合金組成物及びこの合金組成物を含む機器
合金組成物と、この合金組成物を含む機器及び器具とを開示する。この合金組成物の硬度、強度、耐腐食性及び生体適合性は高い。この合金組成物を用いて、例えば、医療用機器及び医療用製品を製造することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合金組成物と、この合金組成物を含む医療用インプラント、医療用器具並びに非医療産業用製品及び商業製品などの機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼は、鉄と、クロム、ニッケル及びモリブデンなど他の元素とを含む合金である。この合金は高硬度、高引張強度及び高耐腐食性を示し得る。
結果として、ステンレス鋼を用いて種々の製品を製造することが可能である。例えば、ステンレス鋼を用いて、医療用機器（ステント及び整形外科用インプラントなど）及び医療用器具（メスなど）を作製し得る。ステンレス鋼により、不具合を生じ得る摩耗及び変形に抵抗するための硬度及び強度が、それらの医療用機器及び医療用器具に付与され得る。同時に、それらの医療用機器又は医療用器具が、例えば、腐食を促進し得る反復的な蒸気オートクレーブ滅菌又は体内の電解質条件に暴露されるとき、ステンレス鋼により良好な耐腐食性が付与され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
本発明は合金組成物と、この合金組成物を含む機器とに関する。
一態様では、本発明は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する合金からなる医療用機器を特徴とする。
【０００４】
実施形態には、次の特徴のうちの１つ以上が含まれてよい。合金は約３〜約２２重量％のクロムを含有する。合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する。合金は約５５重量％より多くの白金、例えば、約６０重量％より多くの白金、約６５重量％より多くの白金、約７０重量％より多くの白金、約７５重量％より多くの白金、約８０重量％より多くの白金、約９０重量％より多くの白金を含有する。合金はニッケル、例えば、約６重量％未満のニッケルを含有する。合金は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する。合金は約２５重量％未満の鉄を含有する。
【０００５】
この合金は次の特性のうちの１つ以上を有し得る。合金はほぼ完全にマルテンサイトであるか、合金の約５０％以上、例えば、約７０％以上、約９０％以上がマルテンサイトである。合金の耐孔食性指数は約２６より大きい。合金の硬度は約２４ＨＲＣより大きい。合金の引張強度は最大引張強度で約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい。合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。
【０００６】
この医療用機器の実施形態は種々の形態を有し得る。この医療用機器は身体にインプラントされるように適合され得る。この医療用機器は、固定用機器、補綴具、股関節（ｈｉｐ ｓｔｅｍ）、膝蓋（ｋｎｅｅ ｔｒａｙ）又は歯科補綴具の形態であり得る。この医療用機器は外科用器具に対し適合され得る。この外科用器具は鉗子（ｆｏｒｃｅｐ）、クランプ、針、鋏又はメスの形態であり得る。この医療用機器は、本発明の合金からなる切断エレメントを備えるバルーンカテーテルの形態であり得る。
【０００７】
別の態様では、本発明は、ステンレス鋼と、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、金、銀又は鉛のうちから選択される約５０重量％より多くの１つ以上の第１の元素とを含有する合金からなる医療用機器を特徴とする。
【０００８】
実施形態は次の特性のうちの１つ以上を有し得る。ステンレス鋼は３１６ステンレス鋼など３００系のステンレス鋼である。合金は約６０重量％より多くの第１の元素、例えば
、約７０重量％より多くの第１の元素を含有する。合金はクロム及びモリブデンを含有する。合金の約５０％以上はマルテンサイトである。第１の元素は白金である。合金はステンレス鋼、１つ以上の第１の元素、クロム及びモリブデンから本質的になる。ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼であり、第１の元素は白金であり、かつ、合金は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンとを含有する。
【０００９】
別の態様では、本発明は、硬度が約２４ＨＲＣより大きく、耐孔食性指数が約２６より大きい合金からなる医療用機器を特徴とする。この合金の約５０％以上はマルテンサイトである。
【００１０】
実施形態は次の特性のうちの１つ以上を有してよい。合金の最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい。合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。合金の放射線不透過性は３１６Ｌステンレス鋼の放射線不透過性より高い。
【００１１】
別の態様では、本発明は、約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する組成物を特徴とする。
実施形態には、次の特徴のうちの１つ以上が含まれてよい。組成物は約３〜約２２重量％のクロムを含有する。組成物は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する。組成物は約５５重量％より多くの白金を含有する。組成物はニッケル、例えば、約６重量％未満のニッケルを含有する。組成物は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する。組成物は約２５重量％未満の鉄を含有する。組成物はほぼ完全にマルテンサイトであり、例えば、組成物の約５０％以上、約７０％以上、約９０％以上がマルテンサイトである。組成物の耐孔食性指数は約２６より大きい。組成物の硬度が約２４ＨＲＣより大きいか、若しくは、組成物の最大引張強度が約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きいか、又はその両方である。組成物の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。
【００１２】
実施形態は次の利点のうちの１つ以上を有してよい。合金組成物は高硬度（例えば、工具鋼と同様）及び高耐腐食性を有し得る。組成物の放射線不透過性は高く、結果として、Ｘ線透視法を用いて組成物を観察可能である。一部の実施形態では、組成物のニッケル濃度は比較的低く（例えば、外科用鋼の３１６Ｌ又は３０４Ｌと比較して）、組成物の生体適合性を増大し得る。合金組成物を用いて、医療用機器、医療用器具、地質掘穿機材及び石油採掘機材、海洋（例えば、水中）機材並びに建築構造物を含む種々の製品を作製することが可能である。
【００１３】
本明細書では、「合金」は、例えば、共に溶融されること及び溶融時に相互に溶解することにより密に結合した、２以上の金属から又は金属及び非金属から構成される物質を意味する。
【００１４】
本発明の他の態様、特徴及び利点は、好適な実施形態の説明及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
本発明は、合金組成物と、この合金組成物を含む製品とを特徴とする。この合金組成物は、医療用途又は非医療用途に適切な放射線不透過性、硬度、強度、伸び及び耐腐食性など、１つ以上の物理的特性若しくは機械的特性又はその両方を有する。一部の実施形態では、この合金組成物はステンレス鋼（３１６Ｌステンレス鋼など）をステンレス鋼の硬度などを強化することが可能な１つ以上の元素（Ｐｔなど）と組み合わせること（例えば、溶解すること）により、生成される。結果として、この合金組成物は、ステンレス鋼と同様の耐腐食性若しくは生体適合性又はその両方と、工具鋼の高硬度とを有し得る。続いて、この合金組成物から、そうした特性の組み合わせによる利益を受ける製品（インプラント可能な補綴具など）を作製し得る。
【００１５】
以下のテーブル１には、特に、クロム、モリブデン、鉄及び元素Ｘを含む合金を示す。
【００１６】
【表１】
元素Ｘは、原子量が約１８０〜約２１０の元素など、原子量が約１００〜約２３９の元素のうちの１つ以上（例えば、２，３，４，５，６以上）を含み得る。幾つかの実施形態では、元素Ｘの結晶格子パラメータ「ａ」は、約３．８０以上など、約２．８６以上である。元素Ｘの例には、白金、イリジウム、ロジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、金、パラジウム、銀及び鉛が含まれる。これに加えて、合金には、炭素、窒素、マンガン、銅、亜鉛、ケイ素、リン及びニッケルのうちの１つ以上の元素が含まれてもよい。
【００１７】
理論に拘束されようとするものではないが、クロムは、例えば、合金の耐孔食性を増すことにより、合金の耐腐食性を高め得ると考えられる。例えば、一定のステンレス鋼では、１２重量％以上にて、クロムが鋼表面に薄酸化膜を形成し、腐食攻撃に対する鋼の耐性を高め得る。耐腐食性の程度は鋼中のクロム濃度と、他の元素の濃度との関数であり得る。この合金は約３〜約２２重量％のクロムを含み得る。この合金は、約３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１重量％以上のクロムを含むか、若しくは、２２，２１，２０，１９，１８，１７，１６，１５，１４，１３，１２，１１，１０，９，８，７，６，５，４重量％以下のクロムを含むか、又はその両方であり得る。
【００１８】
また、腐食、例えば、孔食及び間隙腐食に対する合金の耐性を高めるために、合金にモリブデンを添加できる。一部の実施形態では、この合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含む。例えば、この合金は、約１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．２５，２．５，２．７５，３，３．２５，３．５，３．７５重量％以上のモリブデンを含むか、若しくは、４，３．７５，３．５，３．２５，３，２．７５，２．５，２．２５，２，１．７５，１．５，１．２５重量％以上のモリブデンを含むか、又はその両方であり得る。
【００１９】
元素Ｘ（例えば、Ｐｔ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ａｇ及びＡｕ）は、例えば、合金の強度、硬度及び放射線不透過性のうちの１つ以上など、合金を高めることが可能な元素の群から選択される。理論に拘束されようとするものではないが、元素Ｘは、合金の構造の格子にひずみを与え格子を変形させて合金を強化することにより、固溶体に合金を強化させ得ると考えられる。例えば、元素Ｘの格子パラメータ「ａ」は、鉄の格子パラメータ「ａ」（Ｆｅ＝２．８６６）より大きい。結果として、元素Ｘの原子が結晶格子に組み込まれると、ひずみ（変形）が生じ、材料が強化される。一部の実施形態では、元素Ｘの密度は鉄の密度（７．８７ｇ／ｃｍ３）以上である。高密度の元素Ｘは、例えば、従来の市販の鉄系ステンレス鋼合金（３１６Ｌ，３０４Ｌ，４１０など）と比較して、合金組成物の放射線不透過性（即ち、Ｘ線に対する可視性）を増大し得る。これにより、これらの合金から作製された一定の製品（医療用インプラントなど）をＸ線により観察することが可能となる。また、高濃度の元素Ｘは合金の密度を増大し得る。一部の実施形態では、この合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きく、例えば、約１１．５，１２．
０，１２．５，１３．０ｇ／ｃｍ３より大きい。この高密度の合金により、例えば、効果的なアンカー又はバラストが可能となる。
【００２０】
合金は、全体で約５０〜約９０重量％の１つ以上の元素Ｘを含み得る。この合金は、約５０，５５，６０，６５，７０，７５，８０，８５重量％以上の元素Ｘを含むか、若しくは、９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５重量％以下の元素Ｘを含むか、又はその両方であり得る。
【００２１】
一部の実施形態では、合金はニッケルを含む。この合金は、約５．５重量％未満のニッケルを含み得る。例えば、合金は、約５．５，５，４．５，４，３．５，３，２．５，２，１．５重量％以下のニッケルを含むか、若しくは、１，１．５，２，２．５，３，３．５，４，４．５重量％以上のニッケルを含むか、又はその両方であり得る。一部の実施形態では、この合金は実質的にニッケルを含まない、即ち、１重量％以下（例えば、０．０５重量％以下、０．０３重量％以下）のニッケルしか含まない。ニッケルは、一部の患者にアレルギー性作用若しくは細胞毒性作用又はその両方を引き起こし得ると考えられる。したがって、合金中のニッケル量を減少させることにより、それらの作用の発生を減少（最小化又は除去）し得る。
【００２２】
この合金は、マイクロアロイ化元素又は微量（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｍｏｕｎｔ）の不純物元素を含み得る。例えば、合金は、リン（例えば、最大で０．０２５重量％）、ケイ素（例えば、最大で０．７５重量％）、硫黄（例えば、最大で０．０１０重量％）、ニオブ（例えば、約０．０１３重量％）、バナジウム（例えば、約０．０７重量％）、チタン（例えば、０．００２重量％）、銅（例えば、約０．２重量％）、セレン（例えば、約０．２重量％）及びアルミニウム（例えば、約０．００９重量％）のうちの１つ以上を含んでよい。材料の素性に応じて、他のマイクロアロイ化元素及び微量元素の場合もある。
【００２３】
鉄は、例えば、上述の合金の他の元素を集計した後の、合金の残部を組成する。一部の実施形態では、合金は、０重量％より多く約２５重量％未満の鉄を含む。例えば、合金は、約２５，２３，２１，１９，１７，１５，１３，１１，９，７，５，３重量％以下の鉄を含み得る。
【００２４】
合金は、合金の成分を密に組み合わせることにより合成され得る。一部の実施形態では、合金組成物の標本は、仕込みの合金成分を溶解することにより作製される。例えば、５０重量％以上（例えば、＞６０重量％、＞７０重量％）の白金を３１６Ｌステンレス鋼と、追加のクロム金属及び追加のモリブデン金属（耐腐食性のため）のうちの１つ以上と共に溶解し、目標の合金組成物を生成し得る。これに代えて、適切な濃度の元素の粉体を溶解することにより、目標の合金組成物を生成し得る。溶解には、真空誘導溶解（ＶＩＭ）、真空アーク再溶解（ＶＡＲ）、電子ビーム溶解（ＥＢＭ）、プラズマ溶解、真空又は不活性ガスプラズマ蒸着、熱間等方圧加圧並びに冷間加圧及び焼結のうちの１つ以上を用いることができる。標本は、インゴット、圧粉体又は堆積物の形態であり得る。
【００２５】
続いて、合金標本は加工されて（例えば、熱処理により）、選択された構造及び特性を有する材料を生成する。好適な実施形態では、合金のミクロ構造はマルテンサイトが優勢（５０％より多い）である、即ち、この合金は主にマルテンサイト相からなる。マルテンサイトミクロ構造により、この合金には高引張強度及び高硬度が付与されると考えられる。一部の場合には、合金の約５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％以上がマルテンサイトであり得る。好適には、合金はほぼ完全にマルテンサイトである。
【００２６】
一部の実施形態では、合金は高耐腐食性を有する。耐腐食性特性は耐孔食性指数（ＰＲ
Ｅ；ｐｉｔｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）として特徴付けられ、ＰＲＥ＝％Ｃｒ＋３．３（％）Ｍｏ＋３０Ｎとして算出され得る。ここで、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎは、それぞれ、合金中のクロム、モリブデン、窒素の重量％濃度である。ＰＲＥについてのさらなる情報は、エス．ディ．カイザー（Ｓ．Ｄ．Ｋｉｓｅｒ）、「溶接腐食の防止（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｗｅｌｄ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）」、アドバンスド・マテリアルズ・アンド・プロセシーズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、２００２年３月、ｐ．３２−３５に見ることができる。好適な実施形態では、合金の耐孔食性指数は約２６以上である。
【００２７】
合金は高硬度及び高強度のうちの１つ以上も有し得る。一部の実施形態では、この合金のロックウェル硬度は約２４ＨＲＣより大きく、例えば、約３０，３５，４０，４５，５５ＨＲＣより大きい。合金は、約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい最大引張強度（ＵＴＳ）、例えば、約１２４１ＭＰａ（１８０ｋｓｉ），約１３７９ＭＰａ（２００ｋｓｉ），約１５１７ＭＰａ（２２０ｋｓｉ）より大きい最大引張強度を有し得る。
【００２８】
図１には、この合金から製品を製造する方法を示す。最初に、合金の標本を合成し（例えば、合金の成分を溶解することにより）（工程２０）、続いて、標本を熱処理する（工程２２）。熱処理において、溶解及び凝固のために生じる元素の偏析による標本中の不均一性が低減（例えば、除去）されることにより、標本が均一化される。また、熱処理により、合金中にマルテンサイト構造が形成される。一部の実施形態では、この標本を約１３００℃で約６時間に渡って加熱し、緩やかに冷却する。
【００２９】
続いて、熱処理した標本を、さらなる加工に適切な寸法及び形状に成形する（工程２４）。例えば、標本を熱間加工して、ビレット、棒、板、ストリップ（ｓｔｒｉｐ）、箔又は管を作製し得る。これに代えて、又は、これに加えて、中間焼なまし工程若しくは熱間焼戻し工程と共に標本を冷間加工し、所望の形状及び寸法を得ることが可能である。
【００３０】
続いて、この標本を、製造手法を用いて製品に成形する（工程２６）。例えば、標本を鍛造すること若しくは機械加工すること又はその両方により、製品を作製し得る。一部の場合には、目的の用途に適合した強度、硬度及び延性の調和した、焼戻しされたマルテンサイトミクロ構造を生成する最終の熱処理により、この製品を仕上げる（工程２８）。
【００３１】
高硬度、高強度及び高耐腐食性の組み合わせにより、この合金から種々の製品を作製することが可能となる。例えば、この合金を用いて、医療用製品を作製し得る。この合金を用いて、高強度及び高硬度のうちの１つ以上を有することによる利益を受ける鉗子、クランプ、針、鋏及びメスなどの医療用器具を作製することが可能である。また、この合金を用いて、２００３年１月２日に出願の米国特許出願第１０／３３５，６０４号明細書並びに米国特許第５，２０９，７９９号明細書及び米国特許第５，３３６，２３４号明細書に記載の医療用バルーンカテーテルに装備されているような、切断エレメントを製造し得る。合金の硬度及び強度により、刃が丸まること（これにより鋭利さが減少し得る）及び製品形状の変形が減少され得る。また、一部の場合、合金の耐腐食性が比較的高いため、器具を反復的な蒸気オートクレーブ滅菌サイクルに暴露することが可能となる。結果として、この器具はさらに再使用され得るので、交換のコストが減少される。
【００３２】
この合金を用いて、過負荷及び破損に対する高強度、高耐腐食性及び生体適合性（例えば、長期に渡り（１０年間より長くなど）身体にインプラントされていることが可能）のうちの１つ以上を有することによる利益を受ける医療用機器を作製することが可能である。適切な医療用機器の例には、内部及び外部の固定用機器、股関節、膝蓋及び歯科補綴具が含まれる。
【００３３】
この合金を用いて、他の内補綴具も製造し得る。例えば、この合金は、キム（Ｋｉｍ）らによる米国特許第６，１４６，４０４号明細書に記載の着脱可能な血栓フィルタなどのフィルタ、ダニエル（Ｄａｎｉｅｌ）らによる米国特許第６，１７１，３２７号明細書に記載のものなど血管内フィルタ、及び、ソーン（Ｓｏｏｎ）らによる米国特許第６，３４２，０６２号明細書に記載のものなど大静脈フィルタに用いられ得る。これらの明細書を引用により本願に援用する。
【００３４】
また、この合金は、米国特許第４，９５８，６２５号明細書、米国特許第５，３６８，０４５号明細書及び米国特許第５，０９０，４１９号明細書に記載のマイヤー・ステアラブル・ガイドワイヤ（Ｍｅｉｅｒ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｇｕｉｄｅ Ｗｉｒｅ）（ＡＡＡステント処置用）及びＡＳＡＰ（商標）オートメイテッド・バイオサイ・システム（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｉｏｐｓｙ Ｓｙｓｔｅｍ）などのガイドワイヤに用いられ得る。これらの明細書を引用により本願に援用する。
【００３５】
この合金は、非医療目的においても用いられ得る。例えば、この合金を用いて、過酷な負荷及び環境条件に対抗する高強度及び高耐腐食性を有することによる利益を受ける製品を作製することが可能である。この合金は、地質掘穿若しくは石油採掘又はその両方、過酷な腐食条件に暴露される海洋機材又は海洋構造物並びに構造部品における成分として、用いられ得る。この合金は、その高密度により、海洋アンカー及びバラスト棒、バランスビーム部材、兵器の投射体並びに、高い密度、強度、硬度及び耐腐食性が所望される他の用途において有用となり得る。この合金の高い硬度及び耐腐食性は、剃刀刃、ナイフの刃及び鋏などの切断刃を作製する際に有用である。
【００３６】
以下の実施例は例示であって、限定を意図するものではない。
［実施例］
以下の実施例では３つの合金組成物の特徴を示す。３１６Ｌステンレス鋼（カーペンター（Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ）社により市販されているＢｉｏＤｕｒ（登録商標））を５０，６０，７０重量％の白金金属と組み合わせることにより、これらの合金組成物を合成した。これらの実施例では、追加のクロム金属及びモリブデン金属を添加して、公称Ｃｒ濃度を１７．８３重量％、公称Ｍｏ濃度を２．６５重量％とした（耐孔食性及び自己不動態化のため）。以下に示すように、白金濃度の増大につれ、鉄及びニッケル濃度は減少する。
【００３７】
【表２】
テーブル２には、３つの合金組成物の組成及び特徴を示す。化学分析には、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）手法を用いた。トリエーテッドタングステンチップ及び三重溶解手法を用い、実験室の真空アーク溶解炉にて、これらの合金の小さなインゴットを調整した。鋳造したままのインゴットに対し、約１２８９〜１３００℃で約６時間（約１時間の昇温時間を含む）に渡り、均一化熱処理サイクルを実行した。続いて、この標本を炉内で７００℃まで冷却し、その後、空冷した。５０重量％のＰｔの標本では、据込み鍛造及び冷間圧延により、最終厚さが約１．５２ｍｍ（約０．０６０インチ）の圧延されたストリップを各インゴットから作製した。このストリップを約１０４０℃で約２０分間に渡り焼なまし、空冷した。６０重量％のＰｔの標本は最初の冷間圧延中に割れを生じ、７０重量％のＰｔの標本は据込み鍛造より前の粗機械加工中に割れを生じた。圧延により、鋳造したままの樹枝状又は柱状の結晶粒が微細な等軸の結晶粒に微細化され、最終の熱処理により合金の特性を生成すると考えられる。
【００３８】
耐孔食性指数（ＰＲＥ）は、上述のように算出した。
密度測定には、マイクロメトリクス（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ）社の気相置換密度測定装置を用いた。ストリップの断片を秤量し、密度測定装置のチャンバー内に配置した。気体ヘリウムを用いてチャンバーの容積を測定し、標本の密度を算出した。テーブル２に示す結果は、各標本に対する３回の試験の平均の密度である。
【００３９】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析により、有意な白金の偏析のないことが明らかとなった。
ミクロ構造を明らかにするため、標本を研磨し、３０ｍＬの水、３５ｍＬのＨＣｌ及び５ｍＬのＨＮＯ３からなるエッチング液に浸漬し、５０〜７０℃まで加熱してエッチングした。５０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５００倍に拡大した光学顕微鏡写真では、わずか２つの縞（ｂａｎｄ）しかない等軸のオーステナイト結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。６０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５０倍に拡大した光学顕微鏡写真では、組織化された、延伸した結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。７０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５０倍に拡大した光学顕微鏡写真では、結晶粒内にマルテンサイト構造のある等軸のオーステナイト結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。
【００４０】
標本の硬度の測定には、約４．９０Ｎ（５００グラム重）のビッカース押し込みによる金属組織断面のミクロ硬度試験（ＡＳＴＭ Ｅ３８４）を用いた。続いて、ビッカース硬度をスケールＣのロックウェル硬度の値に変換した。テーブル２に示すように、白金濃度の増大とともに標本の硬度は増大し、７０重量％の白金の標本の硬度は工具鋼の硬度と同様であった。テーブル２に示す硬度の値は、各標本に対する５回の測定値の平均である。
【００４１】
標本の強度の測定には、ＡＳＴＭ Ｅ８による引張試験を用いた。
他の実施形態では、他のステンレス鋼を１つ以上の元素Ｘと組み合わせ得る。このステンレス鋼は、２００系（例えば、２０１，２０２）及び３００系（例えば、３０４Ｌ，３０２，３０８，３０９，３１０）などオーステナイト系ステンレス鋼の要素、フェライト系ステンレス鋼（例えば、１８−２ＦＭ，４０５，４０９，４２９，４３０，４４２）の要素、並びにマルテンサイト系ステンレス鋼（４０３，４１０，４１６，４２０，４４０Ｃ，５０２，５０３，５０４など）の要素であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】製品の製造方法を示すフローチャート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は合金組成物と、この合金組成物を含む医療用インプラント、医療用器具並びに非医療産業用製品及び商業製品などの機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼は、鉄と、クロム、ニッケル及びモリブデンなど他の元素とを含む合金である。この合金は高硬度、高引張強度及び高耐腐食性を示し得る。
結果として、ステンレス鋼を用いて種々の製品を製造することが可能である。例えば、ステンレス鋼を用いて、医療用機器（ステント及び整形外科用インプラントなど）及び医療用器具（メスなど）を作製し得る。ステンレス鋼により、不具合を生じ得る摩耗及び変形に抵抗するための硬度及び強度が、それらの医療用機器及び医療用器具に付与され得る。同時に、それらの医療用機器又は医療用器具が、例えば、腐食を促進し得る反復的な蒸気オートクレーブ滅菌又は体内の電解質条件に暴露されるとき、ステンレス鋼により良好な耐腐食性が付与され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
本発明は合金組成物と、この合金組成物を含む機器とに関する。
一態様では、本発明は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する合金からなる医療用機器を特徴とする。
【０００４】
実施形態には、次の特徴のうちの１つ以上が含まれてよい。合金は約３〜約２２重量％のクロムを含有する。合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する。合金は約５５重量％より多くの白金、例えば、約６０重量％より多くの白金、約６５重量％より多くの白金、約７０重量％より多くの白金、約７５重量％より多くの白金、約８０重量％より多くの白金、約９０重量％より多くの白金を含有する。合金はニッケル、例えば、約６重量％未満のニッケルを含有する。合金は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する。合金は約２５重量％未満の鉄を含有する。
【０００５】
この合金は次の特性のうちの１つ以上を有し得る。合金はほぼ完全にマルテンサイトであるか、合金の約５０％以上、例えば、約７０％以上、約９０％以上がマルテンサイトである。合金の耐孔食性指数は約２６より大きい。合金の硬度は約２４ＨＲＣより大きい。合金の引張強度は最大引張強度で約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい。合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。
【０００６】
この医療用機器の実施形態は種々の形態を有し得る。この医療用機器は身体にインプラントされるように適合され得る。この医療用機器は、固定用機器、補綴具、股関節（ｈｉｐ ｓｔｅｍ）、膝蓋（ｋｎｅｅ ｔｒａｙ）又は歯科補綴具の形態であり得る。この医療用機器は外科用器具に対し適合され得る。この外科用器具は鉗子（ｆｏｒｃｅｐ）、クランプ、針、鋏又はメスの形態であり得る。この医療用機器は、本発明の合金からなる切断エレメントを備えるバルーンカテーテルの形態であり得る。
【０００７】
別の態様では、本発明は、ステンレス鋼と、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、金、銀又は鉛のうちから選択される約５０重量％より多くの１つ以上の第１の元素とを含有する合金からなる医療用機器を特徴とする。
【０００８】
実施形態は次の特性のうちの１つ以上を有し得る。ステンレス鋼は３１６ステンレス鋼など３００系のステンレス鋼である。合金は約６０重量％より多くの第１の元素、例えば
、約７０重量％より多くの第１の元素を含有する。合金はクロム及びモリブデンを含有する。合金の約５０％以上はマルテンサイトである。第１の元素は白金である。合金はステンレス鋼、１つ以上の第１の元素、クロム及びモリブデンから本質的になる。ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼であり、第１の元素は白金であり、かつ、合金は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンとを含有する。
【０００９】
別の態様では、本発明は、硬度が約２４ＨＲＣより大きく、耐孔食性指数が約２６より大きい合金からなる医療用機器を特徴とする。この合金の約５０％以上はマルテンサイトである。
【００１０】
実施形態は次の特性のうちの１つ以上を有してよい。合金の最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい。合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。合金の放射線不透過性は３１６Ｌステンレス鋼の放射線不透過性より高い。
【００１１】
別の態様では、本発明は、約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する組成物を特徴とする。
実施形態には、次の特徴のうちの１つ以上が含まれてよい。組成物は約３〜約２２重量％のクロムを含有する。組成物は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する。組成物は約５５重量％より多くの白金を含有する。組成物はニッケル、例えば、約６重量％未満のニッケルを含有する。組成物は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する。組成物は約２５重量％未満の鉄を含有する。組成物はほぼ完全にマルテンサイトであり、例えば、組成物の約５０％以上、約７０％以上、約９０％以上がマルテンサイトである。組成物の耐孔食性指数は約２６より大きい。組成物の硬度が約２４ＨＲＣより大きいか、若しくは、組成物の最大引張強度が約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きいか、又はその両方である。組成物の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい。
【００１２】
実施形態は次の利点のうちの１つ以上を有してよい。合金組成物は高硬度（例えば、工具鋼と同様）及び高耐腐食性を有し得る。組成物の放射線不透過性は高く、結果として、Ｘ線透視法を用いて組成物を観察可能である。一部の実施形態では、組成物のニッケル濃度は比較的低く（例えば、外科用鋼の３１６Ｌ又は３０４Ｌと比較して）、組成物の生体適合性を増大し得る。合金組成物を用いて、医療用機器、医療用器具、地質掘穿機材及び石油採掘機材、海洋（例えば、水中）機材並びに建築構造物を含む種々の製品を作製することが可能である。
【００１３】
本明細書では、「合金」は、例えば、共に溶融されること及び溶融時に相互に溶解することにより密に結合した、２以上の金属から又は金属及び非金属から構成される物質を意味する。
【００１４】
本発明の他の態様、特徴及び利点は、好適な実施形態の説明及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
本発明は、合金組成物と、この合金組成物を含む製品とを特徴とする。この合金組成物は、医療用途又は非医療用途に適切な放射線不透過性、硬度、強度、伸び及び耐腐食性など、１つ以上の物理的特性若しくは機械的特性又はその両方を有する。一部の実施形態では、この合金組成物はステンレス鋼（３１６Ｌステンレス鋼など）をステンレス鋼の硬度などを強化することが可能な１つ以上の元素（Ｐｔなど）と組み合わせること（例えば、溶解すること）により、生成される。結果として、この合金組成物は、ステンレス鋼と同様の耐腐食性若しくは生体適合性又はその両方と、工具鋼の高硬度とを有し得る。続いて、この合金組成物から、そうした特性の組み合わせによる利益を受ける製品（インプラント可能な補綴具など）を作製し得る。
【００１５】
以下のテーブル１には、特に、クロム、モリブデン、鉄及び元素Ｘを含む合金を示す。
【００１６】
【表１】
元素Ｘは、原子量が約１８０〜約２１０の元素など、原子量が約１００〜約２３９の元素のうちの１つ以上（例えば、２，３，４，５，６以上）を含み得る。幾つかの実施形態では、元素Ｘの結晶格子パラメータ「ａ」は、約３．８０以上など、約２．８６以上である。元素Ｘの例には、白金、イリジウム、ロジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、金、パラジウム、銀及び鉛が含まれる。これに加えて、合金には、炭素、窒素、マンガン、銅、亜鉛、ケイ素、リン及びニッケルのうちの１つ以上の元素が含まれてもよい。
【００１７】
理論に拘束されようとするものではないが、クロムは、例えば、合金の耐孔食性を増すことにより、合金の耐腐食性を高め得ると考えられる。例えば、一定のステンレス鋼では、１２重量％以上にて、クロムが鋼表面に薄酸化膜を形成し、腐食攻撃に対する鋼の耐性を高め得る。耐腐食性の程度は鋼中のクロム濃度と、他の元素の濃度との関数であり得る。この合金は約３〜約２２重量％のクロムを含み得る。この合金は、約３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１重量％以上のクロムを含むか、若しくは、２２，２１，２０，１９，１８，１７，１６，１５，１４，１３，１２，１１，１０，９，８，７，６，５，４重量％以下のクロムを含むか、又はその両方であり得る。
【００１８】
また、腐食、例えば、孔食及び間隙腐食に対する合金の耐性を高めるために、合金にモリブデンを添加できる。一部の実施形態では、この合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含む。例えば、この合金は、約１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．２５，２．５，２．７５，３，３．２５，３．５，３．７５重量％以上のモリブデンを含むか、若しくは、４，３．７５，３．５，３．２５，３，２．７５，２．５，２．２５，２，１．７５，１．５，１．２５重量％以上のモリブデンを含むか、又はその両方であり得る。
【００１９】
元素Ｘ（例えば、Ｐｔ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｗ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ａｇ及びＡｕ）は、例えば、合金の強度、硬度及び放射線不透過性のうちの１つ以上など、合金を高めることが可能な元素の群から選択される。理論に拘束されようとするものではないが、元素Ｘは、合金の構造の格子にひずみを与え格子を変形させて合金を強化することにより、固溶体に合金を強化させ得ると考えられる。例えば、元素Ｘの格子パラメータ「ａ」は、鉄の格子パラメータ「ａ」（Ｆｅ＝２．８６６）より大きい。結果として、元素Ｘの原子が結晶格子に組み込まれると、ひずみ（変形）が生じ、材料が強化される。一部の実施形態では、元素Ｘの密度は鉄の密度（７．８７ｇ／ｃｍ３）以上である。高密度の元素Ｘは、例えば、従来の市販の鉄系ステンレス鋼合金（３１６Ｌ，３０４Ｌ，４１０など）と比較して、合金組成物の放射線不透過性（即ち、Ｘ線に対する可視性）を増大し得る。これにより、これらの合金から作製された一定の製品（医療用インプラントなど）をＸ線により観察することが可能となる。また、高濃度の元素Ｘは合金の密度を増大し得る。一部の実施形態では、この合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きく、例えば、約１１．５，１２．
０，１２．５，１３．０ｇ／ｃｍ３より大きい。この高密度の合金により、例えば、効果的なアンカー又はバラストが可能となる。
【００２０】
合金は、全体で約５０〜約９０重量％の１つ以上の元素Ｘを含み得る。この合金は、約５０，５５，６０，６５，７０，７５，８０，８５重量％以上の元素Ｘを含むか、若しくは、９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０，５５重量％以下の元素Ｘを含むか、又はその両方であり得る。
【００２１】
一部の実施形態では、合金はニッケルを含む。この合金は、約５．５重量％未満のニッケルを含み得る。例えば、合金は、約５．５，５，４．５，４，３．５，３，２．５，２，１．５重量％以下のニッケルを含むか、若しくは、１，１．５，２，２．５，３，３．５，４，４．５重量％以上のニッケルを含むか、又はその両方であり得る。一部の実施形態では、この合金は実質的にニッケルを含まない、即ち、１重量％以下（例えば、０．０５重量％以下、０．０３重量％以下）のニッケルしか含まない。ニッケルは、一部の患者にアレルギー性作用若しくは細胞毒性作用又はその両方を引き起こし得ると考えられる。したがって、合金中のニッケル量を減少させることにより、それらの作用の発生を減少（最小化又は除去）し得る。
【００２２】
この合金は、マイクロアロイ化元素又は微量（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｍｏｕｎｔ）の不純物元素を含み得る。例えば、合金は、リン（例えば、最大で０．０２５重量％）、ケイ素（例えば、最大で０．７５重量％）、硫黄（例えば、最大で０．０１０重量％）、ニオブ（例えば、約０．０１３重量％）、バナジウム（例えば、約０．０７重量％）、チタン（例えば、０．００２重量％）、銅（例えば、約０．２重量％）、セレン（例えば、約０．２重量％）及びアルミニウム（例えば、約０．００９重量％）のうちの１つ以上を含んでよい。材料の素性に応じて、他のマイクロアロイ化元素及び微量元素の場合もある。
【００２３】
鉄は、例えば、上述の合金の他の元素を集計した後の、合金の残部を組成する。一部の実施形態では、合金は、０重量％より多く約２５重量％未満の鉄を含む。例えば、合金は、約２５，２３，２１，１９，１７，１５，１３，１１，９，７，５，３重量％以下の鉄を含み得る。
【００２４】
合金は、合金の成分を密に組み合わせることにより合成され得る。一部の実施形態では、合金組成物の標本は、仕込みの合金成分を溶解することにより作製される。例えば、５０重量％以上（例えば、＞６０重量％、＞７０重量％）の白金を３１６Ｌステンレス鋼と、追加のクロム金属及び追加のモリブデン金属（耐腐食性のため）のうちの１つ以上と共に溶解し、目標の合金組成物を生成し得る。これに代えて、適切な濃度の元素の粉体を溶解することにより、目標の合金組成物を生成し得る。溶解には、真空誘導溶解（ＶＩＭ）、真空アーク再溶解（ＶＡＲ）、電子ビーム溶解（ＥＢＭ）、プラズマ溶解、真空又は不活性ガスプラズマ蒸着、熱間等方圧加圧並びに冷間加圧及び焼結のうちの１つ以上を用いることができる。標本は、インゴット、圧粉体又は堆積物の形態であり得る。
【００２５】
続いて、合金標本は加工されて（例えば、熱処理により）、選択された構造及び特性を有する材料を生成する。好適な実施形態では、合金のミクロ構造はマルテンサイトが優勢（５０％より多い）である、即ち、この合金は主にマルテンサイト相からなる。マルテンサイトミクロ構造により、この合金には高引張強度及び高硬度が付与されると考えられる。一部の場合には、合金の約５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％以上がマルテンサイトであり得る。好適には、合金はほぼ完全にマルテンサイトである。
【００２６】
一部の実施形態では、合金は高耐腐食性を有する。耐腐食性特性は耐孔食性指数（ＰＲ
Ｅ；ｐｉｔｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）として特徴付けられ、ＰＲＥ＝％Ｃｒ＋３．３（％）Ｍｏ＋３０Ｎとして算出され得る。ここで、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎは、それぞれ、合金中のクロム、モリブデン、窒素の重量％濃度である。ＰＲＥについてのさらなる情報は、エス．ディ．カイザー（Ｓ．Ｄ．Ｋｉｓｅｒ）、「溶接腐食の防止（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｗｅｌｄ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）」、アドバンスド・マテリアルズ・アンド・プロセシーズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、２００２年３月、ｐ．３２−３５に見ることができる。好適な実施形態では、合金の耐孔食性指数は約２６以上である。
【００２７】
合金は高硬度及び高強度のうちの１つ以上も有し得る。一部の実施形態では、この合金のロックウェル硬度は約２４ＨＲＣより大きく、例えば、約３０，３５，４０，４５，５５ＨＲＣより大きい。合金は、約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい最大引張強度（ＵＴＳ）、例えば、約１２４１ＭＰａ（１８０ｋｓｉ），約１３７９ＭＰａ（２００ｋｓｉ），約１５１７ＭＰａ（２２０ｋｓｉ）より大きい最大引張強度を有し得る。
【００２８】
図１には、この合金から製品を製造する方法を示す。最初に、合金の標本を合成し（例えば、合金の成分を溶解することにより）（工程２０）、続いて、標本を熱処理する（工程２２）。熱処理において、溶解及び凝固のために生じる元素の偏析による標本中の不均一性が低減（例えば、除去）されることにより、標本が均一化される。また、熱処理により、合金中にマルテンサイト構造が形成される。一部の実施形態では、この標本を約１３００℃で約６時間に渡って加熱し、緩やかに冷却する。
【００２９】
続いて、熱処理した標本を、さらなる加工に適切な寸法及び形状に成形する（工程２４）。例えば、標本を熱間加工して、ビレット、棒、板、ストリップ（ｓｔｒｉｐ）、箔又は管を作製し得る。これに代えて、又は、これに加えて、中間焼なまし工程若しくは熱間焼戻し工程と共に標本を冷間加工し、所望の形状及び寸法を得ることが可能である。
【００３０】
続いて、この標本を、製造手法を用いて製品に成形する（工程２６）。例えば、標本を鍛造すること若しくは機械加工すること又はその両方により、製品を作製し得る。一部の場合には、目的の用途に適合した強度、硬度及び延性の調和した、焼戻しされたマルテンサイトミクロ構造を生成する最終の熱処理により、この製品を仕上げる（工程２８）。
【００３１】
高硬度、高強度及び高耐腐食性の組み合わせにより、この合金から種々の製品を作製することが可能となる。例えば、この合金を用いて、医療用製品を作製し得る。この合金を用いて、高強度及び高硬度のうちの１つ以上を有することによる利益を受ける鉗子、クランプ、針、鋏及びメスなどの医療用器具を作製することが可能である。また、この合金を用いて、２００３年１月２日に出願の米国特許出願第１０／３３５，６０４号明細書並びに米国特許第５，２０９，７９９号明細書及び米国特許第５，３３６，２３４号明細書に記載の医療用バルーンカテーテルに装備されているような、切断エレメントを製造し得る。合金の硬度及び強度により、刃が丸まること（これにより鋭利さが減少し得る）及び製品形状の変形が減少され得る。また、一部の場合、合金の耐腐食性が比較的高いため、器具を反復的な蒸気オートクレーブ滅菌サイクルに暴露することが可能となる。結果として、この器具はさらに再使用され得るので、交換のコストが減少される。
【００３２】
この合金を用いて、過負荷及び破損に対する高強度、高耐腐食性及び生体適合性（例えば、長期に渡り（１０年間より長くなど）身体にインプラントされていることが可能）のうちの１つ以上を有することによる利益を受ける医療用機器を作製することが可能である。適切な医療用機器の例には、内部及び外部の固定用機器、股関節、膝蓋及び歯科補綴具が含まれる。
【００３３】
この合金を用いて、他の内補綴具も製造し得る。例えば、この合金は、キム（Ｋｉｍ）らによる米国特許第６，１４６，４０４号明細書に記載の着脱可能な血栓フィルタなどのフィルタ、ダニエル（Ｄａｎｉｅｌ）らによる米国特許第６，１７１，３２７号明細書に記載のものなど血管内フィルタ、及び、ソーン（Ｓｏｏｎ）らによる米国特許第６，３４２，０６２号明細書に記載のものなど大静脈フィルタに用いられ得る。これらの明細書を引用により本願に援用する。
【００３４】
また、この合金は、米国特許第４，９５８，６２５号明細書、米国特許第５，３６８，０４５号明細書及び米国特許第５，０９０，４１９号明細書に記載のマイヤー・ステアラブル・ガイドワイヤ（Ｍｅｉｅｒ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｇｕｉｄｅ Ｗｉｒｅ）（ＡＡＡステント処置用）及びＡＳＡＰ（商標）オートメイテッド・バイオサイ・システム（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｉｏｐｓｙ Ｓｙｓｔｅｍ）などのガイドワイヤに用いられ得る。これらの明細書を引用により本願に援用する。
【００３５】
この合金は、非医療目的においても用いられ得る。例えば、この合金を用いて、過酷な負荷及び環境条件に対抗する高強度及び高耐腐食性を有することによる利益を受ける製品を作製することが可能である。この合金は、地質掘穿若しくは石油採掘又はその両方、過酷な腐食条件に暴露される海洋機材又は海洋構造物並びに構造部品における成分として、用いられ得る。この合金は、その高密度により、海洋アンカー及びバラスト棒、バランスビーム部材、兵器の投射体並びに、高い密度、強度、硬度及び耐腐食性が所望される他の用途において有用となり得る。この合金の高い硬度及び耐腐食性は、剃刀刃、ナイフの刃及び鋏などの切断刃を作製する際に有用である。
【００３６】
以下の実施例は例示であって、限定を意図するものではない。
［実施例］
以下の実施例では３つの合金組成物の特徴を示す。３１６Ｌステンレス鋼（カーペンター（Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ）社により市販されているＢｉｏＤｕｒ（登録商標））を５０，６０，７０重量％の白金金属と組み合わせることにより、これらの合金組成物を合成した。これらの実施例では、追加のクロム金属及びモリブデン金属を添加して、公称Ｃｒ濃度を１７．８３重量％、公称Ｍｏ濃度を２．６５重量％とした（耐孔食性及び自己不動態化のため）。以下に示すように、白金濃度の増大につれ、鉄及びニッケル濃度は減少する。
【００３７】
【表２】
テーブル２には、３つの合金組成物の組成及び特徴を示す。化学分析には、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）手法を用いた。トリエーテッドタングステンチップ及び三重溶解手法を用い、実験室の真空アーク溶解炉にて、これらの合金の小さなインゴットを調整した。鋳造したままのインゴットに対し、約１２８９〜１３００℃で約６時間（約１時間の昇温時間を含む）に渡り、均一化熱処理サイクルを実行した。続いて、この標本を炉内で７００℃まで冷却し、その後、空冷した。５０重量％のＰｔの標本では、据込み鍛造及び冷間圧延により、最終厚さが約１．５２ｍｍ（約０．０６０インチ）の圧延されたストリップを各インゴットから作製した。このストリップを約１０４０℃で約２０分間に渡り焼なまし、空冷した。６０重量％のＰｔの標本は最初の冷間圧延中に割れを生じ、７０重量％のＰｔの標本は据込み鍛造より前の粗機械加工中に割れを生じた。圧延により、鋳造したままの樹枝状又は柱状の結晶粒が微細な等軸の結晶粒に微細化され、最終の熱処理により合金の特性を生成すると考えられる。
【００３８】
耐孔食性指数（ＰＲＥ）は、上述のように算出した。
密度測定には、マイクロメトリクス（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ）社の気相置換密度測定装置を用いた。ストリップの断片を秤量し、密度測定装置のチャンバー内に配置した。気体ヘリウムを用いてチャンバーの容積を測定し、標本の密度を算出した。テーブル２に示す結果は、各標本に対する３回の試験の平均の密度である。
【００３９】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析により、有意な白金の偏析のないことが明らかとなった。
ミクロ構造を明らかにするため、標本を研磨し、３０ｍＬの水、３５ｍＬのＨＣｌ及び５ｍＬのＨＮＯ３からなるエッチング液に浸漬し、５０〜７０℃まで加熱してエッチングした。５０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５００倍に拡大した光学顕微鏡写真では、わずか２つの縞（ｂａｎｄ）しかない等軸のオーステナイト結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。６０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５０倍に拡大した光学顕微鏡写真では、組織化された、延伸した結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。７０重量％のＰｔの標本の長さ方向の断面を５０倍に拡大した光学顕微鏡写真では、結晶粒内にマルテンサイト構造のある等軸のオーステナイト結晶粒を有するミクロ構造が明らかとなった。
【００４０】
標本の硬度の測定には、約４．９０Ｎ（５００グラム重）のビッカース押し込みによる金属組織断面のミクロ硬度試験（ＡＳＴＭ Ｅ３８４）を用いた。続いて、ビッカース硬度をスケールＣのロックウェル硬度の値に変換した。テーブル２に示すように、白金濃度の増大とともに標本の硬度は増大し、７０重量％の白金の標本の硬度は工具鋼の硬度と同様であった。テーブル２に示す硬度の値は、各標本に対する５回の測定値の平均である。
【００４１】
標本の強度の測定には、ＡＳＴＭ Ｅ８による引張試験を用いた。
他の実施形態では、他のステンレス鋼を１つ以上の元素Ｘと組み合わせ得る。このステンレス鋼は、２００系（例えば、２０１，２０２）及び３００系（例えば、３０４Ｌ，３０２，３０８，３０９，３１０）などオーステナイト系ステンレス鋼の要素、フェライト系ステンレス鋼（例えば、１８−２ＦＭ，４０５，４０９，４２９，４３０，４４２）の要素、並びにマルテンサイト系ステンレス鋼（４０３，４１０，４１６，４２０，４４０Ｃ，５０２，５０３，５０４など）の要素であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】製品の製造方法を示すフローチャート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する合金からなる医療用機器。
【請求項２】
合金は約３〜約２２重量％のクロムを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項３】
合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項４】
合金は約５５重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項５】
合金は約６０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項６】
合金は約６５重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項７】
合金は約７０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項８】
合金は約８０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項９】
合金は約９０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１０】
合金はニッケルを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１１】
合金は約６重量％未満のニッケルを含有する請求項１０に記載の医療用機器。
【請求項１２】
合金は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１３】
合金は約２５重量％未満の鉄を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１４】
合金はほぼ完全にマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１５】
合金の約５０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１６】
合金の約７０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１７】
合金の約９０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１８】
合金の耐孔食性指数は約２６より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１９】
合金の硬度は約２４ＨＲＣより大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２０】
合金の引張強度は最大引張強度で約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２１】
合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２２】
身体にインプラントされるように適合されている請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２３】
固定用機器、補綴具、股関節、膝蓋又は歯科補綴具の形態である請求項２２に記載の医
療用機器。
【請求項２４】
外科用器具に対し適合されている請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２５】
外科用器具は鉗子、クランプ、針、鋏又はメスの形態である請求項２４に記載の医療用機器。
【請求項２６】
前記合金からなる切断エレメントを備えるバルーンカテーテルの形態である請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２７】
ステンレス鋼と、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、金、銀及び鉛のうちから選択される約５０重量％より多くの１つ以上の第１の元素とを含有する合金からなる医療用機器。
【請求項２８】
ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼である請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項２９】
ステンレス鋼は３１６ステンレス鋼である請求項２８に記載の医療用機器。
【請求項３０】
合金は約６０重量％より多くの第１の元素を含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３１】
合金は約７０重量％より多くの第１の元素を含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３２】
合金はクロム及びモリブデンを含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３３】
合金の約５０％以上はマルテンサイトである請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３４】
第１の元素は白金である請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３５】
合金はステンレス鋼、１つ以上の第１の元素、クロム及びモリブデンから本質的になる請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３６】
ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼であり、第１の元素は白金であり、かつ、合金は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンとを含有する請求項３５に記載の医療用機器。
【請求項３７】
硬度は約２４ＨＲＣより大きく、耐孔食性指数は約２６より大きく、かつ、約５０％以上はマルテンサイトである合金からなる医療用機器。
【請求項３８】
合金の最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項３９】
合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項４０】
合金の放射線不透過性は３１６Ｌステンレス鋼の放射線不透過性より高い請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項４１】
約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する組成物。
【請求項４２】
約３〜約２２重量％のクロムを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４３】
約１〜約４重量％のモリブデンを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４４】
約５５重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４５】
約６０重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４６】
約６５重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４７】
約７０重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４８】
ニッケルを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４９】
約６重量％未満のニッケルを含有する請求項４８に記載の組成物。
【請求項５０】
銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項５１】
約２５重量％未満の鉄を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項５２】
ほぼ完全にマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５３】
約５０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５４】
約７０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５５】
約９０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５６】
耐孔食性指数は約２６より大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５７】
硬度は約２４ＨＲＣより大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５８】
最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５９】
密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項１】
約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する合金からなる医療用機器。
【請求項２】
合金は約３〜約２２重量％のクロムを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項３】
合金は約１〜約４重量％のモリブデンを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項４】
合金は約５５重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項５】
合金は約６０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項６】
合金は約６５重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項７】
合金は約７０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項８】
合金は約８０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項９】
合金は約９０重量％より多くの白金を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１０】
合金はニッケルを含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１１】
合金は約６重量％未満のニッケルを含有する請求項１０に記載の医療用機器。
【請求項１２】
合金は、銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１３】
合金は約２５重量％未満の鉄を含有する請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１４】
合金はほぼ完全にマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１５】
合金の約５０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１６】
合金の約７０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１７】
合金の約９０％以上はマルテンサイトである請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１８】
合金の耐孔食性指数は約２６より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項１９】
合金の硬度は約２４ＨＲＣより大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２０】
合金の引張強度は最大引張強度で約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２１】
合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２２】
身体にインプラントされるように適合されている請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２３】
固定用機器、補綴具、股関節、膝蓋又は歯科補綴具の形態である請求項２２に記載の医
療用機器。
【請求項２４】
外科用器具に対し適合されている請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２５】
外科用器具は鉗子、クランプ、針、鋏又はメスの形態である請求項２４に記載の医療用機器。
【請求項２６】
前記合金からなる切断エレメントを備えるバルーンカテーテルの形態である請求項１に記載の医療用機器。
【請求項２７】
ステンレス鋼と、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、金、銀及び鉛のうちから選択される約５０重量％より多くの１つ以上の第１の元素とを含有する合金からなる医療用機器。
【請求項２８】
ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼である請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項２９】
ステンレス鋼は３１６ステンレス鋼である請求項２８に記載の医療用機器。
【請求項３０】
合金は約６０重量％より多くの第１の元素を含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３１】
合金は約７０重量％より多くの第１の元素を含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３２】
合金はクロム及びモリブデンを含有する請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３３】
合金の約５０％以上はマルテンサイトである請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３４】
第１の元素は白金である請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３５】
合金はステンレス鋼、１つ以上の第１の元素、クロム及びモリブデンから本質的になる請求項２７に記載の医療用機器。
【請求項３６】
ステンレス鋼は３００系のステンレス鋼であり、第１の元素は白金であり、かつ、合金は約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンとを含有する請求項３５に記載の医療用機器。
【請求項３７】
硬度は約２４ＨＲＣより大きく、耐孔食性指数は約２６より大きく、かつ、約５０％以上はマルテンサイトである合金からなる医療用機器。
【請求項３８】
合金の最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項３９】
合金の密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項４０】
合金の放射線不透過性は３１６Ｌステンレス鋼の放射線不透過性より高い請求項３７に記載の医療用機器。
【請求項４１】
約２２重量％未満のクロムと、約４重量％未満のモリブデンと、約５０重量％より多くの白金と、鉄とを含有する組成物。
【請求項４２】
約３〜約２２重量％のクロムを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４３】
約１〜約４重量％のモリブデンを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４４】
約５５重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４５】
約６０重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４６】
約６５重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４７】
約７０重量％より多くの白金を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４８】
ニッケルを含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項４９】
約６重量％未満のニッケルを含有する請求項４８に記載の組成物。
【請求項５０】
銅、マンガン、ニッケル、リン、ケイ素、窒素、硫黄及び炭素を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項５１】
約２５重量％未満の鉄を含有する請求項４１に記載の組成物。
【請求項５２】
ほぼ完全にマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５３】
約５０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５４】
約７０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５５】
約９０％以上はマルテンサイトである請求項４１に記載の組成物。
【請求項５６】
耐孔食性指数は約２６より大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５７】
硬度は約２４ＨＲＣより大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５８】
最大引張強度は約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）より大きい請求項４１に記載の組成物。
【請求項５９】
密度は約１１ｇ／ｃｍ３より大きい請求項４１に記載の組成物。
【図１】
【公表番号】特表２００７−５１６０２１（Ｐ２００７−５１６０２１Ａ）
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３６７１８（Ｐ２００６−５３６７１８）
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４５８０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９６６３
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５００３３２８１４）ボストン サイエンティフィック リミテッド (627)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４５８０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９６６３
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５００３３２８１４）ボストン サイエンティフィック リミテッド (627)
【Ｆターム（参考）】
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