为具有由与上述覆盖层5以及第二覆盖层6同样的构成材料等形成的塑料制的层的导丝,其中,将由与上述覆盖层5以及第二覆盖层6同样的构成材料等形成的塑料制的层作为覆盖所述芯材的前端侧部分的管状部件。由塑料形成的覆盖层优选由聚氨酯树脂(或含有聚氨酯树脂的复合材料)构成。能够向聚氨酯树脂中混合血管造影性好的物质,能够使X射线造影下的可视性提高。而且,塑料形成的覆盖层由聚氨酯树脂构成,并且,优选具有由氟树脂形成的覆盖层5。能够向聚氨酯树脂中混合血管造影性好的物质,能够使X射线造影下的可视性提高。另外,聚氨酯部覆盖金属,规避了金属丝划破血管内的风险等,能够使安全性提高。另外,通过向聚氨酯树脂表面涂布亲水性材料,润滑性也变得良好。由氟树脂形成的覆盖层5在导管内的滑动性变得良好。
另外,在图3所示的结构中,覆盖层5的前端和第二覆盖层6的基端被接合,两层连续地形成,但覆盖层5的前端和第二覆盖层6的基端也可以分离,或者覆盖层5和第二覆盖层6也可以部分地重叠。
下面,根据附图所示的优选实施方式对本发明的导丝(B)进行详细说明。
图4是表示本发明的导丝(B)的实施方式的纵剖视图。此外,为方便说明,以图4以及后述的图5中的右侧为“基端”,以左侧为“前端”。另外,在图4以及后述的图5中,为了容易观察,缩短导丝的长度方向,放大导丝的粗细方向夸张示意地进行图示,长度方向和粗细方向的比率与实际相比有很大不同。
图4所示的导丝101是***导管内使用的导管用导丝,具有:芯材102;配置在芯材102的基端侧的、覆盖芯材102的基端侧的基端侧管103;螺旋状的线圈104。芯材102的基端侧比前端侧细,该细部分(也称为“细径部110”)以被基端侧管103覆盖的方式配置。
导丝101的全长没有特别限定,但优选200~5000mm左右。另外,芯材102的外径(外径恒定的部分的外径)也没有特别限定,但优选基端侧的细径部110为0.1~1.0mm,在除此以外的前端侧的部分,通常优选为0.2~1.2mm左右。另外,基端侧管103的外径也没有特别限定,但通常优选为0.2~1.2mm左右。优选基端侧管103的内径和芯材102的细径部的外径大致一致,基端侧管103和芯材102紧贴在一起。
另外,在本发明的导丝(B)中,芯材的至少前端部由本发明的铁类合金构成,但在本实施方式中,芯材102是全部由本发明的铁类合金构成的具有弹性的线材。芯材102的长度没有特别限定,但优选200~5000mm左右。
另外,在本实施方式中,除芯材102的细径部110以外,从其基端开始的规定长度外径恒定,外径从中途开始向前端方向逐渐减小。将该部分称为外径渐减部115。通过具有这样的外径渐减部115,能够使芯材102的刚性(弯曲刚性、扭转刚性)朝向前端方向逐渐减小,其结果为,导丝101在前端部分得到良好的柔软性,向血管的追随性、安全性提高,并且能够防止弯折等。
在图示的结构中,外径渐减部115形成在芯材102的细径部110以外的一部分上,但也可以由芯材102的整体构成外径渐减部115。另外,外径渐减部115的锥角(外径的减少率)可以沿线长度方向恒定,也可以存在沿长度方向发生变化的部位。例如,也可以数次交替地反复形成锥角(外径的减少率)较大的位置和较小的位置。
另外,芯材102,可以在外径渐减部115的中途或比外径渐减部115的前端侧存在外径沿长度方向恒定的部分。例如,芯材102中,朝向前端方向外径逐渐减小的锥状的锥形部沿长度方向形成在多个位置上,在这些锥形部和锥形部之间也可以形成外径沿长度方向恒定的部分。在该情况下,也能够得到与上述同样的效果。
另外,也可以与图示的结构不同,外径渐减部115的基端也可以位于基端侧管103的中途,即外径渐减部115也可以跨过芯材102和基端侧管103的边界形成。
芯材102的构成材料是本发明的铁类合金。关于本发明的铁类合金的详细说明如后述。
此外,在本发明的导丝(B)中,在芯材的前端部以外的部分由本发明的铁类合金以外的材料构成的情况下,该材料没有特别限定。例如可以是与后述的基端侧管103相同的材料。
芯材102的基端侧被基端侧管103覆盖。基端侧管103是具有比芯材102高的弹性的金属制的线材。基端侧管103的长度没有特别限定,但优选为20~4800mm左右。
此外,在图4中,芯材102在基端侧具有细径部110,该细径部110被基端侧管103覆盖,但在本发明的导丝(B)中,芯材102也可以不具有细径部110。即,芯材102也可以是外径渐减部115以外的部分的外径恒定,其外径和基端侧管103的内径可以大致一致。
基端侧管103由弹性率(杨氏模量(纵弹性系数)、刚性率(横弹性系数)、体积弹性率)比芯材102的构成材料大的材料构成。由此,在基端侧管103上得到适度的刚性(弯曲刚性、扭转刚性),导丝101成为所谓柔软且不易折断的部件,推入性以及转矩传递性提高,能够得到更好的***操作性。
基端侧管103的构成材料(原料)没有特别限定。可以与本发明的导丝(A)中的基端侧芯材相同。优选的方式也相同。另外,也可以是钴类合金。
另外,作为芯材102和基端侧管103的具体组合,更优选通过本发明的铁类合金构成芯材102,通过不锈钢或钴类合金构成基端侧管103。由此,上述效果更显著。另外,优选使含有不锈钢等Fe成分的管状的基端侧管与由本发明的铁类合金构成的芯材的基端侧紧贴,则有芯材和基端侧管的接合性提高的倾向。这是因为,芯材以及基端侧管所含有的Fe彼此扩散。
这里,钴类合金的弹性率高,并且具有适度的弹性限度。作为钴类合金,只要作为构成元素含有Co,可以使用任意物质,但优选使用以Co为主成分含有的物质(Co基合金:在构成合金的元素中,Co的含有率是重量比最多的合金),更优选使用Co-Ni-Cr类合金。通过将这样组成的合金作为基端侧管103的构成材料使用,上述效果变得更显著。另外,由于这样组成的合金即使在常温下的变形也具有塑性,所以,能够例如在使用时等容易地变形成所期望的形状。另外,这样组成的合金的弹性系数高,并且即使为高弹性限度也能够进行冷成形,由于为高弹性限度,所以,能够充分地防止压曲的发生,能够小径化,在***到规定部位时具有充分的柔软性和刚性。
作为Co-Ni-Cr类合金,优选例如由28~50wt%Co-10~30wt%Ni-10~30wt%Cr-剩余部分Fe的组成构成的合金以及其一部分被其他元素(置换元素)置换的合金等。含有置换元素能够发挥与其种类相应的固有效果。例如,作为置换元素,包括从Ti、Nb、Ta、Be、Mo中选择的至少1种,由此能够实现进一步提高基端侧管103的强度。此外,在含有Co、Ni、Cr以外的元素的情况下,优选其(置换元素整体的)含有量为30wt%以下。
另外,Co、Ni、Cr的一部分也可以被其他元素置换。例如,Ni的一部分可以被Mn置换。由此,例如,能够实现加工性的进一步改善等。另外,Cr的一部分可以被Mo和/或W置换。由此,能够实现弹性限度的进一步改善等。在Co-Ni-Cr类合金中,特别优选含有Mo的Co-Ni-Cr-Mo类合金。
作为Co-Ni-Cr类合金的具体组成,例如以下列举的。
·40wt%Co-22wt%Ni-25wt%Cr-2wt%Mn-0.17wt%C-0.03wt%Be-剩余部分Fe
·40wt%Co-15wt%Ni-20wt%Cr-2wt%Mn-7wt%Mo-0.15wt%C-0.03wt%Be-剩余部分Fe
·42wt%Co-13wt%Ni-20wt%Cr-1.6wt%Mn-2wt%Mo-2.8wt%W-0.2wt%C-0.04wt%Be-剩余部分Fe
·45wt%Co-21wt%Ni-18wt%Cr-1wt%Mn-4wt%Mo-1wt%Ti-0.02wt%C-0.3wt%Be-剩余部分Fe
·34wt%Co-21wt%Ni-14wt%Cr-0.5wt%Mn-6wt%Mo-2.5wt%Nb-0.5wt%Ta-剩余部分Fe
本发明中所说的Co-Ni-Cr类合金是指包含这些合金的概念。
在图示的结构中,基端侧管103是在大致全长的范围内具有大致恒定的外径的部件,但也可以在其长度方向上具有外径变化的部位。
线圈104的设置部位、材质、其他形态等也可以与前述的本发明的导丝(A)中的线圈4相同。优选的形态等也相同。
在导丝101中,在芯材102和基端侧管103相互组合后,通过进行拉伸等加工而相互被连结(固定)。由此,芯材102和基端侧管103的连接部分能够得到高的结合强度(接合强度),因此,导丝101能够将来自基端侧管103的扭转转矩和推入力可靠地传递到芯材102。
另外,在基端侧管103的外表面通过激光照射进行点状焊接,并如接缝管材那样在长度方向上进行焊接,从而能够连结芯材102(细径部110)和基端侧管103。该情况下,由于能够提高芯材102和基端侧管103的接合性,所以优选。尤其在使用由不锈钢构成的基端侧管的情况下,由于接合性进一步提高,所以更优选。理由是,本发明的导丝(B),其芯材102是由本发明的铁类合金构成的。芯材与本发明的导丝(B)不同,例如在由Ti-Ni合金构成时,在由不锈钢构成的基端侧管和芯材的接合部分上形成由Ti和Fe构成的脆的金属互化物。该情况下,芯材和基端侧管的接合性低。在本发明的导丝(B)中,使用由不锈钢构成的基端侧管时,在焊接部分难以形成这样脆的金属互化物,接合变得牢固。
芯材102以及基端侧管103具有覆盖其外周面(外表面)的全部或一部分的覆盖层105。该覆盖层105能够以各种目的形成,但作为其一例,通过降低导丝101的摩擦(滑动阻力),使滑动性提高,能够使导丝101的操作性提高。
为了实现这样的目的,覆盖层105优选由能够降低摩擦的材料构成。由此,与和导丝101一起使用的导管的内壁之间的摩擦阻力(滑动阻力)被降低,滑动性提高,导管内的导丝101的操作性变得更好。另外,通过降低导丝101的滑动阻力,在使导丝101在导管内移动和/或旋转时,能够进一步可靠地防止导丝101的扭折(弯折)和扭转,尤其是焊接部附近的扭折和扭转。
作为这样的能够降低摩擦的材料,可以使用能够作为前述的本发明的导丝(A)中的覆盖层5所使用的材料。优选的方式也相同。
关于覆盖层105的形成位置、厚度,也可以与前述的覆盖层5相同。
此外,在本发明的导丝(B)中,在芯材102和/或基端侧管103的外周面(表面),实施了用于提高覆盖层105的紧贴性的处理(化学处理、热处理等),能够设置可提高覆盖层105的紧贴性的中间层。
接下来,参照图5对本发明的导丝(C)的实施方式进行说明,但对与前述的本发明的导丝(A)和(B)的实施方式相同的事项,省略说明,以不同点为中心进行说明。
图5所示的导丝201,其前端侧芯材202以及基端侧芯材203由铁类合金构成,在基端侧芯材203的表面的至少一部分上具有由氟树脂构成的覆盖层205。
在覆盖层205的前端侧,形成有与该覆盖层205不同的第二覆盖层206。覆盖层205以覆盖基端侧芯材203的全部或一部分的方式设置。在图示的结构中,覆盖层205覆盖基端侧芯材203的大致全部。
第二覆盖层206以覆盖前端侧芯材202的全部或一部分的方式设置。在图示的结构中,第二覆盖层206覆盖前端侧芯材202的大致全部。
覆盖层205由PTFE或PFA等氟树脂构成。在基端侧芯材203和覆盖层205之间也可以设置其他覆盖层(基础层)。作为基础层,通过使用如聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺等那样的、具有能够耐受氟树脂的熔点的特性的树脂,能够使基端侧芯材203和由氟树脂构成的覆盖层205之间的耐剥离性提高。另外,通过向基础层中混合PTFE或PFA等氟树脂,能够使覆盖层205和基础层的耐剥离性提高。由此,能够追随由具有极宽的超弹性域的铁类合金构成的基端侧芯材203的弯曲和扭转,并且通过由氟树脂构成的覆盖层205能够得到良好的滑动性。
另外,使基端侧芯材203的表面形成为粗糙面,从而也能够提高与覆盖层205的耐剥离性。
作为第二覆盖层206的构成材料,优选由热塑性弹性体构成。由于前端侧芯材202由后述的铁类合金构成,所以能够在比Ti-Ni合金更宽的超弹性域发生变形,但即使由后述的铁类合金构成的前端侧芯材大幅变形,若第二覆盖层206由热塑性弹性体构成,则由于覆盖层的伸缩追随所述前端侧芯材的变形,所以覆盖层不容易从所述前端侧芯材剥离,因此优选。
作为热塑性弹性体,能够列举出例如聚氨酯弹性体和聚酰胺弹性体。优选在由热塑性弹性体构成的第二覆盖层206的外表面涂布亲水性材料。而且,为了使耐剥离性提高,相对于前端侧芯材202,能够将耐剥离性比第二覆盖层206还高的树脂层设置在第二覆盖层206和前端侧芯材202之间。另外,使前端侧芯材202的表面形成为粗糙面,从而能够使与第二覆盖层206的耐剥离性提高。
覆盖层205的厚度没有特别限定,但通常优选厚度(平均)为1~20μm左右,更优选2~10μm左右。
在前端侧芯材202上具有外径渐减部215,在基端侧芯材203上具有外径渐减部216。第二覆盖层206以均匀的外径覆盖在外径渐减部215的前后。覆盖层205以大致均匀的厚度覆盖外径渐减部216及其基端侧。
此外,作为参考例,还可以列举出本发明的导丝(C)的第二覆盖层206覆盖基端侧芯材203的情况。该情况下,也可以设置覆盖层205。该情况下,为了进一步提高耐剥离性,相对于基端侧芯材203,还可以将耐剥离性比第二覆盖层206高的树脂层设置在第二覆盖层206和基端侧芯材203之间。另外,使基端侧芯材203的表面形成为粗糙面,从而也能够使与第二覆盖层206之间的耐剥离性提高。
另外,在图5所示的结构中,覆盖层205的前端和第二覆盖层206的基端相分离,但两覆盖层也可以连续地形成,或者,覆盖层205和第二覆盖层206也可以局部重叠。
下面,对本发明的支架进行说明。
本发明的支架是具有由本发明的铁类合金构成的主体部的支架。例如也可以在所述主体部的表面(内表面和/或外表面)具有由生物适应性材料构成的被膜。另外,也可以不具有这样的被膜,只有主体部。该情况也在本发明的范围内。
其次,使用附图所示的优选实施例对本发明的支架的形状进行说明。
图6是表示本发明的支架的优选实施例的形状的主视图。图7是图6所示的支架的展开图。图8是使图6所示的支架缩径的状态的支架的展开图。图9是图6所示的支架的局部放大图。
本发明的支架301是轴向具有多个波浪线状环状体302的支架,波浪线状环状体302具有在支架301的轴向的一端侧具有顶点302a的多个一端侧弯曲部以及在支架301的轴向的另一端侧具有顶点302b的多个另一端侧弯曲部,并且,在支架301的轴向上相邻的波浪线状环状体302具有共有线状部321,该共有线状部321在支架301的轴向一端侧的波浪线状环状体302中的另一端侧弯曲部的一个顶点302b或其附近具有始端322,在另一端侧弯曲部的顶点302b和一端侧弯曲部的顶点302a之间具有终端323,通过共有线状部321使相邻的波浪线状环状体一体化。
本发明的支架具有局部的共有部,由此,本发明的支架由相邻的波浪线状环状体一体化的多个环状体构成,不具有只作为所谓连接部设置的部分,整体只由发挥扩张力的部分构成。
另外,本实施例的支架形成为大致圆筒形状,在***到生物体内时被缩径,在生物体内留置时能够复原成缩径前的形状,即为所谓的自我扩张型支架。图6表示支架301的扩张时的外观形状。
作为形成支架301的波浪线状环状体302的数量,如图6所示,为11个。作为波浪线状环状体302的数量,因支架的长度而异,但优选为2~150个,尤其优选为5~100个。
而且,各波浪线状环状体302具有在支架301的轴向的一端侧具有顶点的多个一端侧弯曲部以及在支架301的轴向的另一端侧具有顶点的多个另一端侧弯曲部,并且由连续成环状的环形波浪线状体构成。环状体302中的一端侧弯曲部和另一端侧弯曲部交替地形成,并且各自的数量相同。一个波浪线状环状体302中的一端侧弯曲部(另一端侧弯曲部)的数量在图6所示中为9个。一端侧弯曲部(另一端侧弯曲部)的数量优选为4~20个,尤其优选为6~12个。而且,本实施例的支架中的形成波浪线状环状体302的线状体总是弯曲的,直线状部分极少。由此,形成环状体302的线状体具有充分的长度,从而能够发挥扩张时的高扩张力。另外,波浪线状环状体302的轴向的长度优选为1~10mm,尤其优选为1.5~5mm。
而且,在本实施例的支架301中,如图6、图7、图8以及图9所示,各波浪线状环状体302具有大波浪部,该大波浪部形成从另外的一端侧弯曲部的顶点302a向一端侧突出的突出一端侧顶点302a1以及从另外的另一端侧弯曲部的顶点向另一端侧突出的突出另一端侧顶点(在本实施例中,与起点一致)322。而且,在本实施例中,波浪线状环状体具有多个大波浪部。在该支架中,一个环状体具有9个一端侧弯曲部,大波浪部在一个的环状体内设置3个。而且,3个大波浪部以相对于支架301的中心轴成大致等角度的方式形成。
而且,与支架301的轴向基端侧相邻的波浪线状环状体302具有共有线状部321,该共有线状部321在支架301的轴向一端侧的波浪线状环状体302中的另一端侧弯曲部的1个顶点302b或其附近具有始端322,在另一端侧弯曲部的顶点302b和一端侧弯曲部的顶点302a之间具有终端323,通过共有线状部321,相邻的波浪线状环状体被一体化。
具体地,共有线状部321将支架301的轴向一端侧的波浪线状环状体302中的另一端侧弯曲部的1个顶点302b作为始端322,始端322和顶点302b相同。另外,共有线状部321,在上述顶点302b(也可以是始端322)和连续的一端侧弯曲部的顶点302a之间具有终端323。尤其在本实施例中,共有线状部321在上述顶点302b(也可以是始端322)和连续的一端侧弯曲部的顶点302a之间的大致中点附近具有终端。此外,作为该终端323的位置,优选位于中点,但也可以是在上述顶点302b(也可以是始端322)和连续的一端侧弯曲部的顶点302a之间的全长的1/100~49/100左右的某一顶点侧的位置。此外,该情况下,作为该终端323的位置,优选从中点向顶点302a侧偏离。
由于支架301具有上述结构,所以具有:形成有共有线状部321的始端部位的始端分支部;形成有共有线状部321的终端部位的终端分支部。具体地,始端分支部以始端322为分支点,形成为朝向一端侧分支成两股的形态,终端分支部以终端323为分支点,形成为朝向另一端侧分支成两股的形态。
而且,在本实施例的支架301中,大波浪部中的突出一端侧顶点302a1和突出另一端侧顶点(与始端322一致)之间,成为比连接其他的各顶点间的线状部长的长线状部。而且,该长线状部的另一端侧端如上所述地成为共有线状部的始端。而且,在本实施例中,在大波浪部的一部分上,形成有共有线状部321。
另外,在本实施例的支架301中,如图7所示,各波浪线状环状体302具有连结共有线状部321的终端323和一端侧弯曲部的顶点302a之间的短线状部326。另外,通过共有线状部321与具有上述短线状部326的环状体302一体化的环状体302,如图7所示,具有:连结共有线状部321的始端322和另一端侧弯曲部的顶点302b之间的短线状部325以及连结共有线状部321的终端323和另一端侧弯曲部的其他的顶点302b之间的长线状部324。
因此,大波浪部中的突出一端侧顶点(与终端323一致)和突出另一端侧顶点(和与另一端侧相邻的环状体和共有线状部的始端322一致)之间构成长线状部。也就是说,在支架301中,从轴向一端侧观察,在轴向上相邻的共有线状部321成为其共有线状部321的终端323和相邻的共有线状部321的始端322通过长线状部324连接的形态。由此,如图7所示,在该支架301中,由长线状部324和共有线状部321往复构成的锯齿形形态成为从支架的一端朝向另一端侧形成螺旋的形态。
而且,在该支架中,没有所谓的连接部,不存在由连接部引起的弯曲障害以及扩张力降低,作为支架整体发挥均匀的扩张保持力。
而且,在本实施例的支架301中,在相邻的波浪线状环状体间,具有多个共有线状部321。具体地,在相邻的波浪线状环状体间,设置有3个共有线状部321。而且,3个共有线状部321相对于支架301的中心轴以大致等角度的方式形成。
而且,在支架301中,连结共有线状部321的始端322和另一端侧弯曲部的顶点302b之间的短线状部325不在支架301的轴向上连续,并且多个短线状部325以大致成为直线状的方式形成。另外,在该支架301中,除上述短线状部325、326以外的线状部(长线状部及其他线状部),如图9所示,在中间部附近具有与线状体的行进方向大致平行且稍有变更的偏曲部332。通过具有该偏曲部332,线状部长度也变长,并且扩张力也变高。
而且,在该支架301中,对长线状部324的长度(即,共有线状部321的终端323和共有线状部321的始端322之间的长度)与共有线状部321和短线状部325和在一起的长度(即,从共有线状部321的终端323越过始端322到顶点302b的长度)进行比较时,长线状部324的长度稍长。由此,能够防止顶点302b与相邻的环状体的线状部333(具体地,连接顶点302a和顶点302b,没有线状共有部、分支部的通常的线状部)过度接近,能够减小形成线状体的封闭空间(如图7所示,在本实施例中,形成有连接V字和M字的封闭空间)中的宽度的偏差,发挥高扩张维持力。
另外,如图7所示,波浪线状环状体302的一端侧弯曲部的顶点302a侵入到形成在相邻的一侧的波浪线状环状体的另一端侧弯曲部的顶点302b之间的空间内,波浪线状环状体302的另一端侧弯曲部的顶点302b侵入到形成在相邻的另一侧的波浪线状环状体的一端侧弯曲部的顶点302a之间的空间内。由此,能够增长构成支架的线状体的长度,并且,能够缩小线状体所形成的封闭空间(如图7所示,在本实施例中,形成有连接V字和M字的封闭空间)的面积,发挥高扩张维持力。
而且,在本实施例的支架301中,在图8所示的收缩状态下,圆周方向上几乎没有间隙,各要素并列靠拢。由此,具有高的有效区域。
本发明的支架具有例如上述的形状。
在本发明的支架为上述形状的情况下,与主体部的材质是本发明的铁类合金的情况互起作用,能够发挥如下效果:向下肢等变形较大的血管留置后,也不会因较大的变形导致破坏,还具有良好的耐久性(疲劳强度)。
本发明的支架的大小因留置对象部位不同而异,但一般情况下,扩张时(非缩径时、复原时)的外径为2.0~30mm,优选为2.5~20mm,长度为10~150mm,更优选为15~100mm。尤其,在为血管内留置用支架的情况下,外径为2.0~14mm,优选为2.5~12mm,长度为5~100mm,更优选为10~80mm。
而且,能使壁厚比以往的支架薄。本发明的支架的主体部由于是由后述的本发明的铁类合金形成的,因此,强度以及耐久性高,即使壁厚进一步变薄,也具有所期望的强度以及耐久性。例如,能够为0.2mm,更进一步为0.10mm以下。
本发明的支架的主体部使用由本发明的铁类合金构成的管材,能够除去(例如,切削、溶解)支架非构成部分来制作。由此,成为一体形成物。此外,本发明的支架的主体部的形成所使用的管材在惰性气体或真空环境下溶解并形成本发明的铁类合金的坯块,将该坯块进行机械研磨,然后,通过热冲压以及挤压,形成粗径管材,之后,依次反复进行模具拉拔工序以及热处理工序,由此细径化成规定壁厚、外径的管材,最后对表面进行化学或物理研磨,由此制成。而且,由管材制成的支架基材的形成能够通过切削加工(例如,机械研磨、激光-切削加工)、放电加工、化学蚀刻等进行,也可以通过并用这些方法进行。
另外,本发明的支架的主体部优选由编织金属丝构成。理由是被留置的支架容易追随身体运动或脉搏动。
另外,本发明的支架的主体部,优选在制作了支架的最终形状之后,在900~1400℃的温度下进行固溶处理,并以50℃/秒以上的速度急速冷却,之后,在大于等于200℃小于800℃的温度下进行时效处理。进行这样的固溶处理、时效处理时,支架的主体部的超弹性以及强度提高,由此,支架主体部整体的柔软性提高,在弯曲的血管内的留置性变得良好。
另外,本发明的支架的非扩张时的直径优选为0.8~1.8mm左右,尤其优选为0.9~1.6mm。另外,本发明的支架的非扩张时的长度优选为10~200mm左右。另外,一个波浪线状环状体的长度优选为8~40mm左右。
另外,通常,在支架上设置有造影用标记,但在本发明的支架中,不需要设置造影用标记。这是因为在本发明的支架的情况下,如上所述,本发明的铁类合金具有优良的X射线造影性。
其次,对本发明的铁类合金进行说明。
铁类合金的结晶组织以及特性
本发明的铁类合金实质上具有L12构造的γ’规则相在母相即面心立方晶(fcc)构造的γ相中细微地分散的二相组织。所述γ相通过冷却向体心立方晶(bcc)构造的α’相进行马氏体相变,通过再次加热,向母相γ相进行逆相变。马氏体相变开始温度(Ms点)及其逆相变结束温度(Af点)能够通过电阻抗测定求出。如图10所示,一般在形状记忆合金中,马氏体相变及其逆相变中存在滞后。
形状记忆合金中的超弹性是由Af点以上的马氏体的应力感应相变及其逆相变引发的。但是,若所述滞后幅度大,则用于使马氏体感应所需要的应力变高,因此,容易导入位错等永久应变,就不能得到良好的超弹性。因此,通过使滞后幅度变小,能够以低应力对马氏体进行感应,变形时不导入位错等永久应变,能够得到良好的超弹性。认真研究的结果为,为得到这样的超弹性,本发明的铁类合金的热滞后的幅度必须为100℃以下。优选的热滞后的幅度为70℃以下。
本发明的铁类合金优选所述母相γ相的特定结晶方位<100>或<110>具有在轧制、拉丝等冷加工方向上对齐的再结晶结构。本发明的铁类合金,即使结晶方位完全是随机的,也能得到形状记忆、超弹性特性,但通过对齐上述特定结晶方位,能够得到更优良的形状记忆、超弹性特性。合金组织的结晶方位能够通过电子背散射衍射法测定,能够通过丰度对结晶方位的对齐情况进行表示。加工方向上的<100>的丰度是将结晶方位完全随机的情况假定为1时的丰度比,值越大,结晶方位越对齐。
本发明的铁类合金的加工方向上的特定结晶方位的丰度优选为2.0以上,更优选为2.5以上。
具有这样的100℃以下的热滞后且对齐了母相γ相的结晶方位的本发明的铁类合金与Ti-Ni合金相比,具有更高的杨氏模量和强度,而且具有更大的超弹性应变。杨氏模量大概在40GPa以上,屈服强度(0.2%耐力)大概在600MPa以上,超弹性应变为5%以上。而且,本发明的Fe基形状记忆合金具有良好的硬度、拉伸强度以及断裂伸张度,所以加工性优良。
铁类合金的组成
(a)基本组成
本发明的铁类合金的基本组成为:含有25~35质量%的Ni、10~30质量%的Co和2~8质量%的Al,而且还含有合计1~20质量%的从由1~5质量%的Ti、2~10质量%的Nb以及3~20质量%的Ta构成的组中选择的至少1种,剩余部分是Fe以及不可避免的不纯物。此外,在本发明的铁类合金的说明中,如果没有特别的需要,各元素的含有量以合金整体为基准(100质量%)。
但是,本发明的铁类合金优选含有30质量%以上的Fe,更优选含有35质量%以上的Fe。另外,优选含有55质量%以下的Fe,更优选含有50质量%以下的Fe。另外,优选含有30~55质量%的Fe,更优选含有35~50质量%的Fe。本发明的铁类合金中的Fe的含有率过低时,冷加工性降低,而且,存在超弹性处理(时效处理)后的韧性降低的倾向。另一方面,Fe的含有率若过高,则由于bcc马氏体相变的相变滞后变大(成为100℃以上),因此,存在不能得到优良的超弹性的倾向。
Ni是引起马氏体相变并且使其温度降低的元素。本发明的铁类合金优选含有25~35质量%的Ni。通过该范围的Ni含有量,铁类合金的马氏体相变温度下降,母相(fcc相)稳定化。若Ni的含有量超过35质量%时,马氏体相变温度过度降低,在实用温度区域不出现相变,从而得不到良好的形状记忆性以及超弹性。
另外,Ni是通过时效处理使Ni3Al等fcc和/或fct的规则相析出的元素。上述规则相对铁类合金的母相进行强化,并且使马氏体的热滞后减少,从而使形状记忆性以及超弹性提高。若Ni的含有量小于25质量%时,析出的规则相的量不充分,从而不能得到良好的形状记忆性以及超弹性。更优选的Ni的含有量是26~30质量%。
Co是使母相的刚性率降低并使相变应变减少进而使形状记忆性提高的元素。本发明的铁类合金优选含有10~30质量%的Co。若Co的含有量超过30质量%,则合金的冷加工性可能会降低。若Co的含有量小于10质量%,则Co的上述添加效果不能充分发挥。更优选的Co的含有量是15~23质量%。
Al与Ni同样地是通过时效处理使Ni3Al等fcc和/或fct的γ’规则相析出的元素。若Al的含有量小于2质量%,则析出的规则相的量不充分,从而不能得到良好的形状记忆性以及超弹性,另外,若超过8质量%时,则变得极脆。本发明的铁类合金优选含有2~8质量%的Al,更优选4~6质量%。
铁类合金优选还含有合计1~20质量%的从由1~5质量%的Ti、2~10质量%的Nb以及3~20质量%的Ta构成的组中选择的至少1种第一添加元素。通过含有第一添加元素的元素,γ’规则相的析出量显著增加,母相强度也随之大幅上升,马氏体的热滞后也大幅减小,从而形状记忆性以及超弹性提高。但是,若这些元素的合计含有量超过20质量%,则合金的冷加工性可能会降低。
(b)基本组成以外的元素
本发明的铁类合金还可以含有从由B、C、Ca、Mg、P、Zr、Ru、La、Hf、Pb以及混合稀土合金构成的组中选择的至少1种第二添加元素。第二添加元素的含有量合计优选为1质量%以下,更优选为0.001~1质量%,最优选为0.002~0.7质量%。第二添加元素抑制在时效过程中引发的B2构造的β相的晶界反应,使形状记忆性以及超弹性提高。
本发明的铁类合金还可以含有从由Be、Si、Ge、Mn、Cr、V、Mo、W、Cu、Ag、Au、Ga、Pt、Pd以及Re构成的组中选择的至少1种第三添加元素。第三添加元素的含有量合计优选为10质量%以下,更优选为0.001~10质量%,最优选为0.01~8质量%。
第三添加元素中,Si、Ge、V、Mo、W、Ga以及Re使母相γ相和γ’规则相的一致性提高,使γ’相的析出强化提高,使形状记忆性提高。这些元素的优选含有量为合计10质量%以下。
Be以及Cu通过固溶强化使母相γ相的强度提高,使形状记忆性提高。Be以及Cu的优选含有量分别为1质量%以下。
Cr是维持耐摩耗性以及耐腐蚀性的有效元素。Cr的优选含有量为10质量%以下。
由于Mn使Ms点降低,所以能够减少高价的Ni的含有量。Mn的优选含有量为5质量%以下。
Ag、Au、Pt以及Pd具有使α’马氏体的正方晶性变大的效果,使热滞后减少,使形状记忆性以及超弹性提高。这些元素的优选含有量为10质量%以下。
铁类合金的制造方法
(a)冷加工
具有上述组成的本发明的铁类合金通过溶解铸造、热加工以及冷加工成形为所期望的形状。在成形加工之后,进行固溶处理以及时效处理,但作为固溶处理前的成形加工,优选冷轧制、冷拉丝、模具冲压等冷加工。优选进行冷加工的理由是,固溶处理后,能够得到在冷加工方向上γ相的特定结晶方位对齐了的再结晶结构。在具有这样的结构的板材、管材、线材、加工材中,与具有随机的方位的这些材料相比,能够得到更大的超弹性应变。另外,冷加工后,根据需要,也能够进行喷丸硬化处理等表面加工。通过冷加工,能够得到在加工方向上γ相的特定结晶方位对齐的板材、管材、线材、加工材等。
对铁类合金进行1次冷加工得到的加工率充其量为10%左右,因此,在冷加工中,为了得到高的合计加工率,需要进行多次冷加工。此时,也可以通过多次退火处理来进行,但为了提高合金组织的定向性,使最后退火后的合计加工率越高越好。退火处理的条件优选以900~1300℃的加热温度进行1分~3个小时。退火后的冷却优选通过空冷进行,更优选通过水冷进行。
在本发明的铁类合金中,通过冷加工,在固溶处理后,能够使γ相的<100>或<110>方向沿轧制或拉丝等的冷加工方向对齐。合金组织的结晶方位能够通过电子背散射衍射法测定,能够求出表示结晶方位的对齐情况的丰度。例如在加工方向上的<100>的丰度是将朝向结晶方位在理论上完全随机的情况下的加工方向的<100>的丰度假定为1时的丰度比,值越大,结晶方位越对齐。
认真研究的结果为,γ相的<100>或<110>等的特定结晶方位的丰度成为2.0以上时,能够得到具有优良的形状记忆性以及超弹性的铁类合金。在本发明的铁类合金中,上述特定结晶方位的丰度能够通过最终退火后的合计加工率设定。为提高上述特定结晶方位的丰度,最后退火后的合计加工率越高越好,但成为2.0以上时,在任意的合金组成中,最后退火后的冷加工的合计加工率都必须为50%以上。最后退火后的冷加工的合计加工率低时,合金组织的特定结晶方位不会在加工方向上对齐,不能实现形状记忆性以及超弹性的充分的提高。冷加工的合计加工率优选为70%以上,更优选为92%以上。
(b)固溶处理
将冷加工后的铁类合金加热到固溶温度,使结晶组织相变成奥氏体γ相单相之后,优选进行急速冷却的固溶处理。固溶处理以800℃以上的温度进行。处理温度优选为900~1400℃。处理温度下的保持时间优选为1分~50个小时。小于1分时,固溶处理的效果不充分,超过50个小时时,不能够无视氧化的影响。
固溶处理也可以边施加应力边进行。通过进行所谓的张力退火,能够精密地控制铁类合金的记忆形状。在固溶处理中施加应力的情况下,应力优选为0.1~50kgf/mm2
加热处理后,通过以50℃/秒以上的速度急冷,使γ单相状态冻结。急冷能够放入水等的冷媒或通过强制空冷进行。冷却速度小于50℃/秒时,β相(B2构造的β相)析出,不能得到形状记忆性。优选的冷却速度为50℃/秒以上。
(c)时效处理
优选在固溶处理之后进行时效处理。通过进行时效处理,显现具有Ni3Al等fcc和/或fct构造的规则相,母相被强化,且马氏体的热滞后变小,形状记忆性以及超弹性提高。时效处理以大于等于200℃小于800℃的温度进行。若以小于200℃的温度进行处理,则上述规则相的析出不充分。另一方面,若以大于等于800℃的温度进处理,则由于析出稳定相即β相,因此不优选。
时效处理时间因铁类合金的组成以及处理温度的不同而不同。在以大于等于700℃小于800℃的温度进行的情况下,时效处理时间优选为10分钟~50个小时。另外,在以大于等于200℃小于700℃的温度进行的情况下,时效处理时间优选为30分钟~200个小时。若时效处理时间比所述时间短,则效果不充分。另一方面,若时效处理时间超过所述时间,则β相析出,形状记忆性可能会消失。
实施例
关于本发明的铁类合金,通过实施例进一步进行详细说明,但本发明不限于这些实施例。
<实施例1~5以及比较例1>
实施例1~5以及比较例1的铁类合金,除了合金组成以及时效处理时间不同以外其他都相同,并通过下述的方法进行制作。
对表1所示的成分的合金进行熔解,以平均140℃/分的冷却速度进行凝固,制作直径12mm的坯块。将该坯块以1300℃的温度进行热轧制,得到厚度1.3mm的板材。对于该热轧制材料,以1300℃进行10分钟的第一退火后,进行多次冷轧制,形成为厚度0.65mm。之后,以相同条件进行第二退火,进行多次冷轧制,制成厚度0.2mm的板材。第二退火(最后退火)后的合计加工率为70%。对各板材以1300℃的温度进行30分钟加热处理后,将其投入到冰水中进行急速冷却(固溶处理)。然后,以600℃的温度进行时效处理,得到由fcc构造的γ相和L12构造的γ’相这两相构成的具有形状记忆性以及超弹性的铁类合金的板材。从上述第一退火到时效处理之间的工序如图11(a)概要地示出。各合金的时效处理时间如表1所示。
<实施例6~9>
实施例6~9的铁类合金是组成相同只有退火到时效处理的工序条件不同的合金。例如实施例6的铁类合金通过以下的方法制作。
对表1所示的成分的合金进行熔接,以平均140℃/分的冷却速度进行凝固,制作直径20mm的坯块。将该坯块以1300℃的温度进行热轧制,得到厚度1.6mm的板材。对于该热轧制材料,以1300℃的温度进行10分钟的第一退火并空冷之后,进行多次冷轧制,成为厚度0.8mm。之后,以相同条件进行第二退火→冷轧制→第三退火→冷轧制,由此,制成厚度0.2mm的板材。第三退火(最后退火)后的合计加工率为50%。将得到的板材以1300℃的温度进行30分钟的加热处理后,投入到冰水中并进行急速冷却(固溶处理)。然后,以600℃的温度进行90个小时的时效处理,得到由fcc构造的γ相和L12构造的γ’相这两相构成的具有形状记忆性以及超弹性的铁类合金的板材。实施例6的合金的从第一退火到时效处理之间的工序如图11(b)概要地示出。
实施例7~9的铁类合金是对实施例6的铁类合金使退火和冷轧制的模式如图11(c)~图11(e)所示那样进行变更而制成的[图11(c)为实施例7,图11(d)为实施例8,图11(e)为实施例9]。最后退火后的合计冷加工率如表1所示。
[表1]
关于实施例1~9以及比较例1,通过以下方法对马氏体相变以及逆相变的热滞后的温度差[Af点(逆相变结束温度)和Ms点(马氏体相变开始温度)之差]、另外轧制方向上的<100>的丰度、通过超弹性得到的超弹性应变(超弹性)、杨氏模量、屈服强度(0.2%耐力)进行测定。结果如表1所示。
(1)热滞后的温度差(Af点和Ms点之差)
通过电阻抗测定求出板材的Ms点以及Af点(参照图10),并将其差作为热滞后的温度差。实施例1~9以及比较例1中的测定结果如表1所示。
(2)轧制方向上的<100>的丰度
使用电子背散射衍射测定装置(商品名:Orientation ImagingMicroscope,TSL公司制),对得到的板材的轧制方向上的γ相的特定结晶方位的丰度进行测定。实施例1~9以及比较例1中的测定结果如表1所示。
此外,结晶方位的丰度是使用上述电子背散射衍射测定装置并通过电子背散射衍射法(EBSD)对结晶方位进行测定之后,使用TexSEM Laboratories(TSL)公司制的解析软件(Orientation ImagingMicroscope Software Version3.0)求出的。具体地,通过使用了内嵌于所述解析软件内的调和函数的解析手法进行计算,此时的展开次数是16,适用高斯分布时的半值幅度为5°并计算丰度。此时,加工方向上的<100>的丰度的值越大,<100>结晶方位在加工方向上越对齐。
(3)通过超弹性得到的超弹性应变(超弹性)
超弹性应变是从通过室温下的板材的拉伸循环试验得到的应力-应变曲线求出的。典型的测定结果如图12所示。拉伸循环试验是,将对初期试料长施加恒定的应变后再卸载的拉伸试验作为一个循环,使施加的应变从2%(循环1)开始,依次以2%的量增加成4%(循环2)、6%(循环3)来进行,重复进行直到试料破裂。得到的各循环的应力-应变曲线,如图12所示,第i循环得到的超弹性应变(εSE i)通过下式求出。
εSE i(%)=εt ir ie i
(i表示循环次数,εt i表示第i循环的施加应变,εr i表示第i循环的残留应变,以及εe i表示第i循环的纯弹性变形应变。)
直到板材破裂所得到的超弹性应变的最大值通过下述基准进行评估。图13表示实施例3的板材的最大应变为2%时的应力-应变曲线。
最大超弹性应变:大于等于8%......◎
最大超弹性应变:大于等于2%小于8%......○
最大超弹性应变:大于等于0.5%小于2%......△
最大超弹性应变:小于0.5%......×
实施例1~9以及比较例1中的测定结果如表1所示。
(4)杨氏模量以及屈服强度(0.2%耐力)
如图12所示,从通过室温下的拉伸试验得到的应力-应变关系图来测定杨氏模量以及屈服强度(0.2%耐力)。实施例1~9以及比较例1中的测定结果如表1所示。
从表1可知,马氏体相变以及逆相变的热滞后的温度幅度为100℃以下的实施例1~9都显示出最大超弹性应变为大于等于0.5%的超弹性。但是,在热滞后的温度幅度为200℃的比较例1中,超弹性依然小于0.5%。从这些结果可知,热滞后的温度幅度小的实施例1~9的铁类合金具有比热滞后的温度幅度大的比较例1的铁类合金更好的超弹性。
实施例6~9的铁类合金是组成相同且在退火~时效处理的工序不同的条件下制成的合金,分别具有γ相的特定结晶方位的对齐情况不同的再结晶结构。图14(a)表示实施例6中得到的板材,图14(b)表示以等高线对实施例9的板材的轧制方向上的各结晶方位的丰度进行表示的反极点图。在实施例6的图14(a)中,示出了等高线在<100>方向上集中,<100>方向在轧制方向上对齐的情况。轧制方向上的<100>的丰度为2.3。另一方面,实施例9的图14(b)中,轧制方向上的<100>的丰度为11.0,<100>方向在轧制方向上进一步对齐。这样,在本发明的铁类合金中,最后退火后的合计冷加工率越大,γ相的特定结晶方位在轧制方向上越对齐。
图15表示实施例9的最大应变为15%时的应力-应变曲线。可知能够得到约10%的超弹性应变。
从表1可知,在最后退火后的合计冷加工率更高、特定结晶方位更好地对齐的铁类合金中,具有更大的超弹性应变。
另外,在表1中,将Ti-Ni合金的超弹性、杨氏模量、屈服强度作为比较例2表示。可知热滞后小且特定结晶方位更好地对齐的本发明的铁类合金具有比Ti-Ni合金更大的超弹性应和更高的杨氏模量以及强度。
以上,对由本发明的铁类合金构成的导丝以及支架进行了说明,但本发明的铁类合金也能够作为***到其他的生物体内并留置地使用的医疗用器具或体外使用的医疗用器具的主材料或部分材料进行利用。例如能够列举出,血管过滤器、牙科矫正金属丝、人工齿根、导管、接骨板、髓内针、肘钉(staple)、脑动脉夹、闭塞用线圈、钳子等。
图16是表示由本发明的铁类合金构成的血管过滤器的一例的立体图。图16所示的血管过滤器410是例如在血管内推进到下大静脉,并在该处扩张从而防止血栓从身体的下部向心脏以及肺移动的装置,一般来说,其具有钟罩状的形状。血管过滤器410在伸出区域417和过滤器区域419具有收敛区域421。伸出(或安装/固定)区域417处的过滤器的横向尺寸比过滤器区域419处的横向尺寸大。伸长撑材414如图所示地隔开间隔,在提供伸出的区域417中,从血管过滤器410的纵轴线以一定角度延伸。在过滤器的中间部分(伸出区域417以及过滤器区域419间的过渡部)处起始的过滤器区域419中,撑材414在纵轴线上向内侧弯曲或拐弯(区域423),之后,相对于管状部分418以某一定角度向内侧延伸,由此与纵轴线形成一定角度。
在伸出或安装(固定)区域417中,各撑材414被分割成两个结合支承部分414a以及414b。各被分割的撑材414的支承部分414a以及414b向相反方向延伸,支承部分414a以及414b包括向各相邻的撑材所对应的支承部分414a或414b延伸的弯曲区域425。一个撑材上的结合支承部分414a以及另一支承部分414b在过滤器的端部429收敛,实质上形成为V字形区域。
此外,由本发明的铁类合金构成的血管过滤器具有能够相对于血管***、拔出的轴,成为能够进行扩张状态和收缩状态操作的血栓捕捉器具的构成要素的一部分。
由本发明的铁类合金构成的血管过滤器在X射线造影性方面优良,所以,容易把握留置位置,并能够与各种血管径对应,并且,缩紧状态时,能够得到极细的外径,因此能够容易地***到所希望的血管。
图17是表示由本发明的铁类合金构成的牙科矫正金属丝的一例的立体图。图17所示的牙科矫正用金属丝520在俯视图中具有大致U字型的弯曲部522。牙科矫正用金属丝520在横截面中具有大致正方形的形态,但也可以是圆形。杨氏模量和0.2%耐力比以往的Ti-Ni合金大,所以,以小的截面积就能够得到相同的矫正力,随着托架的小型化,安装时的不快感减少。另外,由于由上述铁类合金构成并具有较大的超弹性域,所以能够降低金属丝的调整次数。

Claims (14)

1.一种导丝,其特征在于,包括:
前端侧芯材,由铁类合金构成,该铁类合金含有25~35重量%的Ni、10~30重量%的Co和2~8重量%的Al,而且还含有合计1~20重量%的从由1~5重量%的Ti、2~10重量%的Nb以及3~20重量%的Ta构成的组中选择的至少1种,剩余部分是Fe以及不可避免的不纯物,该铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下;
基端侧芯材,由含有铁的合金构成,弹性率比所述前端侧芯材高,
还具有通过焊接接合所述前端侧芯材和所述基端侧芯材的芯材。
2.如权利要求1所述的导丝,其特征在于,所述基端侧芯材由不锈钢构成。
3.如权利要求1所述的导丝,其特征在于,所述基端侧芯材为钢琴线。
4.如权利要求1~3任一项所述的导丝,其特征在于,还具有覆盖所述前端侧芯材的前端侧部分的管状部件。
5.如权利要求4所述的导丝,其特征在于,所述管状部件是线圈。
6.如权利要求4所述的导丝,其特征在于,所述管状部件由塑料构成。
7.一种导丝,其特征在于,
具有:至少前端部由铁类合金构成的芯材;基端侧管,由弹性率比所述铁类合金高的金属材料构成,覆盖所述芯材的基端侧的至少一部分,
所述铁类合金含有25~35重量%的Ni、10~30重量%的Co和2~8重量%的Al,而且还含有合计1~20重量%的从由1~5重量%的Ti、2~10重量%的Nb以及3~20重量%的Ta构成的组中选择的至少1种,剩余部分是Fe以及不可避免的不纯物,所述铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
8.如权利要求7所述的导丝,其特征在于,还具有覆盖所述芯材的前端侧部分的管状部件。
9.如权利要求8所述的导丝,其特征在于,所述管状部件是线圈。
10.如权利要求8所述的导丝,其特征在于,所述管状部件由塑料构成。
11.一种导丝,其特征在于,
具有:均由铁类合金构成的前端侧芯材以及基端侧芯材;覆盖所述基端侧芯材的表面的至少一部分且由1层以上的层构成的覆盖层,
所述覆盖层的至少1层由氟树脂构成,
所述铁类合金含有25~35重量%的Ni、10~30重量%的Co和2~8重量%的Al,而且还含有合计1~20重量%的从由1~5重量%的Ti、2~10重量%的Nb以及3~20重量%的Ta构成的组中选择的至少1种,剩余部分是Fe以及不可避免的不纯物,所述铁类合金具有形状记忆性以及超弹性,实质上由γ相和γ’相这两相构成,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
12.一种支架,其特征在于,具有由铁类合金构成的主体部,
所述铁类合金含有25~35重量%的Ni、10~30重量%的Co和2~8重量%的Al,而且还含有合计1~20重量%的从由1~5重量%的Ti、2~10重量%的Nb以及3~20重量%的Ta构成的组中选择的至少1种,剩余部分是Fe以及不可避免的不纯物,在具有形状记忆性以及超弹性且实质上由γ相和γ’相这两相构成的所述铁类合金中,其马氏体相变以及逆相变的热滞后中的逆相变结束温度(Af点)和马氏体相变开始温度(Ms点)之差为100℃以下。
13.如权利要求12所述的支架,其特征在于,所述主体部具有轴向上设置的多个波浪线状弯曲部。
14.如权利要求12所述的支架,其特征在于,所述主体部由编织金属丝构成。
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