JP2018159106A - Method for manufacturing medical tubular body and sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用管状体の製造方法とスパッタリング装置に関する。さらに詳しくは、内周面が均一に金属被覆され、ドレナージチューブ等として好適に用いることができる医療用管状体の製造方法に関する。また、当該医療用管状体の製造方法に適したスパッタリング装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a medical tubular body and a sputtering apparatus. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a medical tubular body that has an inner peripheral surface uniformly metal-coated and can be suitably used as a drainage tube or the like. Moreover, it is related with the sputtering apparatus suitable for the manufacturing method of the said medical tubular body.
一般に医療用管状体と称される医療器具は、細い生体管路を通して目的部位まで挿入される細径のチューブである。医療用管状体としては、ドレナージチューブ、カテーテル、ステント等が挙げられる。 A medical instrument generally called a medical tubular body is a small-diameter tube that is inserted to a target site through a thin biological duct. Examples of the medical tubular body include a drainage tube, a catheter, and a stent.
近年、患者の肉体的、時間的負担を軽減させるために、検査及び治療に医療用管状体を使用する例が多くなっている。このような医療用管状体は体内に数週間から数か月間留置されることがある。しかしながら、医療用管状体を体内に留置した後、バクテリアの付着に起因して、医療用管状体の内腔が閉塞することが問題となっている。 In recent years, in order to reduce physical and time burdens on patients, there are many examples of using medical tubular bodies for examination and treatment. Such a medical tubular body may be left in the body for several weeks to several months. However, there is a problem that the lumen of the medical tubular body is blocked due to the adhesion of bacteria after the medical tubular body is placed in the body.
非特許文献１には、バクテリアの付着に起因して形成されたバイオフィルムによるプラスチックステント内腔の閉塞を防止するために、その外表面に銀ベースの抗菌剤をコーティングしたプラスチックステントが記載されている。しかしながら、このような技術によってもステント内腔の閉塞を十分に防止することができなかった。特に、医療用管状体の内径が小さくなるほど、内腔の閉塞に関する問題は顕著である。
Non-Patent
また、非特許文献２では、反応性ガスとして窒素を用いた反応性スパッタリング法を用い、比較的大径（内径１６ｍｍ）の原料チューブの内周面に窒化チタンからなる被膜を形成している。非特許文献２の反応性スパッタリング法では、原料チューブの内腔の一端側に配置されたイオンビーム源から離間するように、スパッタターゲットが原料チューブの他端方向に移動しながらスパッタリングを行っている。 In Non-Patent Document 2, a reactive sputtering method using nitrogen as a reactive gas is used, and a coating made of titanium nitride is formed on the inner peripheral surface of a relatively large diameter (16 mm inner diameter) material tube. In the reactive sputtering method of Non-Patent Document 2, sputtering is performed while the sputter target moves in the direction of the other end of the source tube so as to be separated from the ion beam source disposed on one end side of the lumen of the source tube. .
しかしながら、非特許文献２に記載の反応性スパッタリング法では、イオンビーム源とスパッタターゲットとの距離が大きくなるにしたがい、原料チューブの内周面に付着する被膜の量が低下するという問題があった。そのため、薄く、均一な被膜の形成が困難であった。 However, in the reactive sputtering method described in Non-Patent Document 2, there is a problem that the amount of the film attached to the inner peripheral surface of the raw material tube decreases as the distance between the ion beam source and the sputtering target increases. . Therefore, it is difficult to form a thin and uniform film.
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、内径の小さい原料チューブの内周面を薄く、均一に金属で被覆し、内腔の閉塞を防止できる医療用管状体の製造方法を提供することである。また、内径の小さい原料チューブの内周面に、薄く、均一な金属膜を形成できるスパッタリング装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a medical tubular body capable of preventing the lumen from being blocked by thinly and uniformly coating the inner peripheral surface of a raw material tube having a small inner diameter with metal. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of forming a thin and uniform metal film on the inner peripheral surface of a raw material tube having a small inner diameter.
上記課題の解決を目的とした本発明の要旨は以下の通りである。
〔１〕内周面に金属膜を有する医療用管状体の製造方法であって、
原料チューブの内腔の遠位端側に、前記原料チューブの内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲットを配置する工程と、
前記スパッタターゲットの近位端側にイオンビーム源を配置する工程と、
前記原料チューブの内腔に不活性ガスを導入する工程と、
前記スパッタターゲットを、前記原料チューブの内腔で近位端方向に前記原料チューブに対して相対的に移動させつつ、前記イオンビーム源から前記スパッタターゲットに向けてイオンビームを照射し、前記原料チューブの内周面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、を含む医療用管状体の製造方法。
The gist of the present invention aimed at solving the above problems is as follows.
[1] A method for producing a medical tubular body having a metal film on an inner peripheral surface,
Disposing a sputter target capable of moving the lumen of the source tube in the axial direction on the distal end side of the lumen of the source tube;
Disposing an ion beam source on the proximal end side of the sputter target;
Introducing an inert gas into the lumen of the source tube;
Irradiating an ion beam from the ion beam source toward the sputter target while moving the sputter target relative to the raw material tube in the proximal end direction in the lumen of the raw material tube, the raw material tube And a sputtering process for forming a metal film on the inner peripheral surface of the medical tubular body.
〔２〕前記スパッタリング工程において、前記イオンビーム源が、前記原料チューブの近位端側に固定されている、〔１〕に記載の医療用管状体の製造方法。 [2] The method for producing a medical tubular body according to [1], wherein, in the sputtering step, the ion beam source is fixed to a proximal end side of the raw material tube.
〔３〕前記スパッタリング工程において、前記イオンビーム源が、前記原料チューブの内腔で、前記スパッタターゲットと共に、前記原料チューブの近位端方向に前記原料チューブに対して相対的に移動する、〔１〕に記載の医療用管状体の製造方法。 [3] In the sputtering step, the ion beam source moves relative to the source tube in the proximal end direction of the source tube together with the sputter target in the lumen of the source tube. ] The manufacturing method of the medical tubular body of description.
〔４〕前記スパッタターゲットを構成する金属材料が、銅、銀、金、鉛、白金、ニッケル、アルミ、スズ、亜鉛およびチタンから選択される少なくとも一つである、〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の医療用管状体の製造方法。 [4] The metal material constituting the sputter target is at least one selected from copper, silver, gold, lead, platinum, nickel, aluminum, tin, zinc and titanium, [1] to [3] The manufacturing method of the medical tubular body in any one.
〔５〕前記スパッタターゲットの形状は、前記原料チューブの軸方向に対して垂直な面で切断した断面積が、前記原料チューブの近位端側に向けて小さくなる形状である〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の医療用管状体の製造方法。 [5] The shape of the sputter target is such that a cross-sectional area cut along a plane perpendicular to the axial direction of the raw material tube becomes smaller toward the proximal end side of the raw material tube. 4] The method for producing a medical tubular body according to any one of 4).
〔６〕前記スパッタターゲットが前記原料チューブの周方向に回転可能である〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の医療用管状体の製造方法。 [6] The method for producing a medical tubular body according to any one of [1] to [5], wherein the sputter target is rotatable in a circumferential direction of the raw material tube.
〔７〕前記スパッタリング工程において、前記原料チューブを重力方向に沿って配置し、重力方向の上部側を前記原料チューブの遠位端側、重力方向の下側を前記原料チューブの近位端側とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の医療用管状体の製造方法。 [7] In the sputtering step, the source tube is arranged along the direction of gravity, the upper side in the direction of gravity is the distal end side of the source tube, and the lower side in the direction of gravity is the proximal end side of the source tube. The method for producing a medical tubular body according to any one of [1] to [6].
〔８〕前記スパッタリング工程において対向スパッタ法を用いる〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の医療用管状体の製造方法。 [8] The method for producing a medical tubular body according to any one of [1] to [7], wherein an opposing sputtering method is used in the sputtering step.
〔９〕上記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載された医療用管状体の製造方法により得られるドレナージチューブ。 [9] A drainage tube obtained by the method for producing a medical tubular body described in any one of [1] to [8].
〔１０〕内径が０．５〜１０ｍｍであり、内周面が銀からなる金属膜により被覆され、前記金属膜の厚みが６０〜１０００ｎｍであるドレナージチューブ。 [10] A drainage tube having an inner diameter of 0.5 to 10 mm, an inner peripheral surface covered with a metal film made of silver, and a thickness of the metal film of 60 to 1000 nm.
〔１１〕原料チューブの内周面に金属膜を形成するためのスパッタリング装置であって、
前記原料チューブの内腔の遠位端側に配置され、前記原料チューブの内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲット保持部材と、
前記スパッタターゲットの近位端側に配置されるイオンビーム源と、
前記原料チューブの内腔に不活性ガスを供給するガス供給源と、
前記原料チューブの内周面に金属膜を形成する際に、前記スパッタターゲット保持部材を前記原料チューブの近位端側に移動するように駆動する駆動制御部と、を有するスパッタリング装置。
[11] A sputtering apparatus for forming a metal film on the inner peripheral surface of a raw material tube,
A sputter target holding member disposed on the distal end side of the lumen of the source tube and capable of moving in the axial direction of the lumen of the source tube;
An ion beam source disposed on a proximal end side of the sputter target;
A gas supply source for supplying an inert gas to the lumen of the raw material tube;
A sputtering apparatus comprising: a drive control unit that drives the sputtering target holding member to move to the proximal end side of the raw material tube when forming a metal film on the inner peripheral surface of the raw material tube.
本発明に係る医療用管状体の製造方法によれば、原料チューブの内周面に薄く均一な金属膜を成膜した医療用管状体を製造できる。また、イオンビーム源から照射されるイオンビームのエネルギーを低くすることができるため、原料チューブの内周面へのダメージを抑制できる。その結果、原料チューブの内周面に平滑な金属膜を成膜できる。
また、本発明に係る製造方法により得られた医療用管状体は、内周面に薄い金属膜を有するため、体内に長期間留置された場合であっても、バクテリアの増殖を抑制し、内腔の閉塞を防止できる。
また、本発明に係るスパッタリング装置によれば、原料チューブの内周面に薄く均一な金属膜を成膜できる。
According to the method for manufacturing a medical tubular body according to the present invention, a medical tubular body having a thin and uniform metal film formed on the inner peripheral surface of the raw material tube can be manufactured. Moreover, since the energy of the ion beam irradiated from an ion beam source can be made low, damage to the inner peripheral surface of a raw material tube can be suppressed. As a result, a smooth metal film can be formed on the inner peripheral surface of the raw material tube.
Further, since the medical tubular body obtained by the production method according to the present invention has a thin metal film on the inner peripheral surface, even when it is left in the body for a long period of time, it suppresses the growth of bacteria, The blockage of the cavity can be prevented.
Further, according to the sputtering apparatus of the present invention, a thin and uniform metal film can be formed on the inner peripheral surface of the raw material tube.
図１に示すように、スパッタターゲット２０は、スパッタリング装置のスパッタターゲット保持部材２１に保持された状態で、原料チューブ１０の内腔の遠位端側に配置される。スパッタターゲット保持部材２１は、駆動制御部２２に接続され、駆動制御部２２の駆動制御によって、原料チューブ１０の内腔を軸方向に移動可能に構成されている。したがって、スパッタターゲット２０も原料チューブ１０の内腔を軸方向に移動可能である。
As shown in FIG. 1, the
駆動制御部２２としては、モーター、その他のアクチュエータ等が挙げられる。原料チューブ１０の内周面に金属膜１１を形成するスパッタリング工程において、駆動制御部２２は、スパッタターゲット保持部材２１を原料チューブ１０の近位端側に移動させる。
Examples of the
また、スパッタリング装置は、図１に示すように、スパッタターゲット２０の近位端側にイオンビーム源３０を有する。つまり、イオンビーム源３０は、スパッタターゲット２０に対して、原料チューブ１０の近位端側に配置される。
不活性ガス４１を供給するガス供給源４０を配置する位置は特に限定されない。
イオンビーム源３０とガス供給源４０は、原料チューブ１０の内腔に不活性ガス４１を導入し、スパッタターゲット２０にイオンビーム３１を照射することができれば、原料チューブの内腔に配置されてもよいし、原料チューブの外に配置されてもよい。
Further, the sputtering apparatus includes an
The position where the
As long as the
以下において、本発明の実施形態に係る医療用管状体の製造方法における各工程を説明する。
なお、「原料チューブの内腔の遠位端側に、前記原料チューブの内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲットを配置する工程」を工程（１）と、「前記スパッタターゲットの近位端側にイオンビーム源を配置する工程」を工程（２）と、「前記原料チューブの内腔に不活性ガスを導入する工程」を工程（３）と、「前記スパッタターゲットを、前記原料チューブの内腔で近位端方向に前記原料チューブに対して相対的に移動させつつ、前記イオンビーム源から前記スパッタターゲットに向けてイオンビームを照射し、前記原料チューブの内周面に金属膜を形成するスパッタリング工程」を工程（４）と記載することがある。
Below, each process in the manufacturing method of the medical tubular body which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
Note that “the step of arranging a sputter target that can move the lumen of the source tube in the axial direction on the distal end side of the lumen of the source tube” includes the step (1) and the “proximal end of the sputter target” A step of arranging an ion beam source on the side ”, a step of (2), a“ step of introducing an inert gas into the lumen of the raw material tube ”, a step of (3), and“ the sputter target for the raw material tube; A metal film is formed on the inner peripheral surface of the source tube by irradiating the ion beam from the ion beam source toward the sputter target while moving relative to the source tube in the proximal direction in the lumen. The “sputtering step” may be referred to as step (4).
工程（１）
工程（１）では、原料チューブ１０の内腔の遠位端側に、原料チューブ１０の内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲット２０を配置する。
Process (1)
In the step (1), the
原料チューブ１０の材質は特に限定されず、ドレナージチューブやカテーテル等で用いられる公知の材料を用いることができる。また、原料チューブ１０として、ベアーステントを樹脂膜でカバーしたカバードステントを用いることもできる。
The material of the
本実施形態に係る製造方法は、長尺で、且つ、内径の小さい原料チューブ１０の内周面に、薄く、均一な金属膜１１を形成することに適している。このような観点から、原料チューブ１０の内径は、好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは０．５〜１５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１０ｍｍ、特に好ましくは０．５〜３ｍｍである。原料チューブ１０の長さは、好ましくは５ｃｍ以上、より好ましくは２０ｃｍ以上である。原料チューブ１０の長さの上限は、スパッタリング工程を行うための真空チャンバー内に原料チューブ１０を収納できれば特に限定されず、通常３０ｃｍ程度である。
The manufacturing method according to the present embodiment is suitable for forming a thin and uniform metal film 11 on the inner peripheral surface of the
本実施形態においては、原料チューブ１０の内周面に金属膜１１を形成するため、スパッタターゲット２０は金属材料で構成される。スパッタターゲット２０を構成する金属材料は銅、銀、金、鉛、白金、ニッケル、アルミ、スズ、亜鉛およびチタンから選択される少なくとも一つであることが好ましい。これらの中でも、人体に対して安全であり、耐腐食性が高く、変質するおそれが少ないという観点から、金、銀及び白金等の貴金属から選択される少なくとも一種であることがより好ましい。また、これらの中でも、銀イオンはバクテリア等に対して強い殺菌力を示すことから、銀が特に好ましい。
In this embodiment, since the metal film 11 is formed on the inner peripheral surface of the
スパッタターゲット２０の形状は、原料チューブ１０の内腔に配置できるものであれば特に限定されない。例えば、スパッタターゲット２０の形状は、スパッタターゲット２０を原料チューブ１０の軸方向に対して垂直な面で切断した断面積が、原料チューブ１０の近位端側に向けて小さくなる形状とすることが好ましい。また、スパッタターゲット２０の形状は、原料チューブ１０の軸に対して対称形であることが好ましい。このような形状の具体例としては、例えば、円錐形状や弾丸形状等が挙げられる。また、スパッタターゲット２０は原料チューブ１０と同心円状に配置されることが好ましい。スパッタターゲット２０が原料チューブ１０と同心円状に配置される場合、スパッタターゲット２０の頂点は原料チューブ１０の軸上に位置する。上記形状のスパッタターゲット２０を原料チューブ１０の内腔に配置し、後述するスパッタリング工程を行うことで、原料チューブ１０の内周面に、薄く、均一で、平滑な金属膜１１を形成できる。
The shape of the
薄く、均一で、平滑な金属膜を形成するという観点から、スパッタターゲット２０の形状は、円錐形状が特に好ましい。円錐の頂角は、好ましくは２０〜１４０°、より好ましくは６０〜１００°である。円錐の頂角とは、円錐を展開した扇形状の中心角をいう。
From the viewpoint of forming a thin, uniform and smooth metal film, the shape of the
また、スパッタターゲット２０は、原料チューブ１０の周方向に回転可能であることが好ましい。スパッタターゲット２０を原料チューブ１０の周方向に回転可能とすることで、原料チューブ１０の内周面により均一な金属膜１１を形成することができる。
The
工程（２）
工程（２）では、スパッタターゲット２０の近位端側に、イオンビーム源３０を配置する。つまり、イオンビーム源３０は、スパッタターゲット２０に対して、原料チューブ１０の近位端側に配置される。イオンビーム源３０は、原料チューブ１０の内腔に配置されたスパッタターゲット２０にイオンビーム３１を照射することができれば、原料チューブ１０の内腔に配置されてもよいし、原料チューブ１０の外に配置されてもよい。スパッタターゲット２０に対してイオンビーム３１を照射しやすいという観点から、図１に示すように、イオンビーム源３０は、原料チューブ１０の内腔で近位端側に配置されることが好ましい。
Process (2)
In step (2), the
イオンビーム源３０の形状は特に限定されず、例えば、イオンビーム源３０を原料チューブ１０の内腔に配置する場合には、原料チューブ１０の内径や長さに合わせて従来公知のイオンビーム源から選択する。
また、イオンビーム源３０は駆動制御部に接続されていてもよい。この場合、イオンビーム源３０は原料チューブ１０に対して軸方向に相対的に移動可能となる。なお、イオンビーム源が接続される駆動制御部は、スパッタターゲット保持部材２１に接続される駆動制御部２２と同じでもよいし、スパッタリング装置に別の駆動制御部を設けてもよい。
The shape of the
Further, the
工程（３）
工程（３）では、原料チューブ１０の内腔に不活性ガス４１を導入する。不活性ガスの導入方法は特に限定されない。不活性ガス４１はガス供給源４０により供給される。
例えば、スパッタリング工程を行うための真空チャンバー内に原料チューブ１０を配置し、ガス供給源４０により不活性ガス４１を真空チャンバー内に供給すれば、原料チューブ１０の内腔に不活性ガス４１が導入される。また、原料チューブ１０の内腔にガス供給源４０を配置してもよい。原料チューブ１０の内腔に不活性ガス４１を導入しやすく、後述するスパッタリング工程を行いやすいという観点から、図１に示すように、ガス供給手段４０は、原料チューブ１０の内腔で近位端側に配置されることが好ましい。
Step (3)
In step (3), an inert gas 41 is introduced into the lumen of the
For example, if the
ガス供給源４０の形状は特に限定されず、例えば、ガス供給源４０を原料チューブ１０の内腔に配置する場合には、原料チューブ１０の内径や長さに合わせて従来公知のガス供給源から選択する。
また、ガス供給源４０は駆動制御部に接続されていてもよい。この場合、ガス供給源４０は原料チューブ１０に対して軸方向に相対的に移動可能となる。なお、ガス供給源が接続される駆動制御部は、スパッタターゲット保持部材２１に接続される駆動制御部２２やイオン供給源に接続される駆動制御部と同じでもよいし、スパッタリング装置に別の駆動制御部を設けてもよい。
The shape of the
Further, the
不活性ガス４１は特に限定されず、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、クリプトンガスまたはキセノンガスを用いることができる。後述するスパッタリング工程において不活性ガスはイオン化され、不活性ガスのイオンからそのイオンビーム３１が生成される。不活性ガスのイオンはスパッタターゲット２０や原料チューブ１０に対する反応性が実質的にないため、スパッタターゲット２０を構成する金属材料の粒子（原子または分子）を効率よく弾き出すことができ、原料チューブ１０の内周面に、安定して緻密で強い金属膜１１を成膜できる。
なお、本実施形態においては、窒素や酸素などの反応性ガスを使用することは好ましくない。スパッタリング工程において、例えば窒素ガスを用いると、原料チューブの内周面が窒化物で被覆されることになる。内周面が窒化物により被覆された医療用管状体を体内に留置した時に、窒化物が医療用管状体の内周面から剥離し、人体内に取り込まれると、人体に悪影響を及ぼすおそれがある。
The inert gas 41 is not particularly limited, and for example, helium gas, argon gas, krypton gas, or xenon gas can be used. In the sputtering process described later, the inert gas is ionized, and the ion beam 31 is generated from the ions of the inert gas. Since the ions of the inert gas have substantially no reactivity to the
In the present embodiment, it is not preferable to use a reactive gas such as nitrogen or oxygen. In the sputtering process, for example, when nitrogen gas is used, the inner peripheral surface of the raw material tube is covered with nitride. When a medical tubular body whose inner peripheral surface is coated with nitride is placed in the body, if the nitride peels off from the inner peripheral surface of the medical tubular body and is taken into the human body, the human body may be adversely affected. is there.
なお、上述した工程（１）〜工程（３）の順序は特に限定されない。工程（１）〜工程（３）を同時に行うこともできる。 In addition, the order of process (1)-process (3) mentioned above is not specifically limited. Process (1)-process (3) can also be performed simultaneously.
工程（４）
工程（４）のスパッタリング工程では、図１に示すように、スパッタターゲット２０を、原料チューブ１０の内腔で近位端方向に原料チューブ１０に対して相対的に移動させつつ、イオンビーム源３０からスパッタターゲット２０に向けてイオンビーム３１を照射し、原料チューブ１０の内周面に金属膜１１を形成する。なお、工程（４）は、工程（１）〜工程（３）の後に行われることが好ましい。
Step (4)
In the sputtering step of step (4), as shown in FIG. 1, the
ガス供給源４０から供給された不活性ガス４１は、スパッタリング工程においてイオン化される。そして、イオン化された不活性ガスからイオンビーム３１が生成され、イオンビーム３１はスパッタターゲット２０に向けてイオンビーム源３０から発射される。イオンビーム３１がスパッタターゲット２０に衝突すると、スパッタターゲット２０を構成する金属材料の粒子（原子または分子）が弾き出され、原料チューブ１０の内周面に付着・堆積し、内周面が金属材料の粒子により被覆される。
The inert gas 41 supplied from the
スパッタリング工程において、原料チューブ１０の内腔の遠位端側に配置されたスパッタターゲット２０は、スパッタターゲット保持部材２１に保持された状態で、原料チューブ１０の内腔を軸方向の近位端側に、原料チューブ１０に対して相対的に移動する。つまり、図１に示すように、原料チューブ１０の軸方向に移動可能なスパッタターゲット２０が、固定された原料チューブ１０に対して、その内腔を軸方向の近位端側に移動する。また、固定されたスパッタターゲット２０に対して原料チューブ１０がスパッタターゲット２０の遠位端側に移動してもよい。
In the sputtering step, the
原料チューブ１０の内腔の遠位端側に配置されたスパッタターゲット２０を、原料チューブ１０の内腔の近位端方向に原料チューブ１０に対して相対的に移動させながら、イオンビーム源３０からスパッタターゲット２０に向けてイオンビーム３１を照射しスパッタリング工程を行うことで、原料チューブ１０の内周面に、薄く、均一で、平滑な金属膜１１を形成できる。
なお、イオンビーム源を原料チューブの内腔でスパッタターゲットと共に、原料チューブの遠位端方向に原料チューブに対して相対的に移動させることもできる。つまり、イオンビーム源とスパッタターゲットとの距離を一定にして、イオンビーム源とスパッタターゲットの両方を原料チューブの遠位端方向に原料チューブに対して相対的に移動させてもよい。
The
Note that the ion beam source can be moved relative to the source tube in the direction of the distal end of the source tube together with the sputter target in the lumen of the source tube. That is, the distance between the ion beam source and the sputter target may be constant, and both the ion beam source and the sputter target may be moved relative to the source tube in the direction of the distal end of the source tube.
一方、スパッタターゲットを原料チューブの近位端側から遠位端側に原料チューブに対して相対的に移動させると、イオンビーム源とスパッタターゲットとの距離が大きくなるに従い、内周面に付着する金属粒子の量が低下し、均一な金属膜を形成することが困難になる。ここで、内周面に付着する金属粒子の量を多くするために、イオンビーム源とスパッタターゲットとの距離が大きくなるに従い、イオンビームのエネルギーを高くする方法やスパッタターゲットの移動速度を小さくする方法が考えられる。しかし、イオンビームのエネルギーを高くする方法では、原料チューブの内周面へのイオンビームによるダメージが大きくなり、原料チューブの内周面に凹凸が形成されるおそれがある。その結果、平滑な金属膜を形成することが困難になる。また、スパッタターゲットの移動速度を小さくする方法では、医療用管状体の生産性が低下し、製造コストの増大につながる。 On the other hand, when the sputter target is moved relative to the source tube from the proximal end side to the distal end side of the source tube, it adheres to the inner peripheral surface as the distance between the ion beam source and the sputter target increases. The amount of metal particles decreases, and it becomes difficult to form a uniform metal film. Here, in order to increase the amount of metal particles adhering to the inner peripheral surface, as the distance between the ion beam source and the sputter target increases, a method of increasing the energy of the ion beam and the moving speed of the sputter target are decreased. A method is conceivable. However, in the method of increasing the energy of the ion beam, damage to the inner peripheral surface of the raw material tube due to the ion beam is increased, and there is a possibility that irregularities are formed on the inner peripheral surface of the raw material tube. As a result, it becomes difficult to form a smooth metal film. Moreover, in the method of reducing the moving speed of the sputter target, the productivity of the medical tubular body is lowered, leading to an increase in manufacturing cost.
また、スパッタリング工程において、イオンビーム源３０は、原料チューブ１０の近位端側に固定された構成とすることが好ましい。
この場合、例えば図１に示すように、イオンビーム源３０を原料チューブ１０の内腔の近位端側に固定し、イオンビーム源３０とスパッタターゲット２０との距離が徐々に小さくなるようにスパッタターゲット２０を原料チューブ１０の近位端側に移動させてスパッタリング工程を行う。
In the sputtering process, the
In this case, for example, as shown in FIG. 1, the
このような構成におけるスパッタターゲット２０の移動速度は特に限定されない。原料チューブ１０の遠位端側から近位端側までスパッタターゲット２０の移動速度を一定にしてもよいし、スパッタターゲット２０が原料チューブ１０の近位端側に移動するに従ってスパッタターゲット２０の移動速度を大きくしてもよい。イオンビーム源３０とスパッタターゲット２０との距離に応じて、原料チューブ１０の内周面にダメージを与えない範囲で、イオンビーム３１のエネルギーを制御することで、原料チューブ１０の内周面に薄く、均一で平滑な金属膜１１を形成することができる。
医療用管状体の生産性を向上させる観点からは、スパッタターゲット２０が原料チューブ１０の近位端側に移動するに従ってスパッタターゲット２０の移動速度を大きくすることが好ましい。
また、製造工程の容易さや、原料チューブ１０の内周面に付着・堆積する金属材料の粒子の量を制御しやすいという観点からは、原料チューブ１０の遠位端側から近位端側までスパッタターゲット２０の移動速度を一定にすることが好ましい。
The moving speed of the
From the viewpoint of improving the productivity of the medical tubular body, it is preferable to increase the moving speed of the
Further, from the viewpoint of easy manufacturing process and easy control of the amount of metal material particles adhering and depositing on the inner peripheral surface of the
また、スパッタリング工程において、イオンビーム源３０は、原料チューブ１０の内腔で、スパッタターゲット２０と共に、原料チューブ１０の近位端方向に原料チューブ１０に対して相対的に移動する構成としてもよい。
このような構成におけるイオンビーム源３０の移動速度とスパッタターゲット２０の移動速度は特に限定されない。医療用管状体の内周面に薄く、均一で平滑な金属膜１１を形成する観点、及び製造工程を容易にする観点からは、イオンビーム源３０の移動速度とスパッタターゲット２０の移動速度とを同じにすることが好ましい。イオンビーム源３０の移動速度とスパッタターゲット２０の移動速度とを同じにすることで、イオンビーム源３０とスパッタターゲット２０との距離が一定に保たれ、イオンビーム３１のエネルギーを一定にしたままスパッタリング工程を行うことができる。その結果、簡便に、原料チューブ１０の内周面に薄く、均一で平滑な金属膜１１を形成することができる。
なお、イオンビーム源３０の移動速度とスパッタターゲット２０の移動速度とを変える場合には、イオンビーム源３０とスパッタターゲット２０との距離に応じて、原料チューブ１０の内周面にダメージを与えない範囲で、イオンビーム３１のエネルギーを制御する。このようにすることで、原料チューブ１０の内周面に薄く、均一で平滑な金属膜１１を形成することができる。
Further, in the sputtering process, the
The moving speed of the
Note that when the moving speed of the
なお、スパッタターゲット２０やイオンビーム源３０の移動速度は原料チューブ１０の内径及び長さに応じて適宜設定することができる。
The moving speed of the
本実施形態に係る医療用管状体の内周面に成膜される金属膜１１の厚みは、薄く且つ均一である。医療用管状体の内周面に成膜された金属膜１１の厚みは、好ましくは６０〜１０００ｎｍ、より好ましくは１００〜５００ｎｍ、さらに好ましくは１５０〜３００ｎｍである。金属膜１１の厚みを上記範囲とすることで、医療用管状体の製造コストを低減できる。また、医療用管状体を湾曲させても金属膜１１の割れや剥離を防止できる。
金属膜１１の厚みは、医療用管状体の周方向の断面における任意の５点の膜厚、及び、医療用管状体の軸断面における任意の５点の膜厚を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定し、その平均値とする。なお、医療用管状体の軸断面における任意の各点同士は、少なくとも２０ｍｍ離間する。
The thickness of the metal film 11 formed on the inner peripheral surface of the medical tubular body according to the present embodiment is thin and uniform. The thickness of the metal film 11 formed on the inner peripheral surface of the medical tubular body is preferably 60 to 1000 nm, more preferably 100 to 500 nm, and still more preferably 150 to 300 nm. By making the thickness of the metal film 11 in the above range, the manufacturing cost of the medical tubular body can be reduced. Moreover, even if the medical tubular body is curved, the metal film 11 can be prevented from cracking or peeling.
As for the thickness of the metal film 11, the film thickness at any five points in the circumferential cross section of the medical tubular body and the film thickness at any five points in the axial cross section of the medical tubular body are measured by a scanning electron microscope (SEM). And measure the value as the average value. In addition, arbitrary points in the axial cross section of the medical tubular body are separated from each other by at least 20 mm.
金属膜１１の表面粗さＲａは、好ましくは０．１μｍ以下、より好ましくは０．０４μｍ以下、さらに好ましくは０．０１μｍ以下である。金属膜１１の表面粗さＲａを上記範囲とすることで、内周面におけるバクテリアの付着がより抑制され、内腔の閉塞を防止できる。
金属膜１１の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２０１３年）に準拠して、例えばナノスケールハイブリッド顕微鏡（ＶＮ−８０１０、キーエンス社製）を用いて、粗さ曲線を描き、以下に示す式（１）より算出できる。式（１）において、Ｌは測定長さ、ｘは平均線から測定曲線までの偏差である。
The surface roughness Ra of the metal film 11 is based on JIS B0601 (2013), for example, using a nanoscale hybrid microscope (VN-8010, manufactured by Keyence Corporation) to draw a roughness curve. It can be calculated from 1). In equation (1), L is the measurement length, and x is the deviation from the average line to the measurement curve.
また、本実施形態におけるスパッタリング工程においては、原料チューブ１０を重力方向に沿って配置し、重力方向の上部側を前記原料チューブ１０の遠位端側、重力方向の下側を前記原料チューブ１０の近位端側とする、いわゆるスパッタダウン方式を採用することが好ましい。このようにすることで、原料チューブ１０の内周面に金属材料を付着・堆積させやすくなる。
Moreover, in the sputtering process in this embodiment, the
また、本実施形態におけるスパッタリング工程においては、対向スパッタ法を採用することが好ましい。対向スパッタ法とは、原料チューブ１０の内腔の遠位端側に配置されるスパッタターゲット２０に対向するように、原料チューブの近位端側に別のスパッタターゲット（図示しない）を配置し、スパッタリング工程を行う方法をいう。対向スパッタ法によれば、二つのスパッタターゲットの間に垂直な直流磁界が印加されるため、イオンビームに直進性が付与される。その結果、スパッタターゲットを構成する金属材料が効率よく弾き出されるため、原料チューブの内周面を短時間で金属被覆できる。したがって、医療用管状体の生産性がより向上する。
Moreover, it is preferable to employ a counter sputtering method in the sputtering step in the present embodiment. In the facing sputtering method, another sputtering target (not shown) is arranged on the proximal end side of the source tube so as to face the
なお、対向スパッタ法に用いる、原料チューブ１０の近位端側に配置されるスパッタターゲット（上記「別のスパッタターゲット」）の材質、形状は特に限定されず、上述したスパッタターゲット２０と同様のものを用いることができる。また、別のスパッタターゲットは、原料チューブ１０の内腔の近位端側に配置しても、原料チューブ１０の外の近位端側に配置してもよい。
In addition, the material and shape of the sputtering target (above-mentioned “another sputtering target”) disposed on the proximal end side of the
以下において、上記の製造方法で得られる医療用管状体としてドレナージチューブを例に挙げ、具体的に説明する。 Hereinafter, a drainage tube will be described as an example of the medical tubular body obtained by the above manufacturing method, and will be specifically described.
本実施形態に係るドレナージチューブは、内径が０．５〜１０ｍｍであり、内周面が銀からなる金属膜により被覆され、金属膜の厚みは６０〜１０００ｎｍ、好ましくは１００〜５００ｎｍ、より好ましくは１５０〜３００ｎｍである。また、金属膜の表面粗さＲａは、好ましくは０．１μｍ以下、より好ましくは０．０４μｍ以下、さらに好ましくは０．０１μｍ以下である。金属膜の厚みや表面粗さＲａは上述した測定法により測定できる。このようなドレナージチューブによれば、体内に数か月留置された場合であっても、内腔におけるバクテリアの増殖が抑制され、内腔の閉塞を防止できる。 The drainage tube according to the present embodiment has an inner diameter of 0.5 to 10 mm, and the inner peripheral surface is covered with a metal film made of silver, and the thickness of the metal film is 60 to 1000 nm, preferably 100 to 500 nm, more preferably. 150-300 nm. The surface roughness Ra of the metal film is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.04 μm or less, and still more preferably 0.01 μm or less. The thickness and surface roughness Ra of the metal film can be measured by the measurement method described above. According to such a drainage tube, even when it is indwelled in the body for several months, the growth of bacteria in the lumen can be suppressed and the blockage of the lumen can be prevented.
なお、本願発明に係るドレナージチューブの内周面に形成される金属膜の厚みは、原料チューブの厚みに対して小さいため、内周面に金属膜の形成されたドレナージチューブの内径と、原料チューブの内径とは実質的に同一である。 In addition, since the thickness of the metal film formed on the inner peripheral surface of the drainage tube according to the present invention is smaller than the thickness of the raw material tube, the inner diameter of the drainage tube in which the metal film is formed on the inner peripheral surface and the raw material tube Is substantially the same as the inner diameter.
ドレナージチューブは、例えば胆管または膵管に挿入して留置され、胆汁などの体液を排出する際に用いられる。ドレナージチューブは可撓性のチューブである。また、ドレナージチューブは生体組織を貫通できるように柔軟で且つ強度のあるものであり、好適には、胆汁、膵液などの体液により変質しないものである。 The drainage tube is inserted and placed in, for example, the bile duct or pancreatic duct, and is used when discharging bodily fluids such as bile. The drainage tube is a flexible tube. Further, the drainage tube is flexible and strong enough to penetrate the living tissue, and preferably is not denatured by body fluids such as bile and pancreatic juice.
ドレナージチューブは通常、樹脂から形成される。樹脂の具体例としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、シリコーンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴムなどが挙げられる。なお、ドレナージチューブには、Ｘ線で留置場所を確認できるようにするために硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ビスマス、硫化モリブデン等のＸ線不透過性物質（造影剤）を、チューブの表面に付着し又はチューブを構成する樹脂に混練して形成したものを使用することもできる。ドレナージチューブの外径は、好ましくは１．５〜１０ｍｍ、より好ましくは１．８〜９ｍｍである。ドレナージチューブの内径は、好ましくは０．５〜９．５ｍｍ、より好ましくは１〜８．５ｍｍである。 The drainage tube is usually formed from a resin. Specific examples of the resin include polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyamide, polyester, silicone rubber, natural rubber, chloroprene rubber, and butyl rubber. In addition, an X-ray impermeable substance (contrast agent) such as barium sulfate, titanium oxide, bismuth oxide, molybdenum sulfide is attached to the drainage tube on the tube surface so that the indwelling location can be confirmed by X-ray. Alternatively, those formed by kneading the resin constituting the tube can also be used. The outer diameter of the drainage tube is preferably 1.5 to 10 mm, more preferably 1.8 to 9 mm. The inner diameter of the drainage tube is preferably 0.5 to 9.5 mm, more preferably 1 to 8.5 mm.
ドレナージチューブの端部には、通常、ドレナージチューブのルーメンと連結する末端孔または側孔が設けられている。側孔または末端孔の直径は、通常０．５〜２ｍｍである。側孔の数は、通常２〜１０個であり、末端孔の数は、通常１個である。 The end portion of the drainage tube is usually provided with a terminal hole or a side hole connected to the lumen of the drainage tube. The diameter of a side hole or a terminal hole is 0.5-2 mm normally. The number of side holes is usually 2 to 10, and the number of terminal holes is usually 1.
以上説明したドレナージチューブは、医療用管状体の一例である。本実施形態に係る製造方法により得られる医療用管状体としては、ドレナージチューブの他に、チューブステントやカバードステント等が挙げられる。 The drainage tube described above is an example of a medical tubular body. Examples of the medical tubular body obtained by the manufacturing method according to the present embodiment include a tube stent and a covered stent in addition to the drainage tube.
１０・・・原料チューブ
１１・・・金属膜
２０・・・スパッタターゲット
２１・・・スパッタターゲット保持部材
２２・・・駆動制御部
３０・・・イオンビーム源
３１・・・イオンビーム
４０・・・ガス供給源
４１・・・不活性ガス
DESCRIPTION OF
Claims (11)
原料チューブの内腔の遠位端側に、前記原料チューブの内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲットを配置する工程と、
前記スパッタターゲットの近位端側にイオンビーム源を配置する工程と、
前記原料チューブの内腔に不活性ガスを導入する工程と、
前記スパッタターゲットを、前記原料チューブの内腔で近位端方向に前記原料チューブに対して相対的に移動させつつ、前記イオンビーム源から前記スパッタターゲットに向けてイオンビームを照射し、前記原料チューブの内周面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、を含む医療用管状体の製造方法。 A method for producing a medical tubular body having a metal film on an inner peripheral surface,
Disposing a sputter target capable of moving the lumen of the source tube in the axial direction on the distal end side of the lumen of the source tube;
Disposing an ion beam source on the proximal end side of the sputter target;
Introducing an inert gas into the lumen of the source tube;
Irradiating an ion beam from the ion beam source toward the sputter target while moving the sputter target relative to the raw material tube in the proximal end direction in the lumen of the raw material tube, the raw material tube And a sputtering process for forming a metal film on the inner peripheral surface of the medical tubular body.
前記原料チューブの内腔の遠位端側に配置され、前記原料チューブの内腔を軸方向に移動可能なスパッタターゲット保持部材と、
前記スパッタターゲットの近位端側に配置されるイオンビーム源と、
前記原料チューブの内腔に不活性ガスを供給するガス供給源と、
前記原料チューブの内周面に金属膜を形成する際に、前記スパッタターゲット保持部材を前記原料チューブの近位端側に移動するように駆動する駆動制御部と、を有するスパッタリング装置。
A sputtering apparatus for forming a metal film on the inner peripheral surface of a raw material tube,
A sputter target holding member disposed on the distal end side of the lumen of the source tube and capable of moving in the axial direction of the lumen of the source tube;
An ion beam source disposed on a proximal end side of the sputter target;
A gas supply source for supplying an inert gas to the lumen of the raw material tube;
A sputtering apparatus comprising: a drive control unit that drives the sputtering target holding member to move to the proximal end side of the raw material tube when forming a metal film on the inner peripheral surface of the raw material tube.
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| CN112680706A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 武汉理工大学 | Magnetron sputtering device for coating inner wall of pipe with large length-diameter ratio |
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| CN112680706B (en) * | 2020-12-18 | 2022-08-16 | 武汉理工大学 | Magnetron sputtering device for coating inner wall of pipe with large length-diameter ratio |
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