JP2005095610A - Method and apparatus for producing stent, and its stent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば血管や尿管等の人体の管状器官に挿入され、管状器官の内腔を開いた状態に維持させるためのステントと、その製造方法とその製造装置に関する。 The present invention relates to a stent that is inserted into a tubular organ of a human body such as a blood vessel or a ureter and maintains the lumen of the tubular organ in an open state, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus thereof.
例えば心筋梗塞等の治療に際して、血管の狭窄部にステントと呼ばれる拡張具を挿入し、血管の閉塞を防止する治療が行われている。また、尿管結石等の治療に際しても、結石が排出されやすくするため、尿管を拡張した状態に維持するために、金属性のステントを使用することがある。 For example, in the treatment of myocardial infarction or the like, a treatment for preventing occlusion of a blood vessel is performed by inserting an expander called a stent into a narrowed portion of the blood vessel. Further, in the treatment of ureteral stones and the like, a metallic stent may be used to maintain the ureter in an expanded state in order to facilitate the discharge of the stones.
一般にステントは、半径方向に独立に膨張可能で、共通の軸線に略整列するように相互に連結された複数の円筒形状の要素により形成されている。使用の際には、縮径した形状でバルーンカテーテルの先端部外周に装着され、案内カテーテルを通して血管や尿管等（以下、単に血管等という）に挿入された後、バルーンカテーテルのバルーンを膨らませて強制的に押し広げ（膨らませる）、その状態で閉塞患部に留置させることにより血管等を拡張する。 In general, a stent is formed by a plurality of cylindrically shaped elements that are radially expandable independently and interconnected to substantially align with a common axis. In use, the balloon catheter is attached to the outer periphery of the distal end of the balloon catheter in a reduced diameter, inserted into a blood vessel or ureter (hereinafter simply referred to as a blood vessel) through a guide catheter, and then the balloon catheter balloon is inflated. It is forcibly expanded (inflated), and in that state, it is placed in the occluded affected area to expand the blood vessels and the like.
金属性のステントの製造方法の一例は、薄い肉厚のパイプに孔を開けることにより製作する方法が用いられている。製造されたステントは血管内に挿入するため、表面にばりが有ると血管を傷つけてしまう恐れがある。したがって、ステントの表面は、ばりのない滑らかなものである必要がある。 As an example of a method for manufacturing a metallic stent, a method of manufacturing by making a hole in a thin-walled pipe is used. Since the manufactured stent is inserted into a blood vessel, if there is a flash on the surface, the blood vessel may be damaged. Therefore, the surface of the stent needs to be smooth without burrs.
通常、薄い肉厚のパイプに孔を開ける加工方法としては、レーザにより加工するものが多く公開されており、ＹＡＧレーザあるいはエキシマレーザを用いて切断、孔あけを行っている。（例えば、特許文献１および２を参照）、ただし、切断面が滑らかでないため、後処理として化学処理を行う必要があった。
Usually, as a processing method for forming a hole in a thin-walled pipe, many methods using a laser are disclosed, and cutting and drilling are performed using a YAG laser or an excimer laser. (For example, refer to
また、ステントを膨らませる際，ステント端面部分においての血管等の損傷が発生する危険性があるため，ステントの端面部分を機械的に折り曲げたり、研磨することで丸みを持たせて製作する方法が開示されている（例えば、特許文献３を参照）。
上述のようにステントは、案内カテーテルにより血管の内部に挿入されるものであるので、ステントの端の断面が小さく鋭くされていると、特に血管等が狭くステントの硬い端が血管等の曲がり部分に遭遇するような場合には、ステントが血管壁に突き刺さる危険性が増大する。曲がり部分を通り抜ける場合、柔軟なバルーン材料は血管の輪郭に追随するが、より硬いステントの先端はバルーン及び送り込みデバイスから僅かに分離する可能性がある。分離した鋭い先端が、血管壁の柔らかい組織を擦過するか、または組織に突き刺さることがあり得る。またステントは、膨らませる際、ステントの端面部分においての血管等の損傷が発生する危険性がある。 As described above, the stent is inserted into the blood vessel by the guide catheter. Therefore, when the cross-section of the end of the stent is small and sharp, the blood vessel is narrow and the hard end of the stent is a bent portion of the blood vessel. In such cases, the risk of the stent sticking into the vessel wall is increased. As it passes through the bend, the compliant balloon material follows the contour of the vessel, but the stiffer stent tip may slightly separate from the balloon and delivery device. The isolated sharp tip can scrape or pierce the soft tissue of the vessel wall. Further, when the stent is inflated, there is a risk of damage to blood vessels or the like at the end face portion of the stent.
それらに対処するために、上述のようにＹＡＧレーザあるいはエキシマレーザを用いて切断、孔あけを行った場合は、切断面が滑らかでないため、後処理として化学処理を行う必要があった。 In order to cope with these problems, when cutting and drilling are performed using a YAG laser or excimer laser as described above, the cut surface is not smooth, and thus chemical treatment has to be performed as post-processing.
また、ステントの端面部に丸め加工として、機械的な折り曲げや研磨を用いた加工は、折り曲げ部分の破断や強度低下などが懸念される。また、形状的にもエッジ形状を所望の丸みに形成させることは困難である。 In addition, as a process of rounding the end face portion of the stent, there is a concern that the bending portion may be broken or the strength may be reduced when mechanical bending or polishing is used. In addition, it is difficult to form the edge shape in a desired round shape.
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、血管等に損傷を与える恐れのない平滑性の優れた安全性の高いステントを、孔あけ加工後のばり取り処理が不要で、生産効率よく製造することのできるステントとその製造方法と、その製造装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made on the basis of these circumstances, and a highly safe stent with excellent smoothness and no risk of damaging blood vessels, etc., does not require a deburring process after drilling, and has high production efficiency. It aims at providing the stent which can be manufactured, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus.
本発明によれば、管状体の被加工物の全面に規則的に配列されたパターン孔を形成するパターン形成工程と、
前記パターン孔が形成された前記被加工物を軸方向に所定の長さのステントに切断する切断工程と、
前記ステントの端面部にレーザ光を照射して溶融させて、該端面部の角に丸み形状を形成させる丸み加工工程と、
前記端面部の角に丸み形状が形成された該ステントを、化学研磨する化学研磨工程と
を有することを特徴とするステントの製造方法である。
According to the present invention, a pattern forming step of forming regularly arranged pattern holes on the entire surface of the tubular workpiece;
A cutting step of cutting the workpiece in which the pattern hole is formed into a stent having a predetermined length in the axial direction;
A rounding step of irradiating and melting the end surface portion of the stent with a laser beam to form a round shape at the corner of the end surface portion;
And a chemical polishing step of chemically polishing the stent having a rounded shape formed at the corners of the end face portion.
また本発明によれば、前記ステントの端面に照射する前記レーザ光は、チタン・サファイアレーザ発振器から発振されたフェムト秒レーザを用いていることを特徴とするステントの製造方法である。 According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a stent, wherein the laser beam applied to the end face of the stent uses a femtosecond laser oscillated from a titanium / sapphire laser oscillator.
また本発明によれば、前記被加工物の全面に規則的に配列されたパターン孔の形成は、チタン・サファイアレーザ発振器から発振されたフェムト秒レーザを用いていることを特徴とするステントの製造方法である。 According to the present invention, the formation of the pattern holes regularly arranged on the entire surface of the workpiece uses a femtosecond laser oscillated from a titanium / sapphire laser oscillator. Is the method.
また本発明によれば、前記被加工物を軸方向に所定の長さのステントにするための切断は、カッタによりおこなっていることを特徴とするステントの製造方法である。 Further, according to the present invention, there is provided a stent manufacturing method, wherein the cutting for making the workpiece into a stent having a predetermined length in the axial direction is performed by a cutter.
また本発明によれば、少なくとも、管状体の被加工物の全面に規則的に配列されたパターン孔を形成するパターン形成工程と、前記パターン孔が形成された前記被加工物を軸方向に所定の長さのステントに切断する切断工程とを有するステントの製造方法であって、
前記パターン形成工程は、被加工物の同一個所に対して超短パルスレーザ光を繰返し重畳して照射していることを特徴とするステントの製造方法である。
Further, according to the present invention, at least a pattern forming step of forming regularly arranged pattern holes on the entire surface of the tubular workpiece, and the workpiece on which the pattern holes are formed are predetermined in the axial direction. A method of manufacturing a stent having a cutting step of cutting into a stent having a length of
The pattern forming step is a method for manufacturing a stent, characterized in that an ultrashort pulse laser beam is repeatedly superimposed and irradiated on the same portion of a workpiece.
また本発明によれば、前記超短パルスレーザ光を繰返し重畳は、波長０．８５μｍ以下でパルス幅１ｐｓ以下のレーザパルスを用い、速度１０ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で複数回の重畳照射していることを特徴とするステントの製造方法である。 According to the present invention, the super-short pulse laser beam is repeatedly superimposed by using a laser pulse having a wavelength of 0.85 μm or less and a pulse width of 1 ps or less, and superimposing multiple times at a speed of 10 mm / sec or more. This is a method for manufacturing a stent.
また本発明によれば、レーザ発振器と、このレーザ発振器の光軸上の前方に順次一対のガルバノミラーとＦ−θレンズとを配置した光学系を具えたステント製造装置であって、
前記Ｆ−θレンズの光軸上の前方にはステントを保持し、回転自在でかつ該ステントの軸方向に移動自在なワーク保持部が配置されていることを特徴とするステント製造装置である。
Further, according to the present invention, there is provided a stent manufacturing apparatus comprising a laser oscillator and an optical system in which a pair of galvanometer mirrors and an F-θ lens are sequentially arranged in front of the optical axis of the laser oscillator,
The stent manufacturing apparatus is characterized in that a stent is held in front of the F-θ lens on the optical axis, and a work holding portion that is rotatable and movable in the axial direction of the stent is disposed.
また本発明によれば、前記レーザ発振器は、チタン・サファイアレーザ発振器からフェムト秒レーザを発振することを特徴とするステント製造装置である。 According to the present invention, in the stent manufacturing apparatus, the laser oscillator oscillates a femtosecond laser from a titanium / sapphire laser oscillator.
また本発明によれば、レーザ発振器と、このレーザ発振器の光軸上の前方に光学系を具え、かつ、この光学系の集光位置に被加工物を固定して回転させる回転ステージが設けられているステント製造装置であって、
前記光学系は、１軸走査するスキャニング光学系と集光光学系とを有することを特徴とするステント製造装置である。
According to the present invention, there is provided a laser oscillator and a rotary stage that includes an optical system in front of the optical axis of the laser oscillator and rotates the work piece fixedly at a condensing position of the optical system. A stent manufacturing apparatus comprising:
The optical system includes a scanning optical system that performs uniaxial scanning and a condensing optical system.
また本発明によれば、管状体の被加工物の全面に規則的に配列されたパターン孔が形成されているステントであって、
前記パターン孔の製造は、上記のいずれかに記載のステントの製造方法により製造されていることを特徴とするステントである。
According to the present invention, there is also provided a stent in which regularly arranged pattern holes are formed on the entire surface of the tubular body.
The pattern hole is manufactured by any one of the above-described stent manufacturing methods.
本発明によれば、血管等に損傷を与える恐れのない、安全性の高いステントを生産効率よく製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly safe stent which does not have a possibility of damaging a blood vessel etc. can be manufactured efficiently.
本発明は、レーザ発振器から出力されたパルスあたりのエネルギを小さく、被加工物に間欠的に繰り返して照射することにより、熱影響を抑え化学処理が不要なステントの製造方法をレーザ加工により実現した。 The present invention realizes a stent manufacturing method that suppresses the thermal effect and does not require chemical treatment by laser processing by irradiating the workpiece intermittently and repeatedly with a small energy per pulse output from the laser oscillator. .
図１は、本発明のステントの製造方法およびその製造装置により製造したステントの一例の外観図である。 FIG. 1 is an external view of an example of a stent manufactured by the stent manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention.
血管等の狭窄の治療に使用するステント１は、長円形のストラット２が相互に連結された状態で、全体が円筒面に沿って配置されて、ほぼ円筒状に形成されている。また、狭窄した血管等の内部に挿入し展開（膨らませる）するため，各長円形のストラット２は拡径可能に形成されている。また、展開した際等に血管等の損傷を避けるように、適当な強度や構造についてストラット２の角の処理等が施されている。特に、両端面部３ａ、３ｂは、丸め加工が施されており、端面部３ａ、３ｂによる血管等の内壁へ損傷を与えることを防止するようにされている。なお、ストラット２は、長円形に限らず、様々な形状を形成することが可能である。
The
ステント１の材質は、特に限定されないが、例えば、ステンレス、タンタル、チタン、白金、金、タングステンあるいは形状記憶合金等からなる金属が好ましい。
Although the material of the
次に、本発明を実施するための最良の形態によるステントの製造方法およびその製造装置の実施例について説明する。 Next, an embodiment of a stent manufacturing method and manufacturing apparatus according to the best mode for carrying out the present invention will be described.
図２は、ステント製造装置であるレーザ加工装置の要部模式図である。チタン・サファイアを用いたレーザ発振器１１の光軸上の前方には、光学系を形成するＸ軸スキャナ１２とＹ軸スキャナ１３が設けられている。さらにその前方にはＦ−θレンズ１４が設けられ、その前方には、被加工物Ｗを把持して所定方向に移動させるワーク保持部１５が配置されている。このワーク保持部１５は、矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向に移動自在に形成されている。また、Ｘ軸スキャナ１２とＹ軸スキャナ３は共に、サーボモータを具備したガルバノミラー１６、１７にミラー１６ａ、１７ｂが取付けられている。なお、全体は図示しない制御部によって制御されている。
FIG. 2 is a schematic diagram of a main part of a laser processing apparatus which is a stent manufacturing apparatus. An
被加工物の加工に際しては、ワーク保持部１５の動作と同期して、ガルバノミラー１６、１７でレーザ光を図示しないスキャナドライバからの信号により指定形状に沿って走査し、パターン等の任意形状を被加工物Ｗの表面にレーザ光を照射する。
When processing the workpiece, in synchronization with the operation of the
レーザ光の照射は、ピコ秒以下のパルス幅を持つパルスレーザ（以下、フェムト秒レーザという）を用いる。なお、このフェムト秒レーザを、被処理体に照射すると、その照射部分の被処理体中の特に表面部分において、電子と格子との間で、温度またはエネルギーの非平衡状態が実現でき、フォノン（格子振動＝熱）を誘起せずに被処理体自身は加熱されず、電子のみを高温に加熱して励起させることができ、る。なお、この非平衡状態では、光エネルギーの全てが電子に与えられていると考えられている。 For the laser irradiation, a pulse laser (hereinafter referred to as a femtosecond laser) having a pulse width of picosecond or less is used. When the object to be processed is irradiated with this femtosecond laser, a non-equilibrium state of temperature or energy can be realized between the electrons and the lattice, particularly in the surface part of the object to be processed. The object itself is not heated without inducing lattice vibration (heat), and only electrons can be heated to a high temperature to be excited. In this non-equilibrium state, it is considered that all of the light energy is given to the electrons.
上述のステント製造装置を用いた、ステント１の製造方法について説明する。なお、以下の説明の名称と符号は図１および図２を援用している。
A method for manufacturing the
まず、ステント製造装置のワーク保持部１５に、例えば、１．３ｍｍ×１．５ｍｍの内外径を有する管状体の被加工物Ｗを装着する。制御部からの制御信号により、ワーク保持部１５を矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に作動させて被加工物Ｗを移動させながら、被加工物Ｗに対してレーザ発振器１１から発振されたパルス（フェムト秒レーザ）レーザ光を照射し、予め定められているプログラムに従い長円状のパターンを順次形成してパターンの内部を被加工物Ｗから離脱させ、管状体の被加工物Ｗの全体に長円形が抜け落ちた形状にストラット２が連結したパターンを形成する。この場合、フェムト秒レーザを用いているので、被加工物Ｗにおいて、照射位置以外への熱の影響は殆ど発生しない。（パターン形成工程）
また、レーザ光の焦点位置は管状体の被加工物Ｗの加工面側にのみ合わせられているので、レーザ光が加工面側を透過して、管状体の対向面を照射しても、それによって対向面が加工されることはない。また、加工するパターンは、次工程で切断する箇所については、予め、プログラムにより、ストラット２が少し大きくなるように成形している。
First, for example, a tubular workpiece W having an inner and outer diameter of 1.3 mm × 1.5 mm is attached to the
Further, since the focal position of the laser beam is adjusted only to the processing surface side of the workpiece W of the tubular body, even if the laser beam is transmitted through the processing surface side and irradiates the opposing surface of the tubular body, Due to this, the facing surface is not processed. In addition, the pattern to be processed is shaped in advance so that the
次に、管状体をステント製造装置のワーク保持部１５から外して、カッタ（不図示）により長さ３０ｍｍに切断してステント１を形成する。この切断による切断面は、図３に二点鎖線Ｃで示したように、径方向に直線状に切断されており、切断面は切断部４（端面部３ａ、３ｂ）が形成されている。したがって、このままの状態であると切断部４には切断による角が残ったままの状態であるので、その角により血管等の内壁の損傷を与える恐れがある。（切断工程）
次に、切断部４（端面部３ａ、３ｂ）が切断された状態のままのステント１を、ステント製造装置のワーク保持部１５に片持ち支持で保持させる。ワーク保持部１５を矢印Ｂ方向に作動させて被加工物Ｗを回転させながら、被加工物Ｗに対してレーザ発振器１１から発振されたパルス（フェムト秒レーザ）レーザ光をステント１の端面部３ａ、３ｂに照射する。この照射により端面部３ａ、３ｂは溶融する。しかも、端面部３ａ、３ｂは予め他の部分よりも少し大きめに成形されているので、溶融部が表面張力によって、端面部３ａ、３ｂの角が丸み形状になる。この場合、レーザ照射のエネルギーは、端面部３ａ、３ｂが溶け落ちない（表面張力で保持）程度のレベルに設定されてある。それにより、溶融部分を表面張力により角の部分に丸みを持たせている。
Next, the tubular body is removed from the
Next, the
なお、丸み形状の形成には、ワーク保持部１５を移動させること等により、レーザ光の照射方向を選択することにより、ステント１の表面側あるいは内面側のそれぞれに形成が可能であり、ステント１の用途に合わせて丸み形状５を形成させることができる。
The round shape can be formed on the surface side or the inner surface side of the
さらに、ステント１のもう一方の端面部３ｂ（３ａ）を加工する場合は、丸み形状５に加工処理された端面部３ａ（３ｂ）側を、ワーク保持部１５に片持ち支持で保持させ、上述の同様の工程を繰り返せばよい。（丸み加工工程）
次に、端面部に丸み加工されたステント１を化学研磨液に浸漬し、ストラット２の断面の角を徐々に溶解し、ストラット２の断面が前記略円形となるように研磨する。それにより、ストラット２に角のないステント１を製作することができる。（化学研磨工程）
なお、使用する化学研磨液は金属材料に応じて適宜選択することができる。なお、化学研磨終了後のステント１に、ウレタン等の高分子材料やヘパリン、ウロキナーザ等の生理活性物質、あるいは、アルガトロパン等の抗血栓薬剤を被覆させて用いることもできる。
Furthermore, when processing the other
Next, the
The chemical polishing liquid to be used can be appropriately selected according to the metal material. In addition, the
なお上述の実施の形態では、ステント１のパターンをレーザ光による描画によりおこなったが、ステントのパターン形成は、円筒体に対してエッチング加工を施すことによっても形成することもできる。
In the above-described embodiment, the pattern of the
以上に説明したように、上述の実施例によれば、血管等の狭窄の治療に使用するステントの製造の際に、ステントの両端部分にレーザ加工を施すことにより両端部の角の部分を、溶融して表面張力を利用しながら凝固させることにより丸みを持たせた。それにより、機械的な折り曲げに比べて、端面部の角の形状がより丸く成形することができ、また、折り曲げ部分の破断や強度低下の恐れもない。それにより、安全性の高いステントを製造することができる。 As described above, according to the above-described embodiment, when manufacturing a stent used for the treatment of stenosis such as a blood vessel, by applying laser processing to both end portions of the stent, It was rounded by melting and solidifying using surface tension. Thereby, compared with mechanical bending, the corner | angular shape of an end surface part can be shape | molded more roundly, and there is no fear of a fracture | rupture of a bending part and a strength fall. Thereby, a highly safe stent can be manufactured.
また、端面部の角の形状の加工は、レーザ光の照射方向によりステントの表面側あるいは内面側それぞれに形成が可能であり、構成用途に合わせて丸みを形成させることができる。また、レーザはチタン・サファイア以外のレーザを用いてもよい。 Further, the processing of the corner shape of the end surface portion can be formed on each of the surface side or the inner surface side of the stent depending on the irradiation direction of the laser beam, and roundness can be formed according to the configuration application. Lasers other than titanium / sapphire may be used.
それらのステントは、患者の血管等の患部に挿入され、バルーンカテーテルの拡張部の膨張により、半径方向に拡張されて、血管等の壁の内側と接してこれを支持する。バルーンカテーテルは、続いて収縮され、ステントを適所に残して血管等から取り外される。ステントの端面部は、角がなく丸く成形されているので、ステントのいずれの端によって、ステントがうえ込まれる血管等を損傷させる恐れはない。 These stents are inserted into an affected part such as a blood vessel of a patient, and are expanded in a radial direction by the expansion of the expansion part of the balloon catheter to support the inner side of a wall of the blood vessel or the like. The balloon catheter is then deflated and removed from the blood vessel or the like leaving the stent in place. Since the end surface portion of the stent is round and has no corners, there is no possibility of damaging a blood vessel or the like into which the stent is inserted by any end of the stent.
図４は、ステント製造装置であるレーザ加工装置の要部模式図である。発振波長が８００ｎｍ前後で超短パルスレーザ光であり、出力は０．１〜１Ｗ、繰り返しは１ｋＨｚで、パルス幅は１５０ｆｓであるチタン・サファイアを用いたレーザ発振器１１ａの光軸上の前方には、光学系２１を形成するスキャニングミラー２２と集光光学系２３が配置されて回転ステージ２４に固定されている被加工物Ｗ（薄肉パイプ）の加工面に対向している。
FIG. 4 is a schematic diagram of a main part of a laser processing apparatus which is a stent manufacturing apparatus. It is an ultrashort pulse laser beam with an oscillation wavelength of around 800 nm, an output is 0.1 to 1 W, a repetition is 1 kHz, and a pulse width is 150 fs. The
スキャニングミラー２２は、ガルバノ方式の１軸のスキャニングミラー２２で、回転ステージ２４の動きと同期して矢印Ａ方向への往復運動をミラー駆動装置（不図示）により行い、それによりレーザビームは偏向される。
The
集光光学系２３は焦点距離６０ｍｍのスキャニングレンズで、複数枚のレンズ群で構成して色収差の対策を講じている。それにより、レーザビームの単波長領域をよりシャープな波形に整形して、その波長は狭帯域化された単一縦モードとなっている。
The condensing
回転ステージ２４は、被加工物Ｗを固定して保持するチャック機構２５を有し、駆動装置（不図示）により加工の際には矢印Ｂ方向のいずれかの方向に回転する。それにより、チャック機構２５に固定されている被加工物Ｗも同様に回転する。なお、全体は図示しない制御部によって制御されている。また、薄肉パイプは、一例を挙げれば、肉厚が５０〜２００μｍのステンレス製のパイプで、直径はφ０．５〜５ｍｍ程度である。
The
これらの構成により、レーザ発振器１１から出光したレーザビームは、フェムト秒領域（〜１０-13秒）のパルス幅の超短パルスレーザ光を繰返し照射する。フェムト秒レーザ光のパルス幅は電子から格子系へのエネルギーの移動時間よりも短いので、パルス光が照射中に照射領域外に拡散しない。このため、照射領域を効率良く加熱することができ、周囲への熱損傷の抑制が可能になっている。
With these configurations, the laser beam emitted from the
また、フェムト秒レーザ光の照射による動作は、パルスレーザ光はエネルギー密度の小さいレーザ光が得られているから、１光子分吸収過程が行われており、パルス幅が長い（時間が長い）ことから熱拡散が行われる。そして、繰返しの予熱加熱により多光子吸収過程が起きやすい状態になっているときに、繰返しによりフェムト秒レーザ光が照射されると、そのパルス幅が短いことから結果的にエネルギー密度の大きいレーザ光が照射されて多光子吸収過程が起き、エネルギーがバンドギャップを超えて分子が分離する。このようにして被加工物Ｗのアブレーション加工が、熱反応よらず、光・化学反応によりなされるので、加工周囲への熱損傷の抑制ができ、高精度な微細加工が可能になる。 Also, the operation by irradiation with femtosecond laser light is that the pulse laser light has a low energy density, so the absorption process for one photon is performed and the pulse width is long (long time). Thermal diffusion is performed. And when it is in a state where a multiphoton absorption process is likely to occur due to repeated preheating heating, if the femtosecond laser light is irradiated repeatedly, the resulting laser light has a large energy density due to its short pulse width. Irradiates a multiphoton absorption process, and the energy exceeds the band gap and the molecules are separated. In this way, the ablation processing of the workpiece W is performed not by thermal reaction but by light / chemical reaction, so that thermal damage to the processing periphery can be suppressed, and high-precision fine processing becomes possible.
レーザ発振器１１から出光したレーザビームは、光学系により速度２０ｍｍ／ｓｅｃで走査され、被加工物Ｗに対して同一個所を２０〜３０回の繰返しパスで加工する。それにより、被加工物Ｗへ照射するレーザビームのパルス当たりのエネルギーを小さくし、かつ、繰返し同一個所を重畳して間歇的に照射することにより、被加工物Ｗへの熱影響を抑えることができ、平滑性の優れた孔あけ加工をおこなうことができる。その結果、孔あけ加工後に、化学処理が不要なステントの加工が可能になる。
The laser beam emitted from the
図５（ａ）および（ｂ）に示すテストピースの切断面の模式図により、孔あけの際の従来の１パスの加工法による切断面と、この実施例で説明したマルチ・パスと加工法による切断面について説明する。図５（ａ）は、従来の１パスの加工法によるテストピース３０の切断面である。この場合、被加工物Ｗを載置したテーブル（不図示）を０．０２ｍｍ／ｓｅｃで走査させて、レーザビームにより１パスの加工をおこなった。切断面への熱影響が大きく、切断面に顕微鏡観察では、全周にわたって２０μｍ程度のばり２６の発生が見られる。
5A and 5B, the cut surface of the test piece shown in FIGS. 5A and 5B is cut by the conventional one-pass processing method when drilling, and the multi-pass and processing method described in this embodiment. The cut surface will be described. FIG. 5A is a cut surface of the
一方、図５（ｂ）は、テストピース３０を載置したテーブル（不図示）を２０ｍｍ／ｓｅｃで走査させて、レーザビームによりマルチ・パスの加工をおこなった。切断面への熱影響が小さいため、切断面には顕微鏡観察では殆ど見られず、ごく少数の５μｍ以下のばり（不図示）の発生が見られる程度であり、略平滑な切断面が得られている。
On the other hand, in FIG. 5B, a table (not shown) on which the
すねわち、レーザビームをテーブルで送りながら１パスで切断しようとすると、掃引速度が遅くなるため熱が蓄積し、切断部に熱影響が残る。 In other words, if the laser beam is sent by the table and is to be cut in one pass, the sweep speed is slowed down, so that heat accumulates and a thermal influence remains on the cut portion.
それに対して、スキャナ光学系を用い掃引速度を高速にし、マルチ・パスで切断すること、切断個所に熱が蓄積しにくくなり、滑らかな切断部が得られる。さらに、レーザのパルス幅を１ｐｓ以下にすると１パルスあたりのエネルギーが０．１〜１ｍｊでもピーク出カが０．１〜１ＧＷに達し、溶融部のほとんどないアブレーション加工ができる。通常レーザ加工時の溶融部がばりとなり、血管挿入時に血管を傷つけるもとになる。すなわち、マルチ・パスで切断すれば、ばりの発生を低レベルに抑止することができるので、結果として、化学エッチングによる後処理が不要になる。 On the other hand, the scanning optical system is used to increase the sweep speed, and the multi-pass cutting makes it difficult for heat to accumulate at the cutting location, and a smooth cutting portion is obtained. Further, when the laser pulse width is 1 ps or less, the peak output reaches 0.1 to 1 GW even when the energy per pulse is 0.1 to 1 mj, and ablation processing with almost no melted portion can be performed. Usually, the melted part at the time of laser processing becomes a flash, and the blood vessel is damaged when the blood vessel is inserted. That is, if cutting is performed by multi-pass, the occurrence of flash can be suppressed to a low level, and as a result, post-processing by chemical etching becomes unnecessary.
なお、被加工物Ｗへの孔あけ加工以外の加工工程は、上述の実施例１と同様であるので重複説明を避けるため、その説明を省略する。 In addition, since the process steps other than the drilling process on the workpiece W are the same as those in the above-described first embodiment, the description thereof is omitted to avoid redundant description.
以上に説明したように、実施例２によれば、被加工物Ｗへ照射するレーザビームのパルス当たりのエネルギーを小さくし、かつ、繰返しにより間歇的に照射することにより、被加工物Ｗへの熱影響を抑えることができ、平滑性の優れた孔あけ加工をおこなうことができる。その結果、孔あけ加工後に、化学処理が不要なステントの加工が可能になる。 As described above, according to the second embodiment, the energy per pulse of the laser beam applied to the workpiece W is reduced, and the workpiece W is irradiated intermittently by repetition. The influence of heat can be suppressed, and drilling with excellent smoothness can be performed. As a result, it is possible to process a stent that does not require chemical treatment after drilling.
また、それに加えて、実施例１と同様な効果を奏することができる。 In addition, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
上述の各実施例で製造されたステントは、生産効率よく血管等に損傷を与える恐れのない、安全性が高い。 The stent manufactured in each of the above-described embodiments has high safety without causing a risk of damaging a blood vessel or the like with high production efficiency.
１…ステント、２…ストラット、３ａ、３ｂ…端面部、４…切断部、５…丸み形状、１１、１１ａ…レーザ発振器、１２…Ｘ軸スキャナ、１３…Ｙ軸スキャナ、１４…Ｆ−θレンズ、１５…ワーク保持部、１６、１７…ガルバノミラー、２１…光学系、２２…スキャニングミラー、２３…集光光学系、２４…回転テーブル、２６…ばり
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記パターン孔が形成された前記被加工物を軸方向に所定の長さのステントに切断する切断工程と、
前記ステントの端面部にレーザ光を照射して溶融させて、該端面部の角に丸み形状を形成させる丸み加工工程と、
前記端面部の角に丸み形状が形成された該ステントを、化学研磨する化学研磨工程と
を有することを特徴とするステントの製造方法。 A pattern forming step of forming regularly arranged pattern holes on the entire surface of the workpiece of the tubular body;
A cutting step of cutting the workpiece in which the pattern hole is formed into a stent having a predetermined length in the axial direction;
A rounding step of irradiating and melting the end surface portion of the stent with a laser beam to form a round shape at the corner of the end surface portion;
And a chemical polishing step of chemically polishing the stent having a rounded shape formed at the corners of the end face portion.
前記パターン形成工程は、被加工物の同一個所に対して超短パルスレーザ光を繰返し重畳して照射していることを特徴とするステントの製造方法。 At least a pattern forming step for forming regularly arranged pattern holes on the entire surface of the tubular workpiece, and cutting the workpiece on which the pattern holes are formed into a stent having a predetermined length in the axial direction. A stent manufacturing method comprising:
In the pattern forming step, the ultra-short pulse laser beam is repeatedly superimposed and irradiated on the same portion of the workpiece.
請求項５記載のステントの製造方法。 The ultra-short pulse laser beam is repeatedly superimposed by using a laser pulse having a wavelength of 0.85 μm or less and a pulse width of 1 ps or less, and performing multiple superposition irradiation at a speed of 10 mm / sec or more. A method for producing the stent according to claim 5.
前記Ｆ−θレンズの光軸上の前方にはステントを保持し、回転自在でかつ該ステントの軸方向に移動自在なワーク保持部が配置されていることを特徴とするステント製造装置。 A stent manufacturing apparatus comprising a laser oscillator and an optical system in which a pair of galvanometer mirrors and an F-θ lens are sequentially arranged in front of the optical axis of the laser oscillator,
An apparatus for manufacturing a stent according to claim 1, wherein a workpiece holding unit is disposed in front of the F-θ lens on the optical axis, the workpiece holding unit holding the stent and being rotatable and movable in the axial direction of the stent.
前記光学系は、１軸走査するスキャニング光学系と集光光学系とを有することを特徴とするステント製造装置。 A stent manufacturing apparatus provided with a laser oscillator and an optical system in front of the optical axis of the laser oscillator, and provided with a rotation stage for fixing and rotating a workpiece at a condensing position of the optical system. And
The stent manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the optical system includes a scanning optical system that performs uniaxial scanning and a condensing optical system.
前記パターン孔の製造は、請求項５または６のいずれかに記載のステントの製造方法により製造されていることを特徴とするステント。 A stent in which regularly arranged pattern holes are formed on the entire surface of a tubular workpiece,
The stent according to claim 5 or 6, wherein the pattern hole is manufactured by the stent manufacturing method according to any one of claims 5 and 6.
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